DE102010043876A1

DE102010043876A1 - Multi-phase injection device for use in plastic injection molding machine, has dosing axles and injection axles that comprise liquid-refrigerated solenoid motor, where nominal and maximum forces are executed on stamping unit by motor

Info

Publication number: DE102010043876A1
Application number: DE201010043876
Authority: DE
Inventors: Ingo Geier; Klaus Oberndorfer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2010-11-12
Filing date: 2010-11-12
Publication date: 2012-05-16

Abstract

The device (1) has dosing axles (3) and injection axles (5) that comprise a liquid-refrigerated solenoid motor (7). A nominal force and maximum force are executed between 40 and 100 kN, and 80 and less than 200 kN on a stamping unit (9) by the solenoid motor. The stamping unit is connected with the solenoid motor in a bearing-free manner, and a controlling element (18) transfers a linear movement of linear and rotational motors from the solenoid motor to the stamping unit. A spraying material is transported in a direction of a nozzle by a screw (16).

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrphaseneinspritzeinrichtung einer Spritzgießmaschine, wobei es sich z. B. um eine Kunststoffspritzgießmaschine handelt. Eine Two-Stage-Einspritzeinrichtung ist ein Beispiel für eine Mehrphaseneinspritzeinrichtung.The invention relates to a multiphase injector of an injection molding machine, wherein it is z. B. is a plastic injection molding machine. A two-stage injector is an example of a multiphase injector.

Single-Stage-Einspritzeinheiten weisen z. B. eine Motoreinheit aus einem Linearmotor und einem rotatorischen Motor (Kombinationsmotor) auf. Mit dieser Anordnung lassen sich gute Dynamik und Genauigkeiten in der Positionierung des Motors erreichen. Einen Schwachpunkt in dieser Anordnung stellt jedoch die notwendige Rückstromsperre am Schneckenende dar. Diese soll verhindern, dass beim Einspritzen das aufdosierte Material in die Schnecke zurück fließt. Verschiedene negative Einflüsse beim Einspritzen führen jedoch zu einem nicht 100% reproduzierbaren Prozess. Bei gleichem Einspritzweg werden unterschiedliche Volumina in das Werkzeug eingespritzt.Single-stage injection units have z. B. a motor unit of a linear motor and a rotary motor (combination motor) on. With this arrangement, good dynamics and accuracies in the positioning of the engine can be achieved. However, a weak point in this arrangement is the necessary backflow lock at the end of the screw. This is to prevent the metered material from flowing back into the screw during injection. However, various negative influences during injection lead to a not 100% reproducible process. With the same injection path different volumes are injected into the tool.

Bisher wurde versucht, das Problem steuerungstechnisch zu minimieren. Dies gelingt z. B. durch den Einsatz einer mechanisch verriegelbaren Rückstromsperre oder durch eine sogenannte ”Two-Stage-Maschine”. Damit kann das Problem umgangen werden. Hier wird durch das Trennen der beiden Bewegungen auf zwei verschiedenen Achsen das Problem zumindest verhindert. Eine Rückstromsperre entfällt hier, da diese durch einen Schneckenverschluss ersetzt ist. Hierzu wird auf die Schrift US 7 140 860 verwiesen. Eine erste Achse dient der Plastifizierung des Einspritzmaterials und eine zweite Achse dient der Einspritzung in das Werkzeug. Als Antrieb für die zweite Achse ist entweder eine Kugelrollspindel oder ein Hydraulikzylinder vorgesehen. Diese können jedoch den Nachteil haben, dass sie nicht exakt und/oder schnell genug geregelt bzw. gesteuert werden können.Previous attempts have been made to minimize the problem of control technology. This succeeds z. B. by the use of a mechanically lockable non-return valve or by a so-called "two-stage machine". This can be used to circumvent the problem. Here, the problem is at least prevented by separating the two movements on two different axes. A backflow lock is omitted here, since this is replaced by a screw closure. This is on the font US Pat. No. 7,140,860 directed. A first axis is used for the plasticization of the injection material and a second axis is used for injection into the tool. As a drive for the second axis either a ball screw or a hydraulic cylinder is provided. However, these can have the disadvantage that they can not be regulated or controlled accurately and / or fast enough.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Mehrphaseneinspritzeinrichtung zu verbessern.An object of the invention is to improve a multiphase injector.

Die Aufgabe wird insbesondere bei einer Mehrphaseneinspritzeinrichtung gelöst, welche die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist.The object is achieved in particular in a multiphase injection device, which has the features of claim 1.

Um die sehr gute Dynamik eines Linearmotors und die Prozesssicherheit der Two-Stage-Maschine zu kombinieren, wird für den Einspritzvorgang ein Soleniodmotor verwendet. Hierdurch kann der technische Prozess des Einspritzens verbessert werden. Es kann die hohe Dynamik des Solenoidmotors genutzt werden. Dies steht in Verbindung mit dem Wegfall der Nachteile einer Rückstromsperre. Mechanisch ergibt sich der Vorteil des einfacheren Aufbaus, z. B. durch Wegfall der Axialdrucklager.In order to combine the very good dynamics of a linear motor and the process reliability of the two-stage machine, a brine-type motor is used for the injection process. This can improve the technical process of injection. It can be used the high dynamics of the solenoid motor. This is in connection with the elimination of the disadvantages of a non-return valve. Mechanically, the advantage of the simpler structure, z. B. by omission of the thrust bearing.

Auch ein modulares System ist durch Einsatz von mehreren parallelen Solenoidmotoren möglich.A modular system is also possible by using several parallel solenoid motors.

Eine Mehrphaseneinspritzeinrichtung ist derart ausbildbar, dass diese eine Dosierachse und eine Einspritzachse aufweist. Die Mehrphaseneinspritzeinrichtung ist insbesondere ein Teil einer Spritzgießmaschine. Die Einspritzachse weist als Antrieb einen Solenoidmotor auf. Der Solenoidmotor ist kompakt aufbaubar, wobei es möglich ist trotz geringen Bauvolumens hohe Linearkräfte zu erzielen.A multiphase injector can be formed such that it has a metering axis and an injection axis. The multiphase injection device is in particular a part of an injection molding machine. The injection axis has as drive a solenoid motor. The solenoid motor is compact in structure, whereby it is possible to achieve high linear forces despite low volume.

In einer Ausgestaltung der Mehrphaseneinspritzeinrichtung ist mittels des Solenoidmotors eine Nennkraft zwischen 10 kN und > 100 kN auf einen Stempel ausübbar. Mit Hilfe des Stempels kann eine Spritzmasse durch eine Düse gedrückt werden. Mit Hilfe des Solenoidmotors ist eine gute Kraftregelung realisierbar, so dass der Druck während des Einspritzvorganges bzw. der Nachdruck gut geregelt werden kann. Die Nennkraft ist dabei die Kraft, welche der Motor mit Nennleistung ausüben kann.In one embodiment of the multiphase injector, a nominal force between 10 kN and> 100 kN can be exerted on a punch by means of the solenoid motor. With the help of the stamp, a spray mass can be pushed through a nozzle. With the help of the solenoid motor good force control can be realized, so that the pressure during the injection process or the reprint can be well controlled. The nominal force is the force that the motor can perform at nominal power.

In einer Ausgestaltung der Mehrphaseneinspritzeinrichtung wird mittels des Solenoidmotors eine Maximalkraft zwischen 80 kN und > 200 kN auf den Stempel ausgeübt. Die Maximalkraft kann mit einer Leistung des Motors ausgeübt werden, welche über der Nennleistung liegt.In one embodiment of the multiphase injector, a maximum force between 80 kN and> 200 kN is exerted on the ram by means of the solenoid motor. The maximum force can be applied with a power of the motor which is above the rated power.

In einer Ausgestaltung der Mehrphaseneinspritzeinrichtung ist der Solenoidmotor flüssigkeitsgekühlt. Durch die Flüssigkeitskühlung kann einfach und sehr effektiv Verlustwärme vom Solenoidmotor wegtransportiert werden. Mit Hilfe einer guten Kühlung, also der Kühlung mit einer Flüssigkeit, kann bei gleicher Baugröße die Nenn-Leistung des Motors erhöht werden.In one embodiment of the multiphase injector, the solenoid motor is liquid cooled. Due to the liquid cooling, heat loss from the solenoid motor can be easily and very effectively transported away. With the help of a good cooling, so the cooling with a liquid, the rated power of the engine can be increased with the same size.

In einer Ausgestaltung der Mehrphaseneinspritzeinrichtung ist der Stempel der Einspritzachse mit dem Solenoidmotor lagerfrei verbunden. Der Stempel der Einspritzachse ist also im Einspritzraum der Einspritzachse selbst gelagert, wobei sich zwischen dem linear bewegbaren Sekundärteil des Solenoidmotors und dem Stößel kein Lager mehr befindet. Sekundärteil und Stempel sind direkt und steif gekoppelt, wobei die Kopplung nicht zusätzlich gelagert ist.In one embodiment of the multiphase injector, the punch of the injection axis is connected to the solenoid motor in a bearing-free manner. The punch of the injection axis is thus mounted in the injection chamber of the injection axis itself, with no more bearings between the linearly movable secondary part of the solenoid motor and the plunger. Abutment and stamp are coupled directly and stiff, the coupling is not additionally stored.

Der Solenoidmotor wie er in der Mehrphaseneinspritzeinrichtung beschrieben ist, kann auch in einer Single-Stage-Einspritzeinrichtung bereitgestellt sein.The solenoid motor as described in the multiphase injector may also be provided in a single-stage injector.

Nachfolgend wird die Erfindung mittels Figuren beispielhaft näher beschrieben. Dabei zeigt:The invention will be described in more detail by way of example by way of example. Showing:

1 eine Single-Stage-Einspritzeinrichtung und 1 a single-stage injection device and

2 eine Two-Stage-Einspritzeinrichtung. 2 a two-stage injector.

Die Darstellung gemäß 1 zeigt eine Single-Stage-Einspritzeinrichtung 11, wobei diese eine Achse sowohl zur Ausübung einer linearen Bewegung wie auch zur Ausübung einer rotatorischen Bewegung vorgesehen ist. Mit Hilfe einer Schnecke 16 kann Spritzgut in Richtung einer Düse 17 transportiert werden. Ein Zurückströmen des Spritzgutes kann mittels einer Rückstromsperre 19 verhindert werden. Ein Single-Stage-Antrieb weist z. B. einen Linearmotor 14 und einen Rotationsmotor 15 auf, welcher eine Linearbewegung und eine Rotationsbewegung auf ein Koppelglied 18 übertragen kann.The representation according to 1 shows a single-stage injector 11 , wherein this one axis is provided both for the exercise of a linear movement as well as for the exercise of a rotational movement. With the help of a snail 16 can spray in the direction of a nozzle 17 be transported. A backflow of the injection molding material can by means of a backflow valve 19 be prevented. A single-stage drive has z. B. a linear motor 14 and a rotary motor 15 on which a linear movement and a rotational movement on a coupling member 18 can transfer.

Die Darstellung gemäß 2 zeigt eine Two-Stage-Einspritzeinrichtung als ein Beispiel für eine Mehrphaseneinspritzeinrichtung 1, welche zwei getrennte Achsen aufweist, eine Dosierachse 3 mit einer Schnecke 16 und eine Einspritzachse 5 mit einem Stempel 9. Die Schnecke 16 kann eine Drehbewegung ausführen. Der Stempel 9 kann eine Linearbewegung ausführen, wobei diese Linearbewegung durch ein Koppelglied 18 von einem Solenoidmotor 7 auf den Stempel 9 übertragen wird.The representation according to 2 shows a two-stage injector as an example of a multi-phase injector 1 which has two separate axes, a metering axis 3 with a snail 16 and an injection axis 5 with a stamp 9 , The snail 16 can perform a rotary motion. The Stamp 9 can perform a linear movement, said linear movement by a coupling member 18 from a solenoid motor 7 on the stamp 9 is transmitted.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 7140860 [0003]

Claims

Multiphase injector ( 1 ), which a Dosierachse ( 3 ) and an injection axis ( 5 ), wherein the injection axis ( 5 ) a solenoid motor ( 7 ) having.

Multiphase injector ( 1 ) according to claim 1, wherein by means of the solenoid motor ( 7 ) a nominal force between 40 kN and 100 kN on a stamp ( 9 ) is exercisable.

Multiphase injector ( 1 ) according to claim 1 or 2, wherein by means of the solenoid motor ( 7 ) a maximum force between 80 kN and> 200 kN on a stamp ( 9 ) is exercisable.

Multiphase injector ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, wherein the solenoid motor ( 7 ) is liquid cooled.

Multiphase injector ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, wherein the stamp ( 9 ) with the solenoid motor ( 7 ) is connected without storage.