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Die
Erfindung betrifft eine Schmiervorrichtung für eine Spritzgießmaschine
mit mindestens einem Behältnis
für Schmiermittel,
einer Zulaufleitung für
Schmiermittel zu einer Schmierstelle und einer Ablaufleitung für Schmiermittel
von einer Schmierstelle, wobei die Schmiervorrichtung wenigstens
zwei Schmierstellen versorgt.
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Bekannt
sind unterschiedlichste Ausführungsformen
von Schmiersystemen für
Spritzgießmaschinen.
Grundsätzlich
sind aber Verbrauchschmieranlagen und Umlaufschmieranlagen als Schmiersysteme
bei Spritzgießmaschinen
im Einsatz.
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Der
Grundaufbau einer Verbrauchschmieranlage besteht aus einer Pumpe,
einer Hauptrohrleitung, einem Dosierelement, einer Schmierstellenleitung
und der Schmierstelle. Zusätzlich
können
noch Steuer- und Überwachungsorgane,
Druckschalter oder Füllstandschalter
verwendet werden. Bei einer solchen Ausführung einer Schmieranlage wird üblicherweise
ohne Rückführung des
Schmiermittels gearbeitet. Dadurch tritt das gesamte Schmiermittel
bei den zu schmierenden Gelenken bzw. Bolzen aus und wird unterhalb
der gesamten Spritzgießmaschine aufgefangen.
Durch dieses ständige
Lecken ist ein großer
Teil der Spritzgießmaschine
mit einem Ölfilm belegt.
Hinzu kommt, dass ein leichter Ölnebel
in der direkten Umluft liegt. Von vielen Benutzern von Spritzgießmaschinen
wird aber vermehrt verlangt, dass dieser Ölfilm bzw. Ölnebel im Bereich der Spritzgießmaschine
vermieden wird. Grund dafür
ist, dass Spritzgießmaschinen
immer öfter
in Rein- und Reinsträumen
ihre Verwendung finden.
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Bei
Umlaufschmierungen wird das Austreten des Schmiermittels aus dem
Schmiersystem durch Rückführung des
Schmiermittels in ein Schmiermittelreservoir unterbunden. Eine darauf
aufbauende Druckumlaufschmierung für Spritzgießmaschinen wurde bereits realisiert
(
WO 2005/077639
A1 ). Solch eine Druckumlaufschmierung ist vor allem auf
einen Einsatz von Spritzgießmaschinen
in Reinsträumen spezialisiert.
Hierbei schmiert eine Zentralschmierpumpe den Kniehebel und das
im Lagerspalt befindliche Öl
wird mit einer Sammelleitung abgeführt und damit vom Ausfließen abgehalten.
Es entsteht somit ein Schmiermittelkreislauf, aus dem kein Schmiermittel
austritt. Da die einzelnen Schmierstellen nacheinander bzw. seriell
vom Schmiermittel durchlaufen werden, muss ein hoher Druck im Schmierkreislauf herrschen.
Je mehr Schmierstellen nacheinander durchlaufen werden, desto höher muss
der Druck im Schmierkreislauf sein um eine ausreichende Versorgung
jeder Schmierstelle mit Schmiermittel zu gewährleisten. Durch den permanenten Ölstrom wird sehr
viel Energie verschwendet, da der Druck im gesamten Schmierkreislauf
stetig aufrecht bleiben muss. Dies führt aber auch dazu, dass alle
Dichtungen des Schmiermittelkreislaufs ständig unter hohem Druck stehen.
Bei Druckumlaufschmierungen gibt es deshalb einen hohen Verschleiß von Dichtungen.
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Bekannt
sind aus den Dokumenten
EP
0 344 673 A2 ,
EP
1 265 008 A1 und
US
6,085,869 A Schmiervorrichtungen für Spritzgießmaschinen, wobei hauptsächlich das
Schmieren von Spindeln und Kolben gezeigt ist. Bei der
EP 1 265 008 A1 wird dabei
beispielsweise das Schmiermittel in den Bereich um eine Spindel
gespritzt, wobei bei Erreichen einer bestimmten Höhe das Schmiermittel
durch einen Auslass im Schmierbereich in einen Ölsumpf abrinnt.
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Aus
der
DE 195 14 346
C1 ist eine Schmiervorrichtung bekannt, bei welcher das
Schmiermittel je nach Öffnungs-
oder Schließstellung
der Spritzgießmaschine
angesaugt wird und dadurch pulsweise zu den Schmierstellen (Spindeltrieb
und Gelenke) gelangt. Die Rückführung vom
Bereich des Spindeltriebes erfolgt hierbei zwar durch Leitungen,
wogegen das Schmiermittel aus den Gelenken einfach austritt und
in einen Ölsumpf
abtropft. Diese Ausführung
ist nicht für
den Einsatz in Reinräumen
geeignet.
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Aus
der
DE 10 2004
042 744 A1 ist eine Schmiervorrichtung für eine Spritzgießmaschine
mit mindestens einem Behältnis
für Schmiermittel,
einer Zulaufleitung für
Schmiermittel zu einer Schmierstelle und einer Ablaufleitung für Schmiermittel
von einer Schmierstelle, wobei die Schmiervorrichtung wenigstens
zwei Schmierstellen versorgt, wobei zu jeder der wenigstens zwei
Schmierstellen eine gesonderte Zulaufleitung verläuft, sodass
die Schmierstellen parallel mit Schmiermittel versorgbar sind. Die
DE 10 2004 026 450
A1 offenbart eine mögliche
konstruktive Umsetzung einer Schmierung an den beweglichen Teilen
einer Spritzgießvorrichtung.
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Aufgabe
der Erfindung ist deshalb, ein Schmiersystem für eine Spritzgießmaschine
zu schaffen, das keinen Ölfilm
bzw. Ölnebel
im Bereich der Spritzgießmaschine
produziert, Energie durch Vermeidung eines permanenten Ölstroms
spart und den Verschleiß der
Dichtungen des Schmiermittelkreislaufs stark reduziert. Weiter soll
die Schmiervorrichtung einfacher und kostengünstiger und somit effizienter
als bekannte Druckumlaufschmierungen sein. Auch sollte gewährleistet
sein, dass jede Schmierstelle ausreichend geschmiert ist und dass keine
Unterversorgung einer Schmierstelle auftritt. Im Gegensatz zu herkömmlichen
Verbrauchsschmierungen soll die Schmiervorrichtung auch für eine Spritzgießmaschine,
welche in Reinräumen
angewendet wird, geeignet sein.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass zu jeder der wenigstens zwei Schmierstellen eine gesonderte
Zulaufleitung verläuft,
sodass die Schmierstellen parallel mit Schmiermittel versorgbar
sind, und dass von jeder Schmierstelle eine Ablaufleitung wegführt. Vor
allem wird durch die parallele Versorgung der Schmierstellen eine
gleichmäßige Verteilung
des Schmiermittels an den Schmierstellen erreicht, ohne durchgehend
hohen Druck wie beispielsweise bei einer Druckumlaufschmierung gewährleisten
zu müssen.
Dadurch werden auch die Dichtbereiche weniger beansprucht. Die parallele
Versorgung gewährleistet
somit die ausreichende Versorgung, ohne durchgehenden Druck im gesamten
System aufrecht erhalten zu müssen, was
eine wesentliche Vereinfachung der Schmiervorrichtung bedeutet.
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Ein
wesentlicher Bereich der parallelen Versorgung der Schmierstellen
ist dabei die Ausgestaltung der Zuführleitungen. Eine Ausführungsvariante sieht
dabei vor, dass eine Hauptzuführleitung
vorgesehen ist, von welcher Nebenzuführleitungen zu den einzelnen
Schmierstellen abzweigen. Alternativ kann auch vorgesehen sein,
dass aus einem zentralen Schmiermittelreservoir separate Zuführleitungen
zu den jeweiligen Schmierstellen verlaufen. Auch eine Mischung dieser
beiden Varianten ist möglich.
Die Länge
der einzelnen Leitungen und das Verhältnis dieser Längen zueinander
hängen
generell von der Ausgestaltung der Spritzgießmaschine ab. In gleicher Art
und Weise wie die Zulaufleitung kann auch die Ablaufleitung ausgeführt sein,
die entweder in ein Schmiermittelreservoir zurückläuft (bei Umlaufschmierung)
oder in einem Auffangbehältnis
gesammelt wird (bei Verbrauchsschmierung).
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Gemäß einem
vorteilhaften Ausführungsbeispiel
ist vorgesehen, dass jeder der wenigstens zwei Schmierstellen ein
Dosierelement zugeordnet ist, welches über die Zulaufleitung Schmiermittel
erhält und
der jeweiligen Schmierstelle Schmiermittel zuweist. Somit wird noch
besser garantiert, dass keine Unterversorgung der einzelnen Schmierstellen
auftritt, die besonders bei hochbelasteten Schmierstellen unerlässlich ist.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
sieht vor, dass das Schmiermittel drucklos von der Schmierstelle über die
Ablaufleitung in das Behältnis läuft. Ein
großer
Vorteil liegt dabei darin, dass nicht der gesamte Schmiermittelkreislauf
unter Druck steht. Im Speziellen wird zwar die Zuführung des Schmiermittels
zu den Schmierstellen unter einem gewissen Druck vollzogen, die
Schmiermittelrückführung erfolgt
jedoch drucklos. Der Druckabbau kann dabei irgendwo im Bereich der
Zulaufleitung, der Schmierstelle oder der Ablaufleitung erfolgen.
Hauptsächlich
wird dieser im Bereich der Schmierstelle erfolgen, kann jedoch auch
bereits vollständig
in der Zulaufleitung abgebaut werden, sofern überhaupt ein Druck aufgebaut,
da auch eine drucklose Zuführung nur
durch Einwirkung der Schwerkraft möglich ist. Im Wesentlichen
hängt der
Druckabbau vom Durchmesser des gesamten Schmiermittelkreislaufs
ab. Bei sich verringerndem Durchmesser wird der Druck höher, wogegen
bei sich vergrößerndem
Durchmesser der Druckabbau schneller erfolgt bis das Schmiermittel
sogar drucklos im Schmiermittelkreislauf läuft. Gemäß den Abbildungen in den später angeführten Figuren
bildet der Lagerspalt diese schmalste Stelle, wodurch nach Durchlaufen
dieser Schmierstelle ein Wesentlicher Teil des Druckabbaus erfolgt,
da die Ablaufleitung wieder einen größeren Durchmesser aufweist
und damit einen höheren
Durchfluss zulässt.
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Bei
einer Druckumlaufschmierung nach dem Stand der Technik muss in der
Rücklaufleitung
ein Rückschlagventil
vorhanden sein, damit im Schmiermittelreservoir kein ständiger Druck
herrscht. Bei der erfindungsgemäßen Umlaufschmierung
ist ein solches Ventil nicht notwendig, da die gesamte Rückführung des
Schmiermittels durch die Rücklaufleitung bereits
drucklos erfolgt.
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Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Schmiervorrichtung liegt die Schmierstelle zwischen einem Hebel,
vorzugsweise einem Kniehebel, und einem Bolzen. Diese Schmierstellen
befinden sich in dem Bereich rund um den Bolzen, wo die Kniehebel gelagert
sind (in 1 sind beispielsweise sechs Schmierstellen
eingezeichnet).
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Des
Weiteren ist von Vorteil, wenn die Schmierstelle durch Dichtungsringe
abgedichtet ist. Durch dieses Abdichten kann kein Schmiermittel
aus dem Gelenk austreten, was vor allem für den Einsatz von Spritzgießmaschinen
in Reinsträumen
wie erwähnt
von großem
Vorteil ist.
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Als
besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn die Schmiervorrichtung
vorzugsweise ausschließlich
für hochbelastete
Schmierstellen von Hebelgelenken vorgesehen ist. Dies bedeutet,
dass in einer Spritzgießmaschine
nicht nur ein Schmiermittelkreislauf vorhanden sein kann. Besonders
bei stark beanspruchten Gelenkschmierungen von Spritzgießmaschinen
ist es oftmals notwendig, dass die hochbelasteten Bereiche eine
eigene Schmierung erhalten. Um hier den diversen Anforderungen gerecht
zu werden, sind unterschiedliche und unabhängige Schmiersysteme in ein
und derselben Spritzgießmaschine
vorteilhaft.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
weist die Umlaufschmierung eine Schmiermittelpumpe auf. Unterschiedliche
Schmiermittelpumpen sind in Verwendung, um genügend Druck in der Zuführungsleitung
zu den zu schmierenden Lagerstellen der Gelenke zu erreichen. Händisch,
mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigte Pumpen können als Schmiermittelpumpen
eingesetzt werden.
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Gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist hierbei die Schmiermittelpumpe als elektrische Pumpe ausgeführt. Durch
Ausführung
der Schmiermittelpumpe als elektrische Pumpe ist ein jederzeitiges
regulieren des Drucks per Hand möglich. Ein
automatisches Regulieren könnte
ebenfalls vorgesehen sein.
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Eine
vorteilhafte Ausführungsform
sieht dabei vor, dass die Schmiermittelvorrichtung ein Druckbegrenzungsventil
aufweist, das das gesamte Schmiermittelsystem vor zu hohem Druck
sichert.
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Als
besonders vorteilhaft hat sich des Weiteren herausgestellt, wenn
das Schmiermittel ein Schmieröl,
Fließfett
oder dergleichen ist. Fließfette sind
hierbei besonders geeignet, um bei höheren Drücken als Schmiermittel Verwendung
finden.
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Eine
vorteilhafte Ausführungsform
der Schmiervorrichtung sieht vor, dass die Schmiervorrichtung als
Umlaufschmierung ausgeführt
ist. Die Vorteile der Umlaufschmierung liegen – wie schon erwähnt – in der
Rückführung des
Schmieröls
und somit in dessen Wiederverwendung und im Nichtaustreten des Schmiermittels
aus den Schmierstellen bzw. Gelenken. Eine solche Umlaufschmierung
kann ein Behältnis
aufweisen, das als Schmiermittelreservoir ausgeführt ist, aus dem beispielsweise
durch die Pumpe Schmiermittel wieder in den Kreislauf eingebracht
werden kann.
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Dabei
kann die Schmiervorrichtung in der Ablaufleitung einen Schmiermittelfilter
aufweisen. Vor der Wiedereinführung
des Schmiermittels in den Schmiermittelkreislauf filtert dieser
Schmiermittelfilter den Abrieb und die Rückstände, die in den Schmierstellen
entstehen, aus dem Schmiermittel.
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Eine
besondere weitere Ausführungsform sieht
vor, dass die Schmiervorrichtung als Verbrauchsschmierung ausgeführt ist.
Diese ist allerdings nur indirekt mit einer herkömmlichen Verbrauchsschmierung
zu vergleichen, da das Schmiermittel nicht aus den Gelenken austritt.
Die Schmierstellen sind durch Dichtungsringe abgedichtet, wobei aus
den Schmierstellen die Ablaufleitungen hinausführen. Dieses hinausgeführte Schmiermittel
wird bei Verbrauchsschmierungen im Gegensatz zu Umlaufschmierungen
allerdings nicht mehr wieder in den Schmiermittelkreislauf eingeführt, sondern
kann beispielsweise mindestens zwei Behältnisse aufweisen, wobei eines
als Schmiermittelreservoir und eines als Auffangbehältnis für Schmiermittel
dient. Aus dem Schmiermittelreservoir wird das Schmiermittel über die
Zulaufleitung zu den Schmierstellen zugeführt und danach in einem Auffangbehältnis aufgefangen. Dieses
Auffangbehältnis
ersetzt in diesem Fall sozusagen die Auffangwanne, die bei herkömmlichen Spritzgießmaschinen
unter der gesamten Spritzgießmaschine
liegt, wodurch eine Spritzgießmaschine auch
bei Verwendung als Verbrauchsschmierung in Reinsträumen verwendet
werden kann.
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Wie
bereits erwähnt
kann die Ablaufleitung als Sammelleitung ausgeführt sein. Sowohl bei Umlaufschmierungen
als auch bei Verbrauchschmierungen ist es vorteilhaft, wenn die
einzelnen Ablaufleitungen aus den verschiedenen Schmierstellen in eine
Sammelleitung münden.
Bei Umlaufschmierungen könnte
diese Sammelleitung direkt in die Schmiermittelpumpe münden, um
dort den Kreislauf von neuem zu durchlaufen.
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Schutz
wird darüber
hinaus auch begehrt für eine
Spritzgießmaschine,
die eine Schmiervorrichtung mit den bisher erwähnten Merkmalen aufweist.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand
der Figurenbeschreibung unter Bezugnahme auf die in den Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispiele
im Folgenden näher
erläutert.
Darin zeigen
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1 eine
Teilansicht der Spritzgießmaschine
von oben,
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2 eine
seitliche Ansicht der Spritzgießmaschine,
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3b eine
Seitenansicht eines Hebelgelenks,
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3a einen
Schnitt A des Hebelgelenks aus 3b,
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4b wiederum
eine Seitenansicht eines Hebelgelenks,
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4a einen
Schnitt A des Hebelgelenks aus 4b,
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5b erneut
eine Seitenansicht eines Hebelgelenkt,
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5a einen
Schnitt A des Hebelgelenks aus 5b und
-
6 einen
weiteren Schnitt des Hebelgelenks.
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In 1 ist
ausschnittsweise eine Spritzgießmaschine 1 mit
den Hebeln 9 und den Bolzen 10 sowie ein Schmiermittelkreislauf
teilweise schematisch dargestellt. Im Behältnis 2 befindet sich Schmiermittel 4 (Fließfett, Schmieröl), das
durch die Schmiermittelpumpe 8 in die Zulaufleitung 5 gepumpt wird. Über Dosierelemente 14 wird
das Schmiermittel 4 in die Schmierstellen 11 der
Hebelgelenke 7 zugeführt.
Hierbei kann der Kreislauf so ausgeführt sein, dass das Schmiermittel 4 nach
Durchlaufen einer einzigen Schmierstelle 11 bereits zurückfließt. Eine
bevorzugte Ausführungsform
ist allerdings das parallele Durchlaufen sämtlicher vorzugsweise hochbelasteter Schmierstellen 11 mit
anschließendem
drucklosen Rücklauf
des Schmiermittels 4 durch die Ablaufleitung 3.
Ein durchgehender Druck im gesamten Schmiermittelkreislauf ist dabei
nicht notwendig. Der Druck, der in der Schmiermittelpumpe 8 aufgebaut wird
und für
die Schmiermittelzuführung
notwendig ist, wird vorwiegend im Bereich der Schmierstellen 11 abgebaut.
Somit läuft
das Schmiermittel 4 drucklos, d. h. ohne künstlich
hergestelltem Druck – Luftdruck und
sonstige natürlich
Kräfte
können
natürlich
vorhanden sein – durch
die Ablaufleitung 3 zurück
in ein Behältnis 2. 1 zeigt
des Weiteren die Schmiervorrichtung als Verbrauchsschmierung, bei
der mindestens zwei Behältnisse 2 vorgesehen
sind. Im Falle der Ausführung
der Schmiervorrichtung als Umlaufschmierung läuft das Schmiermittel 4 durch
eine (gestrichelt dargestellte) Rücklaufleitung 3 und
einen Schmiermittelfilter 15 direkt in ein Behältnis 2 (Schmiermittelreservoir)
zurück,
wobei das zweite Behältnis 2 (rechts
unten dargestellt) nicht notwendig ist.
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In 2 ist
eine gesamte Formschließeinheit
einer Spritzgießmaschine
in Seitenansicht dargestellt, wobei mehrere Hebelgelenke 7 ersichtlich sind,
die durch die Hebel 9 und die Bolzen 10 gebildet werden.
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3a sowie 3b zeigen
die Hebelgelenke 7 einer Spritzgießmaschine. Ein Hebelgelenk 7 besteht
im innersten Bereich aus dem Querbolzen 10, auf dem die
Hebel 9 „aufgefädelt” sind.
In die Reibungsbereiche (Schmierstellen 11) erfolgt die
Zuführung
des Schmiermittels 4. In diesem Fall wird das Schmiermittel 4 durch
die Zulaufleitung 5 in die Schmierstelle 11 zugeführt, wobei
die Zulaufleitung im Bolzen 10 liegt. Die Rückführung des
Schmiermittels 4 erfolgt durch die Ablaufleitung 3,
die in diesem Fall im Hebel 9 liegt. Ebenfalls ersichtlich
sind aus 3a bzw. 3b die
Dichtungsringe 12. Diese verhindern das Austreten des Schmiermittels 4 aus den
Schmierstellen 11. Durch diese Dichtungsringe 12 in
den Hebelgelenken 7 kann eine solche Spritzgießmaschine
in Reinsträumen
eingesetzt werden.
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4a und 4b zeigen
wiederum Schnitte von Hebelgelenken 7. In diesem Fall erfolgt
die Zuführung
des Schmiermittels 4 durch den Hebel 9 und die
Abführung
durch den Bolzen 10.
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In 5a und 5b sind
sowohl die Zulaufleitung 5 als auch die Ablaufleitung 3 im
Bolzen 10 eingearbeitet.
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Demgegenüber sind
in 6 sowohl die Zulaufleitung 5 als auch
die Ablaufleitung 3 in den Hebel 9 eingearbeitet.
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Im
Folgenden soll noch beispielhaft die Funktionsweise eines Dosierelements
dargelegt werden, wobei das Dosierelement in Form eines Zylinders
mit integriertem, federbeaufschlagten Kolben ausgeführt ist,
der in der Zuführleitung
vor der jeweiligen Schmierstelle angeordnet ist. Hierbei beginnt eine
Zentralschmierpumpe das Schmiermittel zu fördern, wodurch sich der Kolben
in Richtung Schmierstelle bewegt und das zwischen Kolben und Schmierstelle
befindliche Öl
in die Schmierstelle verteilt. Aufgrund des sich nach vor bewegenden
Kolbens wird das Dosierelement bzw. dessen Zylinder zwischen Kolben
und Zuführleitung
mit Schmiermittel befüllt. Nach
der Druckentlastung der Zuführleitung
kehrt der Kolben in seine Ausgangsstellung zurück, wobei beim Zurückbewegen
das hinter dem Kolben befindliche Schmiermittel durch Öffnungen
im Bereich des Kolbens – die
nur beim Zurückbewegen
Schmiermittel durchlassen – in
den Bereich zwischen Kolben und Schmierstelle gedrückt wird.
Bei der nächsten Vorwärtsbewegung
des Kolbens wird dieses Schmiermittel wiederum in die Schmierstelle
gedrückt
und gleichzeitig von der Zulaufleitung neues Schmiermittel dem Dosierelement
zugeführt.
Auch andere Arten von Dosierelementen, die beispielsweise Membranen
aufweisen, sind für
die hier beschriebene Schmiervorrichtung geeignet.
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Zusammenfassend
ist eine solche drucklose Schmierölrückführung in einer Schmiervorrichtung einer
Spritzgießmaschine
einfacher und kostengünstiger
und somit effizienter als bekannte Druckumlaufschmierungen von Spritzgießmaschinen
und – im Gegensatz
zu herkömmlichen
Verbrauchsschmierungen – für die Anwendung
in Rein- und Reinsträumen geeignet.