DE3604255A1 - Kniehebelantrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kniehebelantrieb nach der Gattung des Hauptanspruches.

Bei einem derartigen bekannten Kniehebelantrieb wird als Antrieb ein Elektromotor verwendet, der über einen Kurbeltrieb den Knie­ hebel betätigt (DE-PS 34 36 469). Dabei steht die Motorachse senkrecht zur Betätigungsrichtung des Kniehebels.

Durch diese Bauweise gibt es beim Einbau in eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung teilweise Platzprobleme, vor allem, wenn bei größeren Tischen größere dimensionierte Antriebe einge­ setzt werden müssen. So kann z. B. in der Formstation die vorge­ schaltete Heizeinrichtung stören. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß im Bereich der Schließlage des Kniehebelantriebes ein sehr langsamer Bewegungsablauf des jeweils bewegten Tisches stattfindet. Dies deshalb, weil zum einen der Kniehebel in Strecklage geht, so daß eine konstante horizontale Bewegung des Kniehebels eine immer geringer werdende Vertikalbewegung des Tisches bewirkt. Zum andern wird aber die Horizontalbewegung des Kniehebels über den Kurbeltrieb in Endlage ebenfalls immer ge­ ringer, was sich zusätzlich auf die Hubbewegung des Tisches aus­ wirkt. Die Verlangsamung durch die Kniehebelcharakteristik ist dabei willkommen, die zusätzliche Verlangsamung durch den Kurbel­ trieb bringt aber Probleme. So muß, um eine bestimmte vorgegebene Schließzeit zu erreichen, eine relativ hohe Spitzengeschwindig­ keit gefahren werden, weil das Ende der Schließbewegung sehr langsam verläuft. Das heißt aber, daß große Geschwindigkeits­ unterschiede des Tisches während einer Hubbewegung vorliegen, was dann große Nachteile mit sich bringt, wenn in der Formstation mit mechanischer Vorstreckung der Folienbahn mittels Streckhelfer gearbeitet wird.

Dann ist es verfahrenstechnisch positiv, wenn diese Streckhelfer eine möglichst gleichmäßige Vertikalbewegung durchführen und dabei eine konstante Streckkraft ausüben. Dies ist bei der be­ kannten Vorrichtung nicht der Fall. Nachteilig sind auch relativ große Querkräfte auf die Motorwelle, bedingt durch den Kurbel­ trieb, die bei größeren Antrieben zu Problemen führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches vorgeschlagen.

Durch den Einbau eines Motors, dessen Achse mit der Betätigungs­ richtung des Kniehebels fluchtet und der eine Spindel antreibt, wobei die zugehörige Mutter im Querbalken sitzt, hat man für die Betätigungsbewegung des Kniehebels einen gleichmäßigeren Ge­ schwindigkeitsverlauf als bei Einsatz eines Kurbeltriebes. Quer­ kräfte auf die Motorwelle entstehen nicht. Platzprobleme treten weniger auf.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, eine Kugel­ rollspindel einzusetzen, um eine geringe Reibung zu erhalten, was einen geringen Leistungsbedarf und wenig Verschleiß zur Folge hat. Des weiteren wird vorgeschlagen, einen Antriebsmotor einzu­ setzen, dessen Drehzhal während eines Hubes stufenweise oder stufenlos veränderbar ist, um den Bewegungsablauf des Tisches noch mehr den Erfordernissen anpassen zu können durch Verändern der Drehzahl während der Hubbewegung.

Der Gegenstand der Erfindung und die Weiterbildungen sind nach­ folgend anhand der schematischen Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Kniehebelantriebe aufweisenden Vorrichtung zur Verformung eines Bandes aus thermo­ plastischem Kunststoff

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1 entlang der Linie II-II in größerer Darstellung

Fig. 3 eine Seitenansicht eines der Kniehebelantriebe nach Fig. 1, teils im Schnitt, in größerer Darstellung

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Kniehebelantrieb nach Fig. 3

Fig. 5 ein Diagramm der Tischgeschwindigkeit über der Schließ­ zeit bei verschiedenen motorischen Antrieben des Knie­ hebels.

Die Vorrichtung zur Verformung einer Folienbahn 11 aus thermo­ plastischem Kunststoff weist eine Formstation 5 und eine Stanz­ station 6 auf. In der Formstation 5 sind ein Untertisch 7 und ein Obertisch 8 zur Aufnahme von zwei Werkzeughälften 9 bzw. 10 ange­ ordnet. Aus der taktweise bewegten, erwärmten Folienbahn 11 wer­ den mittels Differenzdruck Behälter 12 geformt, die in der Stanz­ station 6 ausgetrennt werden.

Der Obertisch 8 und der Untertisch 7 werden an zwei Führungssäu­ len 13 geführt, die in zwei Querbrücken 14, 15 starr montiert sind (Fig. 2). Zwischen der Querbrücke 15 und dem Obertisch 8 sowie zwischen der Querbrücke 14 und dem Untertisch 7 ist je ein freitragender Kniehebelantrieb 1 montiert.

Am Untertisch 7 bzw. an der Querbrücke 14 sind zwei als kurze Laschen ausgebildete Kniehebel 18 und 17 im Drehpunkt 20 bzw. 19 gelagert; sie führen zu einem Querbalken 16, an dem sie schwenk­ bar in einem Drehpunkt 3 befestigt sind. In den Drehpunkten 19, 20 sind auch lange Führungslaschen 21, 22 angeordnet, die zu einer Traverse 23 führen, an der sie an Zapfen 24 drehbar ge­ lagert sind.

An der Traverse 23 sitzt ein Motor 2, dessen Achse mit der Be­ tätigungsrichtung des Kniehebels 1 fluchtet. Seine Motorwelle steht mit einer Spindel 4 in Verbindung, wobei die Spindel 4 in einer Mutter 25 gleitet, die im Querbalken 16 sitzt. Durch ab­ wechselnden Rechts/Linkslauf des Motors 2 ist es auf diese Weise möglich, den Kniehebel 1 zu betätigen. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Spindel 4 als Kugelrollspindel, die Mutter 16 entsprechend auszubilden.

In geschlossener Stellung bilden die Kniehebel 17, 18 und die Führungslaschen 21, 22 ein Dreieck, d. h. die Kniehebel 17, 18 bilden eine Gerade.

Der Antrieb des Obertisches 8 erfolgt in analoger Weise, indem der Kniehebelantrieb 1 zwischen dem Obertisch 8 und der Quer­ brücke 15 angreift.

Bei dem Kniehebelantrieb 1 in der Stanzstation 6 kehrt der Motor 27 nach dem Schließen dieser Stanzstation 6 die Drehrichtung sofort um, auf genaue Endlagen kommt es nicht an. Bei dem Knie­ hebelantrieb in der Formstation 5 tritt in geschlossener Stellung der Werkzeughälften 9 und 10 eine Ruhepause ein, während der das Formen der herzustellenden Teile erfolgt. Das bedeutet, daß der Motor 2 exakt so stehen bleiben muß, daß die Endlage (Schließ­ stellung) genau und reproduzierbar angefahren wird. Hier ist es vorteilhaft, einen Bremsmotor mit veränderbarer Drehzahl einzu­ setzen, so daß man kurz vor Erreichen der Strecklage auf eine langsamere Drehzahl schalten und mit dieser die Endlage anfahren kann. Dies ist möglich durch Polumschaltung oder Frequenzbeein­ flussung des Motors 2. Das Umschalten erfolgt in vorgegebenen Stellen, die durch Grenztaster erfaßt werden können. Oder man treibt vom Motor aus einen Impulsgeber 26 an, wobei diese Impulse gezählt und bei einer bestimmten Impulszahl, die einer Stellung des Tisches entspricht, eine Veränderung der Drehzahl erfolgt.

In Fig. 5 zeigt ein Diagramm den relativen Geschwindigkeitsver­ lauf eines bewegten Tisches über der Schließzeit. Kurve A gilt für den bekannten motorisch bewegten Kniehebelantrieb über Kur­ bel. Man hat hier einen relativ langsamen Anstieg der Tischge­ schwindigkeit zu Beginn, dann ein hohes Maximum VA max. bei einem Kurbelwinkel von ca. 70° und anschließend ein sehr sanftes Ab­ sinken der Tischgeschwindigkeit. Die mittlere Geschwindigkeit beträgt VM=Hub/Schließzeit.

Bei gleicher mittlerer Geschwindigkeit VM zeigt die Kurve B den Geschwindigkeitsverlauf bei einer konstanten horizontalen Bewe­ gung des Kniehebelantriebes 1, z. B. durch einen Pneumatikzylin­ der oder durch einen motorischen Antrieb wie in dieser Anmeldung dargestellt unter Einbeziehung einer notwendigen Beschleunigung zu Beginn. Die Geschwindigkeit nimmt rasch zu und sinkt dann stetig ab. Das Maximum VB max. liegt unter dem Maximum VA max., der Geschwindigkeitsverlauf als Ganzes ist ausgeglichener.

Bei Einsatz eines Drehzahl-veränderbaren Motors 2 ist es möglich, bei gleicher mittlerer Geschwindigkeit VM mit einer geringeren Drehzahl als für die Kurve B zugrunde liegend zu beginnen, so daß sich ein Anstieg gemäß Kurve C ergibt. Nach einer Zeit tx schal­ tet man auf eine höhere Drehzahl, so daß der Geschwindigkeitsab­ fall verzögert wird und man trotzdem nach der Zeit tl den Schließ­ hub durchgeführt hat. Folge ist eine weitere Vergleichmäßigung der Tischfahrgeschwindigkeit bei einer noch geringeren VC max. Durch mehrmaliges Wechseln der Drehzahl kann der Geschwindigkeits­ verlauf weiter vergleichsmäßigt, das Maximum gesenkt werden. Dieses nochmalige Wechseln ist interessant bei einem frequenzge­ regelten Motor, dessen Drehzahl sich leicht an vorgegebenen Stel­ len verändern läßt, wobei diese Stellen als Impulszahl eines Impulsgebers 26 vorgegeben werden.

Analog ist es bei dieser Betrachtungsweise möglich, bei einer zu­ gelassenen höheren maximalen Tischfahrgeschwindigkeit die Schließ­ zeit entsprechend zu verkürzen, wenn dies verfahrenstechnisch möglich ist. Man kann also auf diese Weise eine sehr kurze Schließ­ zeit und damit eine maximale Taktzahl der Vorrichtung erreichen.

Claims (5)

1. Kniehebelantrieb zum Bewegen des Obertisches und/oder des Untertisches der Form- oder Stanzstation in einer Vorrich­ tung zum Verformen einer Folienbahn aus thermoplastischem Kunststoff zu Behältern oder zu Verpackungen, mit an ihrem einen Endabschnitt an einem Querbalken und an ihrem anderen Endabschnitt mit Führungslaschen gelenkig verbundenen Knie­ hebeln, mit einer Traverse, an der die Führungslaschen frei­ tragend mit ihrem von den Kniehebeln abgewandten Endabschnitt angelenkt sind und mit einer Einrichtung zum Betätigen der Kniehebel mittels einer Antriebseinrichtung, die einerseits an dem Querbalken angelenkt ist und andererseits an der Traverse angreift, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebs­ einrichtung ein Motor (2) an der Traverse (23) befestigt ist, dessen Achse mit der Betätigungsrichtung des Kniehebels (1) fluchtet und der eine Spindel (4) antreibt, die in einer im Querbalken (16) angeordneten Mutter (25) läuft.

2. Kniehebelantrieb nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß als Spindel (4) eine Kugelrollspindel eingesetzt ist.

3. Kniehebelantrieb nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeich­ net, daß der Motor (2) als polumschaltbarer Motor ausgebil­ det ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (2) mit einer Einrichtung zur stufenlosen Änderung der Drehzahl ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4 dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Motor (2) mit einem Impulsgeber (26), der mit einer Zähleinrichtung in Verbindung steht, verbunden ist, so daß an vorgegebenen Stellungen des Tisches, die einer bestimmten Impulszahl entsprechen, eine Veränderung der Drehzahl des Motors (2) vorgenommen werden kann.