Je nach Anforderung an die Applikation kann die Direktantriebstechnik auch mit einem speziellen Lagerkonzept ausgeführt werden, das speziell für die Kniehebelkinematik entwickelt wurde. Der High-Torque-Motor besitzt in diesem Fall eine spezielle A-seitige Lagerung, um die wirkenden Axialkräfte, sowohl zug- als auch druckseitig, direkt im Motor aufzunehmen. Damit können Schließkräfte bis ca. 5.000 kN in Kombination mit einem Kniehebel durch einen reinelektrischen Antriebsstrang realisiert werden. So kann eine aufwändige zusätzliche Maschinenlagerung entfallen. Die robuste Motorlagerung besitzt eine Nachschmiermöglichkeit, um eine hohe Lebensdauer und eine sehr gute Verfügbarkeit sicherzustellen. Durch die Wellen- und Flanschausführung kann die Spindeleinheit einfach angebunden werden. Dies ermöglicht eine optimale Integration in die Maschine bei minimaler Aufstandsfläche.
Der High-Torque-Motor DST2 von Baumüller ist mit dieser Option in verschiedenen Baugrößen verfügbar. In der Baugröße 135 sind Maximaldrehmomente bis 1.160 Nm möglich. Die beiden Baugrößen 135 und 200 erreichen Spitzendrehmomente von 330 Nm bis 4.450 Nm bei Drehzahlen bis 2.000 1/min. Weitere Achshöhen sind ebenfalls verfügbar.
Für die Einspritzachse bietet Baumüller zwei Motorenkonzepte an: Direktantriebe oder Servomotoren mit speziellem Lagerkonzept. Beide Lösungen erreichen, mit einer performanten Servoregelung kombiniert, sehr gute Wiederholgenauigkeiten und leisten damit einen wichtigen Beitrag für die hohe Qualität und Präzision von Spritzgießteilen.
Energieeffiziente Synchrondirektantriebe besitzen infolge des Wegfalls mechanischer Übertragungselemente einen hohen Systemwirkungsgrad. Dieser wirkt sich positiv auf die Energieeffizienz der Maschine aus. Zudem sorgen eine hohe Drehmomentdichte und Überlastbarkeit in Kombination mit einem optimalen Trägheitsmoment für die ideale Synthese aus Dynamik und Kompaktheit. So lassen sich Zykluszeiten reduzieren und auch der Footprint der Maschine wird dadurch deutlich kleiner.
Direktantriebe sind in verschiedenen mechanischen Ausführungen verfügbar, um eine optimale Integration in die Maschine bei einer minimalen Aufstellfläche zu ermöglichen. Die zur Verfügung stehenden Voll- oder Hohlwellenausführungen ermöglichen beispielsweise die Anbindung eines Spindelgewindetriebes. Dies ist zum Beispiel Ideal für die Einspritzeinheit.
Als Alternative zum Direktantrieb kann für die Einspritzeinheit beispielweise auch ein hochdynamischer Synchronservomotor in Kombination mit einem Zahnstangengetriebe eingesetzt werden. Die Baureihe DSD2 zeichnet sich durch ein exzellentes Drehmoment-Trägheitsmoment-Verhältnis bei hoher Überlastbarkeit aus, womit sehr hohe Beschleunigungen erreicht werden. Ein speziell entwickeltes Lagerkonzept für die Getriebeanbindung sorgt für eine Kompensation auftretender Radial- und Axialkräfte. Dies ermöglicht eine optimale und kompakte Integration in die Maschine. Die robuste Motorlagerung besitzt eine Nachschmiermöglichkeit, um eine hohe Lebensdauer und gute Verfügbarkeit sicherzustellen. Die Baugrößen 100 und 132 erreichen Maximaldrehmomente von 110 Nm bis 1.080 Nm und Drehzahlen bis 6.000 1/min. Weitere Achshöhen sind für eine optimale Skalierbarkeit verfügbar.
In Auflösung und Robustheit skalierbare multiturnfähige Gebersysteme sind für die verschiedenen Synchronmotoren konfigurierbar. Infolge des „Mitzählens“ der Motorumdrehungen kann durch Einsatz multiturnfähiger Gebersysteme die absolute Position über 360° hinaus ermittelt werden. Damit lässt sich beispielweise für Spindel- oder Zahnstangenantriebe die absolute Position entlang des Verfahrwegs erfassen.
Beim Bremsvorgang werden die Motoren der Schließ- und Einspritzeinheit generatorisch betrieben. D.h. die Bewegungsenergie des Systems wird in elektrische Energie umgewandelt. Der Servoantrieb speist die zugeführte Energie in den Zwischenkreisverbund und verteilt diese auf die anderen, motorisch arbeitenden Achsen. Dies führt zu einer besseren Energieeffizienz des gesamten Verbunds und ermöglicht einen energieeffizienten Betrieb.
Optional kann Energie durch eine Rückspeiseeinheit ins Netz zurückgespeist oder zur Zwischenspeicherung überschüssiger Energie ein Kapazitätsmodul in den Zwischenkreis eingebunden werden. Letzteres kann, bei Netzausfall oder beim Bremsvorgang der Schließeinheit, Energie speichern und bei Bedarf wieder bereitstellen. Zum anderen ist es nach einem Netzausfall oder einer Störung möglich, in Abhängigkeit der vorhandenen Restenergie und des Energiebedarfs, die Antriebsachsen in eine definierte Position zu bewegen. Damit können Beschädigungen vermieden und ein Wiederanlaufen der Maschine beschleunigt werden.
Für die Nachdruckphase besteht die Möglichkeit einer „PWM-Frequenzumschaltung“ auf 2 kHz. Diese Funktionalität verlängert die Lebensdauer der IGBT-Einheiten und damit der Servoantriebe. Durch verringerte IGBT-Verluste ist zudem eine verlängerte Drehmoment- bzw. Druckhaltedauer möglich. Durch diese Smart-Quality-Funktion lassen sich Nachdruckzeiten erhöhen und die Genauigkeit und Präzision von insbesondere sehr filigranen und komplexen Spritzgießteilen noch weiter optimieren.
