DE10251421B3

DE10251421B3 - Injection unit for injection molding machine has plate attached to spindle by spindle nut and which can swivel slightly, so that deformation of plate does not deform spindle

Info

Publication number: DE10251421B3
Application number: DE2002151421
Authority: DE
Inventors: Gunther Fischbach
Original assignee: Mannesmann Plastics Machinery GmbH
Current assignee: Mannesmann Plastics Machinery GmbH
Priority date: 2002-11-05
Filing date: 2002-11-05
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2022-11-06

Abstract

Injection unit for an injection molding machine has one plate connected to the plasticizing screw shaft and a second plate (2) which can be moved axially with respect to the first. The second plate is attached to a spindle by a spindle nut, while the spindle passes freely through the first plate. The second plate is mounted so that it can swivel slightly with respect to the spindle so that deformation of the plate does not deform the spindle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einspritzeinheit für eine Spritzgießmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an injection unit for one injection molding machine according to the preamble of Claim 1.

Elektrische Einspritzeinheiten werden heute überwiegend mit Spindeln als mechanischen Wandlern zur Konvertierung der drehenden Antriebsbgwegung eines Motors in den von der Einspritzeinheit zur bewerkstelligenden, linearen Schneckenhub ausgeführt. Hierfür gibt es zwei grundsätzlich verschiedene Bauweisen.Electric injection units will be mostly today with spindles as mechanical converters for converting the rotating Drive movement of an engine in the area to be managed by the injection unit linear screw stroke. Therefor there are basically two different designs.

Einerseits besteht die Möglichkeit, die Plastifizierschnecke und die für deren Vorschubbewegung verwendetet Spindel koaxial anzuordnen, die Einspritzkraft wird also direkt auf die Schnecke übertragen. Hierbei sind Schnecke und Spindel hintereinander angeordnet, wie das beispielsweise in der DE 198 52 513 A1 dargestellt ist. Der Nachteil an dieser Anordnung ist die lange Bauform.On the one hand, it is possible to arrange the plasticizing screw and the spindle used for its feed movement coaxially, so the injection force is transmitted directly to the screw. Here, the worm and spindle are arranged one behind the other, as is the case in, for example DE 198 52 513 A1 is shown. The disadvantage of this arrangement is the long design.

Andererseits ist es bekannt, die Spindeln für die Vorschubbewegung zwar parallel, aber seitlich versetzt zur Schneckenachse anzuordnen. Ein solcher Aufbau wird beispielsweise in der DE 195 31 329 A1 dargestellt. Hier ist eine Plastifiziereinheif an einem ersten Trägerblock gehaltert, gegen den eine einen Schaft einer Plastifizierschnecke tragende Einspritzbrücke mittels nicht zentral angreifend verschiebbar gelagert ist. Der Nachteil an dieser Konstruktion ist, dass die Vorschubkraft nicht zentral am Kraftübertragungspunkt angreift. Deshalb treten beim Bewegen der Elemente gegeneinander unter Last, wie dies bei einem Einspritzvorgang erfolgt, Fluchtfehler zwischen Spindeln und Spindelmuttern auf, was zu drastischen Lebensdauerverkürzungen dieser Bauteile führt.On the other hand, it is known to arrange the spindles for the feed movement in parallel, but laterally offset to the screw axis. Such a structure is for example in the DE 195 31 329 A1 shown. Here, a plasticizing unit is held on a first support block, against which an injection bridge carrying a shaft of a plasticizing screw is displaceably mounted by means of a non-central attack. The disadvantage of this construction is that the feed force does not act centrally on the force transmission point. Therefore, when moving the elements against each other under load, as occurs during an injection process, misalignments between spindles and spindle nuts occur, which leads to drastic shortening of the service life of these components.

Auch bei ähnlichen Bauformen, bei denen mindestens zwei Platten beim Einspritzvorgang gegeneinander bewegt werden, tritt eine Verformung der Platten unter Last auf, die aufgrund der resultierenden Verbiegung der Spindeln eine übermäßige Belastung von Spindeln und Spindelmuttern mit sich bringt. Diesem Effekt kann man durch Erhö hen der Plattendicke gegensteuern, wodurch die Deformation der Platten unter Last verringert wird. Hierdurch wird jedoch auch das Gewicht der Einspritzeinheit erhöht, was nachteilig ist, da die Elemente beim Einspritzvorgang gegeneinander bewegt werden müssen und jedes zusätzliche Gewicht die Lager beansprucht. Zudem wird durch Verstärkung der Platten die Länge der Einspritzeinheit vergrößert, was im Einsatz unvorteilhaft ist und die Baugruppe durch den notwendigen, größeren Materialeinsatz unnötig verteuert.Even with similar designs, where at least two plates are moved against each other during the injection process, there is a deformation of the plates under load, which due to the resulting bending of the spindles an excessive load on spindles and spindle nuts. You can do this by Increase counteract the plate thickness, causing the deformation of the plates is reduced under load. However, this also increases the weight the injection unit increases what is disadvantageous because the elements against each other during the injection process have to be moved and any additional Weight the bearings claimed. In addition, by reinforcing the Plates the length of the Injection unit enlarges what is disadvantageous in use and the assembly due to the necessary greater use of materials unnecessary expensive.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, den übermäßigen Verschleiß von Spindelantrieben zu vermeiden, der durch Fluchtfehler zwischen Spindeln und Spindelmuttern hervorgerufen wird, die aufgrund der Deformation der Platten einer Einspritzeinheit unter Last auftreten. Vielmehr soll die Achsparallelität der Spindeln und Spindelmuttern im Einsatz gewährleistet werden.Object of the present invention it is therefore the excessive wear of spindle drives to avoid that by misalignment between spindles and spindle nuts is caused due to the deformation of the plates of an injection unit occur under load. Rather, the axis parallelism of the spindles and spindle nuts can be guaranteed in use.

Diese Aufgabe wird durch eine Einspritzeinheit gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This task is done by an injection unit according to the characteristics of claim 1 solved.

Erfindungsgemäß wird die Achsparallelität der Spindeln und der Spindelmuttern nicht wie früher durch eine Verstärkung der belasteten Platte bzw. Platten erreicht, sondern durch eine gezielte Flexibilität zwischen dem bzw. den Ankopplungsgliedern, durch die die Spindeln an dem mindestens einen Plattenelement geführt werden, und der oder den diese haltenden Platten.According to the axis parallelism of the spindles and the spindle nuts not as before by reinforcing the loaded plate or plates achieved, but by a targeted flexibility between the coupling element (s) through which the spindles are guided on the at least one plate element, and the or these holding plates.

Besonders bevorzugt sind als Ankopplungsglieder die Spindeln haltende Hülsen vorgesehen, an denen Spindelmuttern oder Lager befestigt sind. Die elastische Verbindung zwischen Hülsen und Plattenelement bewirkt, dass die Deformation der Platte unter Last die Stellung der Hülse gegen die Spindel nicht verändert, sondern die Achsparallelität von Spindelachse und Hülsenachse weiterhin gegeben ist. So sind die Spindel und die Spindelmutter bzw. das die Spindel aufnehmende Lager keinem erhöhten Verschleiß unterworfen.Are particularly preferred as coupling elements sleeves holding the spindles provided on which spindle nuts or bearings are attached. The elastic Connection between sleeves and plate member causes the plate to deform under Load the position of the sleeve not changed against the spindle, but the parallelism of the axes of spindle axis and sleeve axis still exists. So are the spindle and the spindle nut or the bearing receiving the spindle is not subjected to increased wear.

Bei einer Einspritzeinheit für eine Spritzgießmaschine, die zwei zueinander in Axialrichtung, d.h. entlang der Achse eines Schafts einer Plastifizierschnecke einer Plastifiziereinheit bewegliche Plattenelemente umfasst, an deren einem der Schaft der Plastifi zierschnecke axial fest angebracht ist, und bei der ein elektrischer Spindelantrieb zum Erzeugen der Relativbewegung zwischen beiden Plattenelementen vorgesehen ist, wird diese flexible Anbindung zwischen Hülse und zugeordneter Platte so ausgeführt, dass die mindestens eine Hülse für die Durchführung der mindestens einen Spindel durch mindestens eines der Plattenelemente einteilig mit diesem einen Plattenelement ausgeführt ist und die Verbindung zwischen Plattenelement und Hülse zumindest teilweise so geschwächt ist, dass die Hülse gegenüber dem Plattenelement zumindest in einem kleinen Bereich verschwenkbar ist. Dadurch wird gewährleistet, dass auch bei einer Deformation des Plattenelementes unter Last die Längsachse der Spindelmutter parallel zu und im wesentlichen koaxial mit der Achse der unbelasteten Spindel ausgerichtet bleibt. Somit wird auch die belastete Spindel keinem Biegemoment unterworfen, und kann nicht gegen die an der Hülse angeflanschte Spindelmutter bzw. das dort befestigte Lager verkanten.With an injection unit for an injection molding machine, the two to each other in the axial direction, i.e. along the axis of a Shaft of a plasticizing screw of a plasticizing unit movable Includes plate elements, on one of which the shaft of the plastic screw is fixed axially, and in which an electric spindle drive provided for generating the relative movement between the two plate elements is this flexible connection between the sleeve and the assigned plate executed in such a way that the at least one sleeve for the Implementation of the at least one spindle through at least one of the plate elements is made in one piece with this one plate element and the connection between Plate element and sleeve at least partially weakened is that the sleeve compared to the Plate element can be pivoted at least in a small area is. This ensures that the longitudinal axis even when the plate element is deformed under load the spindle nut parallel to and substantially coaxial with the Axis of the unloaded spindle remains aligned. Thus, too the loaded spindle is not subjected to a bending moment and cannot against the on the sleeve tilt the flanged spindle nut or the bearing attached there.

An dem Plattenelement, an dem die Spindel in der Spindelmutter gelagert ist, ist die flexible Anbindung der Hülse von besonderer Wichtigkeit, da hier eine starke Relativbewegung zwischen den Bauteilen auftritt. Bei Verwendung von Kugelumlaufspindelmuttern wird dies noch verstärkt.On the plate element on which the Spindle in the spindle nut is the flexible connection the sleeve of particular importance since there is a strong relative movement occurs between the components. When using ball screw nuts this is reinforced.

Die einteilige Ausführung von Plattenelement und Hülse erweist sich außerdem als konstruktiv sehr vorteilhaft, da beide dann in einem Arbeitsschritt, vorzugsweise als Stahlgussteil, ausgeführt werden können. Neben der einfacheren Herstellbarkeit ist dies auch deshalb günstig, da keine einzelnen, gegeneinander beweglichen Teile eingesetzt werden, wie dies bei einer Anbindung der Hülsen beispielsweise über ein übliches Bolzengelenk der Fall wäre, da beweglich gegeneinander angeordnete Elemente unter Last stark verschleißen.The one-piece design of the plate element and sleeve also proves to be structurally very advantageous, since both can then be carried out in one work step, preferably as a cast steel part. In addition to the simpler manufacturability, this is also cheap because no single NEN, mutually movable parts are used, as would be the case with a connection of the sleeves, for example via a conventional pin joint, because elements arranged movably against each other wear heavily under load.

Vorzugsweise wird die Schwächung in der Verbindung zwischen dem Plattenelement und der Hülse als eine die Hülse teilweise umgebende Ringnut ausgeführt. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, die Ringnut im wesentlichen in einem Bereich zwischen einem Zentralbereich des Plattenelementes und der Spindelmutter auszuführen. Unter Zentralbereich wird hier eine im Bezug auf die Fläche des Plattenelementes mittige Region verstanden, in der entweder der Schaft der Plastifizierschnecke der Plastifiziereinheit axial feststehend angebracht ist, oder aber durch die der Schaft der Plastifizierschnecke geführt ist und an der die Plastifiziereinheit angebracht ist. Diese Aufteilung ist abhängig davon, wie die Plattenelemente der Einspritzeinheit relativ zueinander bewegt werden, und an welchem der Plattenelemente der Elektromotor zum Antreiben der Spindeln vorgesehen ist. Dadurch, dass die Ringnut im wesentlichen im Bereich zwischen Hülse und Zentralbereich des Plattenelements angeordnet ist, erfolgt die Schwächung der Verbindung im Bereich der stärkeren Auslenkung, die so besser ausgeglichen werden kann. Die Ringnut sollte sich mindestens über 180° um die Längsachse der Hülse erstrecken, sollte aber 230° nicht überschreiten. In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausgestaltungsform kann die Ringnut in zwei parallele Nutenendteile auslaufen.The weakening is preferably in the connection between the plate element and the sleeve as a the sleeve partially surrounding annular groove. It is special here advantageous, the annular groove substantially in a range between a central area of the plate element and the spindle nut perform. The central area is one in relation to the area of the Understanding plate element central region in which either the The shaft of the plasticizing screw of the plasticizing unit is axially fixed is attached, or through which the shaft of the plasticizing screw is guided and to which the plasticizing unit is attached. This division depends on how the plate elements of the injection unit move relative to each other be, and on which of the plate elements of the electric motor for Driving the spindles is provided. Because the ring groove essentially in the area between the sleeve and the central area of the Is arranged plate element, the connection is weakened in the area the stronger Deflection that can be better compensated for. The ring groove should at least be about 180 ° around the longitudinal axis the sleeve extend, but should not exceed 230 °. In a further, particularly preferred embodiment, can the ring groove ends in two parallel groove end parts.

Um eine ausreichende Elastizität der Verbindung zwischen Plattenelement und Hülse zu gewährleisten, ist es nicht notwendig, dass die Ringnut das Plattenelement vollständig durchbricht. Vielmehr ist es ausreichend, eine Materialabtragung von mehr als 50 der Dicke des Zentralbereichs des Plattenelementes vorzusehen.To ensure sufficient elasticity of the connection between plate element and sleeve to ensure, it is not necessary that the annular groove completely breaks through the plate element. Rather, it is sufficient to remove more than 50 materials to provide the thickness of the central region of the plate element.

Bevorzugt jedoch wird die Ringnut das Plattenelement vollständig durchsetzen, da so das durch die nicht zentrale Krafteinleitung am Plattenelement auftretende Biegemoment am besten ausgeglichen werden kann.However, the annular groove is preferred the plate element completely enforce, as this is due to the non-central application of force the bending moment occurring at the plate element can best be compensated can.

Im Interesse eines guten Ausgleichs der durch das Angreifen unterschiedlicher Kräfte an einem Plattenelement auftretenden sogenannten Biegelinien wird man die mindestens eine Hülse in einem Randbereich des Plattenelements anordnen. Die erwähnten Kräfte resultieren aus dem von den Spindeln bei der Bewegung der Plattenelemente gegeneinander ausgeübten Zug bzw. Schub, aus von Haltepunkten oder Führungselementen wie beispielsweise Schienen, entlang derer die Relativbewegung erfolgt, übertragenen Momenten sowie aus dem Druck entweder vom Schaft der Plastifizierschnecke oder der Plastifiziereinheit auf das sie jeweils tragende Plattenelement.In the interest of a good balance by applying different forces to a plate element occurring so-called bending lines one becomes the at least one Sleeve in arrange an edge region of the plate element. The forces mentioned result from that of the spindles when the plate elements move against each other exerted Train or push, from stops or guide elements such as Rails along which the relative movement takes place Moments as well as from the pressure either from the shaft of the plasticizing screw or the plasticizing unit on the plate element carrying it.

Um einen Verschleiß an eventuellen Führungselementen des Plattenelements weiter zu verringern, wird man bevorzugt einen Spindelantrieb mit mindestens zwei Spindeln und zugeordneten Hülsen bzw. Spindelmuttern vorsehen.To prevent any wear and tear guide elements to further reduce the plate element, one is preferred Spindle drive with at least two spindles and assigned sleeves or Provide spindle nuts.

Unter einem Randbereich ist in diesem Zusammenhang eine Region des Plattenelementes gemeint, die vom Zentralbereich nach außen entfernt und exponiert liegt. Be sonders vorteilhaft ist es, die Randbereiche vom Zentralbereich nach außen vorspringend auszubilden. Unter diese Ausführungsform fallen beispielsweise henkelartig hervorstehende Auslaufbereiche der Ecken.Under is an edge area in this Connection means a region of the plate element, that of the central area outward away and exposed. It is particularly advantageous to the edge areas from the central area to the outside projecting. This embodiment includes, for example protruding protruding areas of the corners.

Ist das Plattenelement zusätzlich zur Führung durch die Spindeln in weiteren Führungen verschieblich gelagert oder aber an Fußpunkten fix gehaltert, kann es günstig sein, die Hülsen relativ zu diesen weiteren Kraftangriffspunkten im wesentlichen symmetrisch anzuordnen.Is the plate element in addition to guide through the spindles in other guides can be moved or fixed at base points it cheap be the pods essentially relative to these other force application points arrange symmetrically.

Die Randbereiche sind auf der von dem Zentralbereich des Plattenelements durch die Hülsen und die diese umgebende Ringnut abgetrennten Seite bevorzugt als mit dem Plattenelement integrales Bolzenelement ausgeführt, um das die Verschwenkung der Hülse gegen die angrenzenden Plattenbereiche erfolgt.The marginal areas are on the of the central area of the plate element through the sleeves and the side separated from this annular groove is preferred as with integral plate member executed to the pivoting of the sleeve against the adjacent plate areas.

Generell ist es von Vorteil, die Randbereiche seitlich durch Stege zu begrenzen, die zueinander parallel verlaufen und die Randbereiche zusätzlich verstärken. Dies wird dadurch erreicht, dass die Dicke der Stege vom Zentralbereich des Plattenelements zum äußeren Ende des Randbereichs ansteigt, während der Bereich zwischen den Stegen außerhalb der Spindelmutter und der Ringnut eine geringere Dicke aufweist. Die Spindelmutter mit umgebender Ringnut ist dann zwischen diesen beiden Stegen angeordnet und nur über das die beiden Stege verbindende außenliegende Bolzenelement mit dem Plattenelement verbunden.Generally, it is an advantage that Border areas laterally by webs that are parallel to each other run and additionally reinforce the edge areas. This is achieved in that the thickness of the webs from the central area of the plate element to the outer end of the edge area increases while the area between the webs outside the spindle nut and the annular groove has a smaller thickness. The spindle nut with surrounding annular groove is then arranged between these two webs and just about the outer bolt element connecting the two webs connected to the plate element.

Bei der Auslegung eines erfindungsgemäßen Plattenelements mit über integrale Bolzenelemente angebunden einteilig mit, aber flexibel zu ihm ausgeführten Hülsen, wird man die Ausführungsform, d.h. die relative Anordnung der einzelnen Elemente und die zu verwendende Materialstärke, durch Simulationen mit Finiten-Element-Programmen optimieren, in denen unter anderem die Materialeigenschaften sowie die unterschiedlichen angreifenden Kräfte berücksichtigt werden können.When designing a plate element according to the invention with more than integral bolt elements connected in one piece with, but flexible executed to him sleeves, you become the embodiment i.e. the relative arrangement of the individual elements and the one to be used Material thickness, optimize through simulations with finite element programs, in which include the material properties and the different ones attacking forces considered can be.

Die erfindungsgemäße Konstruktion bewirkt, dass es nur im Bereich des Bolzenelements zu einem Torsionsmoment kommt, während im Bereich der Ringnut zumindest bei nur teilweiser Materialschwächung Biegemomente auftreten. Das Bolzenelement wirkt also als Torsionsfeder und muss entsprechend ausgelegt sein.The construction according to the invention causes that there is only a torsional moment in the area of the bolt element, while bending moments in the area of the ring groove, at least with only partial weakening of the material occur. The bolt element thus acts as a torsion spring and must be designed accordingly.

Die flexible Anbindung zwischen Hülse und Plattenelement kann also durch ein Torsionsgelenk verwirklicht werden.The flexible connection between sleeve and plate element can be realized by a torsion joint.

Des weiteren ist es vorteilhaft, die Spindelmuttern aus Gründen der Geräuscharmut und Leichtläufigkeit als Kugelgewindemuttern auszuführen.Furthermore, it is advantageous the spindle nuts for reasons the low noise level and smoothness run as ball screw nuts.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einspritzeinheit soll anhand der folgenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:A particularly preferred embodiment an injection unit according to the invention will be explained in more detail with reference to the following drawings. Show it:

1 Ein Plattenelement einer Einspritzeinheit mit an elastisch gehalterten Hülsen angeflanschten Spindelmuttern in der Draufsicht, 1 A top view of a plate element of an injection unit with spindle nuts flanged to elastically held sleeves,

2 einen Randbereich des Plattenelements aus 1 in Schrägansicht, 2 an edge region of the plate element 1 in oblique view,

3 eine schematische Schrägansicht einer Einspritzeinheit gemäß dem Stand der Technik, und 3 a schematic oblique view of an injection unit according to the prior art, and

4 ein Plattenelement einer Einspritzeinheit gemäß dem Stand der Technik. 4 a plate element of an injection unit according to the prior art.

Bei der in 3 dargestellten, aus dem Stand der Technik bekannten Einspritzeinheit 40 einer in ihrer Gesamtheit nicht gezeigten Spritzgießmaschine ist ein Schaft 20 einer Plastifizierschnecke einer nur teilweise dargestellten Plastifiziereinheit 50 axial fest an einem ersten Plattenelement 1 gelagert. Dieses, in der Figur rechts dargestellte, erste Plattenelement 1 trägt außerdem einen elektrischen Schneckenantrieb 22, sowie einen Spindelantrieb 24. Von diesem angetriebene Spindeln 28 sind in durch das erste Plattenelement 1 geführten Spindellagern 26 drehbar gehaltert.At the in 3 shown injection unit known from the prior art 40 an injection molding machine, not shown in its entirety, is a shaft 20 a plasticizing screw of a plasticizing unit only partially shown 50 axially fixed to a first plate element 1 stored. This first plate element, shown on the right in the figure 1 also carries an electric worm drive 22 , as well as a spindle drive 24 , From this driven spindles 28 are in through the first plate member 1 guided spindle bearings 26 rotatably supported.

Ein zweites, in der Figur links liegendes Plattenelement 2^` trägt in seinem Zentralbereich einen Einzugsbereich und einen Plastifizierzylinder der Plastifiziereinheit 50. Der Einzugsbereich, in den ein Befülltrichter mündet, kann entweder integral mit dem zweiten Plattenelement 2' ausgeführt sein, oder an dieses angeflanscht werden. Der Schaft 20 der Plastifizierschnecke greift durch einen in 3 nicht sichtbaren, im wesentlichen mittig im zweiten Plattenelement 2' angebrachten Schneckenschaft durchlass 4' in den Plastifizierzylinder und ist relativ zu diesem sowohl rotatorisch als auch entlang der Schneckenlängsachse bewegbar.A second plate element on the left in the figure 2 ^` carries a feed area and a plasticizing cylinder of the plasticizing unit in its central area 50 , The feed area into which a filling funnel opens can either be integral with the second plate element 2 ' be executed, or be flanged to this. The shaft 20 the plasticizing screw engages through one 3 not visible, essentially in the center of the second plate element 2 ' attached snail shaft passage 4 ' into the plasticizing cylinder and can be moved relative to it both rotationally and along the longitudinal axis of the screw.

Auf einem Maschinenelement 32 sind parallel zur Schaftlängsachse Linearführungen 34 angebracht, auf denen das erste Plattenelement 1 so gelagert ist, dass es gegen das zweite Plattenelement 2', das fest auf dem Maschinenelement 32 montiert ist, axial venschieblich ist. Es ist möglich, das Maschinenelement 32 als Schlitten auszubilden, auf dem die gesamte Einspritzeinheit 40 mitsamt der Plastifiziereinheit 50 gegenüber einer nicht gezeigten Schließeinheit einer Spritzgießmaschine verfahren werden kann.On a machine element 32 are linear guides parallel to the longitudinal axis of the shaft 34 attached, on which the first plate element 1 is mounted so that it is against the second plate element 2 ' that firmly on the machine element 32 is mounted, is axially movable. It is possible the machine element 32 as a slide on which the entire injection unit 40 together with the plasticizing unit 50 can be moved relative to a clamping unit, not shown, of an injection molding machine.

In 1 ist ein zweites Plattenelement 2, wie es gemäß der Erfindung in einer Einspritzeinheit nach 3 zum Einsatz kommen soll, schematisch in der Draufsicht dargestellt. Es besteht aus einem im wesentlichen rechteckigen Grundkörper, in dem mittig ein Schaftdurchlass 4 für den Schaft 20 der Plastifizierschnecke angeordnet ist. Im näheren Umkreis des Schaftdurchlasses 4 befindet sich der sogenannte Zentralbereich 6 des Plattenelements 2. Die Plastifiziereinheit 50 wird mit dem Zentralbereich 6 entweder bereichsweise einteilig ausgeführt oder über nicht dargestellte Verbindungselemente fest verbunden, so dass der Schaft 20 zentriert in den nicht näher dargestellten Plastifizierzylinder der Plastifizieneinheit 50 durch den Schaftdurchlass 4 eintaucht. Über nach unten vorstehend ausgebildete Sockel 8 ist das zweite Plattenelement 2 an dem in dieser Figur nicht dargestellten Maschinenelement 32 befestigt.In 1 is a second plate element 2 as according to the invention in an injection unit 3 to be used, shown schematically in the top view. It consists of an essentially rectangular base body with a shaft passage in the center 4 for the shaft 20 the plasticizing screw is arranged. In the vicinity of the shaft outlet 4 is the so-called central area 6 of the plate element 2 , The plasticizing unit 50 is with the central area 6 either made in one piece in some areas or firmly connected via connecting elements, not shown, so that the shaft 20 centered in the plasticizing cylinder (not shown) of the plasticizing unit 50 through the shaft passage 4 dips. Via base formed above 8th is the second plate element 2 on the machine element not shown in this figure 32 attached.

In oberen Randbereichen 10 des zweiten Plattenelements 2 sind Hülsen 12 einteilig mit dem Plattenelement 2 ausgeführt, an denen Spindelmuttern 30 angeflanscht werden, die die Spindeln 28 des Spindelantriebs 24 aufnehmen. Die Randbereiche 10 stehen im wesentlichen diagonal vom Zentralbereich der Platte 6 über den Plattenrand vor, wobei die seitliche Begrenzung von Stegen 16 gebildet wird, deren Dicke am äußeren Plattenrand größer als die Dicke des Plattenzentralbereichs 6 ist und die auf diese zum Zentrum hin abfällt.In the upper edge areas 10 of the second plate element 2 are pods 12 in one piece with the plate element 2 performed on the spindle nuts 30 are flanged to the spindles 28 of the spindle drive 24 take up. The marginal areas 10 are essentially diagonal from the central area of the plate 6 over the plate edge in front, the lateral boundary of webs 16 is formed, the thickness of the outer plate edge is greater than the thickness of the central plate region 6 and that falls towards the center.

Es ist aber auch denkbar, die Randbereiche 10 im wesentlichen symmetrisch zu den Sockeln 8 vertikal fluchtend nach oben auszubilden, oder aber sie seitlich so anzuordnen, dass die Spindelachsen in einer Ebene mit der Schneckenlängsachse zu liegen kommen. Generell sollte jedoch beim Einsatz von zwei Spindeln 28 zum Erzeugen des Einspritzdrucks darauf geachtet werden, dass die sie aufnehmenden Hülsen 12 in dem zweiten Plattenelement 2 spiegelsymmetrisch zu einer die Längsachse des Plastifizierschneckenschafts 20 enthaltenden vertikalen Ebene angeordnet sind.But it is also conceivable for the border areas 10 essentially symmetrical to the bases 8th vertically aligned upwards, or to arrange them laterally so that the spindle axes come to lie in one plane with the longitudinal axis of the screw. Generally, however, when using two spindles 28 to generate the injection pressure be careful that the sleeves receiving them 12 in the second plate element 2 mirror-symmetrical to a the longitudinal axis of the plasticizing screw shaft 20 containing vertical plane are arranged.

Die Hülsen 12 werden von einer Ringnut 14 umgeben, die in zwei parallele Nutenendbereiche ausläuft. Die Hülsen 12 sind also im wesentlichen nur über jeweils einen Verbindungsabschnitt, der als mit dem zweiten Plattenelement 2 integrales Bolzenelement 18 ausgebildet ist, das im wesentlichen senkrecht zu den Stegen 16 verläuft, mit dem Plattenelement 2 verbunden. Die Hülsen 12 stehen bevorzugt beidseitig über den Plattengrundkörper hervor, wie dies aus 2 ersichtlich ist.The pods 12 are from an annular groove 14 surrounded, which ends in two parallel groove end areas. The pods 12 are therefore essentially only via a respective connecting section, which as with the second plate element 2 integral bolt element 18 is formed, which is substantially perpendicular to the webs 16 runs with the plate element 2 connected. The pods 12 preferably protrude from both sides of the base plate, as is the case with this 2 can be seen.

In 4 ist ein zweites Plattenelement 2' gemäß dem Stand der Technik dargestellt, wobei ähnliche Elemente mit gestrichenen Bezugszeichen versehen sind. Es ist ersichtlich, dass auch hier die Hülsen 12' eher in Randbereichen des insgesamt jochförmig ausgeformten zweiten Plattenelements 2' vorgesehen sind. Das Plattenelement kann an Sockeln 8' auf einem Maschinenelement, analog zu dem der vorliegenden Erfindung, befestigt werden, in einem Zentralbereich 6' der Platte 2' kann ein Schaft einer Plastifizierschnecke durch einen Schaftdurchlass 4' geführt werden.In 4 is a second plate element 2 ' shown according to the prior art, similar elements are provided with crossed reference numerals. It can be seen that here too the sleeves 12 ' rather in edge areas of the overall yoke-shaped second plate element 2 ' are provided. The plate element can on bases 8th' on a machine element, analogous to that of the present invention, in a central area 6 ' the plate 2 ' a shaft of a plasticizing screw can pass through a shaft passage 4 ' be performed.

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung zeigen sich bei Betrachtung der Plattenelemente 1, 2 einer erfindungsgemäßen Einspritzeinheit 40 unter Last. Bei einem Einspritzvorgang muss die in der Plastifiziereinheit 50 durch Drehbewegung der Schnecke erzeugte Schmelze durch eine kolbenartig wirkende Vorschubbewegung der Schnecke gegen den Rest der Plastifiziereinheit 50 durch eine in den Figuren nicht dargestellte Einspritzöffnung in ein Formwerkzeug einer Spritzgießmaschine eingespritzt werden. Die Vorschubbewegung wird durch den Spindelantrieb 24 dadurch erzeugt, dass ein elektrischer Motor die Spindeln 28 rotatorisch antreibt, wodurch diese sich in an den Hülsen 12 angeflanschten Spindelmuttern 30 vorwärts drehen und das erste Platten element 1 entlang der Linearführungen 32 gegen das feststehende zweite Plattenelement 2 bewegen. Durch die Vorschubbewegung wird das zweite Plattenelement 2 deformiert, und zwar sowohl durch eine extern aufgebrachte Andrückkraft, die die Plastifiziereinheit 50 und mit ihr die Einspritzeinheit 40 nach vorne an die Formaufspannplatten drückt, als auch durch die auf die Sockel 8 wirkenden Kräfte und andererseits durch die von den Spindeln 28 über die Spindelmuttern 30 auf die Hülsen 12 ausgeübte Zugkraft. Durch diese Zugkraft werden die Spindelmuttern 30 und mit ihnen die Hülsen 12 in Richtung des ersten Plattenelements 1 ausgelenkt.The advantages of the present invention are evident when considering the plate elements 1 . 2 an injection unit according to the invention 40 under load. During an injection process, it must be in the plasticizing unit 50 melt generated by rotary movement of the screw through a piston-like acting feed movement of the screw against the rest of the plasticizing unit 50 can be injected through an injection opening, not shown in the figures, into a mold of an injection molding machine. The feed movement is done by the spindle drive 24 generated by an electric motor that spindles 28 drives rotationally, whereby this is in on the sleeves 12 flanged spindle nuts 30 rotate forward and the first plate element 1 along the linear guides 32 against the fixed second plate element 2 move. The second plate element becomes by the feed movement 2 deformed, both by an externally applied pressing force that the plasticizing unit 50 and with it the injection unit 40 presses forward on the platen, as well as on the base 8th acting forces and on the other hand by the from the spindles 28 over the spindle nuts 30 on the sleeves 12 exerted traction. The spindle nuts become 30 and with them the sleeves 12 towards the first plate element 1 deflected.

Gemäß dem Stand der Technik, wie er in 4 dargestellt ist, bewirkt diese Auslenkung der fest mit dem Plattenkörper 2' verbundenen Hülsen 12' eine Verbiegung der Platte gegen ihren festgestellten Sockel 8' und somit eine Verkippung der Achsen der Spindelmuttern, die mit den Achsen der Hülsen 12' zusammenfallen, gegen die Achsen der Spindeln 28. Durch diese Auslenkung werden einerseits die Spindeln 28 auf Biegung belastet, was im Extremfall zu einem Spindelbruch führen kann, andererseits kommt es zu einem Fluchtfehler zwischen Spindelmutter und Spindel, wodurch beide Elemente stärker belastet und verschlissen werden. Dieser Effekt wird noch verstärkt durch die Tatsache, dass die Relativbewegung unter Last fortgesetzt wird.According to the state of the art, as in 4 is shown, this deflection causes the fixed with the plate body 2 ' connected sleeves 12 ' a bending of the plate against its found base 8th' and thus a tilt of the axes of the spindle nuts that with the axes of the sleeves 12 ' collapse against the axes of the spindles 28 , Through this deflection, on the one hand, the spindles 28 loaded on a bend, which in extreme cases can lead to a spindle breakage, on the other hand there is an alignment error between the spindle nut and the spindle, whereby both elements are subjected to greater stress and wear. This effect is reinforced by the fact that the relative movement continues under load.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Einspritzeinheit 40 unter Verwendung eines zweiten Plattenelementes 2, bei dem eine flexible Verbindung zwischen der die Spindelmutter 30 tragenden Hülse 12 und dem Plattenkörper gewährleistet ist, vermeidet ein auf die Spindeln 28 einwirkendes, zusätzliches Biegemoment unter Last und stellt vielmehr mittels der durch Materialschwächung erzielten Flexibilität dauerhaft die Achsparallelität und Koaxialität der Achsen von Spindel 28 und Spindelmutter 12 sicher. Denn unter Last wirkt auf über die Spindelmuttern 30 auf die Hülsen 12 ein Zug, wodurch sich, bei einer Ausgestaltung gemäß dem Stand der Technik, das gesamte Plattenelement 2 verformte. Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung bewirkt der von den Hülsen 12 übertragene Zug zwar weiterhin eine Verbiegung des Plattenelements 2, wodurch die Normale der umgebenden Plattenfläche nicht mehr parallel zu den Achsen der unbelasteten Spindeln 28 ist, gleichzeitig wirkt aber aufgrund der speziellen Ausgestaltung der Verbindung zwischen Hülsen 12 und Plattenelement 2 an dem Bolzenelement 18 ein Torsionsmoment. Hierdurch wird die Hülsenachse gegen die Normale der umgebenden Plattenfläche um eine zur Bolzenlängsachse parallele Achse verschwenkt. Somit verläuft die Hülsenachse wieder parallel und im wesentlichen koaxial zu der Achse der unbelasteten Spindeln.The configuration of an injection unit according to the invention 40 using a second plate element 2 , with a flexible connection between which the spindle nut 30 carrying sleeve 12 and the plate body is guaranteed, avoids one on the spindles 28 additional bending moment under load and, instead, by means of the flexibility achieved through material weakening, permanently ensures the axis parallelism and coaxiality of the axes of the spindle 28 and spindle nut 12 for sure. Because under load acts on the spindle nuts 30 on the sleeves 12 a train, whereby, in a configuration according to the prior art, the entire plate element 2 deformed. In the embodiment according to the invention, this causes the sleeves 12 transferred train continues to bend the plate element 2 , whereby the normal of the surrounding plate surface is no longer parallel to the axes of the unloaded spindles 28 is, but at the same time acts due to the special design of the connection between sleeves 12 and plate element 2 on the bolt element 18 a torsional moment. As a result, the sleeve axis is pivoted against the normal of the surrounding plate surface about an axis parallel to the longitudinal axis of the bolt. The sleeve axis thus again runs parallel and essentially coaxially to the axis of the unloaded spindles.

Die konstruktiv erzeugte Elastizität zwischen Hülse 12 und Plattengrundkörper bewirkt also, dass Spindelachse und Hülsenachse auch unter Last übereinstimmen und so der Verschleiß gering gehalten wird. Die Ausgestaltung der Randbereiche 10 des zweiten Plattenelements 2 verstärkt diese Flexibilität weiter, denn die Stege 16 sorgen für ausreichende Stabilität, während der als Bolzenelement ausgebildete Verbindungsabschnitt 18 eine sogenannte Torsionsfeder darstellt.The constructively created elasticity between the sleeve 12 and plate base body thus causes the spindle axis and sleeve axis to match even under load and thus the wear is kept low. The design of the marginal areas 10 of the second plate element 2 further increases this flexibility, because the webs 16 ensure sufficient stability during the connecting section designed as a bolt element 18 represents a so-called torsion spring.

Eine erfindungsgemäße, flexible Anbindung, wie sie hier für die die Spindelmuttern tragenden Hülsen 12 am zweiten Plattenelement 2 geschildert wurde, kann sich auch am ersten Plattenelement finden. Hier könnten Hülsen über ein Torsionsgelenk flexibel verbunden werden, an denen Lager zur axial festen, aber drehbaren Aufnahme der Spindeln gehaltert sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel war es aufgrund der größeren inneren Stabilität des ersten Plattenelements nicht notwendig, diese Flexibilität vorzusehen.A flexible connection according to the invention, as used here for the sleeves carrying the spindle nuts 12 on the second plate element 2 was described can also be found on the first plate element. Here sleeves could be flexibly connected via a torsion joint, on which bearings for axially fixed but rotatable mounting of the spindles are held. In the exemplary embodiment shown, it was not necessary to provide this flexibility because of the greater internal stability of the first plate element.

Generell ist es auch möglich, die Anordnung von Spindelmutter und Spindellager zwischen den beiden Plattenelementen zu vertauschen.Generally it is also possible to use the Arrangement of spindle nut and spindle bearing between the two Swap plate elements.

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung liegen darin, dass Fluchtfehler zwischen Spindel und Spindelmutter wirkungsvoll vermieden werden, während die Plattendicke nicht erhöht werden muss und es so weder zu Bauraum noch zu Gewichtsnachteilen kommen kann.The advantages of the present invention are that misalignment between spindle and spindle nut be effectively avoided while the plate thickness does not increase must be and so it neither space nor weight disadvantages can come.

11: erstes Plattenelementfirst panel member
22: zweites Plattenelementsecond panel member
44: SchneckenschaftdurchlassScrew shaft passage
66: ZentralbereichCentral area
88th: Plattensockelplate base
1010: Randbereichborder area
1212: Hülseshell
1414: Ringnutring groove
1616: Stegweb
1818: Verbindungsabschnittconnecting portion
2020: PlastifizierschneckenschaftPlastifizierschneckenschaft
2222: Schneckenantriebscrew drive
2424: Spindelantriebspindle drive
2626: Spindellagerspindle bearings
2828: Spindelspindle
3030: Spindelmutterspindle nut
3232: Maschinenelementmachine element
3434: Linearführunglinear guide
4040: EinspritzeinheitInjection unit
5050: Plastifiziereinheitplasticizing

Claims

Injection unit for an injection molding machine, comprising a first plate element ( 1 ), which with a shaft ( 20 ) a plasticizing screw of a plasticizing unit ( 50 ) is connected and axially fixed to it, and a second plate element ( 2 ), which is relative to the first plate element ( 1 ) is movable in the axial direction, a spindle drive ( 24 ) to generate the relative movement, the at least one spindle arranged essentially orthogonally to the two plate elements ( 28 ) which is guided through at least one of the plate elements and on this in a spindle nut ( 30 ) is mounted and rotatably held on the other plate element, characterized in that the at least one spindle (at least one of the plate elements is passed through) 28 ) is carried out in each case by a coupling element which provides an elastic connection between the plate element and the at least one spindle ( 28 ) and can be pivoted in relation to the plate element at least in a small area, so that the longitudinal axis of the spindle ( 28 ) even if the plate element is deformed by load parallel to the axis of the unloaded spindle ( 28 ) remains aligned.

Injection unit according to claim 1, characterized in that the coupling member as a cylindrical sleeve ( 12 ) is formed, which is made in one piece with the plate element, the connection between this and the sleeve ( 12 ) is at least partially weakened.

Injection unit according to claim 2, characterized in that the at least one spindle nut ( 30 ) firmly with the at least one sleeve ( 12 ) connected is.

Injection unit according to claim 2 or 3, characterized in that the weakening between the sleeve ( 12 ) and the plate element as the sleeve ( 12 ) partially surrounding ring groove ( 14 ) is trained.

Injection unit according to claim 4, characterized in that the annular groove ( 14 ) essentially in the area between the sleeve ( 12 ) and a central area ( 6 ) of the plate element is formed.

Injection unit according to claim 4 or 5, characterized in that the annular groove ( 14 ) runs out in two parallel groove end parts.

Injection unit according to claim 4 or 5, characterized in that the annular groove ( 14 ) sweeps a maximum of 230 ° around the longitudinal axis of the sleeve.

Injection unit according to one of claims 4 to 7, characterized in that the annular groove ( 14 ) completely penetrates the plate element.

Injection unit according to one of claims 2 to 8, characterized in that the at least one sleeve ( 12 ) in at least one border area ( 10 ) of the plate element is arranged.

Injection unit according to claim 9, characterized in that the at least one edge region ( 10 ) from the central area ( 6 ) of the plate element is projecting outwards.

Injection unit according to claim 9 or 10, characterized in that the at least one edge region ( 10 ) on the from the central area ( 6 ) opposite side as a bolt element integral with the plate element ( 18 ) is executed.

Injection unit according to claim 11, characterized in that the sleeve ( 12 ) only via the bolt element ( 18 ) is connected to the plate element.

Injection unit according to claim 11 or 12, characterized in that the at least one edge region ( 10 ) of two parallel, reinforced webs that are integral with the plate element ( 16 ) is limited, whereby. the thickness of the webs ( 16 ) with approach to the central area ( 6 ) of the plate element drops to its thickness.

Injection unit according to claim 13, characterized in that the bolt element ( 18 ) the two bridges ( 16 ) connects and is arranged orthogonally to them.

Injection unit according to one of claims 11 to 14, characterized in that the at least one bolt element ( 18 ) is designed as a torsion spring.

Injection unit according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the at least one coupling element via a Torsional joint is connected to the respective plate element.

Injection unit according to one of the preceding claims, characterized in that two mirror-symmetrical to a vertical plane which the longitudinal axis of the shaft ( 20 ) which contains plasticizing screw, arranged spindles ( 28 ) are provided.

Injection unit according to one of the preceding claims, characterized in that the spindle nuts ( 30 ) are designed as recirculating ball nuts.