AT8283U1

AT8283U1 - Linearantrieb für eine spritzgiessmaschine

Info

Publication number: AT8283U1
Application number: AT0048805U
Authority: AT
Original assignee: Demag Ergotech Gmbh
Priority date: 2002-05-10
Filing date: 2005-07-18
Publication date: 2006-05-15
Also published as: AU2003229556A1; US7004742B2; DE10220819C1; US20050064064A1; EP1506079A1; WO2003095177A1; JP2005525252A

Abstract

Der Linearantrieb für ein Einspritzaggregat einer Spritzgiessmaschine weist einen Elektromotor (35, 39), einen durch diesen angetriebenen Spindeltrieb (30), sowie einen auf den Spindeltrieb wirkenden Energiespeicher auf, welcher in einem ersten, einen hohen Energieaufwand erfordernden Arbeitsgang entladbar und in einem zweiten, dem ersten entgegengesetzten und einen geringeren Energieaufwand erfordernden Arbeitsgang wieder aufladbar ist. Zwei teleskopartig ineinanderschiebbare Gehäuseteile (32, 33) schliessen den Spindeltrieb (30) sowie ein Gasvolumen (44) dicht ein, wobei ein Gehäuseteil (33) mit der Spindelwelle (31) und das andere Gehäuseteil (32) mit der Spindelmutter (34) des Spindeltriebes (30) axial fest verbunden und zumindest eine dieser Verbindungen drehfest ist.

Description

2 AT 008 283 U1

Die Erfindung betrifft einen Linearantrieb für eine Spritzgießmaschine, mit einem Elektromotor, einem durch diesen angetriebenen Spindeltrieb, sowie mit einem auf den Spindeltrieb wirkenden Energiespeicher, welcher in einem ersten, einen hohen Energieaufwand erfordernden Arbeitsgang entladbar und in einem zweiten, dem ersten entgegengesetzten und einen geringe-5 ren Energieaufwand erfordernden Arbeitsgang wieder aufladbar ist.

Aus der WO 97/34757 ist als Hubantrieb für eine Spritzgießmaschine ein Spindelantrieb einschließlich eines Elektromotors und zur Entlastung des Elektromotors in der Vorschubphase ein parallel zu diesem wirkender Energiespeicher in Form einer Druckfederanordnung bekannt, io welche beim Rückhub des Spindelantriebs zunehmend beladen und deren Federkraft beim Spindelvorschub entsprechend der Federkennlinie kontinuierlich abnimmt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Linearantrieb für eine Spritzgießmaschine der oben genannten Art zu schaffen, der eine besonders kompakte Bauweise ermöglicht, dessen 15 Komponenten gegen Verschmutzung gesichert sind und der auf einfache Weise an den jeweiligen Bereich der aufzunehmenden bzw. abzugebenden Kräfte anpassbar ist.

Diese Aufgabe wird durch einen Linearantrieb mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. 20

Der Spindeltrieb und gegebenenfalls auch - entsprechend den Merkmalen des Patentanspruchs 3 - der Elektromotor werden erfindungsgemäß von einem zweiteiligen Gehäuse umschlossen, dessen Gehäuseteile teleskopartig ineinanderschiebbar sind und ein Gasvolumen dicht einschließen. Bei einer Relativbewegung zwischen Spindelwelle und Spindelmutter werden die 25 Gehäuseteile entweder zusammengeschoben und dabei das eingeschlossene Gasvolumen komprimiert oder auseinandergezogen, wobei der vorher aufgebaute Gasdruck diese Bewegung unterstützt.

Der erfindungsgemäße Linearantrieb ist vorzugsweise für das Einspritzaggregat, aber auch als 30 Hubantrieb für den Auswerfer oder die Schließeinheit einer Spritzgießmaschine verwendbar.

Bei Anwendungen, in denen der Elektromotor nicht durch die Gehäuseteile eingeschlossen sein soll, ergibt sich eine besonders einfache Konstruktion dadurch, dass die Spindelwelle und die Spindelmutter jeweils fest mit einem Gehäuseteil verbunden sind und ein Gehäuseteil drehbar 35 mit dem Elektromotor verbunden und das andere Gehäuseteil drehfest ist, wobei zumindest ein Gehäuseteil, vorteilhafterweise das drehfeste, axial verschiebbar ist.

Bei Anwendungen, in denen der Elektromotor von den Gehäuseteilen umschlossen ist, sind vorteilhafterweise die Gehäuseteile drehfest, jedoch axial verschiebbar miteinander verbunden. 40 Eine sehr kompakte Bauweise wird dann dadurch ermöglicht, dass zumindest der Stator des Elektromotors mit einem Gehäuseteil fest verbunden ist und die Spindelwelle oder die Spindelmutter drehbar, jedoch axial fest in einem Gehäuseteil gelagert und von dem Elektromotor in Drehrichtung antreibbar ist. 45 Damit der Linearantrieb auch ohne Unterstützung des Elektromotors Haltekräfte ausüben kann, kann in einer vorteilhafter Weiterbildung der Spindeltrieb blockierbar sein.

Zum Ausgleich von Einbautoleranzen sowie zur Einstellung des Kräftebereiches, in welchem der Energiespeicher arbeiten soll, ist es von besonderem Vorteil, wenn das von den Gehäuse-50 teilen eingeschlossene Gasvolumen mit einer externen Druckgasquelle verbindbar ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigen: 55 Fig. 1 das Einspritzaggregat einer Spritzgießmaschine mit einem Linearantrieb zur Hubsteue- 3 AT 008 283 U1 rung des Einspritzaggregats und einem weiteren Linearantrieb zur Steuerung des Schneckenhubs;

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel des Linearantriebs; und Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Linearantriebs. 5

Die in den Fig. 1 gezeigte Spritzgießmaschine enthält als Hauptbestandteile eine - in der Figur nur teilweise dargestellte - Schließeinheit 1 und ein auf dem Maschinenbett in Richtung der Schließeinheit 1 linear verfahrbares Einspritzaggregat 2. bestehend aus einem Plastifizierzylin-der 3 mit einem Einfülltrichter 4 und einer am vorderen Zylinderende angeordneten, in der io Einspritz- und Nachdrückphase federelastisch an die Angussöffnung 5 der Schließeinheit 1 dichtend angepressten Einspritzdüse 6, sowie aus einer im Plastifizierzylinder 3 rotatorisch und axial verschieblich angeordneten Plastifizierschnecke 7, deren Rotationsbewegung von einem Drehantrieb 8 und deren Linearbewegung durch einen Linearantrieb 9 gesteuert werden. Ein weiterer Linearantrieb 10 steuert die Hubbewegung des Einspritzaggregats 2 auf dem Maschi-15 nenbett.

Beide Linearantriebe 9, 10 sind als elektromotorische Spindeltriebe ausgebildet und in Form zweier unterschiedlicher Ausführungsbeispiele in den Figuren 2 und 3 dargestellt. Hierbei zeigt Figur 2 sehr schematisch die Grundelemente eines erfindungsgemäßen Linearantriebes: 20

Ein Spindeltrieb 21 ist von einen zweiteiligen, zylindrischen Gehäuse umschlossenen, wobei in diesem Ausführungsbeispiel das Gehäuseteil 22 fest mit der Spindelwelle 21.1 und das Gehäuseteil 23 fest mit der Spindelmutter 21.2 verbunden ist. Während das Gehäuseteil 22 über Lager 24 drehbar, jedoch axial fest gelagert ist, ist das Gehäuseteil 23 in einer Führung 25 25 drehfest, jedoch axial verschiebbar geführt. Ein Elektromotor 26 ist über Antriebsräder 27, 28 mit dem Gehäuseteil 22 derart verbunden, dass dieses in beide Drehrichtungen gedreht werden kann. Die beiden Gehäuseteile 22 und 23 sind teleskopisch ineinander schiebbar, wobei der Innenraum 29 über Dichtungen 20 hermetisch abgedichtet ist. 30 Bei einer Rotation des Gehäuseteils 22 wird die Spindelwelle 21.1 mitgedreht, wodurch die über das Gehäuseteil 23 drehfest geführte Spindelmutter 21.2 auf der Spindelwelle 21.1 linear verschoben wird. Hierbei wird, je nach Drehrichtung, das Gehäuseteil 23 entweder in das Gehäuseteil 22 hineingezogen oder aus diesem ausgefahren, wobei das in dem Innenraum 29 eingeschlossene Gasvolumen entweder komprimiert oder entspannt wird. In der Kompressionsphase 35 wird dabei Energie aufgenommen, welche in der Expansionsphase wieder abgegeben wird.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 zeigt eine besonders kompakte Bauweise eines erfindungsgemäßen Linearantriebes. Dieser weist wiederum zwei zylindrische Gehäuseteile 32, 33 auf. Die Spindelwelle 31 eines Spindeltriebes 30 ist hier in dem Gehäuseteil 33 koaxial zu des-40 sen Zylinderachse starr befestigt. Die Spindelmutter 34 ist mittels eines als Rotor ausgebildeten Hohlrohres 35 drehbar auf einem Aufnahmeteil 36 gelagert, welches seinerseits koaxial im Gehäuseteil 32 starr befestigt ist. Das Hohlrohr 35 ist über eine steuerbare Kupplung 37 mit dem Aufnahmeteil 36 verbindbar und kann damit drehfest mit dem Gehäuseteil 32 verkoppelt werden. An der Innenwand des Gehäuseteils 32 ist der Stator 39 eines Elektromotors befestigt, 45 dessen elektromagnetische Felder auf den Rotor und damit auf das Hohlrohr 35 wirken. Die beiden Gehäuseteile 32 und 33 sind über Führungen 40 und 41 drehfest, jedoch axial verschiebbar miteinander verbunden, wobei der eingeschlossene Innenraum 44 über eine Dichtungen 42 hermetisch gegenüber der Umgebung abgedichtet ist und über einen Anschluss 45 mit einer Druckgasquelle verbunden werden kann. 50

Bei einer elektromagnetischen Erregung des Stators 39 wird bei geöffneter Kupplung 38 der Rotor und damit die Spindelmutter 34 in Rotation versetzt, wodurch die Spindelwelle 31, je nach Drehrichtung, eine Linearbewegung nach links oder rechts ausführt. Bei einer Bewegung nach links wird das Gehäuseteil 33 auf das Gehäuseteil 32 zubewegt und dabei das eingeschlossene 55 Gasvolumen komprimiert. Die dabei gespeicherte Energie wird bei einer Bewegung des

Claims

4 AT 008 283 U1 Gehäuseteils 33 nach rechts wieder abgegeben, wodurch entweder der Elektromotor in seiner Drehrichtung unterstützt oder, bei geringen Kraftanforderungen, in seiner Funktion ganz ersetzt wird. 5 Über den Anschluss 45 kann der Innenraum 44 mit Druckgas befüllt werden, womit entweder die kräftefreie Nulllage des Linearantriebs oder der jeweilige Kräftebereich, in dem dieser arbeiten soll, eingestellt wird. Der beschriebene Linearantrieb lässt sich in gleichartiger Bauweise auch als Hubantrieb für die io Schließeinheit oder den Auswerfer einer Spritzgießmaschine verwenden. Ansprüche: 1. Linearantrieb für eine Spritzgießmaschine, mit einem Elektromotor, einem durch diesen angetriebenen Spindeltrieb, sowie mit einem auf den Spindeltrieb wirkenden Energiespeicher, welcher in einem ersten, einen hohen Energieaufwand erfordernden Arbeitsgang entladbar und in einem zweiten, dem ersten entgegengesetzten und einen geringeren Energieaufwand erfordernden Arbeitsgang wieder aufladbar ist, gekennzeichnet durch zwei te- 20 leskopartig ineinanderschiebbare Gehäuseteile (22, 23; 32, 33), welche den Spindeltrieb (21; 30) sowie ein Gasvolumen (29; 44) dicht einschließen, wobei ein Gehäuseteil (22; 33) mit der Spindelwelle (21.1; 31) und das andere Gehäuseteil (23; 32) mit der Spindelmutter (21.2; 34) des Spindeltriebes (21; 30) axial test verbunden ist.
2. Linearantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelwelle (21.1) und die Spindelmutter (21.2) jeweils fest mit einem Gehäuseteil (22, 23) verbunden sind und ein Gehäuseteil (22) drehbar mit dem Elektromotor (26) verbunden und das andere Gehäuseteil (23) drehfest ist, wobei zumindest ein Gehäuseteil (23) axial verschiebbar ist. 30
3. Linearantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseteile (32, 33) drehfest, jedoch axial verschiebbar miteinander verbunden sind und den Elektromotor (35, 39) einschließen.
4. Linearantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor zumindest über den Stator (39) fest mit einem Gehäuseteil (32) verbunden und die Spindelmutter (34) oder die Spindelwelle drehbar, jedoch axial fest in einem Gehäuseteil (32) gelagert und von dem Elektromotor in Drehrichtung antreibbar ist.
5. Linearantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Spindeltrieb (30) über eine steuerbare Kupplung (37) blockierbar ist.
6. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das von den Gehäuseteilen (32, 33) eingeschlossene Gasvolumen (44) mit einer externen 45 Druckgasquelle verbindbar ist. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 50 55