DE102013021300B4 - Lifting device for a tool - Google Patents
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Abstract
Bei einer Hubvorrichtung für ein Werkzeug, insbesondere für ein Unterwerkzeug einer Tiefzieh- oder Schalensiegelmaschine, die ein Ständerwerk, wenigstens einen hubbeweglich im Ständerwerk gehaltenen Werkzeugträger sowie wenigstens ein zwischen dem Ständerwerk und dem Werkzeugträger angeordneten Hubantrieb aufweist, sind das Ständerwerk und der Werkzeugträger über wenigstens einen Kurbeltrieb miteinander verbunden. Der Kurbeltrieb weist ein an dem Werkzeugträger unmittelbar angreifendes Zugpleuelgestänge sowie zwei jeweils im Bereich einer Totpunktlage ausgebildete Endlagestellungen auf.In a lifting device for a tool, in particular for a lower tool of a thermoforming or tray sealing machine, which has a stand, at least one liftable held in the stator frame tool carrier and at least one arranged between the stator and the tool carrier lifting drive, the stud and the tool carrier are at least one Crank drive connected together. The crank mechanism has a Zugpleuelgestänge directly acting on the tool carrier as well as two end positions each formed in the region of a dead center position.
Description
Die Erfindung betrifft eine Hubvorrichtung für ein Werkzeug, insbesondere für ein Unterwerkzeug einer Tiefzieh- oder Schalensiegelmaschine, mit einem Ständerwerk, wenigstens einem hubbeweglich im Ständerwerk gehaltenen Werkzeugträger sowie wenigstens einem zwischen dem Ständerwerk und dem Werkzeugträger angeordneten Hubantrieb, wobei das Ständerwerk und der Werkzeugträger über wenigstens einen Kurbeltrieb miteinander verbunden sind.The invention relates to a lifting device for a tool, in particular for a lower tool of a thermoforming or tray sealing machine, with a stand, at least one liftable held in the stator frame tool carrier and at least one arranged between the stator and the tool carrier linear actuator, wherein the stator and the tool carrier over at least a crank mechanism are interconnected.
Die Erfindung geht dabei im Besonderen von Hubvorrichtungen für die Werkzeuge von Tiefzieh- oder Schalensiegelmaschinen aus, die dazu geeignet sind, aus Kunststofffolien Schalen zu ziehen oder verderbliche Erzeugnisse aufnehmende, insbesondere Lebensmittel aufnehmende Kunststoffschalen, unter Schutzatmosphäre mit Kunststofffolie zu versiegeln.The invention is in particular of lifting devices for the tools of thermoforming or tray sealing machines, which are suitable to draw from plastic film trays or perishable products receiving, especially food-receiving plastic trays to seal under protective atmosphere with plastic film.
Bei einer aus der deutschen Offenlegungsschrift
Aus der internationalen Anmeldeschrift
Aufgrund des für viele bekannte Fertigungsprozesse benötigten hohen Arbeitsdruckes ist der Kurbeltrieb entsprechend groß dimensioniert. Eine Verringerung der Bauhöhen der bekannten Vorrichtungen ist damit in erheblichem Maße durch die Dimensionierung der an den Werkzeugträgern angreifenden Kurbeltriebe begrenzt. Die optimale Bauhöhe entspricht jedoch einer ergonomischen Arbeitshöhe. Unter Zugrundelegung der geringeren Körpergröße asiatischer Ethnien liegt die optimale Arbeitshöhe insbesondere bei großbauenden Unterwerkzeugen immer noch unterhalb der kleinsten derzeit realisierbaren Arbeitshöhen. Zudem ist die Abdichtung eines am Werkzeugträger gelegenen Arbeitsraumes schwierig, da die am Werkzeugträger angreifenden Pleuelstangen des Kurbeltriebes zweidimensionale Bewegungsabläufe aufweisen.Due to the high working pressure required for many known manufacturing processes, the crank mechanism is dimensioned correspondingly large. A reduction in the heights of the known devices is thus limited to a considerable extent by the dimensioning of acting on the tool carriers crank mechanisms. However, the optimum height corresponds to an ergonomic working height. Based on the smaller body size of Asian ethnic groups, the optimum working height is still below the smallest working height that can currently be achieved, especially in the case of large-sized lower tools. In addition, the sealing of a working space located on the tool carrier is difficult, since the connecting rods engaging on the tool carrier of the crank mechanism have two-dimensional movements.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Hubvorrichtung der eingangs genannten Gattung aufzuzeigen, die eine besonders einfache Abdichtung ihrer Arbeitsräume ermöglicht, ohne jedoch ihre Bauhöhe zu vergrößern.The invention is therefore an object of the invention to provide a lifting device of the type mentioned, which allows a particularly simple sealing their work spaces, but without increasing their height.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer Hubvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den auf den Patentanspruch 1 rückbezogenen Unteransprüchen angegeben.This object is achieved with a lifting device with the features of claim 1. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent on the claim 1 dependent claims.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Kurbeltrieb ein an dem Werkzeugträger unmittelbar angreifendes Zugpleuelgestänge aufweist, dass zwischen dem Ständerwerk und dem hubbeweglich darin gehaltenen Werkzeugträger eine Säulenführung ausgebildet ist, dass der Werkzeugträger wenigstens eine in einem Arbeitsraum ausgebildete Werkzeugaufnahme und der Arbeitsraum wenigstens eine an den Stützsäulen der Säulenführung laufende Gleitdichtung aufweist. Mit dem Zugpleuelgestänge ist ein Pleuelgestänge definiert, an dessen Pleuelstangen der Werkzeugträger aufgehängt ist. Durch das Zugpleuelgestänge kann der Kurbeltrieb vorteilhaft oberhalb der unteren Erstreckungsgrenze des vom Werkzeugträger eingenommenen Bauraumes angeordnet sein. Bei dieser Anordnung ist der den Werkzeugträger hubbeweglich aufnehmende Teil des Ständerwerkes zu einem darüber gelegenen Arbeitsraum unmittelbar benachbart angeordnet, so dass dieser Teil des Ständerwerkes mit Vorteil die Funktion eines den Arbeitsraum unterseitig verschließenden Bodens übernehmen kann. Damit kann der unterhalb des Werkzeugträgers gelegene Teil des Ständerwerkes als einfaches, auf Füßen stehendes Rahmenwerk ausgebildet sein. Schließlich steht mit dieser Anordnung der vom Werkzeugträger eingenommene Bauraum zusätzlich für eine Aufnahme des Kurbeltriebes und damit unmittelbar für eine Reduzierung der Bauhöhe zur freien Verfügung. Für eine Aufnahme oder zumindest teilweise Aufnahme des Kurbeltriebes und damit für eine Reduzierung der Bauhöhe geeignet, sind jedoch auch die den Bauraum des Werkzeugträgers seitlich umgebenden Bauräume innerhalb des Ständerwerkes. Die Säulenführung dient der Vermeidung eines Führungsspiels und weist in Abhängigkeit der konstruktiven Ausbildung des Werkzeugträgers wenigstens drei, vorzugsweise jedoch vier eine Stützebene aufspannende Führungssäulen auf. Die eindimensionalen Bewegungsabläufe der in der Säulenführung gehaltenen Stützsäulen gewährleisten dabei eine weitgehende Abdichtung der umliegenden Bauräume gegen Flüssigkeiten und Stäube aus den Tiefzieh- und Siegelprozessen.The device according to the invention is characterized in that the crank mechanism has a Zugpleuelgestänge directly acting on the tool carrier, that a column guide is formed between the stator and the hub held therein, that the tool carrier at least one trained in a working space tool holder and the working space at least one Having on the support columns of the column guide running sliding seal. With the Zugpleuelgestänge a connecting rod is defined on the connecting rods of the tool carrier is suspended. By Zugpleuelgestänge the crank mechanism can be advantageously arranged above the lower extension limit of the space occupied by the tool carrier space. In this arrangement, the part of the stud framework receiving the tool carrier is arranged so as to be directly adjacent to an overlying working space, so that this part of the stud work can advantageously take over the function of a bottom closing the working space. Thus, the located below the tool carrier part of the framework can be designed as a simple, standing on feet framework. Finally, with this arrangement, the space taken up by the tool carrier is additionally available for a receptacle of the crank mechanism and thus directly for a reduction of the height at the free disposal. For a recording or However, at least partially recording the crank mechanism and thus suitable for reducing the height, but also the space of the tool carrier laterally surrounding installation spaces within the stud work. The column guide is used to avoid a guide game and has, depending on the structural design of the tool carrier at least three, but preferably four support columns spanning a guide columns. The one-dimensional motion sequences of the support columns held in the column guide ensure that the surrounding installation spaces are largely sealed against liquids and dusts from the thermoforming and sealing processes.
Nach einer ersten Weiterbildung der Erfindung weist der Kurbeltrieb zwei jeweils im Bereich einer Totpunktlage ausgebildete Endlagestellungen auf. Diese gewährleisten minimal kleine Anfahrmomente, so dass mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung relativ hohe Arbeitsgeschwindigkeiten mit besonders kleinen Antriebsmomenten gefahren werden können.According to a first development of the invention, the crank mechanism has two end positions, each in the region of a dead center position. These ensure minimally small starting torques, so that relatively high operating speeds can be driven with particularly small drive torques with the device according to the invention.
Nach einer nächsten Weiterbildung der Erfindung weist der Werkzeugträger eine obere Endlagestellung auf, wobei die obere Endlagestellung in einer der Totpunktlagen des Kurbeltriebes ausgebildet ist. Durch das Zusammenlegen der oberen Endlagestellung des Werkzeugträgers mit einer der Totpunktlagen des Kurbeltriebes ist vorteilhaft eine Arbeitsstellung geschaffen, in der weder durch Tiefzieh- oder Siegelprozesse in die Werkzeugaufnahme eingeleitete Arbeitskräfte, noch durch Anfahrprozesse in den Kurbeltrieb eingeleitete Antriebsmomente zu einer mechanischen Belastung des Hubantriebes führen können.According to a next development of the invention, the tool carrier on an upper end position, wherein the upper end position is formed in one of the dead center of the crank mechanism. By merging the upper end position of the tool carrier with one of the dead center of the crank mechanism is advantageously created a working position in which neither initiated by thermoforming or sealing processes in the tool holder workforce, nor initiated by Anfahrprozesse in the crank drive torque can lead to a mechanical load on the linear actuator ,
Weiterhin ist vorgesehen, dass der Werkzeugträger eine untere Endlagestellung aufweist, und dass die untere Endlagestellung ebenfalls in einer der Totpunktlagen des Kurbeltriebes ausgebildet ist. Durch das Zusammenlegen der unteren Endlagestellung des Werkzeugträgers mit einer der Totpunktlagen des Kurbeltriebes ist für den Werkzeugträger vorteilhaft eine Umkehrlage geschaffen, in der für neuerliche Anfahrprozesse in den Kurbeltrieb einzuleitende Antriebsmomente minimal klein gehalten sind.It is further provided that the tool carrier has a lower end position, and that the lower end position is also formed in one of the dead center of the crank mechanism. By merging the lower end position of the tool carrier with one of the dead center of the crank mechanism, a reversal position is advantageously created for the tool carrier, are kept minimally small in the initiated for renewed Anfahrprozesse in the crank drive torques.
Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Kurbeltrieb wenigstens eine Kurbelwelle und das Zugpleuelgestänge wenigstens zwei an der Kurbelwelle angelenkte Zugpleuelstangen auf. Zur Ausbildung des Zugpleuelgestänges sind die gemeinsam an der Kurbelwelle angelenkten Zugpleuelstangen in einen Gleichlauf geschaltet. In Abhängigkeit der mit dem Kurbeltrieb aufzubringenden Leistung, die maßgeblich auch von den Lastverhältnissen an der Werkzeugaufnahme abhängig ist, kann das Zugpleuelgestänge jedoch auch mehr als zwei an der Kurbelwelle angelenkte Zugpleuelstangen aufweisen.According to a particularly advantageous development of the invention, the crank mechanism has at least one crankshaft and the Zugpleuelgestänge at least two Zugpleuelstangen hinged to the crankshaft. To form the Zugpleuelgestänges the jointly articulated on the crankshaft Zugpleuelstangen are connected in a synchronous operation. Depending on the applied with the crank gear power, which is also significantly dependent on the load conditions on the tool holder, the Zugpleuelgestänge but may also have more than two hinged on the crankshaft Zugpleuelstangen.
Um die Bauhöhe der erfindungsgemäßen Hubvorrichtung weiter verringern zu können, wird nach einer nächsten Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, dem Kurbeltrieb wenigstens ein mittels eines Riementriebes auf seine Kurbelwelle aufgeschalteten Schrittmotor zuzuordnen. Schrittmotoren erlauben vorteilhaft eine schnelle, positionsgenaue und richtungsveränderliche Ansteuerung definierter Endlagestellungen. Dabei erlaubt der Riementrieb eine der Bauhöhe reduzierende seitliche Anordnung des Schrittmotors dem Bauraum des Werkzeugträgers. Der Schrittmotor ist bevorzugt als High-Torque-Motor ausgeführt, der als permanenterregter, hochpoliger Synchronmotor vorteilhaft hohe Drehmomentdichten im Bereich niedriger und mittlerer Drehzahlen aufweist. Es liegt im Rahmen dieser Erfindung, wenn dem Kurbeltrieb wenigstens ein mittels Hohlwellenantrieb direkt auf seine Kurbelwelle aufgeschalteter Schrittmotor zugeordnet ist.In order to further reduce the height of the lifting device according to the invention, it is proposed according to a next development of the invention to associate the crank mechanism with at least one stepper motor connected to its crankshaft by means of a belt drive. Stepper motors advantageously allow a fast, positionally accurate and directionally variable control of defined end positions. The belt drive allows a height reducing lateral arrangement of the stepping motor the space of the tool carrier. The stepper motor is preferably designed as a high-torque motor, which advantageously has high torque densities in the range of low and medium speeds as a permanent-magnet, high-pole synchronous motor. It is within the scope of this invention, when the crank mechanism is associated with at least one stepper motor connected directly to its crankshaft by means of a hollow shaft drive.
Selbstverständlich liegt es im Rahmen dieser Erfindung, den Hubantrieb mit mehr als zwei Kurbeltrieben auszurüsten und die Kurbelwellen der Kurbeltriebe über Koppelgestänge miteinander zu verbinden. Derartige Koppelgestänge stellen eine besonders einfache Möglichkeit dar, den Werkzeugträger für die Aufnahme zusätzlicher Werkzeuge zu erweitern, ohne den Hubantrieb an die konstruktive Erweiterung des Werkzeugträgers anpassen zu müssen. Da die durch Tiefzieh- oder Siegelprozesse in die zusätzlichen Werkzeuge eingeleiteten Arbeitskräfte nicht zu einer mechanischen Belastung des Hubantriebes führen, hat dieser zusätzlich lediglich die für die Erweiterung des Werkzeugträgers erforderlichen Antriebsmomente aufzubringen.Of course, it is within the scope of this invention to equip the lifting drive with more than two crank mechanisms and to connect the crankshafts of the crank mechanisms via coupling linkage with each other. Such coupling linkage represent a particularly simple way to extend the tool holder for receiving additional tools without having to adapt the lifting drive to the structural extension of the tool carrier. Since the workers introduced by deep-drawing or sealing processes into the additional tools do not result in a mechanical load on the lifting drive, the latter additionally only has to apply the drive torques required for the extension of the tool carrier.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:An embodiment of the invention, from which further inventive features arise, is shown in the drawings. Show it:
Die
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