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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. einer Spritzgussmaschine) enthält allgemein
eine stationäre
Platte und einen Endrahmen (auch als hintere Platte bezeichnet),
die beide senkrecht auf der Basis der Formmaschine angebracht sind,
eine Mehrzahl (normalerweise vier) Zugstangen, die die stationäre Platte
und den Endrahmen verbinden, eine bewegliche Platte mit Durchgangsbohrungen,
die jeweils die Zugstangen aufnehmen und die entlang der Zugstangen
zwischen der stationären
Platte und dem Endrahmen beweglich angeordnet ist, und eine Antriebseinheit
(z. B. eine Kipphebeleinheit) für
den Antrieb der beweglichen Platte. Eine bewegliche Form ist an
der beweglichen Platte und eine stationäre Form an der stationären Platte
angebracht. Die Antriebseinheit einschließlich einer Antriebsquelle
wie ein Elektromotor oder ein Hydraulikzylinder bewegt die durch
die Zugstangen geführte
bewegliche Platte, wodurch die Formen gespannt werden. Im Allgemeinen
ist ein Paar Gleitlagerbuchsen in jeder in der beweglichen Platte
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
Platte und jeder Zugstange verwendet wird, unweigerlich Spiel zwischen
der Innenumfangsfläche
der Lagerbuchse und der Außenumfangsfläche der
Zugstange, was zu Spiel im Gleitlager führt. Die bewegliche Platte
neigt deshalb während
des Bewegungsvorgangs zum Verkanten an den Zugstangen. Als Ergebnis
besteht die Tendenz, dass die vorgeschriebene Parallelitätstoleranz
zwischen der an der beweglichen Platte angebrachten beweglichen
Form und der an der stationären
Platte angebrachten stationären
Form aufgrund des Bewegungsvorgangs der beweglichen Platte 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 stationären
Form erfolgt, verschlechtert hat, wird die zeitliche Formfreigabe
des geformten Gegenstands an bestimmten Punkten der Formoberfläche der
stationären
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 auf grund
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
Basis der Formmaschine anzuordnen, um den Hub der beweglichen Platte
zu führen, so
dass die bewegliche Platte am Verkanten gehindert und die Parallelität zwischen
der beweglichen und der stationären
Platte aufrechterhalten wird. Bei der Lösung mit der linearen Führung wird
die bewegliche Platte durch die lineare Führung an ihrem unteren Ende
gelagert, so dass zwar das Verkanten im unteren Abschnitt der beweglichen
Platte unterdrückt wird,
aber es schwierig ist, Verkanten im oberen Abschnitt der beweglichen
Platte zu unterdrücken.
Außerdem
kann die lineare Führung
die bewegliche Platte an der Drehung um die Achse in der Bewegungsrichtung
der beweglichen Platte (oder in axialer Richtung der Zugstange)
hindern, aber es ist schwierig dafür zu sorgen, dass die lineare
Führung
die Drehung der beweglichen Platte um eine andere Achse senkrecht
zur obigen Achse und parallel zur Formanbaufläche der Platte verhindert.
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Andererseits
kann beim Formspannprozess die stationäre und/oder die bewegliche
Platte aufgrund der gegenseitigen Presskraft, die auf die stationäre und die
bewegliche Form aufgebracht wird, verformt oder belastet werden.
Wenn die stationäre und/oder
bewegliche Platte einer Belastung unterliegt, kann die Formanbaufläche verformt
werden, was ebenfalls in einer schlechteren Parallelität zwischen
der stationären
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 Platte vermieden
werden soll, offenbart das
japanische
Gebrauchsmuster, Veröffentlichung
Nr. 2587035 (
JP2587035Y2 )
einen Spannmechanismus einer Spritzgussmaschine, bei dem zumindest
eine der stationären
und beweglichen Platten bei Betrachtung in Richtung der Plattendicke
an einer Zwischenposition in den Bereichen der Zugstangen-Einführbohrungen,
die in den vier Ecken der Platte ausgebildet sind, mit einer Nut
versehen ist, die sich vom Außenumfang
der Platte zu den Zugstangen-Einführbohrungen
erstreckt. Gemäß dieser Anordnung
wird eine auf die Formen aufgebrachte Presslast durch die Verformung
in den Nutbereichen der Platte aufgenommen, so dass eine Verformung der
Formanbaufläche
der Platte vermieden wird.
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Auch
die
japanische Offenlegungsschrift (Kokai)
Nr. 8-258103 (
JP8-258103A )
offenbart einen Spannmechanismus einer Spritzgussmaschine, bei dem
eine Lagerungs struktur der stationären Platte 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 stationären Platte 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
Platte 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 Platte 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 Platte oder in deren Lagerungsstruktur vorgesehen, die die
während des
Formeinspannprozesses erzeugte Presslast aufnimmt, um zu verhindern,
dass die Platte 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 Platte an der Zugstange vorgesehen ist. Gemäß dieser
Anordnung ermöglicht
eine Führung
mit einer keilverzahnten Kugelstruktur, dass die bewegliche Platte
relativ zur stationären
Platte stets eine genaue translatorische Bewegung (oder eine Parallelverschiebung)
ausführen kann,
so dass die Parallelität
zwischen der stationären
und der beweglichen Form während
eines Formöffnungsprozesses
stabil gehalten werden kann. Bei dieser Anordnung muss die Keilwelle
mit Rillenkugellager selbst unter dem Einfluss der Plattenspannung 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 Platte und einer beweglichen
Stützplatte.
Gewindebolzen greifen in die Stützplatte
ein, so dass die Drehung der Bolzen die Stützplatte antreibt und sie dann
die bewegliche Platte 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 Platte, 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 stationären
Platte und einer beweglichen Platte in einem Formspannprozess sowie
in einem Formöffnungsprozess über eine
lange Zeitspanne stabil halten kann.
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Um
die obige Aufgabe zu erfüllen,
stellt die vorliegende Erfindung einen Spannmechanismus einer Formmaschine
bereit, der aufweist: eine Basis; eine stationäre Platte, die auf der Basis
angebracht ist und eine stationäre
Form trägt;
eine Führungsstange,
die relativ zur stationären
Platte fest angeordnet ist und eine Führungslängsachse definiert; eine erste
bewegliche Platte, die relativ zur stationären Platte beweglich entlang
der Führungsachse
angeordnet ist und eine bewegliche Form trägt; eine Lagerungsstruktur,
die zwischen der Führungsstange
und der ersten beweglichen Platte angeordnet ist und die erste bewegliche
Platte auf der Führungsstange
entlang der Führungsachse
beweglich lagert; eine zweite bewegliche Platte, die von der ersten
beweglichen Platte getrennt und relativ zur stationären Platte
entlang der Führungsachse
beweglich angeordnet ist; ein Verbindungselement, das die erste
bewegliche Platte und die zweite bewegliche Platte miteinander verbindet;
und einen Antriebsabschnitt zum Beaufschlagen der zweiten beweglichen
Platte mit einer Antriebskraft, um die erste bewegliche Platte und
die zweite bewegliche Platte entlang der Führungsachse zu bewegen. Das
Verbindungselement verbindet die erste und zweite bewegliche Platte
auf eine solche Weise, dass sie entlang der Führungsachse relativ zueinander
verschieblich sind. Der Spannmechanismus hat ein Vorspannelement,
das zwischen der ersten und zweiten beweglichen Platte angeordnet
ist, wobei das Vorspannelement die erste und zweite bewegliche Platte
entlang der Führungsachse
elastisch aufeinander zu vorspannt.
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Beim
obigen Spannmechanismus kann die Lagerungsstruktur eine Keilzahneingriffsoberfläche aufweisen,
die auf der Führungsstange
vorgesehen ist, und eine Kugelkeilzahnmutter, die in der ersten beweglichen
Platte bereitgestellt ist, wobei die Kugelkeilzahnmutter funktional
mit der Keilzahneingriffsoberfläche
in Eingriff gebracht werden kann, und die zweite bewegliche Platte
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 Basis an einer Stelle
gegenüber
der stationären
Platte um die erste und zweite bewegliche Platte angebrachten Endrahmen
aufweisen, und eine Führungsstange
kann eine Zugstange aufweisen, die die stationäre Platte mit dem Endrahmen
unter Spannung verbindet.
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Alternativ
kann der Spannmechanismus ferner einen auf der Basis an einer Stelle
gegenüber
der stationären
Platte um die erste und zweite bewegliche Platte angebrachten 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 stationäre Platte
mit dem Endrahmen unter Spannung verbindet. Bei dieser Anordnung
kann die erste bewegliche Platte eine erste Durchgangsbohrung haben,
die unabhängig
von der Kugelkeilzahnmutter ist und sich entlang der zweiten Führungsachse
erstreckt, die zweite bewegliche Platte 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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Es
ist außerdem
von Vorteil, wenn die erste bewegliche Platte aus einem Material
besteht, das eine höhere
Steifigkeit hat als das der zweiten beweglichen Platte.
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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 eines
ersten Vergleichsbeispiels, das nicht Bestandteil der vorliegenden
Erfindung ist;
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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 eines
zweiten Vergleichsbeispiels, das nicht Bestandteil der vorliegenden
Erfindung ist;
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4A eine
schematische Draufsicht auf die erste und zweite bewegliche Platte
im Spannmechanismus von 3;
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4B eine
Seitenansicht der ersten und zweiten beweglichen Platte von 4A entlang
dem Pfeil IV;
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5A und 5B schematische
Ansichten, die jeweils ein Verbindungselement in einem Spannmechanismus
gemäß eines
dritten Vergleichsbeispiels, das nicht Bestandteil der vorliegenden
Erfindung ist;
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6 eine
schematische Vorderansicht des Spannmechanismus gemäß des dritten
Vergleichsbeispiels;
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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 eines
vierten Vergleichsbeispiels, das nicht Bestandteil der vorliegenden
Erfindung ist;
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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 eines
fünften
Vergleichsbeispiels, das nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung
ist;
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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 eines
sechsten Vergleichsbeispiels, das nicht Bestandteil der vorliegenden
Erfindung ist, zeigen;
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13 eine
schematische Vorderansicht des Spannmechanismus gemäß eines
sechsten Vergleichsbeispiels;
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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
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigen;
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16 eine
schematische Vorderansicht des Spannmechanismus gemäß der ersten
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
zweiten 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 und Vergleichsbeispiele 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
sind auf einen ersten Modus gerichtet, bei dem eine bewegliche Hilfsplatte
(in dieser Anmeldung als erste bewegliche Platte bezeichnet) zwischen
einer beweglichen Platte, die mit einem Antriebsabschnitt gekoppelt
ist (in dieser Anmeldung als zweite bewegliche Platte bezeichnet)
und einer beweglichen Form angeordnet ist, und bei dem eine keilverzahnte
Kugelstruktur als Führungs-
bzw. Lagerungsstruktur für
die erste bewegliche Platte bereitgestellt ist, sowie auf einen zweite
Modus, bei dem die erste und zweite bewegliche Platte 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 stationären Platte
und der ersten beweglichen Platte, 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 einem
ersten Vergleichsbeispiel, der das oben beschriebene erste Konzept
verwirklicht. Der Spannmechanismus 10 enthält eine
Basis 12; eine stationären
Platte 14, die auf der Basis 12 angebracht ist
und eine stationäre
Form 16 trägt;
eine Führungsstange 18,
die relativ zur stationären
Platte 14 fest angeordnet ist und eine Führungslängsachse 18a definiert;
eine erste bewegliche Platte 20, die relativ zur stationären Platte 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 Platte 20 angeordnet ist und die
erste bewegliche Platte 20 auf der Führungsstange 18 entlang
der Führungsachse 18a beweglich
lagert; eine zweite bewegliche Platte 26, die von der ersten beweglichen
Platte 20 getrennt und relativ zur stationären Platte 14 entlang
der Führungsachse 18a beweglich
angeordnet ist; ein Verbindungselement 28, das die erste
bewegliche Platte 20 und die zweite bewegliche Platte 26 miteinander
verbindet; und einen Antriebsabschnitt 30 zum Beaufschlagen
der zweiten beweglichen Platte 26 mit einer Antriebskraft,
um die erste bewegliche Platte 20 und die zweite bewegliche Platte 26 entlang
der Führungsachse 18a zu
bewegen. Der Spannmechanismus 10 enthält außerdem einen Endrahmen 32,
der auf der Basis 12 an einer Stelle gegenüber der
stationären
Platte 10 um die erste und zweite bewegliche Platte 20, 26 angebracht ist.
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Die
Führungsstange 18 ist
als Zugstange 18 ausgebildet, die die stationäre Platte 14 und
den Endrahmen 32 unter Spannung miteinander verbindet. Beim
dargestellten Beispiel haben die einander gegenüberliegenden Oberflächen der
stationären
Platte 14 und des Endrahmens 32, die beide senkrecht
auf der Basis 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 stationären Platte 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 Basis 12 entlang
den Zugstangen 18 verschoben. Dadurch wird der Abstand
zwischen dem Endrahmen 32 und der stationären Platte 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 Platte 20 und
der zweiten beweglichen Platte 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 gebildet ist, die sich
entlang der Führungsachse 18a zumindest über einen
vorgegebenen Oberflächenbereich
erstrecken, über
den die erste bewegliche Platte 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 in der ersten beweglichen
Platte 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 Platte 20 wirken zusammen, um die
Lagerungsstruktur 24 zu bilden. Beim dargestellten Beispiel
ist ein Paar Kugelkeilzahnmuttern 40 in jeder Durchgangsbohrung
der ersten beweglichen Platte 20 bereitgestellt.
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Im
Gegensatz dazu ist jede Durchgangsbohrung in der zweiten beweglichen
Platte 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 Platte 26 entlang
der Führungsachse 18a geführt wird.
Beim dargestellten Beispiel ist ein Paar Gleitlagerbuchsen 42 in
jeder Durchgangsbohrung der zweiten beweglichen Platte 26 bereitgestellt.
Außerdem
kann anstelle der Verwendung der Gleitlagerbuchsen 42 der
Innendurchmesser jeder Durchgangsbohrung der zweiten beweglichen
Platte 26 größer gewählt werden
als der Außendurchmesser
der Zugstange 18, so dass die Durchgangsbohrung der zweiten
beweglichen Platte 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 Platte 20 lokal
an der zweiten beweglichen Platte 26 an der Position des
Verbindungselements 28. Beim dargestellten Beispiel sind zwei
Verbindungselemente 28 an Stellen in der Nähe der Mitte
der entsprechenden beweglichen Platten 20, 26 vorgesehen.
Die lokale Fixierung durch das Verbindungselement 28 dient
dazu, den Stoßflächen der
beweglichen Platten 20, 26 eine geringfügige Gleitbewegung
relativ zueinander zu verleihen, wenn die beweglichen Platten 20, 26 ausgelenkt
werden.
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Der
Antriebsabschnitt 30 enthält eine Kipphebeleinheit 44,
die zwischen dem Endrahmen 32 und der zweiten beweglichen
Platte 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 angebracht, und
ein Paar Arme 44b der Kipphebeleinheit 44 ist
an den distalen Enden mit dem oberen bzw. unteren Endbereich der
zweiten beweglichen Platte 26 verbunden.
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Die
stationäre
Form 16 und die bewegliche Form 22 sind jeweils
an einander gegenüberliegenden
Formanbauflächen 14a, 20a der
stationären Platte 14 und
der ersten beweglichen Platte 20 angebracht. Wenn die Antriebsquelle 46 aktiviert
ist, um die Kipphebeleinheit 44 anzutreiben, so dass die zweite
bewegliche Platte 26 und die erste bewegliche Platte 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 Platte 26 und die stationäre Platte 14 geringfügig verformt,
was durch die strichpunktierten Linien beispielhaft angedeutet ist.
Hierbei ist die zweite bewegliche Platte 26 direkt mit
der Kipphebeleinheit 44 gekoppelt, so dass ihre Belastung
oder Verformung stärker
wird. Im Gegensatz dazu ist die erste bewegliche Platte 20 nicht
direkt mit der Kipphebeleinheit 44 gekoppelt und die zweite
bewegliche Platte 26 dazwischen angeordnet, so dass die
Belastung oder Verformung der ersten beweglichen Platte 20 dank
der geringfügigen
Gleitbewegung zwischen den Stoßflächen der
beweglichen Platten 20, 26 wie beschrieben ausgeglichen
wird. Während
des gespannten Zustands der Form wird deshalb die Belastung der
Formanbaufläche 20a der
beweglichen Platte 20 unterdrückt, und eine Verschlechterung
der Parallelität
zwischen den Formanbauflächen 14a, 20a der
stationären
Platte 14 und der ersten beweglichen Platte 20 kann
deshalb verhindert werden.
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Ferner
neigt die zweite bewegliche Platte 26, die mit der Kipphebeleinheit 44 gekoppelt
ist, in dem Zustand, in dem die stationäre 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 Platte 26 auf
die erste bewegliche Platte 20 übertragen wird, so dass die
Parallelität zwischen
den Formanbauflächen 14a, 20a der
stationären
Platte 14 und der ersten beweglichen Platte 20 sowie
die Parallelität
zwischen der stationären 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 Platte 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 Platte 20 im Wesentlichen zu beseitigen.
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Beim
dargestellten Beispiel 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 Platte 20 vorgesehen
sind, aufgenommen, so dass ein Verkanten der ersten beweglichen
Platte 20 wirksam verhindert werden kann. Mit anderen Worten,
die erste bewegliche Platte 20 ist durch die keilverzahnte
Kugelstruktur mit den vier Zugstangen 18 fest verbunden,
so dass die bewegliche Platte 20 stets relativ zur stationären Platte 14 eine
genaue translatorische Bewegung (oder eine parallele Verschiebung)
ausführen
kann, ohne dass eine Drehung der ersten bewegliche Platte 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
stationären
Platte 14 und der ersten beweglichen Platte 20 ständig parallel
gehalten, einschließlich
während
der Zustände
des Formspannens und Formöffnens,
und auch die Formoberflächen
der stationären
und beweglichen Formen 16, 22, die jeweils an
den Formanbaufläche 14a, 20a angebracht
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 Platte 20,
die die bewegliche Form 22 trägt, ausgeglichen, da die erste
bewegliche Platte 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 Platte 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
Platte 20, 26, die miteinander verbunden sind,
aus verschiedenen Materialien hergestellt sein. Es ist insbesondere vorteilhaft,
dass die erste bewegliche Platte 20 aus einem Material
besteht, dessen Steifigkeit höher
ist als die der zweiten beweglichen Platte 26. In diesem Zusammenhang
bedeutet die höhere
Steifigkeit, dass das Material einen großen longitudinalen Elastizitätsmodul
hat. In dem Fall, in dem die zweite bewegliche Platte 26 z.
B. aus Gusseisen mit Lamellengraphit oder einem Gusseisen mit Kugelgraphit
besteht, kann die erste bewegliche Platte 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 Platte 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 Platte 26 aus
einem Material mit geringerer Steifigkeit herzustellen, wodurch
der Gießprozess
vereinfacht wird. Die erste bewegliche Platte 20 hat dagegen
eine relativ einfache Struktur und erfordert keine komplexe Bearbeitung.
Deshalb kann die erste bewegliche Platte 20 aus einem Material
mit hoher Steifigkeit hergestellt werden, so dass die Produktionskosten
nicht ansteigen. Als Ergebnis kann ferner die Belastung der ersten
beweglichen Platte 20 wirksam ausgeglichen werden, wodurch
es möglich
wird, die Parallelität
zwischen der stationären
und der beweglichen Form 16, 22 stabil aufrechtzuerhalten
und somit die Lebensdauer der keilverzahnten Kugelstruktur zu erhöhen.
-
Es
ist zu beachten, dass beim obigen Beispiel die Anzahl der in jeder
eine Zugstange aufnehmenden Durchgangsbohrung der ersten beweglichen
Platte 20 bereitgestellten Kugelkeilzahnmuttern 40 nicht
auf zwei beschränkt
ist wie in der Darstellung, son dern 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 Platte 20 verhindert wird, was die translatorische
Bewegung oder die parallele Verschiebung der ersten beweglichen
Platte 20 noch besser stabilisiert.
-
Des
weiteren können
die erste und zweite bewegliche Platte
20,
26 auf
der Basis
12 mittels bekannter Auflager
48 für die Platten
(
1) angeordnet werden, um ein Verkanten der beweglichen
Platten
20,
26 unter Einsatz der Auflager
48 formschlüssig auszugleichen.
Das Auflager
48 für
die Platte 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.
-
3 zeigt
einen Spannmechanismus 50 gemäß einem zweiten Vergleichsbeispiel,
bei dem das oben erläuterte
erste Konzept verwirklicht ist. Der Spannmechanismus 50 des
zweiten Vergleichsbeispiels hat eine Konfiguration, die im Wesentlichen identisch
mit der des Spannmechanismus 10 des ersten Vergleichsbeispiels
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.
-
Der
Spannmechanismus 50 enthält eine Führungsstange 18, die
relativ zur stationären
Platte 14 fest angeordnet ist; eine Lagerungsstruktur 24,
die eine keilverzahnte Kugelstruktur hat und die erste bewegliche
Platte 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 stationäre Platte 14 und den
Endrahmen 32 unter Spannung miteinander verbindet.
-
Beim
der dargestellten Beispiel haben die einander gegenüberliegenden
Oberflächen
der stationären
Platte 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 des
ersten Vergleichsbeispiels ist jede Zugstange 52 an einem
Ende an der stationären
Platte 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 stationären Platte 14 befestigt
und am anderen Ende an der seitlichen Verlängerung 32a des Endrahmens 32 gleitbar gelagert.
-
Jede
Führungsstange 18 wird
auf eine relativ bewegliche Weise in einer Durchgangsbohrung aufgenommen,
die in der seitlichen Verlängerung 20b der
ersten beweglichen Platte 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 Platte 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 Platte 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 Platte 20 wirken zusammen, um die
Lagerungsstruktur 24 zu bilden. Beim dargestellten Beispiel
ist ein Paar Kugelkeilzahnmuttern 40 in jeder Durchgangsbohrung
der ersten beweglichen Platte 20 bereitgestellt.
-
Jede
Zugstange 52 wird auf eine relativ bewegliche Weise in
einer Durchgangsbohrung, die sowohl in der ersten beweglichen Platte 20 als
auch in der zweiten beweglichen Platte 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
Platte 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 Platte 26 entlang
der Führungsachse 52a geführt wird.
Andererseits nimmt die erste bewegliche Platte 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.
-
Beim
Spannmechanismus 50 wird also die erste bewegliche Platte 20 auf
den Führungsstangen 18 durch
die Lagerungsstruktur 24 mit der keilverzahnten Kugelstruktur
gelagert, während
die zweite bewegliche Platte 26 mit den Zugstangen 52 über die Gleitlagerbuchsen 42 in
Eingriff steht, und beide beweglichen Platten 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 des
ersten Vergleichsbeispiels 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 Platte 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 Platte 20 übertragen wird,
und so den Effekt zu verbessern, mit dem Verkanten oder Drehen der
ersten beweglichen Platte 20 verhindert wird, was die translatorische
Bewegung oder die parallele Verschiebung der ersten beweglichen
Platte 20 noch besser stabilisiert. Außerdem kann die Lebensdauer
der keilverzahnten Kugelstruktur weiter verlängert werden.
-
Obwohl
beim dargestellten Beispiel zwei Führungsstangen 18,
die entlang einer Diagonalen angeordnet sind, verwendet werden,
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 Platte 20 vorgesehen, was
durch Strichlinien in 4B angedeutet ist. Außerdem ist
die Führungsstange 18 nicht
auf die dargestellte Konfiguration beschränkt, in der die stationäre Platte 14 mit
dem Endrahmen 32 verbunden wird, sondern kann getrennt
sowohl von der stationären
Platte 14 als auch dem Endrahmen 32 angeordnet
sein.
-
Obwohl
die entsprechenden oben beschriebenen Vergleichsbeispiele auf die
Konfiguration gerichtet sind, bei der die Kipphebeleinheit 44 im
Antriebsabschnitt 30 verwendet wird, können die charakteristischen
Anordnungen auch auf einen Spannmechanismus mit einem Antriebsabschnitt
mit direkter Druckbeaufschlagung angewendet werden, wobei die erste
und zweite bewegliche Platte 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 erse hen, 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 einem dritten Vergleichsbeispiel,
bei dem das zweite Konzept des Spannmechanismus verwirklicht ist.
Der Spannmechanismus 60 des dritten Vergleichsbeispiels
hat eine Konfiguration, die im Wesentlichen identisch mit der des
Spannmechanismus 10 des ersten Vergleichsbeispiels ist, mit
der Ausnahme, dass die Lagerungsstruktur, die die erste bewegliche
Platte lagert, als eine Gleitlagerstruktur ausgebildet ist und dass
die erste und zweite bewegliche Platte durch das Verbindungselement gegeneinander
verschieblich miteinander verbunden sind. Entsprechende Komponenten
sind deshalb mit identischen Bezugszeichen gekennzeichnet, und auf eine
wiederholte detaillierte Beschreibung wird verzichtet.
-
Der
Spannmechanismus 60 enthält eine stationäre Platte 14,
die auf einer Basis 12 angebracht ist; eine erste bewegliche
Platte 20, die relativ zur stationären Platte 14 beweglich
entlang der Führungsachse 18a einer
Führungsstange 18 angeordnet
ist; eine Lagerungsstruktur 24 mit einer Gleitlagerstruktur,
die die erste bewegliche Platte 20 auf der Führungsstange 18 entlang
der Führungsachse 18a beweglich
lagert; eine zweite bewegliche Platte 26, die von der ersten
beweglichen Platte 20 getrennt und relativ zur stationären Platte 14 entlang
der Führungsachse 18a beweglich
angeordnet ist; und ein Verbindungselement 28, das die
erste bewegliche Platte 20 und die zweite bewegliche Platte 26 so
miteinander verbindet, dass sie relativ zueinander entlang der Führungsachse 18a verschieblich
sind (6).
-
Wie
aus 6 ersichtlich ist, ist die Führungsstange 18 im
Spannmechanismus 60 als Zugstange 18 ausgeführt, die
die stationäre
Platte 14 und den Endrahmen unter Spannung miteinander
verbindet. Beim dargestellten Beispiel haben die einander gegenüberliegenden
Oberflächen
der stationären Platte 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 Platte 20 und der zweiten beweglichen
Platte 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 Platte 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 gleitbar auf, wodurch die erste und zweite
bewegliche Platte 20, 26 entlang der Führungsachse 18a geführt werden.
Beim Spannmechanismus 60 stehen also die erste und zweite
bewegliche Platte 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.
-
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 Platte 20 lokal
mit der zweiten beweglichen Platte 26 auf eine gegeneinander
verschiebliche Weise an der Position des Verbindungselements 28.
Beim dargestellten Beispiel sind zwei Verbindungselemente 28 an
Stellen in der Nähe der
Mitte der entsprechenden beweglichen Platten 20, 26 vorgesehen
(6).
-
Jedes
Verbindungselement 28 ist mit einer Endlänge des
Schafts 28b so in der zweiten beweglichen Platte 26 gesichert
und mit der anderen Endlänge
einschließlich
des Kopfes 28a in der ersten beweglichen Platte 20 befestigt,
dass sie entlang der Führungsachse 18a verschieblich
sind (6). Um diese relative Verschiebung (d. h. das "Spiel") sicherzustellen,
ist die erste bewegliche Platte 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 Platte 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 vorzugsweise
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.
-
5A zeigt
einen Zustand, in dem die zweite bewegliche Platte 26 in
engem Kontakt mit der ersten beweglichen Platte 20 steht
(entsprechend dem in 6 darge stellten Formspannzustand),
und 5B zeigt einen Zustand, in dem die zweite bewegliche
Platte 26 von der ersten beweglichen Platte 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 Platte 20 an, so dass die zweite bewegliche
Platte 26 und die erste bewegliche Platte 20 um
nicht mehr als eine vorgegebene Verschiebungsstrecke voneinander
beabstandet sein können.
-
Nunmehr
sei auf 7 verwiesen, wonach dann, wenn
die Kipphebeleinheit 44 angetrieben wird, um die zweite
bewegliche Platte 26 und die erste bewegliche Platte 20 in
Richtung der Formöffnung (durch
den Pfeil α gekennzeichnet)
zu bewegen, sich die zweite bewegliche Platte 26 zunächst zum
Endrahmen 32 bewegt. Dabei ist die erste bewegliche Platte 20 mit
der zweiten beweglichen Platte 26 über das durch die Verbindungselemente 28 eingestellte "Spiel" verbunden und bleibt
deshalb ortsfest, bis sich die zweite bewegliche Platte 26 um
die dem "Spiel" entsprechende Strecke
bewegt hat. Wenn sich die zweite bewegliche Platte 26 um
eine das "Spiel" überschreitende Strecke bewegt,
beginnt die erste bewegliche Platte 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 Platte 26, die mit
der Kipphebeleinheit 44 gekoppelt ist, aufgrund z. B. des
Gewichts der Kipphebeleinheit 44 während des Formöffnungszustands,
in dem die stationäre
Form 16 nicht mit der beweglichen Form 22 in Kontakt
steht, wie mit der Strichlinie in 7 angedeutet
ist, belastet oder verformt wird, nimmt deshalb das "Spiel" zwischen den jeweiligen
Verbindungselementen 28 und den gestuften Durchgangsbohrungen 62 eine
solche Belastung in der zweiten beweglichen Platte 26 auf.
Als Ergebnis kann sich die erste bewegliche Platte 20 in
einer translatorischen oder parallelen Verschiebung bewegen, ohne
durch die Belastung in der zweiten beweglichen Platte 26 beeinträchtigt zu
werden, so dass die Parallelität
zwischen den Formanbauflächen 14a, 20a der
stationären
Platte 14 und der ersten beweglichen Platte 20 sowie
zwischen der stationären
Form 16 und der beweglichen Form 22 aufrechterhalten
wird.
-
Die
Korrelation zwischen der ersten und zweiten beweglichen Platte 20, 26 und
den Verbindungselementen 28 kann gegenüber der im dargestellten Beispiel
umgekehrt werden. Mit anderen Worten, jedes Verbindungselement kann
so ausgeführt
sein, dass es mit einer Endlänge
des Schafts 28b in der ersten beweglichen Platte 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 Platte 26 ausgebildet ist, so dass
sie an der zweiten beweglichen Platte 26 entlang der Führungsachse 18a verschieblich
befestigt ist.
-
Die 8 und 9 zeigen
einen Spannmechanismus 70 gemäß einem vierten Vergleichsbeispiel,
das das zweite Konzept des Spannmechanismus verwirklicht, im Zustand
der Formspannung bzw. Formöffnung.
Der Spannmechanismus 70 des vierten Vergleichsbeispiels
hat eine Konfiguration, die im Wesentlichen identisch mit der des
Spannmechanismus 60 des dritten Vergleichsbeispiels ist,
mit der Ausnahme, dass die Lagerungsstruktur, die die erste bewegliche
Platte 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 stationäre Platte 14,
die auf einer Basis 12 angebracht ist; eine erste bewegliche
Platte 20, die relativ zur stationären Platte 14 beweglich
entlang der Führungsachse 18a einer
Führungsstange 18 angeordnet
ist; eine Lagerungsstruktur 24 mit einer keilverzahnten
Kugelstruktur, die die erste bewegliche Platte 20 auf der
Führungsstange 18 entlang
der Führungsachse 18a beweglich
lagert; eine zweite bewegliche Platte 26, die von der ersten
beweglichen Platte 20 getrennt und relativ zur stationären Platte 14 entlang
der Führungsachse 18a beweglich
angeordnet ist; und ein Verbindungselement 28, das die erste
bewegliche Platte 20 und die zweite bewegliche Platte 26 so
miteinander verbindet, dass sie relativ zueinander entlang der Führungsachse 18a verschieblich
sind.
-
Die
Lagerungsstruktur 24 mit der keilverzahnten Kugelstruktur
im Spannmechanismus 70 ist im Wesentlichen gleich der Lagerungsstruktur 24 des ersten
Vergleichsbeispiels (1). Die Führungsstange 18 ist
deshalb als eine Zugstange 18 ausgeführt, die die stationäre Platte 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 Platte 20 entlang der Zugstange 18 gleitet,
mit einer Keilzahneingriffsoberfläche 38 versehen. Andererseits
ist jede Durchgangsbohrung in der ersten beweglichen Platte 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 Platte 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.
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Das
Verbindungselement 28 ist gleich dem Verbindungselement 28 des
dritten Vergleichsbeispiels, und zwei Verbindungselemente 28 sind
an Stellen in der Nähe
der Mitte der entsprechenden beweglichen Platte 20, 26 vorgesehen.
Jedes Verbindungselement 28 ist mit einer Endlänge eines Schafts 28b (5A)
in der zweiten beweglichen Platte 26 gesichert und wird
mit der anderen Endlänge
einschließlich
des Kopfes 28a (5A) in
einer gestuften Durchgangsbohrung 62 der ersten beweglichen
Platte 20 so aufgenommen, dass sie an der ersten beweglichen
Platte 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 Platte 26 und die erste bewegliche Platte 20 in
Richtung der Formöffnung (durch
den Pfeil α gekennzeichnet)
zu bewegen, sich die zweite bewegliche Platte 26 zunächst gelagert durch
die Gleitlagerstruktur zum Endrahmen 32 entlang den Zugstangen 18 bewegt.
Dabei ist die erste bewegliche Platte 20 mit der zweiten
beweglichen Platte 26 über
das durch die Verbindungselemente 28 eingestellte "Spiel" verbunden und bleibt
deshalb ortsfest, bis sich die zweite bewegliche Platte 26 um die
dem "Spiel" entsprechende Strecke
bewegt hat. Wenn sich die zweite bewegliche Platte 26 um
eine das "Spiel" überschreitende Strecke bewegt,
beginnt die erste bewegliche Platte 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 des
dritten Vergleichsbeispiels sind. Ferner ist beim Spannmechanismus 70 die
keilverzahnte Kugelstruktur als Lagerungsstruktur 24 für die erste
bewegliche Platte 20 vorgesehen, so dass es möglich ist,
die Parallelität
zwischen den Formanbauflächen 14a, 20a der
stationären
Platte 14 und der ersten beweglichen Platte 20 sowie
zwischen der stationären Form 16 und
der beweglichen Form 22 aufrechtzuerhalten. Außerdem dient
das Verbindungselement 28 dazu, der ersten beweglichen
Platte 20 eine translatorische Bewegung frei von Belastung
in der zweiten beweglichen Platte 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 einem fünften Vergleichsbeispiel, das
das zweite Konzept des Spannmechanismus verwirklicht, im Zustand
der Formspannung bzw. Formöffnung.
Der Spannmechanismus 80 des fünften Vergleichsbeispiels hat
eine Konfiguration, die im Wesentlichen identisch mit der des Spannmechanismus 70 des
vierten Vergleichsbeispiels 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 stationären Platte 14 ortsfest
angeordnet ist; eine Lagerungsstruktur 24 mit einer keilverzahnten
Kugelstruktur, die eine erste bewegliche Platte 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 stationäre
Platte 14 unter Spannung mit dem Endrahmen 32 verbindet;
und ein Verbindungselement 28, das die erste bewegliche Platte 20 und
die zweite bewegliche Platte 26 so miteinander verbindet,
dass sie relativ zueinander entlang der Führungsachse 18a verschieblich
sind.
-
Die
Lagerungsstruktur 24 mit der keilverzahnten Kugelstruktur
im Spannmechanismus 80 ist im Wesentlichen gleich der Lagerungsstruktur 24 des zweiten
Vergleichsbeispiels (3). Jede der entlang einer Diagonalen
angeordneten beiden Führungsstangen 18 ist
deshalb zumindest über
einen vorgegebenen Oberflächenbereich, über den
die erste bewegliche Platte 20 entlang der Führungsstange 18 gleitet,
mit einer Keilzahneingriffsoberfläche 38 versehen. Andererseits
ist jede Durchgangsbohrung in der ersten beweglichen Platte 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 Platte 26 zur
Aufnahme der Zugstange 52 ist mit einer Gleitlagerbuchse 42 ausgeführt.
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Das
Verbindungselement 28 ist gleich dem Verbindungselement 28 des
vierten Vergleichsbeispiels, und zwei Verbindungselemente 28 sind
an Stellen in der Nähe
der Mitte der entsprechenden beweglichen Platte 20, 26 vorgesehen.
Jedes Verbindungselement 28 ist mit einer Endlänge eines Schafts 28b (5A)
in der zweiten beweglichen Platte 26 gesichert und wird
mit der anderen Endlänge
einschließlich
des Kopfes 28a (5A) in
einer gestuften Durchgangsbohrung 62 in der ersten beweglichen
Platte 20 so aufgenommen, dass sie an der ersten beweglichen
Platte 20 entlang der Führungsachse 18a verschieblich
angebracht ist (10).
-
Es
zeigt sich, dass der Spannmechanismus 80 mit der obigen
Konfiguration charakteristische Wirkungen aufweist, die im Wesentlichen
identisch mit denen des Spannmechanismus 70 des vierten Vergleichsbeispiels
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 Platte 20 zu übertragen und somit den Effekt,
mit dem Verkanten oder Drehen der ersten beweglichen Platte 20 verhindert
wird, zu verstärken,
wodurch die Translation oder Parallelverschiebung der ersten beweglichen Platte 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 eines sechsten Vergleichsbeispiels,
das das zweite Konzept des Spannmechanismus verwirklicht. Der Spannmechanismus 90 des
sechsten Vergleichsbeispiels hat eine Konfiguration, die im Wesentlichen
identisch mit der des Spannmechanismus 70 des vierten Vergleichsbeispiels
ist, mit der Ausnahme der Bereitstellung eines Vorspannelements,
das die erste und zweite bewegliche Platte voneinander weg elastisch
vorspannt. Entsprechende Komponenten sind deshalb mit identischen
Bezugszeichen gekennzeichnet, und auf eine wiederholte detaillierte
Beschreibung wird verzichtet.
-
Der
Spannmechanismus 90 enthält eine stationäre Platte 14,
die auf einer Basis 12 angebracht ist; eine erste bewegliche
Platte 20, die relativ zur stationären Platte 14 beweglich
entlang der Führungsachse 18a einer
Führungsstange 18 angeordnet
ist; eine Lagerungsstruktur 24 mit einer keilverzahnten
Kugelstruktur, die die erste bewegliche Platte 20 auf der
Führungsstange 18 entlang
der Führungsachse 18a beweglich
lagert; eine zweite bewegliche Platte 26, die von der ersten
beweglichen Platte 20 getrennt und relativ zur stationären Platte 14 entlang
der Führungsachse 18a beweglich
angeordnet ist; ein Verbindungselement 28, das die erste bewegliche
Platte 20 und die zweite bewegliche Platte 26 so
miteinander verbindet, dass sie relativ zueinander entlang der Führungsachse 18a verschieblich sind;
und ein Vorspannelement 92, das zwischen der ersten beweglichen
Platte 20 und der zweiten beweglichen Platte 26 angeordnet
ist und die erste und zweite bewegliche Platte 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 Platte 20, 26 an der Position des Verbindungselements 28 voneinander
weg vor. Beim dargestellten Beispiel 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 Platten 20, 26 befinden
(13).
-
Jedes
Vorspannelement 92 liegt an einem Ende an der Oberfläche der
zweiten beweglichen Platte 26 an, die zur ersten beweglichen
Platte 20 weist, und wird mit der anderen Endlänge in einem Aufnahmebohrungsabschnitt 62d einer
gestuften Durchgangsbohrung 62 in der ersten beweglichen Platte 20 aufgenommen,
der in der Öffnung
der Durchgangsbohrung 62, die zur zweiten beweglichen Platte 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 Platte 20 relativ
zur zweiten beweglichen Platte 26 in Richtung der stationären Platte 14 vor
(durch den Pfeil β gekennzeichnet).
-
In
dem Zustand, in dem sich die zweite bewegliche Platte 26 in
engem Kontakt mit der ersten beweglichen Platte 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 Platte 20 in Richtung des Pfeils β vorzuspannen.
Wenn sich die erste und zweite bewegliche Platte 20, 26 aus
diesem Zustand zum Endrahmen 32 bewegen, werden die erste
und zweite bewegliche Platte 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
Platte 26 und die erste bewegliche Platte 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 Platte 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 Platte 26 und die erste bewegliche Platte 20 in
Richtung der Formöffnung (durch
den Pfeil α gekennzeichnet)
zu bewegen, sich die zweite bewegliche Platte 26 zunächst entlang
den Zugstangen 18 gelagert durch die Gleitlagerstruktur zum
Endrahmen 32 bewegt. Dabei ist die erste bewegliche Platte 20 mit
der zweiten beweglichen Platte 26 über das durch die Verbindungselemente 28 eingestellte "Spiel" verbunden und bleibt
deshalb ortsfest, bis sich die zweite bewegliche Platte 26 um die
dem "Spiel" entsprechende Strecke
bewegt hat. Wenn sich die zweite bewegliche Platte 26 um
eine das "Spiel" überschreitende Strecke bewegt,
beginnt die erste bewegliche Platte 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
Platte 26 mit der Bewegung beginnt, bis zu dem Moment,
in dem die erste bewegliche Platte 20 mit der Bewegung
beginnt, die erste bewegliche Platte 20 weiter durch das
Vorspannelement 92 zur stationären Platte 14 elastisch
vorgespannt. Außerdem
wird während einer
Zeitspanne, in der sich die erste bewegliche Platte 20 zusammen
mit der zweiten beweglichen Platte 26 durch die Verbindungselemente 28 bewegt, die
erste bewegliche Platte 20 weiter durch das Vorspannelement 92 zur
stationären
Platte 14 elastisch vorgespannt. Es ist deshalb möglich, eine
unbeabsichtigte instabile Bewegung der ersten beweglichen Platte 20 durch
die elastische Vorspannkraft des Vorspannelements 92 zu
unterdrücken,
die sonst aufgrund der Trennungswirkung der ersten und zweiten beweglichen
Platte 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 des vierten Vergleichsbeispiels
sind. Ferner dient beim Spannmechanismus 90 das Vorspannelement 92 zur
elastischen Vorspannung der ersten und zweiten beweglichen Platte 20, 26 voneinander
weg, so dass es möglich
ist, eine instabile Bewegung der ersten beweglichen Platte 20 zuverlässig zu
verhindern. Die erste bewegliche Platte 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
Platte 26 beeinträchtigt zu
werden, so dass die Parallelität
zwischen den Formanbauflächen 14a, 20a der
stationären
Platte 14 und der ersten beweglichen Platte 20 sowie
zwi schen der stationären
Form 16 und der beweglichen Form 22 hochgenau
aufrechterhalten werden kann und dadurch 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 Platte 20 ebenfalls zuverlässig verhindert.
Außerdem kann
ein Aufnahmebohrungsabschnitt zur Aufnahme des Spannelements 92 in
der zweiten beweglichen Platte 26 vorgesehen werden.
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Die 15A bis 17 zeigen
einen Spannmechanismus 100 gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Eifindung, die das zweite Konzept des Spannmechanismus
verwirklicht. Der Spannmechanismus 100 der ersten Ausführungsform
hat eine Konfiguration, die im Wesentlichen identisch mit der des
Spannmechanismus 70 des vierten Vergleichsbeispiels ist,
mit der Ausnahme der Bereitstellung eines Vorspannelements, das
die erste und zweite bewegliche Platte aufeinander zu elastisch
vorspannt. Entsprechende Komponenten sind deshalb mit identischen
Bezugszeichen gekennzeichnet, und auf eine wiederholte detaillierte
Beschreibung wird verzichtet.
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Der
Spannmechanismus 100 enthält eine stationäre Platte 14,
die auf einer Basis 12 angebracht ist; eine erste bewegliche
Platte 20, die relativ zur stationären Platte 14 beweglich
entlang der Führungsachse 18a einer
Führungsstange 18 angeordnet
ist; eine Lagerungsstruktur 24 mit einer keilverzahnten
Kugelstruktur, die die erste bewegliche Platte 20 auf der
Führungsstange 18 entlang
der Führungsachse 18a beweglich
lagert; eine zweite bewegliche Platte 26, die von der ersten
beweglichen Platte 20 getrennt und relativ zur stationären Platte 14 entlang
der Führungsachse 18a beweglich
angeordnet ist; ein Verbindungselement 28, das die erste bewegliche
Platte 20 und die zweite bewegliche Platte 26 so
miteinander verbindet, dass sie relativ zueinander entlang der Führungsachse 18a verschieblich sind;
und ein Vorspannelement 102, das zwischen der ersten beweglichen
Platte 20 und der zweiten beweglichen Platte 26 angeordnet
ist und die erste und zweite bewegliche Platte 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 Platte 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 Platten 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
Platte 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 umgebend
angeordnet ist. Folglich spannen die Vorspannelemente 102 die
erste bewegliche Platte 20 relativ zur zweiten beweglichen
Platte 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 Platte 26 in
engem Kontakt mit der ersten beweglichen Platte 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 Platte 20 in Richtung des Pfeils γ vorzuspannen.
Wenn sich die erste und zweite bewegliche Platte 20, 26 aus
diesem Zustand zum Endrahmen 32 bewegen, werden die erste
und zweite bewegliche Platte 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 Platte 20 in Richtung des Pfeils γ vorzuspannen,
und bewirkt somit eine Verringerung des Abstands zwischen der ersten
und zweiten beweglichen Platte 20, 26.
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Nunmehr
sei auf 17 verwiesen, wonach dann, wenn
die Kipphebeleinheit 44 angetrieben wird, um die zweite
bewegliche Platte 26 und die erste bewegliche Platte 20 in
Richtung der Formöffnung (durch
den Pfeil α gekennzeichnet)
zu bewegen, sich die zweite bewegliche Platte 26 zunächst entlang
den Zugstangen gelagert durch die Gleitlagerstruktur zum Endrahmen 32 bewegt.
Dabei ist die erste bewegliche Platte 20 mit der zweiten
beweglichen Platte 26 über
das durch die Verbindungselemente 28 eingestellte "Spiel" verbunden, ist aber
unter der elastischen Vorspannkraft der Vorspannelemente 102 zur
zweiten beweglichen Platte 26 vorgespannt. Bevor die zweite
bewegliche Platte 26 sich um die dem "Spiel" entsprechende Strecke bewegt hat, beginnt
deshalb die erste bewegliche Platte 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
Platte 26 mit der Bewegung beginnt, bis zu dem Moment,
in dem die erste bewegliche Platte 20 mit der Bewegung
beginnt, sowie während
einer Zeitspanne, in der sich die erste bewegliche Platte 20 zusammen mit
der zweiten beweglichen Platte 26 durch die Verbindungselemente 28 bewegt,
die erste bewegliche Platte 20 weiter durch die Vorspannelemente 102 zur zweiten
beweglichen Platte 26 elastisch vorgespannt. Es ist deshalb
möglich,
eine unbeabsichtigte instabile Bewegung der ersten beweglichen Platte 20 durch
die elastische Vorspannkraft des Vorspannelements 102 zu
unterdrücken,
die sonst aufgrund der Trennungswirkung der ersten und zweiten beweglichen
Platte 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 des vierten Vergleichsbeispiels
sind. Ferner dienen beim Spannmechanismus 100 die Vorspannelemente 102 zur elastischen
Vorspannung der ersten und zweiten beweglichen Platte 20, 26 aufeinander
zu, so dass es möglich
ist, eine instabile Bewegung der ersten beweglichen Platte 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
Platte 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
Platte 26 beeinträchtigt
zu werden, so dass die Parallelität zwischen den Formanbauflächen 14a, 20a der
stationären
Platte 14 und der ersten beweglichen Platte 20 sowie
zwischen der stationären
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 Platte 20 ebenfalls zuverlässig verhindert.
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Die 18 und 19 zeigen
einen Spannmechanismus 110 gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, die das zweite Konzept des Spannmechanismus
verwirklicht. Der Spannmechanismus 110 der zweiten Ausführungsform
hat eine Konfiguration, die im Wesentlichen identisch mit der der
Spannmechanismen 90, 100 des sechsten Vergleichsbeispiels
und der ersten Ausführungsform
der Erfindung ist, mit der Ausnahme der Bereitstellung beider Vorspannelemente 92, 102 im
Spannmechanismus 90 bzw. 100. Entsprechende Komponenten
sind deshalb mit identischen Bezugszeichen gekennzeichnet, und auf
eine wiederholte detaillierte Beschreibung wird verzichtet.
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Der
Spannmechanismus 110 enthält eine stationäre Platte 14,
die auf einer Basis 12 angebracht ist; eine erste bewegliche
Platte 20, die relativ zur stationären Platte 14 beweglich
entlang der Führungsachse 18a einer
Führungsstange 18 angeordnet
ist; eine Lagerungsstruktur 24 mit einer keilverzahnten
Kugelstruktur, die die erste bewegliche Platte 20 auf der
Führungsstange 18 entlang
der Führungsachse 18a beweglich
lagert; eine zweite bewegliche Platte 26, die von der ersten
beweglichen Platte 20 getrennt und relativ zur stationären Platte 14 entlang
der Führungsachse 18a beweglich
angeordnet ist; ein Verbindungselement 28, das die erste bewegliche
Platte 20 und die zweite bewegliche Platte 26 so
miteinander verbindet, dass sie relativ zueinander entlang der Führungsachse 18a verschieblich sind;
und Vorspannelemente 92, 102, die zwischen der
ersten beweglichen Platte 20 und der zweiten beweglichen
Platte 26 angeordnet sind und die erste und zweite bewegliche
Platte 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 Platte 26 und die erste bewegliche Platte 20 in
Richtung der Formöffnung (durch
den Pfeil α gekennzeichnet)
zu bewegen, sich die zweite bewegliche Platte 26 zunächst entlang
den Zugstangen 18 gelagert durch die Gleitlagerstruktur zum
Endrahmen 32 bewegt. Dabei ist die erste bewegliche Platte 20 mit
der zweiten beweglichen Platte 26 über das durch die Verbindungselemente 28 eingestellte "Spiel" verbunden, befindet
sich aber in einem elastisch "schwimmenden" Zustand bezüglich der
zweiten beweglichen Platte 26 unter den entgegengesetzten
elastischen Vorspannkräften
der Vorspannelemente 92, 102. Bevor die zweite
bewegliche Platte 26 sich um die dem "Spiel" entsprechende Strecke bewegt, beginnt
deshalb die erste bewegliche Platte 20 sich entlang den
Zugstangen 18 gelagert durch die Lagerungsstruktur 24 mit
der keilverzahnten Ku gelstruktur 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
Platte 26 mit der Bewegung beginnt, bis zu dem Moment,
in dem die erste bewegliche Platte 20 mit der Bewegung
beginnt, sowie während
einer Zeitspanne, in der sich die erste bewegliche Platte 20 zusammen mit
der zweiten beweglichen Platte 26 durch die Verbindungselemente 28 bewegt,
die erste bewegliche Platte 20 weiter durch die Vorspannelemente 92, 102 relativ
zur zweiten beweglichen Platte 26 elastisch "schwimmend" gehalten. Es ist
deshalb möglich, nicht
nur eine unbeabsichtigte instabile Bewegung der ersten beweglichen
Platte 20 durch die elastische Vorspannkraft der Vorspannelemente 92, 102 zu
unterdrücken,
die sonst aufgrund der Trennungswirkung der ersten und zweiten beweglichen
Platte 20, 26 verursacht werden kann, sondern
auch eine unbeabsichtigte instabile Bewegung der ersten beweglichen
Platte 20, die sonst durch die Wirkung des gegenseitigen
aneinander Anliegens der ersten und zweiten beweglichen Platte 20, 26 während der
tranlatorischen Bewegung verursacht werden kann.
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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.