CN100415484C - 电动调节器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动调节器，特别是用于注塑机的塑化螺杆。按照本发明，在用于注塑机的带一用于塑化螺杆(2)包括一在驱动电机的转子(7)和电机壳体(3)之间起作用的丝杆传动装置(16)的单电机驱动装置(4)，以及带有许多用于单电机驱动装置在螺杆旋转和螺杆往复驱动之间转换的可选择地操作的开关元件(20、21、24)的喷射组件中，通过这样的方法显著降低驱动电机的功率要求和往复运动所需的直线导轨的负荷，即，转子连同塑化螺杆和由转子可旋转地驱动的丝杆传动装置(16)的传动元件(17)一起可相对于电机壳体往复运动，并且定子一侧或转子一侧的磁极结构之一(6)相对于另一个(9)依转子的往复行程加长。

Description

电动调节器
技术领域
本发明涉及一种电动调节器，或者说是电动工作的直线和旋转调节驱动装置。本发明的优选应用领域是注塑机中的直线和旋转调节驱动，它们特别是用于喷射组件的塑化螺杆。
背景技术
在具有这种类型的带一由空心轴电机和连接在后面的丝杆传动装置组成的单电机驱动装置的直线和旋转调节驱动装置的喷射组件中，如由US 5 645 868所知，用来在螺杆旋转和螺杆往复驱动之间转换的转换装置由三个单向联轴器组成，其中前两个联轴器在塑化螺杆注射行程时用来防止螺杆反转和使电机与丝杆传动装置连接，而第三个联轴器在塑化阶段在前两个单向联轴器空转时使电机直接和塑化螺杆驱动锁合地连接。但是，在这种单电机驱动装置中，为了产生螺杆背压，在塑化过程中需要一附加的辅助电机，尤其是在注射过程中-除丝杆螺母外-整个驱动部件，亦即两个电机包括丝杆、所属的支承部位和单向联轴器，都必须和塑化螺杆一起相对于塑化筒轴向移动，这使得运动和支承的质量非常大。
发明内容
本发明的目的是，这样地设计开头所述类型的喷射组件，使得显著降低单电机驱动装置的功率需求，并达到对于螺杆往复运动所需要的支承部位明显地减轻负荷。
为此，本发明提供一种电动调节器，具有一用于待调节元件的单电机驱动装置，包括一在驱动电机的转子和电机壳体之间起作用的丝杆传动装置，以及具有多个用于单电机驱动装置在旋转与往复驱动之间转换的可选择地操纵的开关元件，其特征为：转子连同待调节元件和由转子可旋转地驱动的丝杆传动装置的传动元件一起可相对于电机壳体往复运动地设置，并且定子或转子一侧的磁极结构根据转子的往复行程相对于另一个磁极结构加长。
在按本发明的直线和旋转调节驱动装置(即电动调节器)中，基本上只有电机转子连同螺杆一侧的转子轴承及由转子可旋转地驱动的传动元件一起在塑化螺杆注射行程时跟随轴向移动，而单电机驱动装置的主要质量，亦即整个电机壳体包括定子和壳体一侧的支承部位，相对于塑化筒静止不动，使得直线运动和支承的质量显著减小，因此大大减小对单电机驱动装置的功率要求，并使用于轴向运动驱动部件的直线导轨免受电机的反扭矩。
优选地，转子用相配的丝杆传动装置的传动元件并通过可选择地结合的第一开关元件与塑化螺杆不可旋转地连接，而塑化螺杆可以通过第二开关元件可选择地不可旋转地锁定，丝杆传动装置的其他传动元件不可轴向移动，并在中间连接一第三开关元件的情况下可旋转地支承在电机壳体上，其中，所述第三开关元件的扭矩传递是可调的，使传递的扭矩能够变化。通过第三开关元件，这种相对于电机壳体、从而也相对于塑化螺杆不可轴向移动的布局进一步减小在螺杆往复时的直线运动质量，其中本发明特别优选的结构方案是，第一开关元件是一可开关的离合器、第二开关元件是一单向锁紧器或制动器、第三开关元件是一可调节的制动器。由此可以使单电机驱动装置在螺杆往复和螺杆旋转模式之间没有旋转方向转向的情况下转换，并在放弃附加驱动电机的条件下仅仅通过第二开关元件相应的制动操作调节螺杆背压。通过电机、丝杆传动装置和塑化螺杆相互同心的布局可以达到特别节省位置的结构形式，同时取消在偏心布局时所需要的容易磨损的传动装置，例如皮带传动装置。同样由于压缩结构的原因，转子可以设计成带有装在转子内腔内的丝杆传动装置的空心轴转子。最后，为了进一步减小惯性力，建议，定子一侧的磁极结构比转子一侧的设计得轴向长一些并且丝杆螺母与转子不可旋转地连接，而丝杆传动装置的丝杆轴轴向不可移动地安装在电机壳体上。
附图说明
现在借助于一个实施例结合附图对本发明作较详细的说明。附图以大大简化的视图表示：
图1按本发明的喷射组件在塑化螺杆后退位置时的纵剖视；
图2相应于图1的在塑化螺杆在前进位置时的视图。
具体实施方式
下面借助于一注塑机的喷射组件对本发明作较详细的说明。在这种情况下需要由电动调节器调节的元件是塑化螺杆。但是本发明的直线和旋转调节驱动装置也可以用于希望作复合的直线和旋转运动的其他技术领域。
图1表示一其余未具体画出的注塑机的塑化筒1和支承在它里面的塑化螺杆2的后面的部分零件。一整体用4表示的单电机驱动装置的壳体3与塑化筒1固定连接，单电机驱动装置包括一带一电激励的磁极结构6的与壳体固定的定子5以及一带一通过气隙8与磁极结构6磁耦合的磁极结构9的空心轴转子7。转子7通过空心轴轴颈10和一支承桥板11在与转子7和塑化螺杆2的旋转轴轴线平行地在塑化筒1和电机壳体3之间延伸的直线导轨12上可相对于电机壳体3和塑化筒1轴向移动，并通过滚动轴承13可旋转地支承在支承桥板11上。
塑化螺杆2与一轴颈14固定连接，并通过它和一轴向/径向轴承组15不可轴向移动但可旋转地与空心轴轴颈10、从而也与转子7连接。
在空心轴转子7内腔内有一滚珠丝杆传动装置16，它由一与转子7不可旋转地连接的螺母17和一丝杆18组成，丝杆通过另一轴向/径向轴承组19不可轴向移动但可旋转地支承在电机壳体3上。
单电机驱动装置4在注射阶段螺杆往复驱动和在塑化阶段螺杆旋转驱动之间的转换通过三个可选择地操纵的开关元件进行，第一开关元件是一在转子7和轴颈14之间的可选择地接合的离合器20，第二开关元件是一阻止塑化螺杆1反转的单向联轴器或一带有所属的不可旋转地固定在轴颈14上的制动盘的制动器(用21、22表示)，第三开关元件是一可调节的与一固定在丝杆18上的制动盘共同作用的制动器(用23、24表示)。
从在图2中所示的喷射组件的后退位置出发，通过这样的方法开动注射过程，即，操作制动器21、22和23、24并由此使塑化螺杆2不可旋转地锁定在支承桥板11上，丝杆18不可旋转地锁定在电机壳体3上，而离合器20脱开。转子7转动螺母17，使它轴向向前运动，由此通过支承桥板11的带动，使塑化螺杆2向前移动，而不旋转。在注射行程的终端，喷射组件位于在图1中所示的前进位置。因为如图所示，定子一侧的磁极结构6-与转子7的行程相应-做得比转子一侧的磁极结构9长，因此在转子7的整个行程范围内达到一样大的磁耦合。
在塑化阶段塑化螺杆2向旋转方向驱动，并通过塑化的和向(未画出的)螺杆前腔输送的材料轴向向后移动，这时必须施加一定的反作用力(堵塞压力)。为此，从按图1的前进位置出发，制动器21、22松开，离合器20接合，使转子7以要求的塑化转速驱动塑化螺杆2。制动器23、24这样地调节，使丝杆18以近似于和转子7相同的转速旋转。由转速差或塑化螺杆2堵塞压力的制动力而得到后退速度。

Claims (9)

1. 电动调节器，具有一用于待调节元件的单电机驱动装置，包括一在驱动电机的转子和电机壳体之间起作用的丝杆传动装置，以及具有多个用于单电机驱动装置在旋转与往复驱动之间转换的可选择地操纵的开关元件，其特征为：转子(7)连同待调节元件和由转子可旋转地驱动的丝杆传动装置(16)的传动元件一起可相对于电机壳体(3)往复运动地设置，并且定子或转子一侧的磁极结构(6)根据转子的往复行程相对于另一个磁极结构(9)加长。
2. 按权利要求1的电动调节器，其特征为：转子(7)用丝杆传动装置(16)所配的传动元件并通过一可选择地接合的第一开关元件与待调节元件不可旋转地连接，并且待调节元件可以通过一第二开关元件可选择地不可旋转地锁定，以及，另一个传动元件轴向不可移动地并在中间连接一第三开关元件的情况下可旋转地支承在电机壳体(3)上，其中，所述第三开关元件的扭矩传递是可调的，使传递的扭矩能够变化。
3. 按权利要求2的电动调节器，其特征为：第一开关元件是一可开、合控制的离合器(20)，第二开关元件是一单向联轴器或制动器(21、22)，第三开关元件是一制动器(23、24)。
4. 按权利要求1至3之任一项的电动调节器，其特征为：单电机驱动装置(4)的电机、丝杆传动装置(16)和待调节元件相互同心设置。
5. 按权利要求1至3之任一项的电动调节器，其特征为：定子一侧的磁极结构(6)相对于转子一侧的磁极结构(9)轴向加长。
6. 按权利要求1至3之任一项的电动调节器，其特征为：转子(7)设计成带有装在转子内腔内的丝杆传动装置(16)的空心轴转子。
7. 按权利要求6的电动调节器，其特征为：转子侧的传动元件是螺母(17)，壳体侧的传动元件是丝杆传动装置(16)的丝杆(18)。
8. 按权利要求1至3之任一项的电动调节器，其特征为：所述待调节元件是注塑机的喷射组件的塑化螺杆。
9. 用于注塑机的喷射组件，具有一按权利要求1至8之任一项的电动调节器，用于塑化螺杆的往复与旋转运动。
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