DE19916399C2 - Antriebsvorrichtung für das Schließen und Öffnen einer zweiteiligen Form - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 44 02 091 C2 ist eine Vorrichtung zur Her­ stellung eines Hohlkörpers bekannt, bei der ein Vor­ formling in einer Blasform mittels einer Luftblasvor­ richtung in eine gewünschte Gestalt gebracht wird. Zum Einbringen des Vorformlings und zur Herausnahme des geblasenen Hohlkörpers muß die Blasform geschlos­ sen und geöffnet werden. Dies erfolgt mittels eines Formenbetätigungsmechanismus, welcher eine Rückplat­ te, eine Formenhalterung, einen zwischen der Rück­ platte und der Formenhalterung angeordneten Kniehe­ belmechanismus, einen auf dem Verbindungsabschnitt des Kniehebelmechanismus vorgesehenen Führungsblock, eine in den Führungsblock eingeschraubte Vorschub­ schraube sowie einen Elektromotor zum Drehantrieb der Vorschubschraube aufweist. Im geschlossenen Zustand der Form sind zwei von dem Führungsblock bewegte Arme des Kniehebels so zueinander ausgerichtet, daß sie eine Gerade bilden, während sie bei geöffneter Form in eine solche Stellung bewegt sind, daß sie einen Winkel von etwa 90° zwischen sich bilden.

Bei einer aus der DE 195 28 751 C2 bekannten An­ triebsvorrichtung für das Schließen und Öffnen einer zweiteiligen Form einer Kunststoff-Blasformmaschine wird eine Kurbelschwinge durch eine von einem Elek­ tromotor angetriebene Welle gedreht. Auf zwei in Be­ zug auf die Drehachse einander gegenüberliegenden Seiten der Kurbelschwinge ist jeweils ein Kurbelarm schwenkbar befestigt. Die Kurbelarme steuern jeweils die Schließ- bzw. Öffnungsbewegung einer Formhälfte. Im geschlossenen Zustand der Form ist die Kurbel­ schwinge in eine solche Stellung gedreht, daß die Kurbelarme möglichst auf einer Geraden liegen. Im ge­ öffneten Zustand der Form befinden sich nach einer entsprechenden Drehung der Kurbelschwinge die Längs­ achsen der Kurbelarme parallel zueinander in einem gegenseitigen Abstand.

Beide bekannten Antriebsvorrichtungen verwenden ein Hebelsystem, bei dem zwei Hebelarme beim Schließen der Form in eine Strecklage gebracht werden. Dies hat zwar den Vorteil, daß hohe Preßkräfte auf die ge­ schlossene Form ausgeübt werden können, jedoch ande­ rerseits den Nachteil, daß, je mehr die Hebelarme sich der Strecklage nähern, desto langsamer die Bewe­ gung der Formhälften wird. Weiterhin tritt bei diesem Hebelsystem ein relativ hoher Verschleiß der bewegten Teile auf.

Aus der FR 22 39329 ist bereits eine Antriebsvorrich­ tung für das Schließen und Öffnen einer zweiteiligen Form in einer Kunststoff-Blasformmaschine bekannt, bei der zwei Formhälften zueinander bewegt und gegen­ einander gepresst oder auseinander bewegt werden mit­ tels eines elektromotorisch über eine Spindel ange­ triebenen Hebelsystems. Bei diesem ist jede Formhälf­ te mit dem ersten Ende jeweils eines schwenkbaren He­ bels verbunden, dessen zweites Ende so angeordnet ist, dass es bei Drehung der Spindel in deren Längs­ richtung verschiebbar ist. Der Drehpunkt des jeweili­ gen Hebels ist zwischen dessen beiden Enden maschi­ nenfest angeordnet.

Ausgehend von dieser bekannten Antriebsvorrichtung ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese in der Weise zu verbessern, dass trotz kurzer Schließ- und Öffnungszeiten eine hohe Schließkraft erhalten wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfin­ dungsgemäßen Antriebsvorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Dadurch, dass zwei in einer Achse hintereinander an­ geordnete Spindeln mit unterschiedlicher Steigung vorgesehen sind, die wahlweise zur Durchführung eines Eilhubs oder eines Krafthubs einschaltbar sind, kann insbesondere die Schließbewegung in einem Eilhub mit hoher Geschwindigkeit und einem anschließenden Kraft­ hub mit niedriger Geschwindigkeit, aber hoher Schließkraft unterteilt werden.

Vorzugsweise ist der Abstand zwischen dem Drehpunkt des Hebels und dessen erstem Ende kleiner als der Ab­ stand zwischen dessen Drehpunkt und dessen zweitem Ende. Hierdurch kann die auf die Formhälfte wirkende Preßkraft größer gemacht werden als die erzeugte e­ lektromotorische Kraft, wobei durch entsprechende Einstellung des Abstandsverhältnisses ein gewünschtes Kräfteverhältnis erhalten werden kann.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von in den Fi­ guren dargestellten Ausführungsbeispielen näher er­ läutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Vorderansicht einer Blasformmaschine in schematischer Darstellung, wie sie im Wesent­ lichen aus der FR 2 239 329 bekannt ist

Fig. 2 eine Seitenansicht der Blasformmaschine nach Fig. 1, und

Fig. 3 einen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Er­ findung ausgebildeten Antrieb für die Blas­ formhälften der Blasformmaschine nach Fig. 1.

Zwei Schlitten 1 und 2 sind jeweils mittels mehrerer Führungsschuhe 3 verschiebbar auf Führungsschienen 4 gelagert. Die Führungsschienen 4 ihrerseits sind an einem Grundrahmen 5 befestigt.

Mit den Schlitten 1 und 2 ist jeweils eine Blasform­ hälfte 6 bzw. 7 fest verbunden. Die Blasform ist in Fig. 1 in geschlossenem Zustand gezeigt, d. h. die Blasformhälften 6 und 7 stoßen entlang einer senk­ rechten, quer zur Zeichenebene verlaufenden Ebene 8 aneinander und werden während des Blasvorgangs mit großer Kraft gegeneinander gedrückt. Ein Spindelan­ trieb 9 dient zum Verschieben der gesamten Blasform einschließlich deren Antriebsvorrichtung zum Schlie­ ßen und Öffnen senkrecht zur Zeichenebene.

An den Schlitten 1 und 2 sind jeweils zwei in der Richtung senkrecht zur Zeichenebene hintereinander­ liegende, zueinander parallele Laschen 10 bzw. 11 fest angebracht und ragen seitlich über die Schlitten 1, 2 hinaus. Die freien Enden dieser Laschen 10 und 11 enthalten einander fluchtende Bohrungen, in denen pro Laschenpaar eine Achse 12 bzw. 13 aufgenommen ist. Auf jeder dieser beiden Achsen 12, 13 ist zwi­ schen dem zugeordneten Laschenpaar 10, 11 das obere Ende jeweils eines Hebels 14 bzw. 15 drehbar aufge­ nommen. Die unteren Enden der beiden Hebel 14 und 15 sind über mit ihnen verbundene Achsen 16 und 17 mit einer von einem Elektromotor 18 antreibbaren Spindel gegenüber dieser schwenkbar gekoppelt, wobei die Mit­ telpunkte der Achsen 16 und 17 bei einer Drehung der Spindel entlang deren Längsachse in einander entge­ gengesetzten Richtungen bewegt werden.

Zwischen ihren beiden Enden sind die beiden Hebel 14 und 15 jeweils auf einer maschinenfesten Achse 20 bzw. 21, die beispielsweise vom Grundrahmen 5 getra­ gen wird, schwenkbar gelagert. Bei einer Drehung der Spindel werden somit die unteren Enden der beiden He­ bel 14 und 15 über die entlang der Spindelachse ge­ führten Achsen 16 und 17 mittels eines Gleichlaufs, der nachfolgend näher beschrieben wird, jeweils um die gleiche Strecke aufeinander zu- oder voneinander wegbewegt, so daß die Hebel 14 und 15 entsprechend um die Achsen 20 und 21 geschwenkt werden. Demgemäß füh­ ren die oberen Enden der Hebel 14 und 15 und die von diesen über die Laschen 10 und 11 mitgenommenen Blas­ formhälften 6 und 7 eine aufeinander zu- oder vonein­ ander weggerichtete Bewegung über jeweils die gleiche Strecke aus, wobei die Blasform entweder geschlossen oder geöffnet wird. Damit die Blasform durch den Elektromotor 18 sowohl geschlossen als auch geöffnet werden kann, ist dieser in seiner Drehrichtung um­ kehrbar.

Aus Gründen der Platzersparnis sind die Hebel 14 und 15 etwa in Höhe ihres Drehpunktes gekrümmt, wobei der Krümmungswinkel jedoch nicht größer als 45° sein sollte. Weiterhin ist es zweckmäßig, den Abstand zwi­ schen den Achsen 12 und 20 bzw. 13 und 21 kleiner zu machen als den Abstand zwischen den Achsen 20 und 16 bzw. 21 und 17. Hierdurch kann die von der Spindel 19 auf zwischen den unteren Enden der Hebel 14 und 15 ausgeübte Kraft kleiner sein als die auf die Blas­ formhälften 6 und 7 ausgeübte Kraft, wenn die Blas­ form geschlossen ist.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Antriebsvorrichtung ist die vom Elektromotor 18 angetriebene, nicht sichtbare Spindel in einem Gehäuse 19 aufgenommen und eine auf der Spindel gelagerte, ebenfalls nicht sichtbare Spindelmutter wird bei der Drehung der Spindel im Ge­ häuse 19 je nach Drehrichtung des Elektromotors 18 nach rechts oder links verschoben. Die Achse 17 ist auf der Außenseite des Gehäuses 19 befestigt. Ein kolbenartiges Rohr 23, daß sich in Längsrichtung der Spindel erstreckt und auf einer Seite aus dem Gehäuse 19 herausragt, ist mit dem im Gehäuse 19 befindlichen Ende an der Spindelmutter befestigt, so daß es sämt­ lichen Bewegungen der Spindelmutter in Richtung der Längsachse der Spindel folgt. Das aus dem Gehäuse 19 herausragende Ende des Rohres 23 ist gabelartig aus­ gebildet und trägt die Achse 16, auf der das untere Ende des Hebels 14 gelagert ist.

Bei einer Drehung der in ihrer Längsrichtung fest im Gehäuse 19 angeordneten Spindel wird das Rohr 23 aus dem Gehäuse 19 herausgeschoben oder in dieses hinein­ gezogen. Gleichzeitig wird durch den mechanischen Gleichlauf zwischen den Hebeln 14 und 15 die Anord­ nung aus Achse 17, Spindel, Gehäuse 19 und Elektromo­ tor 18 um die gleiche Strecke in entgegengesetzter Richtung verschoben. Ein derartiger Gleichlauf ist an sich bekannt und besteht beispielsweise aus zwei pa­ rallel zueinander verschiebbaren Zahnstangen mit ein­ ander zugewandter Verzahnung, von denen die eine fest mit dem Hebel 14 und die andere fest mit dem Hebel 15 gekoppelt ist. Zwischen den beiden Zahnstangen befin­ det sich ein mit diesen in Eingriff stehendes Zahnrad mit feststehender Drehachse. Wird somit die eine Zahnstange über das Rohr 23 in der einen Richtung verschoben, dann erfolgt durch den Eingriff des Zahn­ rades eine Verschiebung der anderen Zahnstange und damit des Gehäuses 19 um die gleiche Strecke in ent­ gegengesetzter Richtung. Es werden somit bei einer Schließung oder Öffnung der Blasform beide Hebel 14 und 15 immer um den gleichen Winkel, jedoch in entge­ gengesetzter Richtung verschwenkt. Der Gleichlauf kann auch zwischen den Schlitten 2 und 1 angeordnet sein, d. h. die eine Zahnstange ist am Schlitten 2 und die andere Zahnstange am Schlitten 1 befestigt.

Fig. 3 zeigte eine Antriebsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung für das Schließen und Öffnen einer Blasform, die zwei Elektromotoren 18.1 und 18.2, zwei in ihrer Längsrichtung hinterein­ ander liegende Spindeln 22.1 und 22.2 sowie zwei Spindelmuttern 24.1 und 24.2 aufweist. Die Spindel 22.1 hat einen größeren Steigungswinkel als die Spin­ del 22.2, so dass, wenn die Spindeln 22.1 und 22.2 mit gleicher Geschwindigkeit gedreht werden, die Spindelmutter 24.1 auf der Spindel 22.1 schneller verschoben wird als die Spindelmutter 24.2 auf der Spindel 22.2. Demgegenüber ist die von der Spindel­ mutter 24.2 übertragene Kraft entsprechend größer als die über die Spindelmutter 24.1 übertragene.

Die Spindelmuttern 24.1 und 24.2 sind verschiebbar, jedoch verdrehfest jeweils in einem Rohr 25.1 bzw. 25.2 gelagert. Die Rohre 25.1 und 25.2 sind jeweils fest mit einem Gehäuse 26.1 bzw. 26.2 verbunden und tragen auf der Außenseite jeweils eine Achse 17.1 bzw. 17.2. Die Spindelmuttern 24.1 und 24.2 sind durch ein Rohr 27 fest miteinander verbunden, so daß ihr gegenseitiger Abstand stets gleich bleibt. Eine Verdrehsicherung 28 stellt sicher, daß sich das Rohr 27 und die Spindelmuttern 24.1, 24.2 nicht gegenüber den Rohren 25.1 und 25.2 verdrehen. Zwischen den Elektromotoren 18.1 und 18.2 einerseits und der zuge­ ordneten Spindel 22.1 bzw. 22.2 andererseits befindet sich jeweils eine Kupplung 29.1 bzw. 29.2 mit zusätz­ licher Bremsvorrichtung. Auf der Achse 17.1 ist das untere Ende des Hebels 15 und auf der Achse 17.2 das untere Ende des Hebels 14 gelagert.

Es sind somit bei der rechten Antriebseinheit der Elektromotor 18.1, die Spindel 22.1, das Rohr 25.1, das Gehäuse 26.1 und die Achse 17.1 in Längsrichtung der Spindel 22.1 nicht gegeneinander verschiebbar, während diesen gegenüber die Spindelmutter 24.1, das Rohr 27 und über dieses die gesamte linke Antriebs­ einheit bei einer Drehung der Spindel 22.1 verschoben werden. Entsprechend sind bei der linken Antriebsein­ heit der Elektromotor 18.2, die Spindel 22.2, das Rohr 25.2, das Gehäuse 26.2 und die Achse 17.2 in Längsrichtung der Spindel 22.2 nicht gegeneinander verschiebbar, während diesen gegenüber die Spindel­ mutter 24.2, das Rohr 27 und über dieses die gesamte rechte Antriebseinheit bei einer Drehung der Spindel 22.2 verschoben werden.

Wird die Antriebsvorrichtung so gesteuert, daß bei­ spielsweise der Elektromotor 18.1 die Spindel 22.1 dreht, dann werden die Spindelmutter 24.1 und damit über das Rohr 27 auch die Achse 17.2 verschoben, so daß der Hebel 14 verschwenkt wird. Durch den mechani­ schen Gleichlauf wird aber auch der Hebel 15 gegen­ sinnig verschwenkt, wodurch die gesamte rechte An­ triebseinheit um die gleiche Strecke, jedoch entge­ gengesetzt zur linken Antriebseinheit verschwenkt wird. Bei Drehung der Spindel 22.2 durch den Elektro­ motor 18.2 findet ein entsprechender Vorgang statt, jedoch ist hier die Verschiebegeschwindigkeit auf­ grund des kleineren Steigungswinkels der Spindel 22.2 geringer.

Die Spindel 22.1 ist daher für den sogenannten Eilhub vorgesehen, der immer dann durchgeführt wird, wenn die Blasformhälften im unbelasteten Zustand verscho­ ben werden, d. h. während des gesamten Öffnungsvorgan­ ges und während des Schließvorganges bis kurz vor Er­ reichen der Schließstellung. Danach wird auf die Spindel 22.2 umgeschaltet, die den Schließvorgang mit deutlich verringerter Geschwindigkeit, jedoch mit entsprechend höherer Schließkraft beendet. Hierbei ist der Nachteil der geringeren Geschwindigkeit ver­ nachlässigbar, da mittels der Spindel 22.2 nur eine sehr kurze Strecke zurückgelegt wird.

Die Antriebsvorrichtung wird so gesteuert, daß nicht beide Spindelmuttern 24.1 und 24.2 gleichzeitig be­ wegt werden. Dies erfolgt durch entsprechende Steue­ rung der Elektromotoren 18.1 und 18.2 sowie gegebe­ nenfalls der Kupplungen 29.1 und 29.2 und deren zu­ sätzlicher Bremsvorrichtungen.

Claims (11)

1. Antriebsvorrichtung für das Schließen und Öffnen einer zweiteiligen Form in einer Kunststoff- Blasformmaschine, bei der zwei von jeweils einem Schlitten (1, 2) getragene Formhälften (6, 7) zueinander bewegt und gegeneinander gepreßt oder auseinander bewegt werden mittels eines elektro­ motorisch über eine Spindel (19) angetriebenen Hebelsystems, wobei
jede Formhälfte (6, 7) mit dem ersten Ende eines schwenkbaren Hebels (14, 15) verbunden ist, des­ sen zweites Ende so angeordnet ist, daß es bei Drehung der Spindel in deren Längsrichtung ver­ schiebbar ist, und daß der Drehpunkt (20, 21) des Hebels (14, 15) zwischen dessen beiden Enden maschinenfest angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei in einer Achse hintereinander angeord­ nete Spindeln (22.1, 22.2) mit unterschiedlicher Steigung vorgesehen sind, die wahlweise zur Durchführung eines Eilhubs oder eines Krafthubs einschaltbar sind.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die beiden Spindeln (22.1, 22.2) getrennte elektromotorische Antriebe (18.1, 18.2) besitzen.

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die zweiten Enden der beiden jeweils einer Formhälfte (6, 7) zugeord­ neten Hebel (14, 15) in Längsrichtung der Spin­ deln (22.1, 22.2) einen gegenseitigen Abstand aufweisen.

4. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem Drehpunkt (20, 21) des Hebels (14, 15) und dessen erstem Ende kleiner ist als der Abstand zwischen dem Drehpunkt (20, 21) und des­ sen zweitem Ende.

5. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Enden der beiden Hebel (14, 15) bei einer Dre­ hung einer der Spindeln (22.1, 22.2) gegensinnig um die gleiche Strecke verschoben werden.

6. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrich­ tung der Spindeln (22.1, 22.2) umkehrbar ist.

7. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebel (14, 15) im Bereich ihres Drehpunktes (20, 21) gekrümmt sind.

8. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Krümmungswinkel der Hebel (14, 15) kleiner als 45° ist.

9. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hebel (15) direkt durch die Spindeln (22.1, 22.2) antreibbar sind und durch einen mechani­ schen Gleichlauf zwischen den beiden Hebeln (14, 15), deren Drehung um den gleichen Winkel ge­ währleistet ist.

10. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der mechanische Gleichlauf zwischen den beiden Schlitten (1, 2) vorgesehen ist.

11. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, da­ durch gekennzeichnet, daß der mechanische Gleichlauf aus zwei zueinander parallel geführ­ ten Zahnstangen, von denen jede jeweils mit ei­ nem der Hebel (14, 15) starr gekoppelt ist, und einem zwischen den beiden Zahnstangen angeordne­ ten, in diese eingreifenden Zahnrad mit festste­ hender Drehachse besteht.