CN1086337C - 注射装置 - Google Patents

Abstract

一种注射装置，其包含一个筒部分、一个定板、一个动板、一个注射部件、驱动装置、一组转换装置、传动装置以及同步装置。定板固定在筒部分的后端上。动板相对于定板前进和后退。注射部件安置在筒部分中以前进和后退。每个转换装置均安置在定板与动板之间。传动装置安置在驱动装置与一个转换装置之间。驱动装置产生的旋转运动通过传动装置传递到一个转换装置上，而通过同步装置使一个转换装置的旋转与剩下的转换装置同步进行。

Description

注射装置

本发明涉及一种注射装置。

通常，在注射模塑机中，在一个加热筒中加热并熔化的树脂会在高压的作用下注射进一个模具的一个型腔中，以使型腔充满树脂。之后，熔化树脂在型腔中被冷却并固化，从而获得一个模塑制品。

注射模塑机中包含一个模具夹紧装置和一个注射装置。模具夹紧装置中带有一个定模板和一个动模板。动模板在一个模具夹紧缸的带动下前进和后退，以实现模具闭合、模具夹紧和模具打开。

注射装置中包含一个加热筒，其用于加热和熔化从一个料斗中供应的树脂，以及一个注射喷嘴，其用于注射熔化树脂。此外，一个螺杆安置在加热筒中，从而使得该螺杆可以旋转并且可以前进和后退。当螺杆被一个安置在螺杆后端的驱动部分带动着前进时，树脂会从注射喷嘴中注射出来，而当螺杆被驱动部分带动着后退时，树脂被熔化。

驱动部分包含：一个前板用于支撑加热筒；一个后板安置在距前板一个预定距离处；导杆安置在前板和后板之间并被它们支撑着；以及，一个动板可以沿着导杆移动。上述螺杆以可旋转的方式支撑在动板上。一个滚珠螺纹轴和一个滚珠螺母安置在前板和后板之间。当一个注射电机被启动而带动滚珠螺纹轴或滚珠螺母旋转时，动板会前进或后退。

图1是一个传统注射装置的驱动部分的局部截面图；图2是该传统注射装置的驱动部分侧视图；以及，图3是显示该传统注射装置的驱动部分的原理的示意图。

在这些附图中，参考代号12代表一个加热筒，22代表一个螺杆，31代表一个以可滑动的方式安置在一个未示出机架上的滑台，而34代表一个固定在滑台31上的定板。加热筒12的后端(图1中的右端)固定在定板34上。此外，一个动板36的安置使之可以相对于定板34前进和后退。

一个螺杆支撑轴38安置在动板36中心附近并通过轴承41和42以可旋转的方式支撑于此。螺杆22的后端固定在螺杆支撑轴38上，一个从动带轮43固定在螺杆支撑轴38的后端。

一个未示出的计量电机固定在动板36的一侧表面S1上，一个未示出的驱动带轮固定在计量电机的输出轴上。一条未示出的同步皮带伸展于驱动带轮和从动带轮43之间并张紧缠绕在这两个带轮上。轴承42采用一个止推轴承的形式，以承受注射过程中作用在螺杆22上的注射力。

在一组位置上，例如动板36的周缘附近的两个位置上，安置着平行滚珠螺纹轴45，这些滚珠螺纹轴45通过轴承46以可旋转的方式支撑在动板36上。每个滚珠螺纹轴45上分别带有一个螺纹部分48和一个从螺纹部分48的后端(图1中的右端)伸出的轴部分49。轴部分49穿过一个成形在动板36上的孔36a并向后(图1中向右)伸出，一个从动带轮51固定在轴部分49的后端。螺纹部分48穿过一个成形在定板34上的孔34a并向前(图1中向左)伸出，从而与一个固定在定板34上的滚珠螺母52螺纹啮合。滚珠螺母52在其前端(图1中的左端)带有一个凸缘部分53，并通过未示出的穿过凸缘部分53的螺栓固定在定板34上。参考代号55代表一个压板，用以压紧轴承46。

一个注射电机75固定在动板36的另一侧表面S2的中心附近。一个驱动带轮76固定在注射电机75的输出轴75a上，一条同步皮带77伸展于驱动带轮76和从动带轮51之间并张紧缠绕在这些带轮上。

下面将介绍具有上述结构的注射装置的操作方法。

在一个计量阶段，当螺杆22在计量电机的带动下旋转时，树脂会从一个未示出的料斗中落下并进入加热筒12中，再在加热筒12中前进(图1中向左移动)。此时，螺杆22是旋转着后退(图1中向右移动)的。

一个未示出的加热器环绕着加热筒12安置以加热加热筒12，从而熔化加热筒12中的树脂。这样，当螺杆旋转着后退一个预定距离后，一次注射所需的熔化树脂会聚集在一个未示出螺杆头的前侧。

在一个随后的注射阶段，当螺杆22在注射电机75的带动下前进时，聚集在螺杆头前侧的树脂从一个未示出的固定在加热筒12前端的注射喷嘴中注射出来并充入一个未示出的模具的一个型腔中。

在这样一个传统注射装置中，由于两个滚珠螺纹轴45在一个单一的注射电机75的带动下以相同的圆周速度旋转，因此每个从动带轮的直径必须相等，以使它们的减速比相同。如果为相干减速比而减小从动带轮51的直径，则它们的惯性会增大，从而导致注射装置的性能下降。此外，同步皮带77的长度必须稍大一些。以θ1表示驱动带轮76的有效接触角度，这种有效接触所建立起来的咬合接触可以将旋转运动从注射电机75传递到同步皮带77上，而θ2和θ3分别表示两个从动带轮51的有效接触角度，这种有效接触所建立起来的咬合接触可以将旋转运动从同步皮带77传递到相应滚珠螺纹轴45，这些角度之间满足下面的方程：

θ1+θ2+θ3＝360°

当驱动侧的有效角度θ1很小时，如图3所示，注射电机75上的旋转运动不能以可靠的方式传递到同步皮带77上。因此，不能以平稳的方式将旋转运动传递到滚珠螺纹轴45上，从而导致注射装置的性能受到损害。

为了增大驱动侧的有效角度θ1，可以增大驱动带轮76与所述从动带轮51之间的轴间距离L1或从动带轮51、驱动带轮76和同步皮带77的宽度。

然而，如果轴间距离L1增大了，由于动板36的宽度或驱动部分的厚度必须增大，因此注射装置的尺寸会增大。而如果从动带轮51、驱动带轮76和同步皮带77的宽度增大了，则当注射电机75高速运转时所产生的噪音会增大。

因此，本发明的一个目的是解决传统注射装置中的上述问题，并提供一种注射装置，其具有改进了的性能和缩小了的尺寸，而且电机运转时产生的噪音会减小。

为了达到上述目的，根据本发明的注射装置中包含：一种注射装置，其包含一个筒部分、一个定板、一个动板、一个注射部件、驱动装置、一组转换装置、传动装置以及同步装置。定板固定在筒部分的后端上。动板的安置使之可以相对于定板前进和后退。注射部件安置在筒部分中，从而使得注射部件可以前进和后退。注射部件的一个后端以可旋转的方式被动板支撑着。驱动装置用于在启动后产生旋转运动。每个转换装置均安置在定板与动板之间，用于将旋转力转换为推力。传动装置安置在驱动装置与一个转换装置之间，以将驱动装置产生的旋转运动传递到各转换装置中。同步装置用于使一个转换装置与剩下的转换装置同步旋转。

在这种情况下，驱动装置产生的旋转运动通过传动装置传递到一个转换装置上，而一个转换装置的旋转与剩下的转换装置同步进行。

此外，当旋转运动被传递到相应转换装置时，旋转力被转换成推力，而推力则被传递到注射部件上。

由于诸如驱动带轮等的尺寸可以减小，因此相应的惯性会减小。此外，由于驱动侧的有效角度和从动侧的有效角度可以增大，因此旋转运动可以平稳地从驱动装置传递到转换装置，这样，注射装置的性能可以提高。

由于驱动装置的输出不必安装在远离动板的位置上，因此注射装置的尺寸可以减小。

由于传动装置的宽度不必增加，因此驱动装置高速运转时所产生的噪音会减小。

同步装置可以包含一组同步带轮和一条同步皮带，该同步皮带在所述同步带轮之间伸展并缠绕在它们上。

或者，同步装置可以包含一组同步齿轮和一个惰轮，该惰轮安置在同步齿轮之间。

传动装置可以安置在动板上。

同步装置可以安置在动板上。

通过参考附图，可以使根据本发明的注射装置的结构和特征被更好地理解以及被更深入地评价，附图包括：

图1是一个传统注射装置的驱动部分的局部截面图；

图2是该传统注射装置的驱动部分侧视图；

图3是显示该传统注射装置的驱动部分的原理的示意图；

图4是根据本发明的一个实施例的注射装置的驱动部分的局部截面图；

图5是根据本发明的实施例的注射装置的主要部分的截面图；以及

图6是根据本发明的实施例的注射装置的注射装置的驱动部分侧视图。

下面将通过参考各附图而对本发明的一个实施例进行详细的解释。

图4是根据本发明的一个实施例的注射装置的驱动部分的局部截面图；图5是根据本发明的实施例的注射装置的主要部分的截面图；以及图6是根据本发明的实施例的注射装置的注射装置的驱动部分侧视图。

在图5中，参考数字12代表一个作为筒部分的加热筒，一个注射喷嘴12a固定接合在加热筒12的前端(图5中的左端)。一个作为注射部件的螺杆22安置在加热筒12之中，这样该螺杆可以旋转并且可以前进和后退。

螺杆22在其前端带有一个螺杆头22a，并且在加热筒12中向后(图5中向右)伸展。螺杆22的后端(图5中的右端)连接着一个驱动部分，该驱动部分将在后文中解释。此外，在螺杆22的外表面上成形有一条螺纹23，从而形成一个槽26。

一个树脂供应口29成形于加热筒12上的一个预定位置上，一个料斗30固定在树脂供应口29上。这样，料斗30中容纳的树脂33可以供应到树脂供应口29中。树脂供应口29成形在一个位置上，从而使得当螺杆22在加热筒12中位于最前面位置(图5中向左)时，树脂供应口29面向槽26的后端部分(图5中的右侧端)。

下面将解释驱动部分。

在图4中，参考数字12代表加热筒，22代表螺杆，31代表一个以可滑动的方式安置在一个未示出机架上的滑台，而34代表一个固定在滑台31上的固定板。加热筒12的后端(图4中的右端)固定在定板34上。此外，一个动板36的安置使之可以相对于定板34前进和后退。

一个螺杆支撑轴38安置在动板36中心附近并通过轴承41和42以可旋转的方式支撑于此。螺杆22的后端固定在螺杆支撑轴38上，一个未示出的从动带轮固定在螺杆支撑轴38的后端。轴承42采用一个止推轴承的形式，以承受注射过程中作用在螺杆22上的注射力。

一个未示出的作为第一驱动装置的计量电机固定连接在动板36的一侧表面S1上，一个未示出的驱动带轮固定连接在计量电机的输出轴上。一条同步皮带伸展于驱动带轮和从动带轮之间并张紧缠绕在这两个带轮上。驱动带轮、从动带轮、同步皮带均是带齿型的。

在一组位置上，例如动板36的周缘附近的两个位置上，安置着平行滚珠螺纹轴45，这些滚珠螺纹轴45通过轴承46以可旋转的方式支撑在动板36上。每个滚珠螺纹轴45上分别带有一个螺纹部分48和一个从螺纹部分48的后端(图4中的右端)伸出的轴部分49。轴部分49穿过一个成形在动板36上的孔36a并向后(图4中向右)伸出，一个同步带轮80固定连接在轴部分49的后端。在上方的滚珠螺纹轴45上，一个从动带轮81固定在轴部分49的前端(图4中的右端)。参考数字55代表一个压板，用以压紧轴承46。

每个滚珠螺纹轴45的螺纹部分48分别穿过一个成形于定板34上的孔34a，并向前(图4中向左)伸展，从而与一个固定连接在定板34上的滚珠螺母52螺纹啮合。滚珠螺母52在其前端(图4中的左端)带有一个凸缘部分53并通过使用一个穿过凸缘部分53的未示出的螺栓固定连接在定板34上。由滚珠螺纹轴45和滚珠螺母52构成的滚珠螺杆用作转换装置，其安置在定板34和动板36之间，用以将旋转力转换为推力。

一个用作第二驱动装置的注射电机78固定连接在动板36的顶表面S3上。一个驱动带轮79固定连接在注射电机78的输出轴78a上，一条同步皮带82伸展于驱动带轮79和从动带轮81之间并张紧缠绕在这两个带轮上。驱动带轮79、从动带轮81和同步皮带82构成传动装置。

此外，一个张紧轮85以可旋转的方式安置在动板36的后端表面S4上，一条同步皮带83伸展于所述同步带轮80和张紧轮85之间并张紧缠绕在它们上。张紧轮85以可移动的方式安置，而张力则沿图6中的一个箭头的方向施加到同步皮带83。

在本实施例中，张紧轮85安置在同步皮带83的背面侧，以沿着箭头所示方向向同步皮带83施加张力。然而，也可以在同步皮带83的前面侧安装一个张紧轮，以沿着与所示箭头相反的方向向同步皮带83施加张力。在这种情况下，张紧轮83不需要采用带齿张紧轮。同步带轮80、同步皮带83和张紧轮85构成同步装置，用于使一个滚珠螺杆与剩下的一个(或多个)滚珠螺杆同步旋转。每个驱动带轮79、同步带轮80、从动带轮81、同步皮带82和83以及张紧轮85均是带齿型的。

下面将介绍具有上述结构的注射装置的操作。

在一个计量阶段，当螺杆22在计量电机的带动下旋转时，树脂33会从料斗30中落下并进入加热筒12中，再在加热筒12中前进(图5中向左移动)。此时，螺杆22是旋转着后退(图5中向右移动)的。

一个未示出的加热器环绕着加热筒12安置以加热加热筒12，从而熔化加热筒12中的树脂33。这样，当螺杆旋转着后退一个预定距离后，一次注射所需的熔化树脂33会聚集在螺杆头22a的前侧。

在一个随后的注射阶段，注射电机78被启动。注射电机78的旋转动作通过驱动带轮79、同步皮带82和从动带轮81传递到每个滚珠螺纹轴45。通过同步皮带83和同步带轮80，传递到每个滚珠螺纹轴45上的旋转运动是彼此同步的。

这样，随着滚珠螺纹轴45的旋转，相应的滚珠螺母52会前进，从而通过动板36带动螺杆22前进。其结果是，聚集在螺杆头22a前侧的树脂33会从注射喷嘴12a注射出来并充入一个未示出的模具的一个型腔中。

在具有上述结构的注射装置中，为了通过单个的注射电机78旋转两个滚珠螺纹轴45，同步皮带82伸展于驱动带轮79和从动带轮81之间并缠绕在这两个带轮上，而同步皮带83伸展于所述同步带轮80和张紧轮85之间并缠绕在它们上。这样，每个同步皮带82和83均沿着大致椭圆形的轨迹运行。在这种情况下，驱动带轮79上的一个用于将旋转运动从注射电机78传递到同步皮带82的有效角度θ11为180°或接近180°，而从动带轮81上的一个用于将旋转运动从同步皮带82传递到相应滚珠螺纹轴45的有效角度θ12为180°或接近180°。

每个同步带轮80上的用于从轴部分49同步传递旋转运动的一个有效角度θ13接近180°。

由于每个有效角度θ11-13显著增加了，因此注射电机78的旋转运动可以可靠地传递到同步皮带83，而传递到每个同步带轮80上的旋转运动可以以可靠的方式同步进行。其结果是，旋转运动可以平稳地传递到滚珠螺纹轴45，因此注射装置的性能可以提高。

由于注射电机78的输出轴78不必安装在远离动板36的位置上，因此注射装置的尺寸可以减小。

由于驱动带轮79、同步带轮80、从动带轮81以及同步皮带82和83的宽度不必增加，因此注射电机78高速运转时所产生的噪音会减小。

此外，由于驱动带轮79、从动带轮81和同步皮带82与同步带轮80和同步皮带83分开安置，因此，驱动带轮79、从动带轮81和同步皮带82的规格可以与同步带轮80和同步皮带83的规格不同。

在本实施例中，同步装置由同步带轮80、同步皮带83和张紧轮85构成。然而，同步装置也可以由齿轮构成。在这种情况下，每个轴部分49的后端分别固定连接着一个同步齿轮，一个惰轮安置在所述同步齿轮之间，以传递旋转运动。惰轮的安置使得所有同步齿轮均以相同的方向旋转。

本发明并不局限于上述实施例。根据本发明的精神，可以作出各种改进和改变，它们均包含在本发明的范围之内。

Claims (5)

1.一种注射装置，其包含：

(a)一个筒部分；

(b)一个定板，其固定在上述筒部分的一个后端上；

(c)一个动板，其这样安置，从而使得上述动板可以相对于上述定板前进和后退；

(d)一个注射部件，其安置在上述筒部分中，从而使得上述注射部件可以前进和后退，上述注射部件的一个后端以可旋转的方式被上述动板支撑着；

(e)驱动装置，其用于在启动后产生旋转运动；

(f)一组转换装置，它们中的每个均安置在上述定板与上述动板之间，用于将旋转力转换为推力；

(g)传动装置，其安置在上述驱动装置与一个上述转换装置之间，以将上述驱动装置产生的旋转运动传递到上述各转换装置中；以及

(h)同步装置，其用于使一个上述转换装置与剩下的转换装置同步旋转。

2.根据权利要求1的注射装置，其特征在于，其中，上述同步装置包含一组同步带轮和一条同步皮带，上述同步皮带在上述同步带轮之间伸展并缠绕在它们上。

3.根据权利要求1的注射装置，其特征在于，其中，上述同步装置包含一组同步齿轮和一个惰轮，上述惰轮安置在上述同步齿轮之间。

4.根据权利要求1的注射装置，其特征在于，其中，上述传动装置安置在上述动板上。

5.根据权利要求1的注射装置，其特征在于，其中，上述同步装置安置在上述动板上。

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