DE10051101B4

DE10051101B4 - Injection screw drive for a plastic injection molding machine

Info

Publication number: DE10051101B4
Application number: DE2000151101
Authority: DE
Inventors: Robert Weinmann; Franz Chromy; Erich Knobel
Original assignee: Netstal Maschinen AG; Maschinenfabrik und Giesserei Netstal AG
Current assignee: Netstal Maschinen AG
Priority date: 2000-05-24
Filing date: 2000-10-14
Publication date: 2007-10-18
Anticipated expiration: 2020-10-15
Also published as: DE10051101A1

Abstract

Einspritzschneckenantrieb für eine Kunststoffspritzgießmaschine mit je einem Antrieb für die rotative und für die axiale Bewegung einer Einspritzschnecke, wobei ein Getriebe für die rotative Bewegung und ein Getriebe für die axiale Bewegung integriert in einer gemeinsamen Baugruppe ausgebildet ist und die Einspritzschnecke als Teil einer Spritzeinheit mit dem Einspritzzylinder mittels eines weiteren Antriebs verschiebbar auf dem Ständer der Kunststoffspritzgießmaschine angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppe als Doppelantriebsgetriebe innerhalb eines Getriebegehäuses ausgebildet ist, dem sowohl der Antriebsmotor für die rotative wie auch der Antriebsmotor für die axiale Bewegung der Einspritzschnecke zugeordnet ist, und das Doppelantriebsgetriebe wenigstens zwei innerhalb des Getriebegehäuses einander gegenüberliegende Zahnschienen für die axiale Bewegung der Einspritzschnecke aufweist, welche parallel zur Einspritzschnecke angeordnet sind.Injection screw drive for a plastic injection molding machine each with a drive for the rotative and for the axial movement of an injection screw, wherein a transmission for the rotary motion and a transmission integrated for axial movement is formed in a common assembly and the injection screw as part of an injection unit with the injection cylinder by means of a further drive displaceable on the stand of the plastic injection molding machine is arranged, characterized in that the assembly as a double drive transmission inside a gearbox is formed, which both the drive motor for the rotary as well as the Drive motor for the axial movement of the injection screw is assigned, and the Dual drive gear at least two within the gear housing each other opposing Dent rails for having the axial movement of the injection screw, which parallel to Injection screw are arranged.

Description

Die Erfindung betrifft einen Einspritzschneckenantrieb für eine Kunststoffspritzgieß maschine.The Invention relates to an injection screw drive for a plastic injection molding machine.

Beim Kunststoffspritzen werden mehrere aufeinanderfolgende Abläufe unterschieden. Durch einen Einfülltrichter wird Kunststoff in den Einspritzzylinder gespeist. Die rotierende Einspritzschnecke erfasst das Rohmaterial durch die Schneckengänge und bewegt dieses im geheizten Einspritzzylinder vorwärts. Die rotative Bewegung der Schneckengänge fördert den Kunststoff immer weiter zur Spitze der Einspritz-schnecke. Primär durch die Geometrie der Schnecke bzw. durch entsprechende Scherwärme wird das Rohmaterial aufgeschmolzen und kommt als Schmelze in einem Sammelraum unmittelbar vor der Düse an. Als Näherungswerte gelten, dass die Schmelzwärme zu einem großen Teil aus mechanischer Arbeit zwischen Einspritzschnecke und Zylinderwandung und der Rest durch die Mantelheizung aufgebracht wird. Die Schmelze staut sich bei fortgesetzter Drehbewegung der Schnecke im Sammelraum und schiebt die Einspritzschnecke durch Volumenvergrößerung im Sammelraum in ihrer Achsrichtung rückwärts. Ist die für einen Schuss benötigte Menge an flüssigem Kunststoff im Sammelraum bereit, wird der Schneckendrehantrieb gestoppt. Die an der Spitze der Schnecke angebrachte Rückstromsperre wird durch die Vorwärtsbewegung geschlossen. Die Einspritzschnecke übernimmt nun die Funktion eines Einspritzkolbens. Zum Einspritzen der Kunststoffmasse in die Form tritt im klassischen Stand der Technik eine Hydraulik in Aktion, welche in der Folge auch Kolbenantrieb genannt wird. Der Kolbenantrieb stößt die ganze Schnecke als reine Axialbewegung nach vorn. Die Einspritzschnecke, nunmehr als reiner Kolben wirkend, spritzt die Schmelze durch die Düse in die Kavitäten der Form. Das Einspritzen selbst erfolgt in zwei Phasen. Die erste Phase ist das eigentliche Füllen. Der erforderliche Druck kann gegen das Ende der Füllphase bis in den Bereich von 2000 bar ansteigen. Nach dem Füllen schließt die Phase des Nachdruckes an, wobei der Enddruck der Füllphase etwa gehalten wird. Für die Sicherstellung der beschriebenen Abläufe beim Kunststoffspritzen sind zwei grundverschiedene Antriebsarten Voraussetzung:

– der axiale Antrieb der Plastifizierschnecke im Sinne eines Kolbens
– der rotative Antrieb der Plastifizierschnecke im Sinne einer Förderschnecke

When plastic injection several successive processes are distinguished. Through a hopper plastic is fed into the injection cylinder. The rotating injection screw captures the raw material through the screw flights and moves it forward in the heated injection cylinder. The rotary movement of the screw flights continuously conveys the plastic to the tip of the injection screw. Primarily by the geometry of the screw or by corresponding shear heat, the raw material is melted and arrives as a melt in a collecting space immediately in front of the nozzle. As approximate values apply that the heat of fusion is applied to a large extent from mechanical work between injection screw and cylinder wall and the rest through the jacket heating. The melt accumulates with continued rotational movement of the screw in the plenum and pushes the injection screw by increasing the volume in the plenum in its axial direction backwards. If the quantity of liquid plastic required for a shot is ready in the collecting space, the screw turning drive is stopped. The attached at the top of the screw backflow stopper is closed by the forward movement. The injection screw now takes over the function of an injection piston. In order to inject the plastic compound into the mold, in the conventional state of the art, hydraulics is activated, which is also referred to as a piston drive in the following. The piston drive pushes the whole screw forward as a pure axial movement. The injection screw, now acting as a pure piston, injects the melt through the nozzle into the cavities of the mold. The injection itself takes place in two phases. The first phase is the actual filling. The required pressure can increase towards the end of the filling phase up to the range of 2000 bar. After filling, the repressurization phase follows, with the final pressure of the filling phase being approximately maintained. Two fundamentally different drive types are required to ensure the described processes for plastic injection molding:

- The axial drive of the plasticizing screw in the sense of a piston
- The rotary drive of the plasticizing screw in the sense of a screw conveyor

Es war in der Vergangenheit naheliegend, den Kolbenantrieb hydraulisch und den rotativen Antrieb elektromotorisch auszuführen. Die spezifischen Vorteile der zwei unterschiedlichen Abtriebsformen können optimal ausgenutzt werden. Bei hydraulischen Zylindern wird für eine Linearbewegung die größtmögliche lineare Verschiebekraft ohne Umformung erzeugt. Bei elektromotorischen Antrieben wird dagegen eine rotative Kraft erzeugt und steht als solche mit entsprechender Getriebeuntersetzung zur Verfügung.It was obvious in the past, the piston drive hydraulically and perform the rotary drive by an electric motor. The specific advantages of the two different output forms can optimally be exploited. For hydraulic cylinders is for a linear movement the largest possible linear Displacement force generated without forming. For electric motor drives On the other hand, a rotary force is generated and is included as such corresponding gear reduction available.

Die 1 und 2 zeigen zwei typische Lösungen des Standes der Technik. Die 1 zeigt eine hydraulisch/elektrisch kombinierte, und die 2 eine sogenannte elektrische Lösung. In der 1 wird die Axialbewegung von einem hydraulischen Kolben und die Rotation durch die Drehachse eines Motores betätigt.The 1 and 2 show two typical solutions of the prior art. The 1 shows a hydraulic / electric combined, and the 2 a so-called electrical solution. In the 1 the axial movement is actuated by a hydraulic piston and the rotation by the axis of rotation of a motor.

Ein anderer Weg wurde mit der EP 451 294 A1 gegangen. Für die Einspritzbewegung der Schnecke wird ein reiner Kurbeltrieb mit einer Kurbel oder Kniehebelsystem zwischen einer ortsfesten Platte, sowie einer zu dieser hin- und von dieser fortbewegbaren Platte vorgeschlagen. Die eine Kurbel ist vorgesehen zum Umsetzen einer Vorwärts- und einer Rückwärtsdrehung der Antriebsachse in eine Hin- und Herbewegung der Einspritzförderschnecke. Der Antrieb bzw. Übertrieb für die Axialbewegung der Einspritzschnecke wird als Stoßkraft zwischen der ortsfesten Platte und der Förderschnecke ausgenutzt. Es ist der Anmelderin nicht bekannt, ob eine Lösung gemäß EP 451 294 (entspricht DE 690 18 063 T2 in die Praxis umgesetzt wurde. Die Druckschrift richtet sich ausschließlich auf den speziellen Einsatz eines Kurbelantriebes für die Einspritzförderschnecke. Dabei wurde erkannt, dass es schwierig sein kann, wenn eine Kurbel in Nullpunktnähe betrieben wird. Die Null- oder Totpunktnähe soll bei der vorgeschlagenen Anwendung bei Einspritzschnecken vermieden werden.Another way was with the EP 451 294 A1 went. For the injection movement of the screw, a pure crank mechanism with a crank or toggle system between a stationary plate, as well as to this back and forth wegbewegbaren plate proposed. The one crank is provided for converting a forward and a reverse rotation of the drive shaft into a reciprocating motion of the injection screw conveyor. The drive or the overdrive for the axial movement of the injection screw is used as impact force between the stationary plate and the screw conveyor. It is not known to the applicant whether a solution according to EP 451 294 (equivalent to DE 690 18 063 T2 put into practice. The publication is exclusively aimed at the special use of a crank drive for the injection screw conveyor. It was recognized that it can be difficult to operate a crank near zero. Zero or dead center proximity should be avoided in the proposed application with injection screws.

Die EP 427 438 A1 zeigt als weitere Möglichkeit die Kombination eines Kniehebelsystems mit einem Zahnstangenantrieb für die Formbewegung. Ein entsprechender Einsatz für den Axialantrieb der Einspritzschnecke ist nicht bekannt geworden. Interessant ist jedoch der Vorschlag eines eigentlichen Zahnstangengetriebes mit angeflanschtem Antriebsmotor. Wie in der fachtechnischen Umgangssprache wird in der Folge ein einzelner motorischer Antrieb als einzelne "Achse" im Sinne der Motorachse verstanden. Demgemäss schlägt die EP 427 438 A1 für die eine Achse der Formbewegung einen Zahnstangenantrieb vor. Solche Zahnstangengetriebe haben in der Praxis eine beachtliche Verbreitung für den Antrieb der beweglichen Form gefunden.The EP 427 438 A1 shows as another option the combination of a toggle lever system with a rack drive for the molding movement. A corresponding insert for the axial drive of the injection screw has not become known. Interesting, however, is the proposal of an actual rack and pinion with flanged drive motor. As in technical terminology, a single motor drive is understood as a single "axis" in the sense of the motor axis. Accordingly, the EP 427 438 A1 for the one axis of the molding movement before a rack drive. Such rack gears have found in practice a considerable spread for driving the movable mold.

In der DE 39 37 099 A1 ist ein gattungsgemäßer Einspritzschneckenantrieb für eine Kunststoffspritzgießmaschine mit je einer Antriebsachse für die rotative und für die axiale Bewegung offenbart, wobei das Getriebe für die rotative Bewegung und das Getriebe für die axiale Bewegung integriert in einer gemeinsamen Baugruppe ausgebildet ist. Die Einspritzschnecke ist als Teil einer Spritzeinheit mit dem Einspritzzylinder mittels einer weiteren Antriebsachse verschiebbar auf dem Ständer der Kunststoffspritzgießmaschine angeordnet. Dabei wird die jeweilige Bewegung mittels eines einzigen Antriebs erzeugt.In the DE 39 37 099 A1 a generic injection screw drive for a plastic injection molding machine, each with a drive axle for the rotary and for the axial movement is disclosed, wherein the transmission for the rotary movement and the transmission for the axial movement integrated in a common assembly is formed. The injection screw is as part of an injection unit with the injection cylinder by means of another drive axle slidably mounted on the stand of the plastic injection molding machine. The respective movement is generated by means of a single drive.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein vorteilhaftes Konzept für den axialen und rotativen Antrieb für die Einspritzschnecke zu entwickeln.Of the Invention was based on the object, an advantageous concept for the axial and rotary drive for to develop the injection screw.

Der die vorgenannte Aufgabe lösende, erfindungsgemäße Einspritzschneckenantrieb ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert.Of the solving the aforementioned problem, Injection screw drive according to the invention is defined by the features of claim 1.

Ziel war es, aus der Vielzahl der bekannten Lösungen gleichsam die besten Bauteile für eine ökonomische Herstellung zu kombinieren, um für zwei die Einspritzschneckenbewegungen ein baulich optimales Antriebskonzept zu schaffen.aim It was, as it were, the best of the many known solutions Components for an economic one To combine production for two the injection screw movements a structurally optimal drive concept to accomplish.

Die neue Lösung schlägt vor allem zweierlei vor:

– einen Zahnschienenantrieb im Rahmen
– ein Doppelantriebsgetriebe.

The new solution mainly suggests two things:

- A toothed rack drive in the frame
- a double drive gearbox.

Wie in der Folge noch ausgeführt wird, gestattet die neue Lösung zwei unterschiedliche Ausführungswege. Beiden gemeinsam ist die direkte Zuordnung von zwei unterschiedlichen Getrieben, wobei ein Antrieb als Zahnschienenübertrieb ausgebildet ist und die Wirkachsen der beiden mit der Achse der Einspritzschnecken bzw. einer Verlängerung derselben zusammenfallen.As in the episode still running will allow the new solution two different execution ways. Common to both is the direct assignment of two different ones Driven, with a drive is designed as a tooth rail transfer and the axes of action of the two with the axis of the injection screw or an extension coincide with it.

In der erfindungsgemäßen Ausführung ist das Getriebe für die rotative Bewegung und das Getriebe für die axiale Bewegung integriert in einer gemeinsamen Baugruppe integriert. Wie noch gezeigt wird, gestattet dieser Lösungsweg eine unerwartete Kompaktheit, gerade weil zwei Antriebsachsen einem einzelnen Getriebe zugeordnet werden, was zumindest in der gängigen industriellen Praxis wenig üblich ist. Von einem Getriebe wird vielmehr erwartet, dass von einem motorischen Antrieb bzw. einer Achse ein oder viele Abtriebe vorgesehen werden. Der Antrieb der Einspritzschnecke verlangt die zwei total unterschiedlichen Antriebsarten (axial und rotativ).In the embodiment of the invention is Gear for the rotational movement and the gearbox integrated for axial movement integrated in a common assembly. As will be shown later, allows this approach an unexpected compactness, just because two drive axles one individual gear can be assigned, which is at least in the common industrial Practice a little common is. From a transmission is expected rather from a motor Drive or one axle or many outputs are provided. The injection screw drive requires the two totally different ones Drive types (axial and rotary).

Die überraschenden positiven Effekte werden nun an Hand von besonders vorteilhaften Ausgestaltungen erläutert. Die Zahnschiene wird im Abstand und parallel zu einer gedachten Verlängerung der Drehachse der Einspritzschnecke angeordnet, wobei bevorzugt zwei Zahnschienen symmetrisch je im Abstand und parallel zu der Drehachse der Einspritzschnecke und mit der Zahnprofilierung nach außen gerichtet angeordnet werden.The surprising positive effects will now be on hand of particularly advantageous Embodiments explained. The dental splint becomes at a distance and parallel to an imaginary one Extension of the Rotary axis of the injection screw arranged, preferably two Rails symmetrical each at a distance and parallel to the axis of rotation the injection screw and with the tooth profiling directed outwards to be ordered.

Die EP 427 438 war gleichsam behaftet mit der Vorstellung der Verwendung einer runden Stange bzw. Stoßstange. Damit konnte aber der Einsatz für die Spritzseite nicht erkannt werden bzw. war blockiert, da es zumindest gedanklich schwer vorstellbar ist, die Zahnstange zu durchbohren, um einen weiteren Antrieb durch die Stange hindurch vorzusehen. Bei der bevorzugten Ausgestaltung der neuen Lösung wird zwischen den zwei Zahnschienen die rotativ angetriebene Schneckenwelle durchgeführt. Die zwei Zahnschienen können in einem größeren Profil eingearbeitet werden, oder aber die beiden werden sinnvoll verbunden, derart, dass dazwischen der Raum für den rotativen Übertrieb bleibt.The EP 427 438 was as it were afflicted with the idea of using a round bar or bumper. However, the use for the injection side could not be recognized or was blocked because it is at least mentally difficult to imagine piercing the rack to provide a further drive through the rod therethrough. In the preferred embodiment of the new solution, the rotationally driven worm shaft is performed between the two toothed rails. The two toothed rails can be incorporated in a larger profile, or else the two are usefully connected, such that the space for the rotary overdrive remains in between.

Vorteilhafterweise wird die Dreh- und Verschiebemechanik als kompakte Baugruppe ausgebildet und in einem zur Einspritzschneckenachse ausgerichteten Führungsrohr geführt. Die Zahnschienen werden abtriebsseitig über eine feste Verbindung über das Gehäuse des Schneckenkupplungsteiles gelagert. Das Schneckenkupplungsteil seinerseits weist antriebsseitig je ein Axial- sowie Radiallager auf, wobei das Gehäuse über ein, zwei oder mehrere Führungsbänder in dem Führungsrohr gelagert ist. Der rotative Antrieb erfolgt über eine Keilnabe sowie ein Keilwelle, welche einerseits ineinander verschiebar und anderseits mit einem Motorgetriebe verbunden sind. Die Keilwelle ist antriebsseitig in dem Getriebe gelagert und für die erforderliche Hublänge in einer Keilnabe gleitfähig geführt. Die Keilnabe ist auf der anderen Seite über eine Hülse fest mit der Schneckenkupplung verbunden. Die Keilnabe erstreckt sich mit der Hülse im wesentlichen über die nutzbare Länge der Zahnschienen. Die Keilwelle an sich liegt fluchtend mit der Schneckenwellenachse. Die Hülse und die Zahnstangen sind dazu koaxial angeordnet. Die Grundfunktion der Einspritzschnecke verlangt eine Längsverschiebung bzw. einen je nach Größe des zu spritzenden Teiles zu bestimmenden Hubes, bei einer größeren Maschine von z.B. 20 cm. Durch das Ineinandersetzen der beiden Triebe, der Zahnschiene sowie der Keilwelle, wird nur ein Minimum an Baulänge benötigt. Der zweite Lösungsweg baut deshalb sehr kurz. Die Zahnschienen werden an der der Einspritzschnecke abgewandten Endseite über einen Abschlussflansch mit einem Führungsband in dem Führungsrohr geführt. Mit den beschriebenen Ausgestaltungen lässt sich das kombinierte Getriebe extrem kompakt gleichsam in ein Stück Rohr schieben, kann zentralgeschmiert und allseits gegen Schmiermittelaustritt leicht abgedichtet werden, und gibt im Hinblick auf eine Reinraumtechnik eine ideale Voraussetzung. Bevorzugt werden die zwei Zahnschienen als Doppelzahnschienen mit je eigenem Antriebsritzel, Getriebe sowie Antriebsmotor, insbesondere AC-Servomotoren ausgebildet. Den Antriebsmotoren werden über eine entsprechende Leistungselektronik Rechner- bzw. Steuer-/Regelmittel zugeordnet, um die Bewegung insbesondere auch die Antriebsmomente vollständig auszugleichen.advantageously, the rotary and sliding mechanism is designed as a compact assembly and in a guide tube aligned with the injection screw axis guided. The toothed rails are the output side via a fixed connection over the casing stored the worm clutch part. The screw coupling part in turn has an axial and radial bearing on the drive side, the case being over, two or more guide straps in the guide tube is stored. The rotary drive is via a splined hub and a Splined shaft, which on the one hand verschiebar one another and on the other hand connected to a motor gear. The splined shaft is on the drive side stored in the gearbox and for the required stroke length slidable in a splined hub guided. The splined hub is on the other side via a sleeve fixed to the worm clutch connected. The spline hub extends substantially beyond the usable one with the sleeve Length of Dental splints. The spline itself is in alignment with the worm shaft axis. The Sleeve and the racks are arranged coaxially. The basic function the injection screw requires a longitudinal displacement or a depending on the size of the too spraying part to be determined stroke, in a larger machine from e.g. 20 cm. By nesting the two shoots, the dental splint and the splined shaft, only a minimum of length is required. Of the second solution builds therefore very short. The tooth rails are at the injection screw opposite end side over an end flange with a guide band in the guide tube guided. With the described embodiments, the combined transmission can be extremely compact as it were pushing into a piece of pipe, can be lubricated centrally and are easily sealed against lubricant leakage on all sides, and is an ideal prerequisite for cleanroom technology. The two toothed rails are preferably used as double toothed rails each own drive pinion, gearbox and drive motor, in particular AC servomotors formed. The drive motors are connected via a appropriate power electronics computer or control / regulation means assigned to the movement in particular also the drive torques Completely compensate.

Die Antriebsmotoren werden mit ihren Achsen in Bezug auf den Einspritzschneckenantrieb bevorzugt nach oben abstehend angebaut. Dies erlaubt, die ganze Maschine kurz und kompakt zu bauen, zumindest soweit es das Spritzaggregat betrifft. Die ganze Spritzeinheit ruht, wie an sich bekannt, über Führungsschienen verschiebbar, auf dem Maschinenständer. Für die Verschiebebewegung des ganzen Aggregates wird vorzugsweise ein weiteres Antriebskonzept vorgesehen.The drive motors are with their Ach sen with respect to the injection screw drive preferably mounted upwardly projecting. This allows the whole machine to be short and compact, at least as far as the injection unit is concerned. The entire injection unit rests, as is known, slidable on guide rails, on the machine stand. For the displacement movement of the entire unit, a further drive concept is preferably provided.

Die Erfindung wird nun an Hand einer Gegenüberstellung des Standes der Technik sowie einiger Ausführungsbeispiele mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigen:The Invention will now be based on a comparison of the prior Technology and some embodiments explained in more detail. Show it:

die 1 und 2 zwei Ausgestaltungen des Standes der Technik;the 1 and 2 two embodiments of the prior art;

die 3a und 3b je eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemässen Doppelantriebes mit einem, bzw. zwei Antriebsmotoren für die Axialbewegung;the 3a and 3b each a perspective view of an inventive dual drive with one, or two drive motors for the axial movement;

die 4 einen Längsschnitt IV-IV der 3a;the 4 a longitudinal section IV-IV of 3a ;

die 5a und 5b den Hub bzw. die Axialbewegung basierend auf einem Zahnschienenübertrieb;the 5a and 5b the stroke or the axial movement based on a tooth rail transfer;

die 6 ein Schnitt VI-VI der 4.the 6 a section VI-VI of 4 ,

Die 1 zeigt schematisch als Stand der Technik gleichsam ein Schulbeispiel für die Spritzseite einer Spritzgießmaschine. Das Herzstück ist ein Einspritzzylinder 1, in den über einen Einfülltrichter 2 Rohmaterial 3, meistens in Granulatform gespeist wird. In dem Einspritzzylinder 1 befindet sich eine Förderschnecke bzw. Einspritzschnecke 4, welche auf der rechten Seite in einer Lagerstelle 5 gelagert ist. Die rotative Bewegung der Einspritzschnecke wird von der Achse A1 über einen Zahnräderersatz 6, und die axiale Einspritzbewegung (Achse A2) über einen Hydraulikkolben 7 erzeugt, welcher in einem Hydraulikzylinder 8 um einen Axialverschiebeweg bewegbar ist. Der Axialverschiebeweg richtet sich nach der gewünschten Schussmenge für das Spritzen eines Teiles, bzw. der entsprechenden Menge bei Mehrfachformen. Ganz links endet der Einspritzzylinder 1 mit einer Düse 10, über welche die geschmolzene Kunststoffmasse 11 in die Kavitäten 38 der zwei Formhälften 36, 37 gespritzt wird. Der Einspritzzylinder 1 ist umgeben mit Heizpaketen 12. Mit der Maßangabe SpH ist der wählbare Spritzhub eingezeichnet, wobei SptHmax. der maximale Spritzhub bedeutet. Die Technologie des Spritzvorganges wird als bekannt vorausgesetzt. Die für die Hydraulik erforderliche "Peripherie" ist mit Bezugszeichen 9 nur angedeutet. Die Bezugsziffer 13 markiert einen Druckaufnehmer (P) und die Bezugsziffer 14 einen Geschwindigkeitsaufnehmer (VE). Der Kolben 7 wird über ein Servo- oder Proportionalventil 15 gesteuert. Die erforderlichen Steuerimpulse werden von einem Regler 16 bzw. einer Maschinensteuerung 17 ausgegeben. Die rotative Bewegung der Einspritzschnecke 4 wird von einem Antriebsmotor 18 (als Achse A1 bezeichnet) betätigt. Die axiale Bewegung wird durch den Hydraulikkolben 7 bzw. die Kolbenstange 19 (Achse A2) ausgelöst. Ersichtlich sind die beiden Achsen A1 und A2 vollständig unabhängig voneinander, haben aber als Gemeinsamkeit nur den selben Abtrieb, auf das Kupplungsstück 20 für die Einspritzschnecke 4.The 1 shows schematically as state of the art as it were a school example for the injection side of an injection molding machine. The heart is an injection cylinder 1 , in the over a hopper 2 raw material 3 , is usually fed in granular form. In the injection cylinder 1 there is a screw conveyor or injection screw 4 which is on the right in a storage location 5 is stored. The rotational movement of the injection screw is replaced by the axis A1 via a gear replacement 6 , and the axial injection movement (axis A2) via a hydraulic piston 7 generated, which in a hydraulic cylinder 8th is movable by an axial displacement. The Axialverschiebeweg depends on the desired shot quantity for the spraying of a part, or the corresponding amount in multiple forms. Far left, the injection cylinder ends 1 with a nozzle 10 over which the molten plastic mass 11 into the cavities 38 the two mold halves 36 . 37 is injected. The injection cylinder 1 is surrounded with heating packages 12 , With the dimension SpH the selectable spray stroke is drawn, whereby SptHmax. the maximum spray stroke means. The technology of the injection process is assumed to be known. The required for the hydraulic "periphery" is denoted by reference numerals 9 only hinted. The reference number 13 marks a pressure transducer (P) and the reference numeral 14 a speed sensor (VE). The piston 7 is via a servo or proportional valve 15 controlled. The required control pulses are provided by a controller 16 or a machine control 17 output. The rotary motion of the injection screw 4 is powered by a drive motor 18 (referred to as axis A1) operated. The axial movement is by the hydraulic piston 7 or the piston rod 19 (Axis A2) triggered. Obviously, the two axes A1 and A2 are completely independent of each other, but have as a common feature only the same output, on the coupling piece 20 for the injection screw 4 ,

Der Grundaufbau des Einspritzzylinders 1 ist, soweit es den Bereich der Förder-schnecke betrifft für die 1 und die 2 identisch. Die Lösung der 2 zeigt schematisch ein Beispiel einer rein elektrischen Lösung, wobei zusätzlich mit einem Motor 21 das ganze Einspritzaggregat für das Zu- und Wegführen der Düse 10 an die Spritzform bewegt wird. Der Motor 18 (Achse A1) treibt die Zahnräder 6' für die rotative Bewegung der Förderschnecke, und der Motor 22 die Zahnräder 23 sowie 24 an, für die Kolbenbewegung bzw: die Axialbewegung der Einspritzschnecke 4. Die Bewegungsübertragung kann z.B. über eine Welle 25 sowie Kugelspindel 26 erfolgen.The basic structure of the injection cylinder 1 is, as far as the screw conveyor area is concerned, for the 1 and the 2 identical. The solution of 2 shows schematically an example of a purely electrical solution, in addition to a motor 21 the entire injection unit for feeding and removing the nozzle 10 is moved to the injection mold. The motor 18 (Axis A1) drives the gears 6 ' for the rotary motion of the screw conveyor, and the motor 22 the gears 23 such as 24 on, for the piston movement or: the axial movement of the injection screw 4 , The motion transmission can eg via a shaft 25 as well as ball screw 26 respectively.

Die 3a und 3b zeigen in Perspektive zwei Beispiele für die neue Lösung. Ein Doppelantriebsgetriebe 30 ist auf einer Grundplatte 31 befestigt. Über eine Achse A3 ist das ganze Einspritzaggregat 34 auf Schienen 32 verschiebbar auf dem Maschinenständer 33 angeordnet, für die Düsenzustellung an die auf einer festen Formträgerplatte 35 angeordnete Form 36 sinngemäß zu 1. Die in den 3a und 3b nicht dargestellte Form 36 bildet zusammen mit einer beweglichen Form 37 die Kavitäten 38 für die zu spritzende Kunststoffform. Das Markante an der 3a sind neben dem Doppelantriebsgetriebe 30, die Achsen A1 sowie A2. Für die Achse A2 sind zwei Motoren A2.1 und A2.2 vorgesehen. A2 entspricht dem Antriebsmotor 18 der 1 und 2. Der Antriebsmotor 18 ist – über ein Getriebe 40 mit einem Abtrieb fluchtend mit der Schneckenachse 41 an dem Getriebegehäuse 42 angeflanscht. Als Achse A2 sind zwei identische Antriebsmotoren 43 und 44 ebenfalls über je ein Getriebe 45 an dem Getriebegehäuse 42 angeflanscht. Alle drei Motoren 18 sowie 43 und 44 haben je eine senkrechte Motorwelle und erlauben dadurch eine sehr kurze Bauweise. Der Einspritzzylinder 1 ist über einen Gehäuseblock 46 mit der Grurdplatte 31 verbunden, so dass die Förderschnecke 4 über das von außen frei zugängliche Kupplungsstück 20, von dem Doppelantriebsgetriebe sowohl axial wie rotativ angetrieben werden kann. Die Aktions- bzw. Reaktionskräfte werden primär über die Grundplatte 31 geschlossen.The 3a and 3b show in perspective two examples of the new solution. A dual drive gearbox 30 is on a base plate 31 attached. About an axis A3 is the whole injection unit 34 on tracks 32 slidable on the machine stand 33 arranged for the nozzle feed to the on a solid mold carrier plate 35 arranged form 36 mutatis mutandis 1 , The in the 3a and 3b not shown form 36 forms together with a mobile form 37 the cavities 38 for the plastic mold to be sprayed. The striking thing about the 3a are next to the dual drive gearbox 30 , the axes A1 and A2. For axis A2, two motors A2.1 and A2.2 are provided. A2 corresponds to the drive motor 18 of the 1 and 2 , The drive motor 18 is - about a gearbox 40 with an output aligned with the screw axis 41 on the gearbox 42 flanged. As axis A2 are two identical drive motors 43 and 44 also via a gearbox 45 on the gearbox 42 flanged. All three engines 18 such as 43 and 44 each have a vertical motor shaft and thus allow a very short construction. The injection cylinder 1 is over a housing block 46 with the base plate 31 connected so that the screw conveyor 4 via the externally freely accessible coupling piece 20 , from the dual drive gear can be driven both axially and rotationally. The action and reaction forces are primarily on the base plate 31 closed.

Die 3b weist nur einen Antriebsmotor 44 mit einem Getriebe 45' für den Antrieb von zwei Zahnschienen 65 auf. Das Getriebe 45' hat entsprechend zwei Abgänge.The 3b has only one drive motor 44 with a gear 45 ' for driving two tooth rails 65 on. The gear 45 ' has two departures accordingly.

Die 4 sowie 5a und 5b zeigen ein Beispiel für ein Doppelantriebsgetriebe im Schnitt IV-IV der 3a. In den 4 und 5a ist die rückwärtige Position der Einspritzschnecke in einer Extremlage dargestellt, z.B. als Servicestellung oder Außerbetriebsstellung, oder für die maximal mögliche Schneckenrückwärtsposition bzw. für das theoretisch größtmögliche Spritzteil, bei maximaler Einspritzung der Kunststoffmenge 11 entsprechend Sp H.max (1). Die 5b zeigt die andere Extremlage, am Ende jedes Einspritzvorganges bzw. in der Phase des Nachdruckes. Die Schneckenkupplung 20 ist über einen Bund 50 und einen Wellenstummel 51, einem Stützbund 52 sowie einer Schraubverbindung 53 mit einer Hülse 54 fest verschraubt und am gegenüberliegenden Ende über eine Keilnabe 55 mit einer Keilwelle 56, und dem Getriebe 40 für die rotative Bewegung verbunden. Das Drehmoment auf die Förderschnecke bzw. Einspritzschnecke 4 wird somit direkt von der Keilnabe 55 über Hülse 54 auf das Kupplungsstück 20 übertragen, unabhängig der Position der Keilnabe 55 (mit der Länge l) in Bezug auf Keilwelle, wie aus den 5a und 5b ersichtlich ist. Der Wellenstummel 51 ist über zwei kräftige Radial/Axial Rollenlager 57 und 58 in einer Lagerbüchse 59 gelagert. Die inneren Ringe der beiden Lager 57, 58 sind über Stützringe 60, 60' zwischen den Schultern 61 und 62 gehalten, mit der Klemmkraft erzeugt durch die Hülse 54 und Gewinde 53. Die äußeren Ringe der beiden Lager 57/58 sind in Bohrungen der Lagerbüchse 59 mit entsprechenden Schultern 63, 64 gehalten, derart, dass der axiale Kraftfluss von der Einspritzschnecke 4 direkt über das stärkere Lager 57 und die Lagerbüchse 59 auf die Zahnschiene 65 geleitet wird. Die Zahnschiene 65 ist über Sicherungsschrauben 66 starr mit der Lagerbüchse 59 verbunden, und am gegenüberliegenden Ende über einen Fixationsring 67 und dem inneren Lagerring des Lagers 57 gehalten. Die Axialbewegung der Förderschnecke bzw. die entsprechenden Aktions- und Reaktionskräfte werden ausgehend von den beiden Motoren 43, 44, dem Getriebe 45 sowie zwei Zahnritzeln 70, 70' über die zwei Zahnschienen 65, 65', die Lagerbüchse 59, die Lager 57 sowie das Kupplungsstück 20 übertragen. Das Kupplungsstück 20 und Wellenstummel 51 werden somit von den zwei Achsen A1 sowie A2 (bzw. A2.1/A2.2) angetrieben. Die beiden Hauptübertragungselemente, Keilwellenübertrieb 72 sowie Zahnschienenübertrieb 71, erlauben die beiden Bewegungsarten (axial, rotativ) unabhängig zu kontrollieren, und sind zusammengefasst in einem Getriebeblock 72, welcher in einer zylindrischen Bohrung 73 eingebaut ist. Damit eine vollständige Kraftsymmetrie entsteht, ist die Achse A2 zweifach ausgeführt, mit zwei aufeinander abstimmbaren Motoren, zwei Getrieben, zwei Zahnritzeln sowie zwei Zahnschienen. Die Zahnschienen sind wie mit X-X angegeben ist, je parallel und in gleichem Abstand zu der Schneckenachse 41 angeordnet. Die Bezeichnung Doppelachsgetriebe betrifft die jeweiligen Achsen A1 und A2 für den rotativen sowie die axialen Bewegungen der Einspritzschnecke.The 4 such as 5a and 5b show an example of a double drive gear in section IV-IV of 3a , In the 4 and 5a the rearward position of the injection screw is shown in an extreme position, eg as a service position or inoperative position, or for the maximum possible screw backward position or for the theoretically largest possible molded part, with maximum injection of the amount of plastic 11 according to Sp H. max ( 1 ). The 5b shows the other extreme position, at the end of each injection process or in the phase of reprinting. The worm clutch 20 is about a covenant 50 and a stub shaft 51 , a support collar 52 as well as a screw connection 53 with a sleeve 54 firmly bolted and at the opposite end via a splined hub 55 with a splined shaft 56 , and the transmission 40 connected for the rotational movement. The torque on the screw conveyor or injection screw 4 is thus directly from the splined hub 55 over sleeve 54 on the coupling piece 20 regardless of the position of the splined hub 55 (with the length l) in terms of spline, as from the 5a and 5b is apparent. The stub shaft 51 is about two strong radial / axial roller bearings 57 and 58 in a bearing box 59 stored. The inner rings of the two bearings 57 . 58 are via back-up rings 60 . 60 ' between the shoulders 61 and 62 held, with the clamping force generated by the sleeve 54 and thread 53 , The outer rings of the two bearings 57 / 58 are in bores of the bearing bush 59 with appropriate shoulders 63 . 64 held, such that the axial flow of force from the injection screw 4 directly over the stronger bearing 57 and the bearing bush 59 on the dental splint 65 is directed. The dental splint 65 is about securing screws 66 rigid with the bearing bush 59 connected, and at the opposite end via a fixation ring 67 and the inner bearing ring of the bearing 57 held. The axial movement of the auger or the corresponding action and reaction forces are based on the two motors 43 . 44 , the transmission 45 as well as two sprockets 70 . 70 ' over the two tooth rails 65 . 65 ' , the bearing bush 59 , camps 57 as well as the coupling piece 20 transfer. The coupling piece 20 and stub shaft 51 are thus driven by the two axes A1 and A2 (or A2.1 / A2.2). The two main transmission elements, splined shaft 72 as well as tooth rail overdrive 71 , allow the two types of movement (axial, rotary) to control independently, and are grouped together in a gear block 72 which is in a cylindrical bore 73 is installed. In order to achieve complete force symmetry, the A2 axle is dual-engineered, with two synchronized motors, two gears, two pinions and two toothed rails. The tooth rails are as indicated by XX, each parallel and equidistant from the screw axis 41 arranged. The term double-axle gear refers to the respective axes A1 and A2 for the rotary and axial movements of the injection screw.

Die 6 zeigt schematisch einen Querschnitt durch das Doppelantriebsgetriebe. Die 6 zeigt deutlich die Symmetrie aller Antriebe bzw. der Kraftübertragungen. Der ganze Getriebeblock 72 ist über Führungsbänder 74 in der Bohrung 73 geführt (4) und weist einen Abstreifer 75 auf, damit jeglicher Austritt von Schmieröl aus dem Getriebeinneren verhindert wird. Gemäß 6 sind die Achsen 76 der beiden Zahnritzel senkrecht, was im Hinblick auf die Raumnutzung Vorteile bringt. Die beiden Achsen sollen zueinander parallel sein, können jedoch schräg oder horizontal liegen. Wenn in Richtung der Schneckenachse 41 nach hinten genügend Platz besteht, kann auch ein Motor 18 mit horizontaler Achse angeordnet werden.The 6 schematically shows a cross section through the dual drive gearbox. The 6 clearly shows the symmetry of all drives or power transmissions. The whole gear block 72 is about guide bands 74 in the hole 73 guided ( 4 ) and has a scraper 75 on, so that any leakage of lubricating oil from the inside of the gearbox is prevented. According to 6 are the axes 76 the two pinion vertical, which brings advantages in terms of the use of space. The two axes should be parallel to each other, but may be oblique or horizontal. If in the direction of the screw axis 41 There is enough space to the rear for a motor 18 be arranged with a horizontal axis.

Claims

Injection screw drive for a plastic injection molding machine, each having a drive for the rotary and for the axial movement of an injection screw, wherein a transmission for the rotary movement and a transmission for the axial movement integrally formed in a common assembly and the injection screw as part of an injection unit with the injection cylinder is arranged displaceably on the stand of the plastic injection molding machine by means of a further drive, characterized in that the assembly is designed as a double drive transmission within a transmission housing, which is associated with both the drive motor for the rotary as well as the drive motor for the axial movement of the injection screw, and the dual drive transmission has at least two within the gear housing opposite tooth rails for the axial movement of the injection screw, which are arranged parallel to the injection screw.

Injection screw drive according to claim 1, characterized characterized in that the two toothed rails each at a distance and in parallel are arranged to the axis of rotation of the injection screw.

Injection screw drive according to one of claims 1 or 2, characterized in that the tooth profiling of the two tooth rails directed to the outside is arranged.

Injection screw drive according to one of claims 1 to 3, characterized in that the tooth rails on a square profile with zweiseiti ger toothing are formed, which is firmly flanged on the output side to the housing of the dual drive gear.

Injection screw drive according to one of claims 1 to 4, characterized in that the mechanics for the rotary and for the axial Movement in a coaxial with the injection screw axis aligned guide tube guided is, wherein the tooth rails on the output side via a fixed connection with the bearing bush the worm clutch part are stored.

Injection screw drive according to claim 5, characterized characterized in that the rotary drive via a splined hub and a Splined shaft, which are connected to a motor gear.

Injection screw drive according to one of claims 5 or 6, characterized in that the spline shaft drive side in stored the dual drive transmission and at least for the required stroke guided in a splined hub becomes.

Injection screw drive according to one of claims 5 to 7, characterized in that for transmitting the torque the splined hub over one Sleeve firmly connected to the worm clutch.

Injection screw drive according to one of claims 5 to 8, characterized in that the splined hub with sleeve in the backward situation essentially over the length the tooth rails extends.

Injection screw drive according to one of claims 5 to 9, characterized in that the spline shaft aligned with the Worm shaft is located and the sleeve and the toothed rail symmetrical to it are arranged.

Injection screw drive according to one of claims 5 to 10, characterized in that the tooth rails on the, the injection screw opposite end side over a completion flange is guided with a guide band.

Injection screw drive according to one of claims 1 to 11, characterized in that the tooth rails of a drive motor with a transmission with two outlets or by two drive motors are driven, wherein the drive motors with their axes with respect to the dual drive gear preferably are grown vertically upwards.