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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Spannmechanismus einer Formmaschine.
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2. Beschreibung der verwandten Technik
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Ein
herkömmlicher
Spannmechanismus einer Formmaschine (z. B. Spritzgussmaschine) enthält allgemein
eine feststehende Aufspannplatte und einen Endrahmen (auch als hintere
Aufspannplatte bezeichnet), die beide senkrecht auf einer Grundplatte
der Formmaschine angebaut sind, eine Mehrzahl (normalerweise vier)
Zugstangen, die die feststehende Aufspannplatte und den Endrahmen
verbinden, eine bewegliche Aufspannplatte mit Durchgangsbohrungen,
die jeweils die Zugstangen aufnehmen und die entlang der Zugstangen
zwischen der feststehenden Aufspannplatte und dem Endrahmen beweglich angeordnet
ist, und eine Antriebseinheit (z. B. eine Kipphebeleinheit) für den Antrieb
der beweglichen Aufspannplatte. Eine bewegliche Form ist an der
beweglichen Aufspannplatte und eine feststehende Form an der feststehenden
Aufspannplatte angebracht. Die Antriebseinheit einschließlich einer
Antriebsquelle wie ein Elektromotor oder ein Hydraulikzylinder bewegt
die durch die Zugstangen geführte bewegliche
Aufspannplatte, wodurch die Formen gespannt werden. Im Allgemeinen
ist ein Paar Gleitlagerbuchsen in jeder in der beweglichen Aufspannplatte
ausgebildeten Durchgangsbohrung angeordnet, und jede Zugstange verläuft gleitbar
durch die Buchsen.
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Beim
herkömmlichen
oben beschriebenen Spannmechanismus entsteht durch die Gleitlagerstruktur,
die bei einem gegenseitig gleitbaren Abschnitt zwischen der beweglichen
Aufspannplatte und jeder Zugstange verwendet wird, unweigerlich ein
Spiel zwischen der Innenumfangsfläche der Lagerbuchse und der
Außenumfangsfläche der
Zugstange, was zu einem Spiel im Gleitlager führt. Die bewegliche Aufspannplatte
neigt deshalb während des
Bewegungsvorgangs zum Verkanten an den Zugstangen. Als Ergebnis
besteht die Tendenz, dass die vorgeschriebene Parallelitätstoleranz
zwischen der an der beweglichen Aufspannplatte angebrachten beweglichen
Form und der an der feststehenden Aufspannplatte angebrachten feststehenden
Form aufgrund des Bewegungsvorgangs der beweglichen Aufspannplatte
nicht eingehalten wird. Wenn sich die Parallelität z. B. beim Formöffnungsprozess
in dem Moment, in dem die Formfreigabe durch die Trennung der beweglichen
von der feststehenden Form erfolgt, verschlechtert hat, wird die
zeitliche Formfreigabe des geformten Gegenstands an bestimmten Punkten
der Formoberfläche
der feststehenden oder beweglichen Form unregelmäßig. In dem Fall, in dem ein
geformter Gegenstand mit hoher Präzision wie eine Linse zu formen
ist, kann die zeitliche Formfreigabe aufgrund der Zugspannung im
geformten Gegenstand Belastungen etc. verursachen und so ein defekter
geformter Gegenstand hergestellt werden.
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Zur
Lösung
des obigen Problems ist bekannt, eine lineare Führung (LM-Führung (Handelsname)) auf der
Grundplatte der Formmaschine anzuordnen, um den Hub der beweglichen
Aufspannplatte zu führen,
so dass die bewegliche Aufspannplatte am Verkanten gehindert und
die Parallelität
zwischen der beweglichen und der feststehenden Aufspannplatte aufrechterhalten
wird. Bei der Lösung
mit der linearen Führung
wird die bewegliche Aufspannplatte durch die lineare Führung an
ihrem unteren Ende gelagert, so dass zwar das Verkanten im unteren
Abschnitt der beweglichen Aufspannplatte unterdrückt wird, aber es schwierig
ist, ein Verkanten im oberen Abschnitt der beweglichen Aufspannplatte
zu unterdrücken.
Außerdem
kann die lineare Führung
die bewegliche Aufspannplatte an der Drehung um die Achse in der
Bewegungsrichtung der beweglichen Aufspannplatte (oder in axialer
Richtung der Zugstange) hindern, aber es ist schwierig dafür zu sorgen,
dass die lineare Führung
die Drehung der beweglichen Aufspannplatte um eine andere Achse
senkrecht zur obigen Achse und parallel zur Formanbaufläche der Aufspannplatte
verhindert.
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Andererseits
kann beim Formspannprozess die feststehende und/oder die bewegliche
Aufspannplatte aufgrund der gegenseitigen Presskraft, die auf die
feststehende und die bewegliche Form aufgebracht wird, verformt
oder belastet werden. Wenn die feststehende und/oder bewegliche
Aufspannplatte einer Belastung unterliegt, kann die Formanbaufläche verformt
werden, was ebenfalls in einer schlechteren Parallelität zwischen
der feststehenden und der beweglichen Form resultieren kann und
damit in einer Verschlechterung der Formgenauigkeit.
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Als
Lösung,
mit der eine solche Belastung oder Verformung der Aufspannplatte
vermieden werden soll, offenbart das
japanische
Gebrauchsmuster, Veröffentlichung
Nr. 2587035 (
JP2587035Y2 )
einen Spannmechanismus einer Spritzgussmaschine, bei dem zumindest
eine der feststehenden und beweglichen Aufspannplatten bei Betrachtung
in Richtung der Plattendicke an einer Zwischenposition in den Bereichen
der Zugstangen-Einführbohrungen,
die in den vier Ecken der Aufspannplatte ausgebildet sind, mit einer
Nut versehen ist, die sich vom Außenumfang der Aufspannplatte
zu den Zugstangen-Einführbohrungen
erstreckt. Gemäß dieser
Anordnung wird eine auf die Formen aufgebrachte Presslast durch die
Verfor mung in den Nutbereichen der Aufspannplatte aufgenommen, so
dass eine Verformung der Formanbaufläche der Aufspannplatte vermieden wird.
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Auch
die
japanische Offenlegungsschrift (Kokai)
Nr. 8-258103 (
JP8-258103A )
offenbart einen Spannmechanismus einer Spritzgussmaschine, bei dem
eine Lagerungsstruktur der feststehenden Aufspannplatte mit konischer
Form ausgeführt
ist, z. B. als Pyramide mit rechteckiger Grundfläche oder als Kegelstumpf. Gemäß dieser
Anordnung wird aufgrund der konischen Form der Lagerungsstruktur verhindert,
dass die während
des Spannens der Form erzeugte Presslast als Biegemoment auf die Lagerungsstruktur
wirkt, so dass eine Auslenkung oder Verformung der Lagerungsstruktur
und der feststehenden Aufspannplatte vermieden wird.
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Des
weiteren offenbart die
japanische
Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 11-170322 (
JP11-170322A ) einen Spannmechanismus
einer Spritzgussmaschine, bei dem ein Abschnitt zur Verhinderung
von Belastung (wie ein Kanal in einer Seitenkante) an der beweglichen
Aufspannplatte zwischen dem Arm des Kipphebelmechanismus und der Formanbaufläche vorgesehen
ist. Gemäß dieser
Anordnung wird eine während
des Spannens der Form erzeugte Presslast durch eine Verformung des
belastungsverhindernden Abschnitts der beweglichen Aufspannplatte
aufgenommen und so eine Verformung der Formanbaufläche verhindert.
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Bei
den obigen Beispielen aus dem Stand der Technik ist eine Struktur
in der Aufspannplatte oder in deren Lagerungsstruktur vorgesehen,
die die während
des Formeinspannprozesses erzeugte Presslast aufnimmt, um zu verhindern,
dass die Aufspannplatte insbesondere während des Spannens der Form
belastet wird. Im Gegensatz dazu offenbart die
japanische Patentveröffentlichung Nr. 3330578 (
JP3330578B2 ) einen
Spannmechanismus einer Formmaschine wie einer Spritzgussmaschine,
bei dem anstelle der Gleitlagerstruktur eine Keilwelle mit Rillenkugellager
als Führungsabschnitt
für die
bewegliche Aufspannplatte an der Zugstange vorgesehen ist. Gemäß dieser
Anordnung ermöglicht
eine Führung
mit einer keilverzahnten Kugelstruktur, dass die bewegliche Aufspannplatte
relativ zur feststehenden Aufspannplatte stets eine genaue translatorische Bewegung
(d. h. parallel verschoben) ausführen kann,
so dass die Parallelität
zwischen der feststehenden und der beweglichen Form während eines Formöffnungsprozesses
stabil gehalten werden kann. Bei dieser Anordnung muss die Keilwelle
mit Rillenkugellager selbst unter dem Einfluss der Aufspannplattenspannung
aufgrund der Presslast während
des Spannens der Form eine lange Lebensdauer haben.
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Die
US-amerikanische Patentanmeldung
Nr. 2003/017230 beschreibt eine Spanneinheit zur Gesenkeinspannung
gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 mit einer beweglichen Aufspannplatte und einer beweglichen
Stützplatte.
Gewindebolzen greifen in die Stützplatte
ein, so dass die Drehung der Bolzen die Stützplatte antreibt und sie dann
die bewegliche Aufspannplatte zum Öffnen und Schließen der
Gesenkteile bewegt.
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Die
deutsche Patentanmeldung
Nr. 196 08 135 A1 beschreibt einen Gesenkspannmechanismus für eine Formmaschine
mit einer beweglichen Aufspannplatte, die vordere und hintere Teile
aufweist, die durch ein zentrales Druckelement verbunden sind. Der
verringerte Querschnitt des zentralen Druckelements gestattet eine
gewisse relative Biegung der vorderen und hinteren Teile.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Spannmechanismus
einer Formmaschine bereitzustellen, der die Parallelität zwischen
einer feststehenden Aufspannplatte und einer beweglichen Aufspannplatte
in einem Formspannprozess sowie in einem Formöffnungsprozess über eine
lange Zeitspanne stabil halten kann.
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Die
Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
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Um
die obige Aufgabe zu erfüllen,
stellt die vorliegende Erfindung einen Spannmechanismus einer Formmaschine
bereit, der aufweist: eine Grundplatte; eine feststehende Aufspannplatte,
die auf der Grundplatte angebaut ist und eine feststehende Form
trägt;
eine Führungsstange,
die relativ zur feststehenden Aufspannplatte fest angeordnet ist
und eine Führungslängsachse
definiert; eine erste bewegliche Aufspannplatte, die relativ zur
feststehenden Aufspannplatte beweglich entlang der Führungsachse
angeordnet ist und eine bewegliche Form trägt; eine Lagerungsstruktur,
die zwischen der Führungsstange
und der ersten beweglichen Aufspannplatte angeordnet ist und die
erste bewegliche Aufspannplatte auf der Führungsstange entlang der Führungsachse
beweglich lagert; eine zweite bewegliche Aufspannplatte, die von
der ersten beweglichen Aufspannplatte getrennt und relativ zur feststehenden
Aufspannplatte entlang der Führungsachse
beweglich angeordnet ist; ein Verbindungselement, das die erste
bewegliche Aufspannplatte und die zweite bewegliche Aufspannplatte
miteinander verbindet; und einen Antriebsabschnitt zum Beaufschlagen
der zweiten beweglichen Aufspannplatte mit einer Antriebskraft,
um die erste bewegliche Aufspannplatte und die zweite bewegliche
Aufspannplatte entlang der Führungsachse
zu bewegen.
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Beim
obigen Spannmechanismus weist die Lagerungsstruktur eine Keilzahneingriffsoberfläche auf,
die auf der Führungsstange
vorgesehen ist, und eine Kugelkeilzahnmutter, die in der ersten
beweglichen Aufspannplatte bereitgestellt ist, wobei die Kugelkeilzahnmutter
funktional mit der Keilzahneingriffsoberfläche in Eingriff gebracht werden
kann, und die zweite bewegliche Aufspannplatte enthält eine Durchgangsbohrung
zur Aufnahme der Führungsstange
ohne mit der Keilzahneingriffsoberfläche in Eingriff zu kommen.
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Der
Spannmechanismus kann ferner einen auf der Grundplatte an einer
Stelle gegenüber
der feststehenden Aufspannplatte um die erste und zweite bewegliche
Aufspannplatte angebauten Endrahmen aufweisen, und eine Führungsstange
kann eine Zugstange aufweisen, die die feststehende Aufspannplatte
mit dem Endrahmen unter Spannung verbindet.
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Alternativ
kann der Spannmechanismus ferner einen auf der Grundplatte an einer
Stelle gegenüber
der feststehenden Aufspannplatte um die erste und zweite bewegliche
Aufspannplatte angebauten Endrahmen aufweisen und eine von der Führungsstange
getrennte Zugstange, die eine zweite Führungslängsachse definiert, die allgemein
parallel zur Führungsachse
der Führungsstange
ist, wobei die Führungsstange
die feststehende Aufspannplatte mit dem Endrahmen unter Spannung
verbindet. Bei dieser Anordnung kann die erste bewegliche Aufspannplatte
eine erste Durchgangsbohrung haben, die unabhängig von der Kugelkeilzahnmutter
ist und sich entlang der zweiten Führungsachse erstreckt, die zweite
bewegliche Aufspannplatte kann eine zweite Durchgangsbohrung haben,
die entlang der zweiten Führungsachse
mit der ersten Durchgangsbohrung fluchtet, und die Zugstange kann
von der ersten und zweiten Durchgangsbohrung aufgenommen werden.
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Außerdem wird
bevorzugt, dass das Verbindungselement die erste und zweite bewegliche
Aufspannplatte auf eine solche Weise verbindet, dass sie relativ
zueinander entlang der Führungsachse verschieblich
sind.
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Bei
dieser Anordnung enthält
der Spannmechanismus vorzugsweise ferner ein Vorspannelement, das
zwischen der ersten und zweiten beweglichen Aufspannplatte angeordnet
ist, wobei das Vorspannelement die erste und zweite bewegliche Aufspannplatte
entlang der Führungsachse
elastisch voneinander weg vorspannt.
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Außerdem weist
der Spannmechanismus vorzugsweise ein Vorspannelement auf, das zwischen
der ersten und zweiten beweglichen Aufspannplatte angeordnet ist,
wobei das Vorspannelement die erste und zweite bewegliche Aufspannplatte entlang
der Führungsachse
elastisch aufeinander zu vorspannt.
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Es
ist weiter von Vorteil, dass die erste bewegliche Aufspannplatte
aus einem Material besteht, das eine höhere Steifigkeit hat als das
der zweiten beweglichen Aufspannplatte.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung erschließen sich
noch deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen; es zeigen:
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1 eine
schematische Vorderansicht eines Spannmechanismus gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
schematische Vorderansicht des Spannmechanismus von 1 im
gespannten Zustand der Form;
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3 eine
schematische Vorderansicht eines Spannmechanismus gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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4A eine
schematische Draufsicht auf die erste und zweite bewegliche Aufspannplatte
im Spannmechanismus von 3;
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4B eine
Seitenansicht der ersten und zweiten beweglichen Aufspannplatte
von 4A entlang dem Pfeil IV;
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5A und 5B schematische
Ansichten, die jeweils ein Verbindungselement in einem Spannmechanismus
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigen;
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6 eine
schematische Vorderansicht des Spannmechanismus gemäß der dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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7 eine
schematische Vorderansicht des Spannmechanismus von 6 im
Zustand der Formöffnung;
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8 eine
schematische Vorderansicht eines Spannmechanismus gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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9 eine
schematische Vorderansicht des Spannmechanismus von 8 im
Zustand der Formöffnung;
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10 eine
schematische Vorderansicht eines Spannmechanismus gemäß einer
fünften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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11 eine
schematische Vorderansicht des Spannmechanismus von 10 im
Zustand der Formöffnung;
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12A und 12B schematische
Ansichten, die jeweils ein Verbindungselement und ein Vorspannelement
in einem Spannmechanismus gemäß einer
sechsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigen;
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13 eine
schematische Vorderansicht des Spannmechanismus gemäß der sechsten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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14 eine
schematische Vorderansicht des Spannmechanismus von 13 im
Zustand der Formöffnung;
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15A und 15B schematische
Ansichten, die jeweils ein Verbindungselement und ein Vorspannelement
in einem Spannmechanismus gemäß einer
siebten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigen;
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16 eine
schematische Vorderansicht des Spannmechanismus gemäß der siebten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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17 eine
schematische Vorderansicht des Spannmechanismus von 16 im
Zustand der Formöffnung;
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18 eine
schematische Vorderansicht eines Spannmechanismus gemäß einer
achten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
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19 eine
schematische Vorderansicht des Spannmechanismus von 18 im
Zustand der Formöffnung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die
beiliegenden Zeichnungen ausführlich
beschrieben. In den Zeichnungen sind gleiche oder ähnliche Komponenten
durch identische Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Die
grundlegenden Konzepte eines Spannmechanismus einer Formmaschine
gemäß der vorliegenden
Erfindung sind auf einen ersten Modus gerichtet, bei dem eine bewegliche
Hilfsaufspannplatte (in dieser Anmeldung als erste bewegliche Aufspannplatte
bezeichnet) zwischen einer beweglichen Aufspannplatte, die mit einem
Antriebsabschnitt gekoppelt ist (in dieser Anmeldung als zweite
bewegliche Aufspannplatte bezeichnet) und einer beweglichen Form
angeordnet ist, und bei dem eine keilverzahnte Kugelstruktur als
Führungs-
bzw. Lagerungsstruktur für
die erste bewegliche Aufspannplatte bereitgestellt ist, sowie auf
einen zweite Modus, bei dem die erste und zweite bewegliche Aufspannplatte
miteinander unter Verwendung eines Verbindungselements in Eingriff
stehen, wobei Spiel oder ein gegenseitiger Versatz sichergestellt
ist. Gemäß den obigen
grundlegenden Konzepten wird die Parallelität zwischen der feststehenden
Aufspannplatte und der ersten beweglichen Aufspannplatte, die jeweils
eine Form tragen, aufrechterhalten und die Verringerung der Lebensdauer
der keilverzahnte Kugelstruktur aufgrund einer ungleichmäßigen Lastverteilung
entlang einer Kugelkeilzahnmutter verhindert.
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In
den Zeichnungen zeigen die 1 und 2 einen
Spannmechanismus 10 einer Formmaschine gemäß einer
ersten Ausführungsform,
der das oben beschriebene erste Konzept der vorliegenden Erfindung
verwirklicht. Der Spannmechanismus 10 enthält eine
Grundplatte 12; eine feststehenden Aufspannplatte 14,
die auf der Grundplatte 12 angebaut ist und eine feststehende
Form 16 trägt;
eine Führungsstange 18,
die relativ zur feststehenden Aufspannplatte 14 fest angeordnet
ist und eine Führungslängsachse 18a definiert;
eine erste beweglichen Aufspannplatte 20, die relativ zur
feststehenden Aufspannplatte 14 beweglich entlang der Führungsachse 18a angeordnet
ist und eine bewegliche Form 22 trägt; eine Lagerungsstruktur 24,
die zwischen der Führungsstange 18 und
der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 angeordnet ist
und die erste bewegliche Aufspannplatte 20 auf der Führungsstange 18 entlang
der Führungsachse 18a beweglich
lagert; eine zweite bewegliche Aufspannplatte 26, die von der
ersten beweglichen Aufspannplatte 20 getrennt und relativ
zur feststehenden Aufspannplatte 14 entlang der Führungsachse 18a beweglich
angeordnet ist; ein Verbindungselement 28, das die erste
bewegliche Aufspannplatte 20 und die zweite bewegliche Aufspannplatte 26 miteinander
verbindet; und einen Antriebsabschnitt 30 zum Beaufschlagen
der zweiten beweglichen Aufspannplatte 26 mit einer Antriebskraft,
um die erste bewegliche Aufspannplatte 20 und die zweite
bewegliche Aufspannplatte 26 entlang der Führungsachse 18a zu
bewegen. Der Spannmechanismus 10 enthält außerdem einen Endrahmen 32, der
auf der Grundplatte 12 an einer Stelle gegenüber der
feststehenden Aufspannplatte 10 und die erste und zweite
bewegliche Aufspannplatte 20, 26 angebaut ist.
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Die
Führungsstange 18 ist
als Zugstange 18 ausgebildet, die die feststehende Aufspannplatte 14 und
den Endrahmen 32 unter Spannung miteinander verbindet.
Bei der dargestellten Ausführungsform
haben die einander gegenüberliegenden
Oberflächen der
feststehenden Aufspannplatte 14 und des Endrahmens 32,
die beide senkrecht auf der Grundplatte 12 stehen, rechteckige
Profile, und jeweils eine der vier Zugstangen 18 ist in
jeweils einer der vier Ecken der gegenüberliegenden Oberflächen angeordnet (1 zeigt
nur zwei Zugstangen 18).
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Jede
Zugstange 18 ist an einem Ende an der feststehenden Aufspannplatte 14 mittels
eines Befestigungselements wie eine Mutter und am anderen Ende am
Endrahmen 32 mittels einer die Formdicke einstellbaren
Mutter 34 auf eine relativ verschiebliche Weise gesichert.
An der die Formdicke einstellbaren Mutter 34 sind jeweils
Ritzel 36 befestigt, und eine Kette (nicht dargestellt)
ist um die Ritzel 36 gewickelt, die an den vier Zugstangen 18 vorgesehen
sind. Wenn die Kette durch eine nicht dargestellte Antriebsquelle
zur Einstellung der Formdicke angetrieben wird, um die Muttern 34 der
Zugstangen synchron zu drehen, wird der Endrahmen 32 auf
der Grundplatte 12 entlang den Zugstangen 18 verschoben.
Dadurch wird der Abstand zwischen dem Endrahmen 32 und
der feststehenden Aufspannplatte 14 verstellt, so dass
es möglich
ist, die Spannkraft in Abhängigkeit
von der Dicke der verwendeten Formen einzustellen.
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Jede
Zugstange (Führungsstange) 18 wird auf
relativ bewegliche Weise von in der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 und
der zweiten beweglichen Aufspannplatte 26 ausgebildeten
Durchgangsbohrungen so aufgenommen, dass sie miteinander entlang
der Führungsachse 18a fluchten.
Jede Zugstange 18 ist mit einer Keilzahneingriffsoberfläche 38 versehen,
die durch mehrere Rippen oder Rillen versehen, die sich entlang
der Führungsachse 18a zumindest über einen
vorgegebenen Oberflächenbereich
erstrecken, über
den die erste bewegliche Aufspannplatte 20 entlang der
Zugstange 18 gleitet. Mit anderen Worten, die Zugstange 18 fungiert
als Keilwelle in den Bereich, der mit der Keilzahneingriffsoberfläche 38 ausgeführt ist.
Andererseits ist jede Durchgangsbohrung in der ersten beweglichen
Aufspannplatte 20 zur Aufnahme der Zugstange 18 mit
einer Kugelkeilzahnmutter 40 versehen, die funktional mit
der Keilzahneingriffsoberfläche 38 auf
der Zugstange 18 in Eingriff gebracht werden kann. Die
Keilzahneingriffsoberfläche 38 auf
der Zugstange 18 und die entsprechende Kugelkeilzahnmutter 40 in
der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 wirken zusammen,
um die Lagerungsstruktur 24 zu bilden. Bei der dargestellten
Ausführungsform
ist ein Paar Kugel keilzahnmuttern 40 in jeder Durchgangsbohrung
der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 bereitgestellt.
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Im
Gegensatz dazu ist jede Durchgangsbohrung in der zweiten beweglichen
Aufspannplatte 26 zur Aufnahme der Zugstange 18 mit
einer Gleitlagerbuchse 42 ausgeführt, die nicht mit der Keilzahneingriffsoberfläche 38 auf
der Zugstange 18 in Eingriff gebracht werden kann. Jede
Gleitlagerbuchse 42 nimmt die entsprechende Zugstange 18 mit
einem geringen Spiel auf, wodurch die zweite bewegliche Aufspannplatte 26 entlang
der Führungsachse 18a geführt wird.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist
ein Paar Gleitlagerbuchsen 42 in jeder Durchgangsbohrung
der zweiten beweglichen Aufspannplatte 26 bereitgestellt.
Außerdem
kann anstelle der Verwendung der Gleitlagerbuchsen 42 der
Innendurchmesser jeder Durchgangsbohrung der zweiten beweglichen
Aufspannplatte 26 größer gewählt werden
als der Außendurchmesser
der Zugstange 18, so dass die Durchgangsbohrung der zweiten
beweglichen Aufspannplatte 26 die Zugstange 18 berührungslos
aufnehmen kann.
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Das
Verbindungselement 28 besteht aus einem Befestigungselement
wie einer Schraube und fixiert die erste bewegliche Aufspannplatte 20 lokal
an der zweiten beweglichen Aufspannplatte 26 an der Position
des Verbindungselements 28. Bei der dargestellten Ausführungsform
sind zwei Verbindungselemente 28 an Stellen in der Nähe der Mitte
der entsprechenden beweglichen Aufspannplatten 20, 26 vorgesehen.
Die lokale Fixierung durch das Verbindungselement 28 dient
dazu, den Stoßflächen der beweglichen
Aufspannplatten 20, 26 eine geringfügige Gleitbewegung
relativ zueinander zu verleihen, wenn die beweglichen Aufspannplatten 20, 26 ausgelenkt
werden.
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Der
Antriebsabschnitt 30 enthält eine Kipphebeleinheit 44,
die zwischen dem Endrahmen 32 und der zweiten beweglichen
Aufspannplatte 26 angeordnet ist, sowie eine Antriebsquelle 46 wie
einen Servomotor zum Antreiben eines Kreuzkopfes 44a der
Kipphebeleinheit 44. Die Kipphebeleinheit 44 und die
Antriebsquelle 46 sind am Endrahmen 32 angebaut,
und ein Paar Arme 44b der Kipphebeleinheit 44 ist
an den distalen Enden mit dem oberen bzw. unteren Endbereich der
zweiten beweglichen Aufspannplatte 26 verbunden.
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Die
feststehende Form 16 und die bewegliche Form 22 sind
jeweils an einander gegenüberliegenden
Formanbauflächen 14a, 20a der
feststehenden Aufspannplatte 14 und der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 angebracht.
Wenn die Antriebsquelle 46 aktiviert wird, um die Kipphebeleinheit 44 anzutreiben,
so dass die zweite bewegliche Aufspannplatte 26 und die
erste bewegliche Aufspannplatte 20 entlang den Zugstangen 18 in
Richtung der Führungsachse 18a bewegt
werden, werden die Formen 16, 22 zum Öffnen oder
Schließen
(Formöffnungs-
oder Spannoperation) betätigt.
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2 zeigt
einen gespannten Zustand der Form. Bei Beaufschlagung mit der vom
Antriebsabschnitt 30 aufgebrachten Spannkraft werden die zweite
bewegliche Aufspannplatte 26 und die feststehende Aufspannplatte 14 geringfügig verformt,
was durch die strichpunktierten Linien beispielhaft angedeutet ist.
Hierbei ist die zweite bewegliche Aufspannplatte 26 direkt
mit der Kipphebeleinheit 44 gekoppelt, so dass ihre Belastung
oder Verformung stärker
wird. Im Gegensatz dazu ist die erste bewegliche Aufspannplatte 20 nicht
direkt mit der Kipphebeleinheit 44 gekoppelt und die zweite
bewegliche Aufspannplatte 26 dazwischen angeordnet, so
dass die Belastung oder Verformung der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 dank
der geringfügigen Gleitbewegung
zwischen den Stoßflächen der
beweglichen Aufspannplatten 20, 26 wie beschrieben ausgeglichen
wird. Während
des gespannten Zustands der Form wird deshalb die Belastung der
Formanbaufläche 20a der
beweglichen Aufspannplatte 20 unterdrückt, und eine Verschlechterung
der Parallelität
zwischen den Formanbauflächen 14a, 20a der feststehenden
Aufspannplatte 14 und der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 kann
deshalb verhindert werden.
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Ferner
neigt die zweite bewegliche Aufspannplatte 26, die mit
der Kipphebeleinheit 44 gekoppelt ist, in dem Zustand,
in dem die feststehende Form 16 im Formöffnungszustand nicht mit der
beweglichen Form 22 in Kontakt steht, dazu, unter dem Einfluss
eines Herstellungsfehlers des Kipphebelmechanismus und/oder dessen
Gewicht verformt oder belastet zu werden. Durch den Spannmechanismus 10 ist
es während
des Formöffnungszustandes
außerdem
möglich
zu verhindern, dass die Belastung in der zweiten beweglichen Aufspannplatte 26 auf
die erste bewegliche Aufspannplatte 20 übertragen wird, so dass die
Parallelität
zwischen den Formanbauflächen 14a, 20a der
feststehenden Aufspannplatte 14 und der ersten beweglichen
Aufspannplatte 20 sowie die Parallelität zwischen der feststehenden
Form 16 und der beweglichen Form 22 beibehalten
wird.
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Außerdem wird
im Spannmechanismus 10 die Lagerungsstruktur 24 zwischen
der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 und den Zugstangen (oder
Führungsstangen) 18 durch
eine keilverzahnte Kugelstruktur gebildet wie bereits beschrieben.
Bei der üblichen
keilverzahnten Kugelstruktur besteht zwischen einer Keilwelle und
einer Kugelkeilzahnmutter nahezu kein Spiel, da die Mehrzahl Kugeln
mit der keilverzahnten Eingriffsfläche (z. B. einer Kugellaufrille) der
Keilwelle unter einem gewissen Druck in Eingriff stehen. Die Lagerungsstruktur 24,
die als eine solche keilverzahnte Kugelstruktur ausgeführt ist,
dient dazu, das Spiel zwischen der Zugstange 18 und der
ersten beweglichen Aufspannplatte 20 im Wesentlichen zu
beseitigen.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform
werden ferner die Zugstangen 18 über die Länge der Keilwelle (oder die
Keilzahneingriffsoberfläche 38)
in den Kugelkeilzahnmuttern 40, die an den vier Ecken der
ersten beweglichen Aufspannplatte 20 vorgesehen sind, aufgenommen,
so dass ein Verkanten der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 wirksam
verhindert werden kann. Mit anderen Worten, die erste bewegliche
Aufspannplatte 20 ist durch die keilverzahnte Kugelstruktur
mit den vier Zugstangen 18 fest verbunden, so dass die
bewegliche Aufspannplatte 20 stets relativ zur feststehenden
Aufspannplatte 14 eine genaue translatorische Bewegung
(oder eine parallele Verschiebung) ausführen kann, ohne dass eine Drehung
der ersten bewegliche Aufspannplatte 20 um die Führungsachse 18a sowie
entsprechende Drehungen um die senkrechte und waagrechte Achse senkrecht
zur Führungsachse 18a verursacht
werden. Es ist zu beachten, dass ein solcher eine Drehung verhindernder
Effekt nicht nur durch die obige Konfiguration unter Verwendung
der vier Zugstangen 18, sondern auch durch die andere Konfiguration
erzielt werden kann, bei der mindestens zwei Zugstangen 18 verwendet
werden, die entlang einer Diagonalen angeordnet sind.
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Demzufolge
werden die Formanbauflächen 14a, 20a der
feststehenden Aufspannplatte 14 und der ersten beweglichen
Aufspannplatte 20 ständig parallel
gehalten, einschließlich
während
der Zustände
des Formspannens und Formöffnens,
und auch die Formoberflächen
der feststehenden und beweglichen Formen 16, 22,
die jeweils an den Formanbaufläche 14a, 20a angebaut
sind, werden in einer korrekten Lagebeziehung gehalten. Insbesondere
beim Freigabeschritt der Form ist es möglich, wirksam zu verhindern,
dass die zeitliche Formfreigabe eines geformten Gegenstands an bestimmten
Punkten der Formoberflächen
unregelmäßig wird.
Im Resultat kann zuverlässig
verhindert werden, dass der geformte Gegenstand aufgrund unregelmäßiger oder nicht
gleichförmiger
zeitlicher Formfreigabe durch Belastung beeinträchtigt wird, so dass ein hochpräziser Gegenstand
wie eine Linse auf äußerst vorteilhafte
Weise geformt werden kann.
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Außerdem wird
zusätzlich
zur Bereitstellung der oben beschriebenen keilverzahnten Kugelstruktur
für die
Lagerungsstruktur 24 die Belastung der ersten beweglichen
Aufspannplatte 20, die die bewegliche Form 22 trägt, ausgeglichen,
da die erste bewegliche Aufspannplatte 20 indirekt mit
der Kipphebeleinheit 44 gekoppelt ist, was bereits beschrieben
worden ist, so dass der Nachteil, dass die Kugelkeilzahnmutter 40 in
der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 bei ungleichmäßig verteilter
Last entlang der Führungsachse 18a in
Kontakt mit der Keilzahneingriffsoberfläche 38 der entsprechenden
Zugstange 18 kommt, ausgeschaltet werden kann. Als Ergebnis
kann die Lebensdauer der Keilzahneingriffsoberfläche 38 der Zugstange 18 sowie
der Kugelkeilzahnmutter erheblich verlängert werden.
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Bei
der oben beschriebenen Konfiguration können die erste und zweite bewegliche
Aufspannplatte 20, 26, die miteinander verbunden
sind, aus verschiedenen Materialien hergestellt werden. Es ist insbesondere
vorteilhaft, dass die erste bewegliche Aufspannplatte 20 aus
einem Material besteht, dessen Steifigkeit höher ist als die der zweiten
beweglichen Aufspannplatte 26. In diesem Zusammenhang bedeutet
die höhere
Steifigkeit, dass das Material einen großen longitudinalen Elastizitätsmodul
hat. In dem Fall, in dem die zweite bewegliche Aufspannplatte 26 z.
B. aus Gusseisen mit Lamellengraphit oder einem Gusseisen mit Kugelgraphit
besteht, kann die erste bewegliche Aufspannplatte 20 aus
einem Material hergestellt werden, das einen doppelt so großen longitudinalen
Elastizitätsmodul
hat, wie einem Walzstahl für
allgemeine tragende Strukturen, einem unlegierten Stahl für allgemeine
tragende Strukturen oder einem legierten Stahl für allgemeine Strukturen.
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Die
zweite bewegliche Aufspannplatte 26 hat wegen der Bereitstellung
z. B. der damit gekoppelten Kipphebeleinheit 44 eine relativ
komplexe Struktur. Allgemein ist ein Material mit hoher Steifigkeit
(oder einem großen
longitudinalen Elastizitätsmodul) schwer
zu bearbeiten, was zu einer Erhöhung
der Produktionskosten führen
kann, so dass es vorteilhaft ist, die zweite bewegliche Aufspannplatte 26 aus einem
Material mit geringerer Steifigkeit herzustellen, wodurch der Gießprozess
vereinfacht wird. Die erste bewegliche Aufspannplatte 20 hat
dagegen eine relativ einfache Struktur und erfordert keine komplexe Bearbeitung.
Deshalb kann die erste bewegliche Aufspannplatte 20 aus
einem Material mit hoher Steifigkeit hergestellt werden, so dass
die Produktionskosten nicht ansteigen. Als Ergebnis kann ferner
die Belastung der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 wirksam
ausgeglichen werden, wodurch es möglich wird, die Parallelität zwischen
der feststehenden und der beweglichen Form 16, 22 stabil
aufrechtzuerhalten und somit die Lebensdauer der keilverzahnten Kugelstruktur
zu erhöhen.
-
Es
ist zu beachten, dass bei der obigen Ausführungsform die Anzahl der in
jeder eine Zugstange aufnehmenden Durchgangsbohrung der ersten beweglichen
Aufspannplatte 20 bereitgestellten Kugelkeilzahnmuttern 40 nicht
auf zwei beschränkt
ist wie in der Darstellung, sondern dass auch eine, drei oder mehr
vorgesehen werden können.
Wenn die Eingriffslänge
der Kugelkeilverzahnung größer wird,
z. B. indem die Anzahl der Kugelkeilzahnmuttern 40 größer wird,
verbessert dies den Effekt, mit dem Verkanten oder Drehen der ersten
beweglichen Aufspannplatte 20 verhindert wird, was die
translatorische Bewegung oder die parallele Verschiebung der ersten
beweglichen Aufspannplatte 20 noch besser stabilisiert.
-
Des
weiteren können
die erste und zweite bewegliche Aufspannplatte
20,
26 auf
der Grundplatte
12 mittels bekannter Auflager
48 für die Aufspannplatten
(
1) angeordnet werden, um ein Verkanten der beweglichen
Aufspannplatten
20,
26 unter Einsatz der Auflager
48 formschlüssig auszugleichen.
Das Auflager
48 für
die Aufspannplatte kann eine Konstruktion haben, wie sie z. B. im
U.S.-Patent Nr. 3,674,400 ,
am 4. Juli 1972 an Sauerbruch et al. erteilt, offenbart wird, dessen
Lehre hiermit einbezogen wird.
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3 zeigt
einen Spannmechanismus 50 gemäß einer zweiten Ausführungsform,
bei dem das erste Konzept der vorliegenden Erfindung verwirklicht
ist. Der Spannmechanismus 50 der zweiten Ausführungsform
hat eine Konfiguration, die im Wesentlichen identisch mit der des
Spannmechanismus 10 der ersten Ausführungsform ist, mit der Ausnahme, dass
eine Zugstange und eine Führungsstange
voneinander getrennt und eine keilverzahnte Kugelstruktur nur für die Führungsstange
bereitgestellt sind. Entsprechende Komponenten sind deshalb mit
identischen Bezugszeichen gekennzeichnet, und auf eine wiederholte
detaillierte Beschreibung wird verzichtet.
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Der
Spannmechanismus 50 enthält eine Führungsstange 18, die
relativ zur feststehenden Aufspannplatte 14 fest angeordnet
ist; eine Lagerungsstruktur 24, die eine keilverzahnte
Kugelstruktur hat und die erste bewegliche Aufspannplatte 20 auf
der Führungsstange 18 entlang
der Führungsachse 18a beweglich
lagert; und eine Zugstange 52, die von der Führungsstange 18 getrennt
ist und eine zweite Führungslängsachse 52a definiert,
die allgemein parallel zur Führungsachse 18a verläuft, wobei die
Zugstange 52 die feststehende Aufspannplatte 14 und
den Endrahmen 32 unter Spannung miteinander verbindet.
-
Bei
der dargestellten Ausführungsform
haben die einander gegenüberliegenden
Oberflächen der
feststehenden Aufspannplatte 14 und des Endrahmens 32 rechteckige
Profile, und jeweils eine der vier Zugstangen 52 ist in
jeweils einer der vier Ecken der gegenüberliegenden Oberflächen angeordnet. Auf
die gleiche Weise wie die Zugstange 18 der ersten Ausführungsform
ist jede Zugstange 52 an einem Ende an der feststehenden
Aufspannplatte 14 und am anderen Ende am Endrahmen 32 mittels
einer die Formdicke einstellbaren Mutter 34 auf eine relativ verschiebliche
Weise gesichert. Zwei Führungsstangen 18 sind
jeweils an Stellen seitlich außerhalb
eines Paares Zugstangen 52 angeordnet, die entlang einer
Diagonalen angeordnet sind. Jede Führungsstange 18 ist
an einem Ende an einer seitlichen Verlängerung 14b der feststehenden
Aufspannplatte 14 befestigt und am anderen Ende an der
seitlichen Verlängerung 32a des
Endrahmens 32 gleitbar gelagert.
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Jede
Führungsstange 18 wird
auf eine relativ bewegliche Weise in einer Durchgangsbohrung aufgenommen,
die in der seitlichen Verlängerung 20b der
ersten beweglichen Aufspannplatte 20 ausgebildet ist. Jede
Führungsstange 18 hat
eine Keilzahneingriffsoberfläche 38,
die durch mehrere Rippen oder Rillen gebildet wird, die sich entlang
der Führungsachse 18a zumindest über einen
vorgegebenen Oberflächenbereich
erstrecken, über
den die erste bewegliche Aufspannplatte 20 entlang der
Zugstange 18 gleitet. Mit anderen Worten, die Zugstange 18 fungiert
als Keilwelle in dem Bereich, der mit der Keilzahneingriffsoberfläche 38 ausgeführt ist.
Andererseits ist jede Durchgangsbohrung, wie in den 4A und 4B dargestellt
ist, in der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 zur Aufnahme
der Zugstange 18 mit einer Kugelkeilzahnmutter 40 versehen,
die funktional mit der Keilzahneingriffsoberfläche 38 auf der Zugstange 18 in
Eingriff gebracht werden kann. Die Keilzahneingriffsoberfläche 38 auf
der Zugstange 18 und die entsprechende Kugelkeilzahnmutter 40 in
der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 wirken zusammen,
um die Lagerungsstruktur 24 zu bilden. Bei der dargestellten
Ausführungsform
ist ein Paar Kugelkeilzahnmuttern 40 in jeder Durchgangsbohrung
der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 bereitgestellt.
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Jede
Zugstange 52 wird auf eine relativ bewegliche Weise in
einer Durchgangsbohrung, die sowohl in der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 als auch
in der zweiten beweglichen Aufspannplatte 26 ausgebildet
ist, so aufgenommen, dass sie miteinander entlang der Führungsachse 52a fluchten.
Jede Zugstange 52 ist ein Stangenelement mit einer im Wesentlichen
glatten Außenumfangsoberfläche. Wie aus
den 4A und 4B zu
ersehen ist, ist jede Durchgangsbohrung in der zweiten beweglichen
Aufspannplatte 26 zur Aufnahme der Zugstange 52 auf die
gleiche Weise wie bei der ersten Ausführungsform mit einer Gleitlagerbuchse 42 ausgeführt. Jede Gleitlagerbuchse 42 nimmt
die entsprechende Zugstange 52 mit einem geringen Spiel
auf, wodurch die die zweite bewegliche Aufspannplatte 26 entlang
der Führungsachse 52a geführt wird.
Andererseits nimmt die erste bewegliche Aufspannplatte 20 die
Zugstangen 52 in entsprechenden Durchgangsbohrungen 54 auf
eine berührungslose Weise
auf, wobei der Innendurchmesser jeder Durchgangsbohrung 54 größer ist als
der Außendurchmesser
der Zugstange 52.
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Beim
Spannmechanismus 50 wird also die erste bewegliche Aufspannplatte 20 auf
den Führungsstangen 18 durch
die Lagerungsstruktur 24 mit der keilverzahnten Kugelstruktur
gelagert, während die
zweite bewegliche Aufspannplatte 26 mit den Zugstangen 52 über die
Gleitlagerbuchsen 42 in Eingriff steht, und beide beweglichen
Aufspannplatten 20, 26 werden durch die Antriebsfunktion
des Antriebsabschnitts 30 entlang der Führungsachse 18a (52a)
bewegt. Es zeigt sich, dass der Spannmechanismus 50 mit
der obigen Konfiguration charakteristische Wirkungen aufweist, die
im Wesentlichen identisch mit denen des Spannmechanismus 10 der
ersten Ausführungsform
sind. Ferner sind im Spannmechanismus 50 die Führungsstangen 18 getrennt
von den Zugstangen 52 bereitgestellt, so dass die Funktion
der Führungsstangen 18 und
der Lagerungsstruktur 24 mit der keilverzahnten Kugelstruktur
zur Aufrechterhaltung der Parallelität der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 getrennt
von den Zugstangen 52 ausgeführt wird. Als Ergebnis ist
es möglich, zu
verhindern, dass in den Zugstangen 52 eine Belastung oder
Verformung z. B. durch eine vom Antriebsabschnitt 30 verursachte
mechanische Spannung an die erste bewegliche Aufspannplatte 20 übertragen
wird, und so den Effekt zu verbessern, mit dem Verkanten oder Drehen
der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 verhindert wird,
was die translatorische Bewegung oder die parallele Verschiebung der
ersten beweglichen Aufspannplatte 20 noch besser stabilisiert.
Außerdem
kann die Lebensdauer der keilverzahnten Kugelstruktur weiter verlängert werden.
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Obwohl
bei der dargestellten Ausführungsform
zwei Führungsstangen 18,
die entlang einer Diagonalen angeordnet sind, verwendet werden,
ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern
es können
zusätzliche
Führungsstangen 18 entlang
einer anderen Diagonalen verwendet werden. Bei dieser Anordnung
sind die Kugelkeilzahnmuttern 40 auch in den beiden anderen
Ecken der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 vorgesehen,
was durch Strichlinien in 4B angedeutet
ist. Außerdem
ist die Führungsstange 18 nicht
auf die dargestellte Konfiguration beschränkt, in der die feststehende
Aufspannplatte 14 mit dem Endrahmen 32 verbunden wird,
sondern kann getrennt sowohl von der feststehenden Aufspannplatte 14 als
auch dem Endrahmen 32 angeordnet sein.
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Obwohl
die entsprechenden oben beschriebenen Ausführungsformen auf die Konfiguration
gerichtet sind, bei der die Kipphebeleinheit 44 im Antriebsabschnitt 30 verwendet
wird, können
die charakteristischen Anordnungen der vorliegenden Erfindung auch
auf einen Spannmechanismus mit einem Antriebsabschnitt mit direkter
Druckbeaufschlagung angewendet werden, wobei die erste und zweite
bewegliche Aufspannplatte 20, 26 direkt von der
Antriebsquelle 46 angetrieben werden, bei der es sich um
einen Hydraulikzylinder oder einen Servomotor ohne die Kipphebeleinheit 44 handeln
kann. Es ist zu ersehen, dass auch bei dieser Konfiguration charakteristische
Wirkungen, die denen der entsprechenden Ausführungsformen gleichwertig sind,
erzielt werden können.
-
Die 5A bis 7 zeigen
einen Spannmechanismus 60 gemäß einer dritten Ausführungsform,
bei dem das zweite Konzept der vorliegenden Erfindung verwirklicht
ist. Der Spannmechanismus 60 der dritten Ausführungsform
hat eine Konfiguration, die im Wesentlichen identisch mit der des
Spannmechanismus 10 der ersten Ausführungsform ist, mit der Ausnahme,
dass die Lagerungsstruktur, die die erste bewegliche Aufspannplatte
lagert, als eine Gleitlagerstruktur ausgebildet ist und dass die
erste und zweite bewegliche Aufspannplatte gegeneinander verschieblich
miteinander verbunden sind. Entsprechende Komponenten sind deshalb
mit identischen Bezugszeichen gekennzeichnet, und auf eine wiederholte
detaillierte Beschreibung wird verzichtet.
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Der
Spannmechanismus 60 enthält eine feststehende Aufspannplatte 14,
die auf einer Grundplatte 12 angebaut ist; eine erste bewegliche
Aufspannplatte 20, die relativ zur feststehenden Aufspannplatte 14 beweglich
entlang der Führungsachse 18a einer
Führungsstange 18 angeordnet
ist; eine Lagerungsstruktur 24 mit einer Gleitlagerstruktur,
die die erste bewegliche Aufspannplatte 20 auf der Führungsstange 18 entlang
der Führungsachse 18a beweglich
lagert; eine zweite bewegliche Aufspannplatte 26, die von
der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 getrennt und relativ
zur feststehenden Aufspannplatte 14 entlang der Führungsachse 18a beweglich angeordnet
ist; und ein Verbindungselement 28, das die erste bewegliche
Aufspannplatte 20 und die zweite bewegliche Aufspannplatte 26 so
miteinander verbindet, dass sie relativ zueinander entlang der Führungsachse 18a verschieblich
sind (6).
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Wie
aus 6 ersichtlich ist, ist die Führungsstange 18 im
Spannmechanismus 60 als Zugstange 18 ausgeführt, die
die feststehende Aufspannplatte 14 und den Endrahmen unter
Spannung miteinander verbindet. Bei der dargestellten Ausführungsform
haben die einander gegenüberliegenden Oberflächen der
feststehenden Aufspannplatte 14 und des Endrahmens 32 rechteckige
Profile, und jeweils eine der vier Zugstangen 18 ist in
jeweils einer der vier Ecken der gegenüberliegenden Oberflächen angeordnet.
Jede Zugstange 18 wird auf relativ bewegliche Weise in
der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 und der zweiten
beweglichen Aufspannplatte 26 ausgebildeten Durchgangsbohrungen
so aufgenommen, dass sie miteinander entlang der Führungsachse 18a fluchten.
Jede Zugstange 18 ist ein Stangenelement mit einer im Wesentlichen
glatten Außenumfangsoberfläche. Jede
Durchgangsbohrung in der ersten und zweiten beweglichen Aufspannplatte 20, 26 zur
Aufnahme der Zugstange 18 ist mit einer Gleitlagerbuchse 42 ausgeführt. Jede Gleitlagerbuchse 42 nimmt
die entsprechende Zugstange 18 mit einem geringen Spiel
auf, wodurch die erste und zweite bewegliche Aufspannplatte 20, 26 entlang
der Führungsachse 18a geführt werden. Beim
Spannmechanismus 60 stehen also die erste und zweite bewegliche
Aufspannplatte 20, 26 mit den Zugstangen 18 über die
Lagerungsstruktur 24, die eine Gleitlagerstruktur ist,
in Eingriff und werden entlang der Führungsachse 18a durch
die Antriebsfunktion eines Antriebsabschnitts 30 angetrieben.
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Wie
die 5A und 5B zeigen,
besteht das Verbindungselement 28 aus einem Befestigungselement
mit einem bauchigen Kopf 28a und einem Schaft 28b,
etwa aus einer Schraube, und verbindet die erste bewegliche Aufspannplatte 20 lokal mit
der zweiten beweglichen Aufspannplatte 26 auf eine gegeneinander
verschiebliche Weise an der Position des Verbindungselements 28.
Bei der dargestellten Ausführungsform
sind zwei Verbindungselemente 28 an Stellen in der Nähe der Mitte
der entsprechenden beweglichen Aufspannplatten 20, 26 vorgesehen
(6).
-
Jedes
Verbindungselement 28 ist mit einer Endlänge des
Schafts 28b so in der zweiten beweglichen Aufspannplatte 26 gesichert
und mit der anderen Endlänge
einschließlich
des Kopfes 28a in der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 befestigt, dass
sie entlang der Führungsachse 18a verschieblich
sind (6). Um diese relative Verschiebung (d. h. das "Spiel") sicherzustellen,
ist die erste bewegliche Aufspannplatte 20 mit gestuften
Durchgangsbohrungen 62 versehen, von denen eine jede den Kopf 28a und
den Schaft 28b des Verbindungselements 28 auf
eine axial verschiebliche Weise aufnimmt, und parallel zur Führungsachse 18a der
Zugstange 18 verläuft.
Jede gestufte Durchgangsbohrung 62 hat einen Bohrungsabschnitt 62a mit
größerem Durchmesser
zur Aufnahme des Kopfes 28a des Verbindungselements 28 und
einen Bohrungsabschnitt 62b mit kleinerem Durchmesser zur
Aufnahme des Schaftes 28b des Verbindungselements 28. Der
Bohrungsabschnitt 62a mit größerem Durchmesser der gestuften
Durchgangsbohrung 62 hat eine axiale Länge, die von der erforderlichen
Strecke der relativen Verschiebung der ersten und zweiten beweglichen
Aufspannplatte 20, 26 abhängt. Vorzugsweise hat der Bohrungsabschnitt 62a mit
größerem Durchmesser
einen Durchmesser, der die Aufnahme des Kopfes 28a des
Verbindungselements 28 mit einem darin definierten hinreichend
großen
Spalt gestattet. Außerdem
hat der Bohrungsabschnitt 62d mit kleinerem Durchmesser
einen Durchmesser, der die Aufnahme des Schaftes 28b des
Verbindungselements 28 mit einem darin definierten kleinen
Spalt gestattet. Natürlich
kann der Bohrungsabschnitt 62d mit kleinerem Durchmesser
den Schaft 28b gleitbar aufnehmen.
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5A zeigt
einen Zustand, in dem die zweite bewegliche Aufspannplatte 26 in
engem Kontakt mit der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 steht (entsprechend
dem in 6 dargestellten Formspannzustand) und 5B zeigt
einen Zustand, in dem die zweite bewegliche Aufspannplatte 26 von der
ersten beweglichen Aufspannplatte 20 getrennt ist (entsprechend
dem in 7 dargestellten Formöffnungszustand). Im Zustand
von 5B liegt der Kopf 28a des Verbindungselements 28 an
einer Schulterfläche 62c an
der Grenzfläche
zwischen dem Bohrungsabschnitt 62a mit größerem Durchmesser
und dem Bohrungsabschnitt 62b mit kleinerem Durchmesser
der gestuften Durchgangsbohrung 62 in der ersten beweglichen
Aufspannplatte 20 an, so dass die zweite bewegliche Aufspannplatte 26 und die
erste bewegliche Aufspannplatte 20 um nicht mehr als eine
vorgegebene Verschiebungsstrecke voneinander beabstandet werden
können.
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Nunmehr
sei auf 7 verwiesen, wonach dann, wenn
die Kipphebeleinheit 44 angetrieben wird, um die zweite
bewegliche Aufspannplatte 26 und die erste bewegliche Aufspannplatte 20 in
Richtung der Formöffnung
(durch den Pfeil α gekennzeichnet)
zu bewegen, sich die zweite bewegliche Aufspannplatte 26 zunächst zum
Endrahmen 32 bewegt. Dabei ist die erste bewegliche Aufspannplatte 20 mit
der zweiten beweglichen Aufspannplatte 26 über das
durch die Verbindungselemente 28 eingestellte "Spiel" verbunden und bleibt
deshalb ortsfest, bis sich die zweite bewegliche Aufspannplatte 26 um die
dem "Spiel" entsprechende Strecke
bewegt hat. Wenn sich die zweite bewegliche Aufspannplatte 26 um
eine das "Spiel" überschreitende Strecke bewegt, beginnt
die erste bewegliche Aufspannplatte 20 mit der Bewegung
zum Endrahmen 32, wobei sie durch die Verbindungselemente 28 gezogen
wird, und damit werden die Formen 16, 22 geöffnet.
-
In
dem Fall, in dem die zweite bewegliche Aufspannplatte 26,
die mit der Kipphebeleinheit 44 gekoppelt ist, aufgrund
z. B. des Gewichts der Kipphebeleinheit 44 während des
Formöffnungszustands, in
dem die feststehende Form 16 nicht mit der beweglichen
Form 22 in Kontakt steht, wie mit der Strichlinie in 7 angedeutet
ist, belastet oder verformt wird, nimmt das "Spiel" zwischen den jeweiligen Verbindungselementen 28 und
den gestuften Durchgangsbohrungen 62 eine solche Belastung
in der zweiten beweglichen Aufspannplatte 26 auf. Als Ergebnis
kann sich die erste bewegliche Aufspannplatte 20 in einer
translatorischen oder parallelen Verschiebung bewegen, ohne durch
die Belastung in der zweiten beweglichen Aufspannplatte 26 beeinträchtigt zu
werden, so dass die Parallelität
zwischen den Formanbauflächen 14a, 20a der
feststehenden Aufspannplatte 14 und der ersten beweglichen
Aufspannplatte 20 sowie zwischen der feststehenden Form 16 und
der beweglichen Form 22 aufrechterhalten wird.
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Die
Korrelation zwischen der ersten und zweiten beweglichen Aufspannplatte 20, 26 und
den Verbindungselementen 28 kann gegenüber der im dargestellten Ausführungsbeispiel
umgekehrt werden. Mit anderen Worten, jedes Verbindungselement kann
so ausgeführt
sein, dass es mit einer Endlänge des
Schafts 28b in der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 gesichert
ist und an der anderen Endlänge einschließlich des
Kopfes 28 gegenseitig verschieblich in einer gestuften
Durchgangsbohrung (nicht dargestellt) aufgenommen wird, die in der
zweiten beweglichen Aufspannplatte 26 ausgebildet ist,
so dass sie an der zweiten beweglichen Aufspannplatte 26 entlang
der Führungsachse 18a verschieblich
befestigt ist.
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Die 8 und 9 zeigen
einen Spannmechanismus 70 gemäß einer vierten Ausführungsform, die
das zweite Konzept der vorliegenden Erfindung verwirklicht, im Zustand
der Formspannung bzw. Formöffnung.
Der Spannmechanismus 70 der vierten Ausführungsform
hat eine Konfiguration, die im Wesentlichen identisch mit der des
Spannmechanismus 60 der dritten Ausführungsform ist, mit der Ausnahme,
dass die Lagerungsstruktur, die die erste bewegliche Aufspannplatte
lagert, als keilverzahnte Kugelstruktur ausgebildet ist. Entsprechende
Komponenten sind deshalb mit identischen Bezugszeichen gekennzeichnet,
und auf eine wiederholte detaillierte Beschreibung wird verzichtet.
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Der
Spannmechanismus 70 enthält eine feststehende Aufspannplatte 14,
die auf einer Grundplatte 12 angebaut ist; eine erste bewegliche
Aufspannplatte 20, die relativ zur feststehenden Aufspannplatte 14 beweglich
entlang der Führungsachse 18a einer
Führungsstange 18 angeordnet
ist; eine Lagerungsstruktur 24 mit einer keilverzahnten
Kugelstruktur, die die erste bewegliche Aufspannplatte 20 auf
der Führungsstange 18 entlang
der Führungsachse 18a beweglich
lagert; eine zweite bewegliche Aufspannplatte 26, die von
der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 getrennt und relativ
zur feststehenden Aufspannplatte 14 entlang der Führungsachse 18a beweglich
angeordnet ist; und ein Verbindungselement 28, das die
erste bewegliche Aufspannplatte 20 und die zweite bewegliche
Aufspannplatte 26 so miteinander verbindet, dass sie relativ zueinander
entlang der Führungsachse 18a verschieblich
sind.
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Die
Lagerungsstruktur 24 mit der keilverzahnten Kugelstruktur
im Spannmechanismus 70 ist im Wesentlichen gleich der Lagerungsstruktur 24 der ersten
Ausführungsform
(1). Die Führungsstange 18 ist
deshalb als eine Zugstange 18 ausgeführt, die die feststehende Aufspannplatte 14 und
den Endrahmen unter Spannung miteinander verbindet, und jede der
vier Zugstangen 18 ist zumindest über einen vorgegebenen Bereich, über den
die erste bewegliche Aufspannplatte 20 entlang der Zugstange 18 gleitet,
mit einer Keilzahneingriffsoberfläche 38 versehen. Andererseits
ist jede Durchgangsbohrung in der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 zur
Aufnahme der Zugstange 18 mit einer Kugelkeilzahnmutter 40 versehen,
die funktional mit der Keilzahneingriffsoberfläche 38 auf der Zugstange 18 in
Eingriff gebracht werden kann. Dagegen ist jede Durchgangsbohrung
in der zweiten beweglichen Aufspannplatte 26 zur Aufnahme
der Zugstange 18 mit einer Gleitlagerbuchse 42 ausgeführt, die
nicht mit der Keilzahneingriffsoberfläche 38 auf der Zugstange 18 in
Eingriff gebracht werden kann.
-
Das
Verbindungselement 28 ist gleich dem Verbindungselement 28 der
dritten Ausführungsform, und
zwei Verbindungselemente 28 sind an Stellen in der Nähe der Mitte
der entsprechenden beweglichen Aufspannplatte 20, 26 vorgesehen.
Jedes Verbindungselement 28 ist mit einer Endlänge eines Schafts 28b (5A)
in der zweiten beweglichen Aufspannplatte 26 gesichert
und wird mit der anderen Endlänge
einschließlich
des Kopfes 28a (5A) in einer
gestuften Durchgangsbohrung 62 der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 so
aufgenommen, dass sie an der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 entlang
der Führungsachse 18a verschieblich
befestigt ist (8).
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Nunmehr
sei auf 9 verwiesen, wonach dann, wenn
die Kipphebeleinheit 44 angetrieben wird, um die zweite
bewegliche Aufspannplatte 26 und die erste bewegliche Aufspannplatte 20 in
Richtung der Formöffnung
(durch den Pfeil α gekennzeichnet)
zu bewegen, sich die zweite bewegliche Aufspannplatte 26 zunächst gelagert
durch die Gleitlagerstruktur zum Endrahmen 32 entlang den
Zugstangen 18 bewegt. Dabei ist die erste bewegliche Aufspannplatte 20 mit
der zweiten beweglichen Aufspannplatte 26 über das
durch die Verbindungselemente 28 eingestellte "Spiel" verbunden und bleibt deshalb
ortsfest, bis sich die zweite bewegliche Aufspannplatte 26 um
die dem "Spiel" entsprechende Strecke
bewegt hat.
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Wenn
sich die zweite bewegliche Aufspannplatte 26 um eine das "Spiel" überschreitende Strecke bewegt,
beginnt die erste bewegliche Aufspannplatte 20 mit der
Bewegung entlang den Zugstangen 18 gelagert durch die Lagerungsstruktur 24 mit
der keilverzahnten Kugelstruktur zum Endrahmen 32, wobei
sie durch die Verbindungselemente 28 gezogen wird, und
damit werden die Formen 16, 22 geöffnet.
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Es
ist offenkundig, dass der Spannmechanismus 70 mit der oben
beschriebenen Konfiguration charakteristische Wirkungen hat, die
im Wesentlichen identisch mit denen des Spannmechanismus 60 der
dritten Ausführungsform
sind. Ferner ist beim Spannmechanismus 70 die keilverzahnte
Kugelstruktur als Lagerungsstruktur 24 für die erste
bewegliche Aufspannplatte 20 vorgesehen, so dass es möglich ist,
die Parallelität
zwischen den Formanbauflächen 14a, 20a der
feststehenden Aufspannplatte 14 und der ersten beweglichen
Aufspannplatte 20 sowie zwischen der feststehenden Form 16 und
der beweglichen Form 22 aufrechtzuerhalten. Außerdem dient
das Verbindungselement 28 dazu, der ersten beweglichen
Aufspannplatte 20 eine translatorische Bewegung frei von
Belastung in der zweiten beweglichen Aufspannplatte 26 zu
gestatten, so dass die Lebensdauer der keilverzahnten Kugelstruktur
erheblich verlängert
werden kann.
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Die 10 und 11 zeigen
einen Spannmechanismus 80 gemäß einer fünften Ausführungsform, die das zweite
Konzept der vorliegenden Erfindung verwirklicht, im Zustand der
Formspannung bzw. Formöffnung.
Der Spannmechanismus 80 der fünften Ausführungsform hat eine Konfiguration,
die im Wesentlichen identisch mit der des Spannmechanismus 70 der
vierten Ausführungsform
ist, mit der Ausnahme der Bereitstellung einer Zugstange getrennt
von der Führungsstange.
Entsprechende Komponenten sind deshalb mit identischen Bezugszeichen
gekennzeichnet, und auf eine wiederholte detaillierte Beschreibung
wird verzichtet.
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Der
Spannmechanismus 80 enthält eine Führungsstange 18, die
relativ zu einer feststehenden Aufspannplatte 14 ortsfest
angeordnet ist; eine Lagerungsstruktur 24 mit einer keilverzahnten
Kugelstruktur, die eine erste bewegliche Aufspannplatte 20 auf
der Führungsstange 18 entlang
ihrer Führungsachse 18a beweglich
lagert; eine Zugstange 52, die von der Führungsstange 18 getrennt
ist und eine zweite Führungslängsachse 52a allgemein
parallel zur Führungsachse 18a definiert
und die feststehende Aufspannplatte 14 unter Spannung mit
dem Endrahmen 32 verbindet; und ein Verbindungselement 28,
das die erste bewegliche Aufspannplatte 20 und die zweite
bewegliche Aufspannplatte 26 so miteinander verbindet,
dass sie relativ zueinander entlang der Führungsachse 18a verschieblich
sind.
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Die
Lagerungsstruktur 24 mit der keilverzahnten Kugelstruktur
im Spannmechanismus 80 ist im Wesentlichen gleich der Lagerungsstruktur 24 der zweiten
Ausführungsform
(3). Jede der entlang einer Diagonalen angeordneten
beiden Führungsstangen 18 ist
deshalb zumindest über
einen vorgegebenen Oberflächenbereich, über den
die erste bewegliche Aufspannplatte 20 entlang der Führungsstange 18 gleitet,
mit einer Keilzahneingriffsoberfläche 38 versehen. Andererseits
ist jede Durchgangsbohrung in der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 zur
Aufnahme der Führungsstange 18 mit
einer Kugelkeilzahnmutter 40 versehen, die funktional mit der
Keilzahneingriffsoberfläche 38 auf
der Führungsstange 18 in
Eingriff gebracht werden kann. Jede der vier Zugstangen 52 ist
ein Stangenelement mit einer im Wesentlichen glatten Außenumfangsoberfläche und
jede Durchgangsbohrung in der zweiten beweglichen Aufspannplatte 26 zur
Aufnahme der Zugstange 52 ist mit einer Gleitlagerbuchse 42 ausgeführt.
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Das
Verbindungselement 28 ist gleich dem Verbindungselement 28 der
vierten Ausführungsform,
und zwei Verbindungselemente 28 sind an Stellen in der
Nähe der
Mitte der entsprechenden beweglichen Aufspannplatte 20, 26 vorgesehen.
Jedes Verbindungselement 28 ist mit einer Endlänge eines Schafts 28b (5A)
in der zweiten beweglichen Aufspannplatte 26 gesichert
und wird mit der anderen Endlänge
einschließlich
des Kopfes 28a (5A) in einer
gestuften Durchgangsbohrung 62 in der ersten beweglichen
Aufspannplatte 20 so aufgenommen, dass sie an der ersten
beweglichen Aufspannplatte 20 entlang der Führungsachse 18a verschieblich
befestigt ist (10).
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Es
zeigt sich, dass der Spannmechanismus 80 mit der obigen
Konfiguration charakteristische Wirkungen aufweist, die im Wesentlichen
identisch mit denen des Spannmechanismus 70 der vierten Ausführungsform
sind. Ferner ist im Spannmechanismus 80 die Führungsstange 18 getrennt
von der Zugstange 52 bereitgestellt, so dass verhindert
werden kann, die Belastung oder Verformung der Zugstangen 52 auf
die erste bewegliche Aufspannplatte 20 zu übertragen
und somit den Effekt, mit dem Verkanten oder Drehen der ersten beweglichen
Aufspannplatte 20 verhindert wird, zu verstärken, wodurch
die Translation oder Parallelverschiebung der ersten beweglichen
Aufspannplatte 20 noch besser stabilisiert wird. Außerdem kann
die Lebensdauer der keilverzahnten Kugelstruktur weiter verlängert werden.
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Die 12A bis 14 zeigen
einen Spannmechanismus 90 gemäß einer sechsten Ausführungsform,
die das zweite Konzept der vorliegenden Erfindung verwirklicht.
Der Spannmechanismus 90 der sechsten Ausführungsform
hat eine Konfiguration, die im Wesentlichen identisch mit der des Spannmechanismus 70 der
vierten Ausführungsform ist,
mit der Ausnahme der Bereitstellung eines Vorspannelements, das
die erste und zweite bewegliche Aufspannplatte voneinander weg elastisch
vorspannt. Entsprechende Komponenten sind deshalb mit identischen
Bezugszeichen gekennzeichnet, und auf eine wiederholte detaillierte
Beschreibung wird verzichtet.
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Der
Spannmechanismus 90 enthält eine feststehende Aufspannplatte 14,
die auf einer Grundplatte 12 angebaut ist; eine erste bewegliche
Aufspannplatte 20, die relativ zur feststehenden Aufspannplatte 14 beweglich
entlang der Führungsachse 18a einer
Führungsstange 18 angeordnet
ist; eine Lagerungsstruktur 24 mit einer keilverzahnten
Kugelstruktur, die die erste bewegliche Aufspannplatte 20 auf
der Führungsstange 18 entlang
der Führungsachse 18a beweglich
lagert; eine zweite bewegliche Aufspannplatte 26, die von
der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 getrennt und relativ
zur feststehenden Aufspannplatte 14 entlang der Führungsachse 18a beweglich
angeordnet ist; ein Verbindungselement 28, das die erste
bewegliche Aufspannplatte 20 und die zweite bewegliche
Aufspannplatte 26 so miteinander verbindet, dass sie relativ
zueinander entlang der Führungsachse 18a verschieblich
sind; und ein Vorspannelement 92, das zwischen der ersten
beweglichen Aufspannplatte 20 und der zweiten beweglichen
Aufspannplatte 26 angeordnet ist und die erste und zweite
bewegliche Aufspannplatte 20, 26 entlang der Führungsachse 18a elastisch
voneinander weg vorspannt (13).
-
Wie
aus den 12A und 12B ersichtlich
ist, besteht das Vorspannelement 92 aus einem elastischen
Element wie einer Druckschraubenfeder und spannt die erste und zweite
bewegliche Aufspannplatte 20, 26 an der Position
des Verbindungselements 28 voneinander weg vor. Bei der
dargestellten Ausführungsform
sind jeweils zwei als Druckschraubenfedern ausgebildete Vorspannelemente 92 an
den zwei Verbindungselementen 28 vorgesehen, die sich an
Stellen in der Nähe
der Mitte der beweglichen Aufspannplatten 20, 26 befinden
(13).
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Jedes
Vorspannelement 92 liegt an einem Ende an der Oberfläche der
zweiten beweglichen Aufspannplatte 26 an, die zur ersten
beweglichen Aufspannplatte 20 weist, und wird mit der anderen Endlänge in einem
Aufnahmebohrungsabschnitt 62d einer gestuften Durchgangsbohrung 62 in
der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 aufgenommen, der in
der Öffnung
der Durchgangsbohrung 62, die zur zweiten beweglichen Aufspannplatte 26 weist,
als Vertiefung so ausgeführt
ist, dass sie den Schaft 28b des Verbindungselements 28 umgibt,
so dass das Vorspannelement 92 den Schaft 28b des
Verbindungselements 28 umgebend angeordnet ist. Folglich
spannen die Vorspannelemente 92 die erste bewegliche Aufspannplatte 20 relativ
zur zweiten beweglichen Aufspannplatte 26 in Richtung der
feststehenden Aufspannplatte 14 vor (durch den Pfeil β gekennzeichnet).
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In
dem Zustand, in dem sich die zweite bewegliche Aufspannplatte 26 in
engem Kontakt mit der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 befindet,
wie in 12A dargestellt ist (entsprechend
dem Formspannzustand von 13), wird
das Vorspannelement 92 im Aufnahmebohrungsabschnitt 62d der
gestuften Durchgangsbohrung 62 zusammengedrückt, um
die erste bewegliche Aufspannplatte 20 in Richtung des
Pfeils β vorzuspannen.
Wenn sich die erste und zweite bewegliche Aufspannplatte 20, 26 aus diesem
Zustand zum Endrahmen 32 bewegen, werden die erste und
zweite bewegliche Aufspannplatte 20, 26 durch
die Funktion des Verbindungselements 28 in einen voneinander
getrennten Zustand gebracht, was bereits beschrieben worden ist (12B). In diesem Zustand (dem Formöffnungszustand
von 14 entsprechend) liegt der Kopf 28a des
Verbindungselements 28 an einer Schulterfläche 62c der
gestuften Durchgangsbohrung 62 so an, dass die zweite bewegliche
Aufspannplatte 26 und die erste bewegliche Aufspannplatte 20 in
einer vorgegebenen relativen Position zueinander verankert werden,
und deshalb wird das Vorspannelement 92 auch im Aufnahmebohrungsabschnitt 62d der
gestuften Durchgangsbohrung 62 zusammengedrückt, um die
erste bewegliche Aufspannplatte 20 in Richtung des Pfeils β vorzuspannen.
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Nunmehr
sei auf 14 verwiesen, wonach dann, wenn
die Kipphebeleinheit 44 angetrieben wird, um die zweite
bewegliche Aufspannplatte 26 und die erste bewegliche Aufspannplatte 20 in
Richtung der Formöffnung
(durch den Pfeil α gekennzeichnet)
zu bewegen, sich die zweite bewegliche Aufspannplatte 26 zunächst entlang
den Zugstangen 18 gelagert durch die Gleitlagerstruktur
zum Endrahmen 32 bewegt. Dabei ist die erste bewegliche
Aufspannplatte 20 mit der zweiten beweglichen Aufspannplatte 26 über das
durch die Verbindungselemente 28 eingestellte "Spiel" verbunden und bleibt deshalb
ortsfest, bis sich die zweite bewegliche Aufspannplatte 26 um
die dem "Spiel" entsprechende Strecke
bewegt hat. Wenn sich die zweite bewegliche Aufspannplatte 26 um
eine das "Spiel" überschreitende Strecke bewegt,
beginnt die erste bewegliche Aufspannplatte 20 mit der
Bewegung entlang den Zugstangen 18 gelagert durch die Lagerungsstruktur 24 mit
der keilverzahnten Kugelstruktur zum Endrahmen 32, wobei
sie durch die Verbindungselemente 28 gezogen wird, und
damit werden die Formen 16, 22 geöffnet.
-
Dabei
wird während
einer Zeitspanne von dem Moment an, in dem die zweite bewegliche
Aufspannplatte 26 mit der Bewegung beginnt, bis zu dem
Moment, in dem die erste bewegliche Aufspannplatte 20 mit
der Bewegung beginnt, die erste bewegliche Aufspannplatte 20 weiter
durch das Vorspannelement 92 zur feststehenden Aufspannplatte 14 elastisch
vorgespannt. Außerdem
wird während
einer Zeitspanne, in der sich die erste bewegliche Aufspannplatte 20 zusammen
mit der zweiten beweglichen Aufspannplatte 26 durch die
Verbindungselemente 28 bewegt, die erste bewegliche Aufspannplatte 20 weiter
durch das Vorspannelement 92 zur feststehenden Aufspannplatte 14 elastisch
vorgespannt. Es ist deshalb möglich,
eine unbeabsichtigte instabile Bewegung der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 durch
die elastische Vorspannkraft des Vorspannelements 92 zu
unterdrücken,
die sonst aufgrund der Trennungswirkung der ersten und zweiten beweglichen
Aufspannplatte 20, 26 verursacht werden kann.
-
Es
ist offenkundig, dass der Spannmechanismus 90 mit der obigen
Konfiguration charakteristische Wirkungen hat, die im Wesentlichen
identisch mit denen des Spannmechanismus 70 der vierten Ausführungsform
sind. Ferner dient beim Spannmechanismus 90 das Vorspannelement 92 zur
elastischen Vorspannung der ersten und zweiten beweglichen Aufspannplatte 20, 26 voneinander
weg, so dass es möglich
ist, eine instabile Bewegung der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 zuverlässig zu verhindern.
Die erste bewegliche Aufspannplatte 20 kann somit eine
stabile und ruckfreie translatorische oder parallele Verschiebung
während
des Formöffnungsprozesses
ausführen,
ohne durch die Belastung und/oder das Verkanten der zweiten beweglichen
Aufspannplatte 26 beeinträchtigt zu werden, so dass die
Parallelität
zwischen den Formanbauflächen 14a, 20a der
feststehenden Aufspannplatte 14 und der ersten beweglichen
Aufspannplatte 20 sowie zwischen der feststehenden Form 16 und
der beweglichen Form 22 hochgenau aufrechterhalten werden kann
und somit die Lebensdauer der keilverzahnten Kugelstruktur verlängert wird.
-
Es
ist zu beachten, dass das beschriebene Vorspannelement 92 im
Spannmechanismus 60 (6) oder
im Spannmechanismus 80 (10) eingesetzt
werden kann. Mit dieser Konfiguration wird eine instabile Bewegung
der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 ebenfalls zuverlässig verhindert. Außerdem kann
ein Aufnahmebohrungsabschnitt zur Aufnahme des Spannelements 92 in
der zweiten beweglichen Aufspannplatte 26 vorgesehen werden.
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Die 15A bis 17 zeigen
einen Spannmechanismus 100 gemäß einer siebten Ausführungsform,
die das zweite Konzept der vorliegenden Erfindung verwirklicht.
Der Spannme chanismus 100 der siebten Ausführungsform
hat eine Konfiguration, die im Wesentlichen identisch mit der des Spannmechanismus 70 der
vierten Ausführungsform ist,
mit der Ausnahme der Bereitstellung eines Vorspannelements, das
die erste und zweite bewegliche Aufspannplatte aufeinander zu elastisch
vorspannt. Entsprechende Komponenten sind deshalb mit identischen
Bezugszeichen gekennzeichnet, und auf eine wiederholte detaillierte
Beschreibung wird verzichtet.
-
Der
Spannmechanismus 100 enthält eine feststehende Aufspannplatte 14,
die auf einer Grundplatte 12 angebaut ist; eine erste bewegliche
Aufspannplatte 20, die relativ zur feststehenden Aufspannplatte 14 beweglich
entlang der Führungsachse 18a einer
Führungsstange 18 angeordnet
ist; eine Lagerungsstruktur 24 mit einer keilverzahnten
Kugelstruktur, die die erste bewegliche Aufspannplatte 20 auf
der Führungsstange 18 entlang
der Führungsachse 18a beweglich
lagert; eine zweite bewegliche Aufspannplatte 26, die von
der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 getrennt und relativ
zur feststehenden Aufspannplatte 14 entlang der Führungsachse 18a beweglich
angeordnet ist; ein Verbindungselement 28, das die erste
bewegliche Aufspannplatte 20 und die zweite bewegliche
Aufspannplatte 26 so miteinander verbindet, dass sie relativ
zueinander entlang der Führungsachse 18a verschieblich
sind; und ein Vorspannelement 102, das zwischen der ersten
beweglichen Aufspannplatte 20 und der zweiten beweglichen
Aufspannplatte 26 angeordnet ist und die erste und zweite
bewegliche Aufspannplatte 20, 26 entlang der Führungsachse 18a elastisch
aufeinander zu vorspannt (16).
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Wie
aus den 15A und 15B ersichtlich
ist, besteht das Vorspannelement 102 aus einem elastischen
Element wie einer Druckschraubenfeder und spannt die erste und zweite
bewegliche Aufspannplatte 20, 26 an der Position
des Verbindungselements 28 elastisch aufeinander zu vor.
Bei der dargestellten Ausführungsform
sind jeweils zwei als Druckschraubenfedern ausgebildete Vorspannelemente 102 an
den zwei Verbindungselementen 28 vorgesehen, die sich an
Stellen in der Nähe
der Mitte der beweglichen Aufspannplatten 20, 26 befinden (16).
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Jedes
Vorspannelement 102 wird im Bohrungsabschnitt 62a mit
größerem Durchmesser
einer gestuften Durchgangsbohrung 62 in der ersten beweglichen
Aufspannplatte 20 aufgenommen und liegt an einem Ende an
der Schulterfläche 62c der
gestuften Durchgangsbohrung 62 und am anderen Ende am Kopf 28a des
entsprechenden Verbindungselements 28 an, so dass das Vorspannelement 102 den Schaft 28b des
Verbindungselements 28 umge bend angeordnet ist. Folglich
spannen die Vorspannelemente 102 die erste bewegliche Aufspannplatte 20 relativ
zur zweiten beweglichen Aufspannplatte 26 in Richtung des
Endrahmens 32 vor (durch den Pfeil γ gekennzeichnet).
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In
dem Zustand, in dem sich die zweite bewegliche Aufspannplatte 26 in
engem Kontakt mit der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 befindet,
wie in 15A dargestellt ist (entsprechend
dem Formspannzustand von 16), wird
das Vorspannelement 102 im Bohrungsabschnitt 62a mit
größerem Durchmesser
der gestuften Durchgangsbohrung 62 zusammengedrückt, um
die erste bewegliche Aufspannplatte 20 in Richtung des
Pfeils γ vorzuspannen.
Wenn sich die erste und zweite bewegliche Aufspannplatte 20, 26 aus
diesem Zustand zum Endrahmen 32 bewegen, werden die erste
und zweite bewegliche Aufspannplatte 20, 26 durch
die Funktion des Verbindungselements 28 in einen voneinander getrennten
Zustand gebracht, was bereits beschrieben worden ist (15B). In diesem Zustand (dem Formöffnungszustand
von 17 entsprechend) ist das Vorspannelement 102 auch
im Bohrungsabschnitt 62a der gestuften Durchgangsbohrung 62 zusammengedrückt, um
die erste bewegliche Aufspannplatte 20 in Richtung des
Pfeils γ vorzuspannen,
und bewirkt somit eine Verringerung des Abstands zwischen der ersten
und zweiten beweglichen Aufspannplatte 20, 26.
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Nunmehr
sei auf 17 verwiesen, wonach dann, wenn
die Kipphebeleinheit 44 angetrieben wird, um die zweite
bewegliche Aufspannplatte 26 und die erste bewegliche Aufspannplatte 20 in
Richtung der Formöffnung
(durch den Pfeil α gekennzeichnet)
zu bewegen, sich die zweite bewegliche Aufspannplatte 26 zunächst entlang
den Zugstangen gelagert durch die Gleitlagerstruktur zum Endrahmen 32 bewegt.
Dabei ist die erste bewegliche Aufspannplatte 20 mit der
zweiten beweglichen Aufspannplatte 26 über das durch die Verbindungselemente 28 eingestellte "Spiel" verbunden, ist aber
unter der elastischen Vorspannkraft der Vorspannelemente 102 zur zweiten
beweglichen Aufspannplatte 26 vorgespannt. Bevor die zweite
bewegliche Aufspannplatte 26 sich um die dem "Spiel" entsprechende Strecke bewegt
hat, beginnt deshalb die erste bewegliche Aufspannplatte 20 sich
entlang den Zugstangen 18 gelagert durch die Lagerungsstruktur 24 mit
der keilverzahnten Kugelstruktur zum Endrahmen 32 zu bewegen,
wobei sie durch die Verbindungselemente 28 gezogen wird,
und damit werden die Formen 16, 22 geöffnet.
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Dabei
wird während
einer Zeitspanne von dem Moment an, in dem die zweite bewegliche
Aufspannplatte 26 mit der Bewegung beginnt, bis zu dem
Moment, in dem die erste beweg liche Aufspannplatte 20 mit
der Bewegung beginnt, sowie während einer
Zeitspanne, in der sich die erste bewegliche Aufspannplatte 20 zusammen
mit der zweiten beweglichen Aufspannplatte 26 durch die
Verbindungselemente 28 bewegt, die erste bewegliche Aufspannplatte 20 weiter
durch die Vorspannelemente 102 zur zweiten beweglichen
Aufspannplatte 26 elastisch vorgespannt. Es ist deshalb
möglich,
eine unbeabsichtigte instabile Bewegung der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 durch
die elastische Vorspannkraft des Vorspannelements 102 zu
unterdrücken, die
sonst aufgrund der Trennungswirkung der ersten und zweiten beweglichen
Aufspannplatte 20, 26 verursacht werden kann.
-
Es
ist offenkundig, dass der Spannmechanismus 100 mit der
obigen Konfiguration charakteristische Wirkungen hat, die im Wesentlichen
identisch mit denen des Spannmechanismus 70 der vierten Ausführungsform
sind. Ferner dienen beim Spannmechanismus 100 die Vorspannelemente 102 zur elastischen
Vorspannung der ersten und zweiten beweglichen Aufspannplatte 20, 26 aufeinander
zu, so dass es möglich
ist, eine instabile Bewegung der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 zuverlässig zu verhindern.
Außerdem
dienen die Vorspannelemente 102 dazu, kleinstes Flankenspiel
der Verbindungselemente 28 zu verhindern, das sonst aufgrund
des gegenseitigen Kontakts zwischen dem Kopf 28a des Verbindungselements 28 und
der Schulterfläche 62c der
gestuften Durchgangsbohrung 62 entstehen kann. Die erste
bewegliche Aufspannplatte 20 kann somit eine stabile und
ruckfreie translatorische oder parallele Verschiebung während des
Formöffnungsprozesses
ausführen,
ohne durch die Belastung und/oder das Verkanten der zweiten beweglichen Aufspannplatte 26 beeinträchtigt zu
werden, so dass die Parallelität
zwischen den Formanbauflächen 14a, 20a der
feststehenden Aufspannplatte 14 und der ersten beweglichen
Aufspannplatte 20 sowie zwischen der feststehenden Form 16 und
der beweglichen Form 22 hochgenau aufrechterhalten werden kann
und somit die Lebensdauer der keilverzahnten Kugelstruktur verlängert wird.
-
Es
ist zu beachten, dass das beschriebene Vorspannelement 102 im
Spannmechanismus 60 (6) oder
im Spannmechanismus 80 (10) eingesetzt
werden kann. Mit dieser Konfiguration wird eine instabile Bewegung
der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 ebenfalls zuverlässig verhindert.
-
Die 18 und 19 zeigen
einen Spannmechanismus 110 gemäß einer achten Ausführungsform,
die das zweite Konzept der vorliegenden Erfindung verwirklicht.
Der Spannmechanismus 110 der achten Ausführungsform
hat eine Konfiguration, die im Wesentlichen identisch mit der der
Spannmechanismen 90, 100 der sechsten und siebten
Ausführungsform
ist, mit der Ausnahme der Bereitstellung beider Vorspannelemente 100, 102 im
Spannmechanismus 90 bzw. 100. Entsprechende Komponenten sind
deshalb mit identischen Bezugszeichen gekennzeichnet, und auf eine
wiederholte detaillierte Beschreibung wird verzichtet.
-
Der
Spannmechanismus 110 enthält eine feststehende Aufspannplatte 14,
die auf einer Grundplatte 12 angebaut ist; eine erste bewegliche
Aufspannplatte 20, die relativ zur feststehenden Aufspannplatte 14 beweglich
entlang der Führungsachse 18a einer
Führungsstange 18 angeordnet
ist; eine Lagerungsstruktur 24 mit einer keilverzahnten
Kugelstruktur, die die erste bewegliche Aufspannplatte 20 auf
der Führungsstange 18 entlang
der Führungsachse 18a beweglich
lagert; eine zweite bewegliche Aufspannplatte 26, die von
der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 getrennt und relativ
zur feststehenden Aufspannplatte 14 entlang der Führungsachse 18a beweglich
angeordnet ist; ein Verbindungselement 28, das die erste
bewegliche Aufspannplatte 20 und die zweite bewegliche
Aufspannplatte 26 so miteinander verbindet, dass sie relativ
zueinander entlang der Führungsachse 18a verschieblich
sind; und Vorspannelemente 100, 102, die zwischen
der ersten beweglichen Aufspannplatte 20 und der zweiten
beweglichen Aufspannplatte 26 angeordnet sind und die erste
und zweite bewegliche Aufspannplatte 20, 26 entlang
der Führungsachse 18a elastisch
voneinander weg vorspannen (d. h. in entgegengesetzten Richtungen).
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Nunmehr
sei auf 19 verwiesen, wonach dann, wenn
die Kipphebeleinheit 44 angetrieben wird, um die zweite
bewegliche Aufspannplatte 26 und die erste bewegliche Aufspannplatte 20 in
Richtung der Formöffnung
(durch den Pfeil α gekennzeichnet)
zu bewegen, sich die zweite bewegliche Aufspannplatte 26 zunächst entlang
den Zugstangen 18 gelagert durch die Gleitlagerstruktur
zum Endrahmen 32 bewegt. Dabei ist die erste bewegliche
Aufspannplatte 20 mit der zweiten beweglichen Aufspannplatte 26 über das
durch die Verbindungselemente 28 eingestellte "Spiel" verbunden, befindet sich
aber in einem elastisch "schwimmenden" Zustand bezüglich der
zweiten beweglichen Aufspannplatte 26 unter den entgegengesetzten
elastischen Vorspannkräften
der Vorspannelemente 92, 102. Bevor die zweite
bewegliche Aufspannplatte 26 sich um die dem "Spiel" entsprechende Strecke
bewegt, beginnt deshalb die erste bewegliche Aufspannplatte 20 sich
entlang den Zugstangen 18 gelagert durch die Lagerungsstruktur 24 mit
der keilverzahnten Kugelstruktur zum Endrahmen 32 zu bewegen,
wobei sie durch die Verbindungselemente 28 gezogen wird, und
damit werden die Formen 16, 22 geöffnet.
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Dabei
wird während
einer Zeitspanne von dem Moment an, in dem die zweite bewegliche
Aufspannplatte 26 mit der Bewegung beginnt, bis zu dem
Moment, in dem die erste bewegliche Aufspannplatte 20 mit
der Bewegung beginnt, sowie während einer
Zeitspanne, in der sich die erste bewegliche Aufspannplatte 20 zusammen
mit der zweiten beweglichen Aufspannplatte 26 durch die
Verbindungselemente 28 bewegt, die erste bewegliche Aufspannplatte 20 weiter
durch die Vorspannelemente 92, 102 relativ zur
zweiten beweglichen Aufspannplatte 26 elastisch "schwimmend" gehalten. Es ist
deshalb möglich,
nicht nur eine unbeabsichtigte instabile Bewegung der ersten beweglichen
Aufspannplatte 20 durch die elastische Vorspannkraft der
Vorspannelemente 92, 102 zu unterdrücken, die
sonst aufgrund der Trennungswirkung der ersten und zweiten beweglichen
Aufspannplatte 20, 26 verursacht werden kann,
sondern auch eine unbeabsichtigte instabile Bewegung der ersten
beweglichen Aufspannplatte 20, die sonst durch die Wirkung
des gegenseitigen aneinander Anliegens der ersten und zweiten beweglichen
Aufspannplatte 20, 26 während der tranlatorischen Bewegung
verursacht werden kann.
-
Es
zeigt sich, dass der Spannmechanismus 110 mit der oben
beschriebenen Konfiguration charakteristische Wirkungen hat, die
im Wesentlichen identisch mit denen der oben beschriebenen Spannmechanismen 90, 100 sind,
und ferner die Vorteile der Spannmechanismen 90, 100 aufweist.
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Es
ist zu beachten, dass die elastische Vorspannkraft der Vorspannelemente 92, 102 niedriger einzustellen
ist als die Antriebskraft des Antriebsabschnitts 30, damit
die Spannwirkung der Formen 16, 22 nicht nachteilig
beeinflusst wird. Die Vorspannelemente 92, 102 können außerdem aus
anderen elastischen Elementen als Federn gebildet werden, z. B. aus
Kautschukelementen.