AT8284U1 - DRIVE UNIT WITH HOISTWAVE ENGINES FOR THE INJECTION UNIT OF AN INJECTION MOLDING MACHINE - Google Patents

DRIVE UNIT WITH HOISTWAVE ENGINES FOR THE INJECTION UNIT OF AN INJECTION MOLDING MACHINE Download PDF

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AT8284U1
AT8284U1 AT0049005U AT4902005U AT8284U1 AT 8284 U1 AT8284 U1 AT 8284U1 AT 0049005 U AT0049005 U AT 0049005U AT 4902005 U AT4902005 U AT 4902005U AT 8284 U1 AT8284 U1 AT 8284U1
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Einspritzaggregat für eine Spritzgießmaschine, mit einem elektromotorischen, die Plastifizierschnecke (2) in Drehrichtung antreibenden und gemeinsam mit dieser hubbeweglich angeordneten Drehantrieb (3) sowie einem elektromechanischen Linearantrieb (4) einschließlich eines Hohlwellenmotors und eines diesem nachgeschalteten Spindeltriebs (20) zum Hubantrieb der Plastifizierschnecke und des Drehantriebs, wobei die Plastifizierschnecke, der Drehantrieb und der Linearantrieb koaxial zueinander angeordnet sind. Um vorteilhafte Konstruktionsverhältnisse zu schaffen, wird vorgeschlagen, daß beide Antriebsmotoren als mit ihren offenen Enden einander zugekehrte Hohlwellenmotoren (3, 8 u. 4, 9) ausgebildet sind und der Spindeltrieb (20) im gemeinsamen Rohlwellen-Innenraum beider Hohlwellenmotoren untergebracht ist.The invention relates to an injection unit for an injection molding machine, with an electromotive, the plasticizing screw (2) driving in rotation and together with this hubbeweglich arranged rotary drive (3) and an electromechanical linear drive (4) including a hollow shaft motor and a spindle drive connected downstream of this (20) Linear actuator of the plasticizing screw and the rotary drive, wherein the plasticizing screw, the rotary drive and the linear drive are arranged coaxially with each other. In order to provide advantageous design conditions, it is proposed that both drive motors are designed as hollow shaft motors facing each other with their open ends (3, 8 and 4, 9) and the spindle drive (20) is accommodated in the common hollow shaft interior of both hollow shaft motors.

Description

2 AT 008 284 U12 AT 008 284 U1

Die Erfindung bezieht sich auf ein Einspritzaggregat für eine Spritzgießmaschine, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 6.The invention relates to an injection unit for an injection molding machine, according to the preamble of patent claim 1 and 6, respectively.

Bei dem aus der US 6 309 203 B1 bekannten Einspritzaggregat dieser Art ist die Spindelmutter 5 des Spindeltriebs fest mit dem Hohlwellenrotor des Linearantriebs verbunden, während die Spindelwelle unter Zwischenschaltung eines die Einspritzkraft messenden Drucksensors an dem auf Führungsholmen hubbeweglich und drehfest gelagerten Gehäuse des Drehantriebs befestigt ist. Bei diesem bekannten Einspritzaggregat ergibt sich aus der koaxialen Aneinanderreihung der Einzelkomponenten eine sehr große Gesamtbaulänge, und ferner wirken die bei io der Hubbewegung unvermeidbar auftretenden Reibungs- und Trägheitskräfte des Drehantriebs verfälschend auf das Messergebnis des Drucksensors.In the injection unit of this type known from US Pat. No. 6,309,203 B1, the spindle nut 5 of the spindle drive is firmly connected to the hollow shaft rotor of the linear drive, while the spindle shaft is fastened to the housing of the rotary drive mounted on guide rails so as to be liftable and non-rotatably mounted with the interposition of a pressure sensor measuring the injection force , In this known injection unit results from the coaxial juxtaposition of the individual components of a very large overall length, and also act inevitably in io the stroke movement occurring friction and inertia forces of the rotary drive falsifying the measurement result of the pressure sensor.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Einspritzaggregat der eingangs genannten Art so auszubilden, daß auf konstruktiv einfache Weise die Bauart des Einspritzaggregats, insbesondere hinsicht-15 lieh der baulichen Abmessungen und der Anordnung des Drucksensors, wesentlich verbessert wird.The object of the invention is to provide an injection unit of the type mentioned in such a way that in a structurally simple manner, the design of the injection unit, in particular respect 15 lent the structural dimensions and the arrangement of the pressure sensor is substantially improved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im Patentanspruch 1 bzw. 6 gekennzeichnete Einspritzaggregat gelöst. 20This object is achieved by the characterized in claim 1 and 6 injection unit. 20

Erfindungsgemäß wird durch die beanspruchte Ausbildung und gegenseitige Ausrichtung der Antriebsmotoren und die Einbeziehung des Spindeltriebs in die Grenzen beider Rotor-Innenräume die Gesamtlänge des Einspritzaggregats, bezogen auf den wirksamen Schneckenhub, erheblich verkürzt und so eine äußerst platzsparende Bauweise erreicht. Wahlweise oder 25 zusätzlich wird erfindungsgemäß außerdem die Meßgenauigkeit der effektiven Schneckendruckkraft dadurch deutlich erhöht, daß der Drucksensor in Verbindung mit der axial begrenzt beweglichen Anordnung der Rotorlager des Drehantriebs in Hubkraftrichtung hinter dessen Gehäuse positioniert ist und demgemäß Meßfehler, die ihre Ursache in der reibungs- und trägheitsbehafteten Hubbewegung des Drehantriebsgehäuses haben, auf konstruktiv einfache 30 Weise wirksam eliminiert werden.According to the invention, the overall length of the injection unit, based on the effective screw stroke, considerably shortened by the claimed training and mutual alignment of the drive motors and the inclusion of the spindle drive in the limits of both rotor interiors and thus achieves a very space-saving design. Optionally, or 25 addition, the measurement accuracy of the effective worm pressure force is also significantly increased by the fact that the pressure sensor is positioned in conjunction with the axially movable arrangement of the rotor bearing of the rotary drive in the lifting force behind the housing and accordingly measurement errors, the cause of the friction and inertial lifting movement of the rotary drive housing have to be effectively eliminated in a structurally simple manner.

Eine besonders baugünstige Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Spindelwelle des Spindeltriebs fest mit dem Hohlwellenrotor des Linearantriebs verbunden ist und sich in der Rückhublage der Plastifizierschnecke durch den Hohlwellen-Innenraum des Linearantriebs 35 und in den des Drehantriebs erstreckt, während die am Drehantrieb gehäuseseitig befestigte Spindelmutter des Spindeltriebs in den Hohlwellen-Innenraum des Linearantriebs eingreift.A particularly bauünstige embodiment of the invention is that the spindle shaft of the spindle drive is fixedly connected to the hollow shaft rotor of the linear drive and extends in the return position of the plasticizing screw through the hollow shaft interior of the linear drive 35 and in the rotary drive, while the housing-mounted on the rotary drive Spindle nut of the spindle drive engages in the hollow shaft interior of the linear drive.

Ein weiterer, besonders bevorzugter Aspekt der Erfindung bezieht sich auf die Gestaltung der Rotor-Lagerstellen. Während nämlich für eine Außenlagerung der Hohlwellenrotoren große und 40 dementsprechend kostspielige Präzisionslager benötigt werden, wird der erforderliche Lagerdurchmesser zweckmäßigerweise dadurch wesentlich verkleinert, daß zur drehbaren Lagerung des Hohlwellenrotors des Drehantriebs eine gehäusefeste, in den Hohlwelleninnenraum eingreifende und den Rotor unter Zwischenschaltung der Rotorlager an seiner inneren Mantelfläche abstützende Traghülse vorgesehen ist, in die das mit dem Rotor des Linearantriebs umlaufende 45 Getriebeelement des Spindeltriebs, also die Spindelwelle oder die Spindelmutter, beim Rückhub des Drehantriebs zunehmend einführbar ist, und/oder daß der Hohlwellenrotor des Linearantriebs ebenfalls aus Gründen einer Reduzierung der Lagergröße zweckmäßigerweise über einen vom verschlossenen Rotorende axial abstehenden, zentralen Lagerzapfen und zwischen diesem und dem Motorgehäuse angeordnete Lagerstellen einseitig fliegend gelagert ist. 50Another, particularly preferred aspect of the invention relates to the design of the rotor bearings. While in fact for an external storage of the hollow shaft rotors large and 40 correspondingly expensive precision bearings are required, the required bearing diameter is advantageously substantially reduced by the fact that for rotatably supporting the hollow shaft rotor of the rotary drive a housing-fixed, engaging in the hollow shaft interior and the rotor with the interposition of the rotor bearings on its inner The lateral surface supporting support sleeve is provided, in which the rotating with the rotor of the linear drive 45 gear element of the spindle drive, so the spindle shaft or the spindle nut, is increasingly introduced during the return stroke of the rotary drive, and / or that the hollow shaft rotor of the linear drive also for reasons of reducing the bearing size expediently mounted on one side flying over an axially projecting from the closed end of the rotor, central bearing journal and arranged between this and the motor housing bearing points. 50

Eine besonders einbaugünstige Anordnung des zur Messung des Drehwinkels des Drehantriebs benötigten Drehgebers ergibt sich schließlich daraus, daß dieser zwischen dem verschlossenen Rotorende und der gehäusefesten Traghülse des Drehantriebs positioniert ist. 55 Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeich-A particularly einbaugünstige arrangement of the required for measuring the rotational angle of the rotary drive encoder finally results from the fact that this is positioned between the closed rotor end and the housing-fixed support sleeve of the rotary drive. The invention will now be described by way of example with reference to the drawing in which

Claims (6)

3 AT 008 284 U1 nung näher erläutert. Diese zeigt einen Längsschnitt eines Einspritzaggregats nach der Erfindung in stark schematisierter Darstellung. Das in der Zeichnung dargestellte Einspritzaggregat einer ansonsten nicht näher gezeigten 5 Spritzgießmaschine enthält als Hauptbestandteile eine in einem Plastifizierzylinder 1 angeordnete Plastifizierschnecke 2 (von denen jeweils nur die rückwärtigen Teilstücke dargestellt sind), sowie einen Dreh- und einen Linearantrieb 3, 4 für die Plastifizierschnecke 2 in zueinander koaxialer Anordnung. Der Drehantrieb 3 ist an zueinander parallelen Führungsholmen 5, welche einerseits an einer Tragbrücke 6 für den Plastifizierzylinder 1 und andererseits am Gehäuse 7 io des Linearantriebs 4 befestigt sind, axial verschieblich gelagert. Beide Antriebe 3 und 4 sind als elektrische Hohlwellenmotoren ausgebildet, deren Rotoren 8, 9 jeweils einseitig durch eine Stirnwand 10 bzw. 11 verschlossen und deren offenen Rotorenden einander zugekehrt sind. Um die Baugröße der Rotorlager zu reduzieren, ist der Hohlwellenro-15 tor 9 an seiner Stirnwand 11 mit einem zentralen Lagerzapfen 12 versehen, über den er unter Zwischenschaltung gegensinnig vorverspannter, längs- und querkraftübertragender Wälzlager 13, 14 am Gehäuse 7 des Linearantriebs 4 drehbar, aber axial unverschieblich abgestützt ist. Aus dem gleichen Grund ist der Rotor 8 des Drehantriebs 3 auf seiner inneren Mantelfläche an einer am Antriebsgehäuse 15 befestigten und in den Rotor-Innenraum eingreifenden Traghülse 20 16 drehbar gelagert, und zwar über ebenfalls längs- und querkraftübertragende Wälzlager 17, 18. Der Drehwinkel des Rotors 8 und somit auch der mit der Rotor-Stirnwand 10 fest verbundenen Plastifizierschnecke 2 wird durch einen Drehgeber 19 gemessen, welcher zwischen der Stirn-25 wand 10 und dem verschlossenen Ende der Traghülse 16 angeordnet ist. Zur Umsetzung der Drehbewegung des Rotors 9 in eine Hubbewegung des Drehantriebs 3 und demgemäß auch der Plastifizierschnecke 2 dient ein insgesamt mit 20 bezeichneter Kugelspindeltrieb, dessen Spindelmutter 21 im Bereich der Traghülse 16 fest mit dem Gehäuse 15 des 30 Drehantriebs 3 verbunden ist und in der in der Zeichnung dargestellten Rückhublage des Drehantriebs 3 in den Hohlwellen-Innenraum des Rotors 9 eingreift, während die an der Stirnwand 11 des Rotors 9 befestigte Spindelwelle 22 in dieser Position mit ihrem freien Ende von der Traghülse 16 im Hohlwellen-Innenraum des Rotors 8 aufgenommen wird. Durch den Einbau des Spindeltriebs 20 in den Grenzen beider Hohlwellen-Innenräume wird die Baulänge des 35 Einspritzaggregats deutlich verkürzt. Die Schubkraft des Spindeltriebs 20 wird von der Spindelmutter 21 über das Gehäuse 15, die Rotorlagerung 17, 18 und den Rotor 8 des Drehantriebs an die Plastifizierschnecke 2 übertragen. Um bei der Messung der effektiven Schneckendruckkraft Meßfehler, die ihre Ursache in 40 der reibungs- oder trägheitsbehafteten Hubbewegung des Drehantriebsgehäuses 15 haben, wirksam zu eliminieren, ist der entsprechende Drucksensor 23 in Schubkraftrichtung des Linearantriebs 4 hinter dem Drehantriebsgehäuse 15, nämlich zwischen diesem und den Rotorlagern 17, 18 positioniert, wobei der Rotor 8 über die Lager 17, 18 in engen Grenzen axial verschieblich an der Traghülse 16 abgestützt ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß der 45 Drucksensor 23 stets mit der vollen Schneckendruckkraft beaufschlagt ist. Ansprüche: so 1. Einspritzaggregat für eine Spritzgießmaschine, mit einem elektromotorischen, die Plastifi zierschnecke (2) in Drehrichtung antreibenden und gemeinsam mit dieser hubbeweglich angeordneten Drehantrieb (3) sowie einem elektromechanischen Linearantrieb (4) einschließlich eines Hohlwellenmotors und eines diesem nachgeschalteten Spindeltriebs (20) zum Hubantrieb der Plastifizierschnecke und des Drehantriebs, wobei die Plastifi-55 zierschnecke, der Drehantrieb und der Linearantrieb koaxial zueinander angeordnet sein, 4 AT 008 284 U1 dadurch gekennzeichnet, daß beide Antriebsmotoren als mit ihren offenen Enden einander zugekehrte Hohlwellenmotoren (3, 8 u. 4, 9) ausgebildet sind und der Spindeltrieb (20) im gemeinsamen Hohlwellen-Innenraum beider Hohlwellenmotoren untergebracht ist.3 AT 008 284 U1 in more detail. This shows a longitudinal section of an injection unit according to the invention in a highly schematic representation. The injection unit shown in the drawing of an otherwise not shown in detail injection molding machine 5 contains as main components arranged in a plasticizing 1 plasticizing screw 2 (of which only the rear sections are shown), and a rotary and a linear drive 3, 4 for the plasticizing. 2 in mutually coaxial arrangement. The rotary drive 3 is axially displaceably mounted on mutually parallel guide rails 5, which are attached on the one hand to a support bridge 6 for the plasticizing cylinder 1 and on the other hand on the housing 7 io of the linear drive 4. Both drives 3 and 4 are designed as hollow shaft electric motors whose rotors 8, 9 are each closed on one side by an end wall 10 and 11 and whose open rotor ends are facing each other. In order to reduce the size of the rotor bearing, the Hohlwellenro-15 tor 9 is provided on its end wall 11 with a central pivot pin 12, over which it rotates with the interposition of oppositely biased, longitudinal and transverse force-transmitting rolling bearings 13, 14 on the housing 7 of the linear drive 4, but is supported axially immovable. For the same reason, the rotor 8 of the rotary drive 3 is rotatably mounted on its inner circumferential surface on a drive housing 15 and engages in the rotor interior engaging support sleeve 20 16, via longitudinal and transverse force-transmitting roller bearings 17, 18. Der Drehwinkel des Rotor 8 and thus also firmly connected to the rotor end wall 10 plasticizing screw 2 is measured by a rotary encoder 19, which wall 10 between the end 25 and the closed end of the support sleeve 16 is arranged. To implement the rotational movement of the rotor 9 in a lifting movement of the rotary drive 3 and accordingly also the plasticizing screw 2 is a generally designated 20 ball screw drive, the spindle nut 21 is fixedly connected in the support sleeve 16 with the housing 15 of the rotary drive 3 and in the in the drawing illustrated return position of the rotary drive 3 engages in the hollow shaft interior of the rotor 9, while the attached to the end wall 11 of the rotor 9 spindle shaft 22 is received in this position with its free end of the support sleeve 16 in the hollow shaft interior of the rotor 8. By installing the spindle drive 20 within the limits of both hollow shaft interiors, the overall length of the 35 injection unit is significantly shortened. The thrust of the spindle drive 20 is transmitted from the spindle nut 21 via the housing 15, the rotor bearing 17, 18 and the rotor 8 of the rotary drive to the plasticizing screw 2. In order to effectively eliminate measurement errors in the measurement of the effective worm pressure force, which are due to the friction or inertial stroke of the rotary drive housing 15, the corresponding pressure sensor 23 is in the direction of thrust of the linear drive 4 behind the rotary drive housing 15, namely between it and the rotor bearings 17, 18 are positioned, wherein the rotor 8 is supported by the bearings 17, 18 within narrow limits axially displaceably on the support sleeve 16. In this way it is ensured that the pressure sensor 23 is always acted upon by the full worm pressure. Claims: 1. Injection unit for an injection molding machine, with an electromotive, the Plastifi zierschnecke (2) driving in the direction of rotation and together with this hubbeweglich arranged rotary drive (3) and an electromechanical linear drive (4) including a hollow shaft motor and a spindle drive connected downstream of this (20 ) to the lifting drive of the plasticizing screw and the rotary drive, wherein the Plastifi-55 zierschnecke, the rotary drive and the linear drive are arranged coaxially to each other, characterized in that both drive motors with their open ends facing each other hollow shaft motors (3, 8 u 4, 9) are formed and the spindle drive (20) is housed in the common hollow shaft interior of both hollow shaft motors. 2. Einspritzaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindelwelle (22) des Spindeltriebs (20) fest mit dem Hohlwellenrotor (9) des Linearantriebs (4) verbunden ist und sich in der Rückhublage der Plastifizierschnecke (2) durch den Hohlwellen-Innenraum des Linearantriebs und in den des Drehantriebs (3) erstreckt, während die am Gehäuse (15) des Drehantriebs (3) befestigte Spindelmutter (21) des Spindeltriebs in den io Hohlwellen-Innenraum des Linearantriebs eingreift.2. Injection unit according to claim 1, characterized in that the spindle shaft (22) of the spindle drive (20) fixed to the hollow shaft rotor (9) of the linear drive (4) is connected and in the return position of the plasticizing screw (2) through the hollow shaft interior of the linear drive and in the rotary drive (3), while on the housing (15) of the rotary drive (3) attached to the spindle nut (21) of the spindle drive engages in the io hollow shaft interior of the linear drive. 3. Einspritzaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur drehbaren Lagerung des Hohlwellenrotors (8) des Drehantriebs (3) eine gehäusefeste, in den Hohlwellen-Innenraum eingreifende und den Rotor unter Zwischenschaltung von Lagerstellen 15 (17, 18) an seiner inneren Mantelfläche abstützende Traghülse (16) vorgesehen ist, in die das mit dem Rotor (9) des Linearantriebs (4) umlaufende Getriebeelement (22) des Spindeltriebs (20) beim Rückhub des Drehantriebs (3) zunehmend einführbar ist.3. Injection unit according to claim 1 or 2, characterized in that for the rotatable mounting of the hollow shaft rotor (8) of the rotary drive (3) a housing-fixed, engaging in the hollow shaft interior and the rotor with the interposition of bearings 15 (17, 18) on its inner supporting surface supporting support sleeve (16) is provided, in which with the rotor (9) of the linear drive (4) rotating gear element (22) of the spindle drive (20) during the return stroke of the rotary drive (3) is increasingly insertable. 4. Einspritzaggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb (3) 20 einen zwischen der gehäusefesten Traghülse (16) und dem verschlossenen Rotorende wirkenden Drehgeber (19) enthält.4. Injection unit according to claim 3, characterized in that the rotary drive (3) 20 between a housing-fixed support sleeve (16) and the closed end of the rotor acting encoder (19). 5. Einspritzaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlwellenrotor (9) des Linearantriebs (4) über einen vom verschlossenen Roto- 25 rende axial abstehenden, zentralen Lagerzapfen (12) und zwischen diesem und dem Mo torgehäuse (7) angeordnete Lagerstellen (13,14) einseitig fliegend gelagert ist.5. Injection unit according to one of the preceding claims, characterized in that the hollow shaft rotor (9) of the linear drive (4) via a closed Roto- 25 rende axially projecting, central bearing pin (12) and between this and the Mo gate housing (7) arranged Bearing points (13,14) is cantilevered on one side. 6. Einspritzaggregat für eine Spritzgießmaschine, insbesondere nach Anspruch 1, mit einem elektromotorischen Drehantrieb (3) einschließlich eines drehbar, aber kraftübertragend am 30 Gehäuse (15) des Drehantriebs abgestützten, die Plastifizierschnecke (2) in Drehrichtung antreibenden und mit dieser hubfest verbundenen Rotors (8), und mit einem elektromotorischen Linearantrieb (4) zum Hubantrieb der Plastifizierschnecke und des Rotors (8) unter Zwischenschaltung des Gehäuses des Drehantriebs sowie mit einem zwischen Linearantrieb und Plastifizierschnecke angeordneten, hubkraftmessenden Drucksensor (23), dass durch gekennzeichnet, daß der Rotor (8) einschließlich der Rotorlagerung (17, 18) axial begrenzt beweglich am Gehäuse (15) des Drehantriebs (3) angeordnet und der Drucksensor (23) hubkraftübertragend zwischen Gehäuse und Rotorlagerung des Drehantriebs positioniert ist. 40 Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 45 50 556. Injection unit for an injection molding machine, in particular according to claim 1, with an electromotive rotary drive (3) including a rotatably but force-transmitting at 30 housing (15) of the rotary drive supported, the plasticizing screw (2) driving in the direction of rotation and hubfest connected with this rotor ( 8), and with an electromotive linear drive (4) for lifting drive of the plasticizing screw and the rotor (8) with the interposition of the housing of the rotary drive and arranged between a linear drive and plasticizing, Hubkraftmessenden pressure sensor (23), characterized in that the rotor ( 8) including the rotor bearing (17, 18) arranged axially limited movable on the housing (15) of the rotary drive (3) and the pressure sensor (23) is arranged Hubkraftübertragend between housing and rotor bearing of the rotary drive. 40 For 1 sheet of drawings 45 50 55
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