DE10304577A1

DE10304577A1 - Einspritzaggregat für eine Spritzgießmaschine

Info

Publication number: DE10304577A1
Application number: DE2003104577
Authority: DE
Inventors: Georg Michael Dr. Ickinger
Original assignee: Demag Ergotech GmbH
Current assignee: Sumitomo SHI Demag Plastics Machinery GmbH
Priority date: 2003-02-05
Filing date: 2003-02-05
Publication date: 2004-10-21
Also published as: AT8284U1; WO2004069518A1

Abstract

Bei einem Einspritzaggregat für eine Spritzgießmaschine, mit einem elektromotorischen, die Plastifizierschnecke (2) in Drehrichtung antreibenden und gemeinsam mit dieser hubbeweglich angeordneten Drehantrieb (3) sowie einem elektromechanischen Linearantrieb (4) einschließlich eines Hohlwellenmotors und eines diesem nachgeschalteten Spindeltriebs (20) zum Hubantrieb der Plastifizierschnecke und des Drehantriebs, wobei die Plastifizierschnecke, der Drehantrieb und der Linearantrieb koaxial zueinander angeordnet sind, wird erfindungsgemäß die Bau- und Funktionsweise dadurch deutlich verbessert, dass beide Antriebsmotoren als mit ihren offenen Enden einander zugekehrte Hohlwellenmotoren (3, 8 und 4, 9) ausgebildet sind und der Spindeltrieb (20) im gemeinsamen Hohlwellen-Innenraum beider Hohlwellenmotoren untergebracht ist, und dass nach einem weiteren Aspekt der Erfindung der Rotor (8) des Drehantriebs (3) einschließlich der Rotorlager (17, 18) axial begrenzt verschieblich am Gehäuse (15) des Drehantriebs angeordnet und zur Messung der Schnecken-Druckkraft ein Drucksensor (23) hubkraftübertragend zwischen Gehäuse und Rotorlagerung des Drehantriebs positioniert ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Einspritzaggregat für eine Spritzgießmaschine, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 6.

Bei dem aus der US 6 309 203 B1 bekannten Einspritzaggregat dieser Art ist die Spindelmutter des Spindeltriebs fest mit dem Hohlwellenrotor des Linearantriebs verbunden, während die Spindelwelle unter Zwischenschaltung eines die Einspritzkraft messenden Drucksensors an dem auf Führungsholmen hubbeweglich und drehfest gelagerten Gehäuse des Drehantriebs befestigt ist. Bei diesem bekannten Einspritzaggregat ergibt sich aus der koaxialen Aneinanderreihung der Einzelkomponenten eine sehr große Gesamtbaulänge, und ferner wirken die bei der Hubbewegung unvermeidbar auftretenden Reibungs- und Trägheitskräfte des Drehantriebs verfälschend auf das Messergebnis des Drucksensors.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Einspritzaggregat der eingangs genannten Art so auszubilden, dass auf konstruktiv einfache Weise die Bauart des Einspritzaggregats, insbesondere hinsichtlich der baulichen Abmessungen und der Anordnung des Drucksensors, wesentlich verbessert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im Patentanspruch 1 bzw. 6 gekennzeichnete Einspritzaggregat gelöst.

Erfindungsgemäß wird durch die beanspruchte Ausbildung und gegenseitige Ausrichtung der Antriebsmotoren und die Einbeziehung des Spindeltriebs in die Grenzen beider Rotor-Innenräume die Gesamtlänge des Einspritzaggregats, bezogen auf den wirksamen Schneckenhub, erheblich verkürzt und so eine äußerst platzsparende Bauweise erreicht. Wahlweise oder zusätzlich wird erfindungsgemäß außerdem die Messgenauigkeit der effektiven Schneckendruckkraft dadurch deutlich erhöht, dass der Drucksensor in Verbindung mit der axial begrenzt beweglichen Anordnung der Rotorlager des Drehantriebs in Hubkraftrichtung hinter dessen Gehäuse positioniert ist und demgemäß Messfehler, die ihre Ursache in der reibungs- und trägheitsbehafteten Hubbewegung des Drehantriebsgehäuses haben, auf konstruktiv einfache Weise wirksam eliminiert werden.

Eine besonders baugünstige Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die Spindelwelle des Spindeltriebs fest mit dem Hohlwellenrotor des Linearantriebs verbunden ist und sich in der Rückhublage der Plastifizierschnecke durch den Hohlwellen-Innenraum des Linearantriebs und in den des Drehantriebs erstreckt, während die am Drehantrieb gehäuseseitig befestigte Spindelmutter des Spindeltriebs in den Hohlwellen-Innenraum des Linearantriebs eingreift.

Ein weiterer, besonders bevorzugter Aspekt der Erfindung bezieht sich auf die Gestaltung der Rotor-Lagerstellen. Während nämlich für eine Außenlagerung der Hohlwellenrotoren große und dementsprechend kostspielige Präzisionslager benötigt werden, wird der erforderliche Lagerdurchmesser zweckmäßigerweise dadurch wesentlich verkleinert, dass zur drehbaren Lagerung des Hohlwellenrotors des Drehantriebs eine gehäusefeste, in den Hohlwellen-Innenraum eingreifende und den Rotor unter Zwischenschaltung der Rotorlager an seiner inneren Mantelfläche abstützende Traghülse vorgesehen ist, in die das mit dem Rotor des Linearantriebs umlaufende Getriebeelement des Spindeltriebs, also die Spindelwelle oder die Spindelmutter, beim Rückhub des Drehantriebs zunehmend einführbar ist, und/oder dass der Hohlwellenrotor des Linearantriebs ebenfalls aus Gründen einer Reduzierung der Lagergröße zweckmäßigerweise über einen vom verschlossenen Rotorende axial abstehenden, zentralen Lagerzapfen und zwischen diesem und dem Motorgehäuse angeordnete Lagerstellen einseitig fliegend gelagert ist.

Eine besonders einbaugünstige Anordnung des zur Messung des Drehwinkels des Drehantriebs benötigten Drehgebers ergibt sich schließlich daraus, dass dieser zwischen dem verschlossenen Rotorende und der gehäusefesten Traghülse des Drehantriebs positioniert ist.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt einen Längsschnitt eines Einspritzaggregats nach der Erfindung in stark schematisierter Darstellung.
Das in der Zeichnung dargestellte Einspritzaggregat einer ansonsten nicht näher gezeigten Spritzgießmaschine enthält als Hauptbestandteile eine in einem Plastifizierzylinder 1 angeordnete Plastifizierschnecke 2 (von denen jeweils nur die rückwärtigen Teilstücke dargestellt sind), sowie einen Dreh- und einen Linearantrieb 3, 4 für die Plastifizierschnecke 2 in zueinander koaxialer Anordnung. Der Drehantrieb 3 ist an zueinander parallelen Führungsholmen 5, welche einerseits an einer Tragbrücke 6 für den Plastifizierzylinder 1 und andererseits am Gehäuse 7 des Linearantriebs 4 befestigt sind, axial verschieblich gelagert.
Beide Antriebe 3 und 4 sind als elektrische Hohlwellenmotoren ausgebildet, deren Rotoren 8, 9 jeweils einseitig durch eine Stirnwand 10 bzw. 11 ver schlossen und deren offenen Rotorenden einander zugekehrt sind. Um die Baugröße der Rotorlager zu reduzieren, ist der Hohlwellenrotor 9 an seiner Stirnwand 11 mit einem zentralen Lagerzapfen 12 versehen, über den er unter Zwischenschaltung gegensinnig vorverspannter, längs- und querkraftübertragender Wälzlager 13, 14 am Gehäuse 7 des Linearantriebs 4 drehbar, aber axial unverschieblich abgestützt ist. Aus dem gleichen Grund ist der Rotor 8 des Drehantriebs 3 auf seiner inneren Mantelfläche an einer am Antriebsgehäuse 15 befestigten und in den Rotor-Innenraum eingreifenden Traghülse 16 drehbar gelagert, und zwar über ebenfalls längs- und querkraftübertragende Wälzlager 17, 18.
Der Drehwinkel des Rotors 8 und somit auch der mit der Rotor-Stirnwand 10 fest verbundenen Plastifizierschnecke 2 wird durch einen Drehgeber 19 gemessen, welcher zwischen der Stirnwand 10 und dem verschlossenen Ende der Traghülse 16 angeordnet ist.
Zur Umsetzung der Drehbewegung des Rotors 9 in eine Hubbewegung des Drehantriebs 3 und demgemäß auch der Plastifizierschnecke 2 dient ein insgesamt mit 20 bezeichneter Kugelspindeltrieb, dessen Spindelmutter 21 im Bereich der Traghülse 16 fest mit dem Gehäuse 15 des Drehantriebs 3 verbunden ist und in der in der Zeichnung dargestellten Rückhublage des Drehantriebs 3 in den Hohlwellen-Innenraum des Rotors 9 eingreift, während die an der Stirnwand 11 des Rotors 9 befestigte Spindelwelle 22 in dieser Position mit ihrem freien Ende von der Traghülse 16 im Hohlwellen-Innenraum des Rotors 8 aufgenommen wird. Durch den Einbau des Spindeltriebs 20 in den Grenzen beider Hohlwellen-Innenräume wird die Baulänge des Einspritzaggregats deutlich verkürzt.
Die Schubkraft des Spindeltriebs 20 wird von der Spindelmutter 21 über das Gehäuse 15, die Rotorlagerung 17, 18 und den Rotor 8 des Drehantriebs an die Plastifizierschnecke 2 übertragen. Um bei der Messung der effektiven Schneckendruckkraft Messfehler, die ihre Ursache in der reibungs- oder trägheitsbehafteten Hubbewegung des Drehantriebsgehäuses 15 haben, wirksam zu eliminieren, ist der entsprechende Drucksensor 23 in Schubkraftrichtung des Linearantriebs 4 hinter dem Drehantriebsgehäuse 15, nämlich zwischen diesem und den Rotorlagern 17, 18 positioniert, wobei der Rotor 8 über die Lager 17, 18 in engen Grenzen axial verschieblich an der Traghülse 16 abgestützt ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der Drucksensor 23 stets mit der vollen Schneckendruckkraft beaufschlagt ist.

Claims

Einspritzaggregat für eine Spritzgießmaschine, mit einem elektromotorischen, die Plastifizierschnecke (2) in Drehrichtung antreibenden und gemeinsam mit dieser hubbeweglich angeordneten Drehantrieb (3) sowie einem elektromechanischen Linearantrieb (4) einschließlich eines Hohlwellenmotors und eines diesem nachgeschalteten Spindeltriebs (20) zum Hubantrieb der Plastifizierschnecke und des Drehantriebs, wobei die Plastifizierschnecke, der Drehantrieb und der Linearantrieb koaxial zueinander angeordnet sein, dadurch gekennzeichnet, dass beide Antriebsmotoren als mit ihren offenen Enden einander zugekehrte Hohlwellenmotoren (3, 8 u. 4, 9) ausgebildet sind und der Spindeltrieb (20) im gemeinsamen Hohlwellen-Innenraum beider Hohlwellenmotoren untergebracht ist.
Einspritzaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelwelle (22) des Spindeltriebs (20) fest mit dem Hohlwellenrotor (9) des Linearantriebs (4) verbunden ist und sich in der Rückhublage der Plastifizierschnecke (2) durch den Hohlwellen-Innenraum des Linearantriebs und in den des Drehantriebs (3) erstreckt, während die am Gehäuse (15) des Drehantriebs (3) befestigte Spindelmutter (21) des Spindeltriebs in den Hohlwellen-Innenraum des Linearantriebs eingreift.
Einspritzaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur drehbaren Lagerung des Hohlwellenrotors (8) des Drehantriebs (3) eine gehäusefeste, in den Hohlwellen-Innenraum eingreifende und den Rotor unter Zwischenschaltung von Lagerstellen (17, 18) an seiner inneren Mantelfläche abstützende Traghülse (16) vorgesehen ist, in die das mit dem Rotor (9) des Linearantriebs (4) umlaufende Getriebeelement (22) des Spindeltriebs (20) beim Rückhub des Drehantriebs (3) zunehmend einführbar ist.
Einspritzaggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehantrieb (3) einen zwischen der gehäusefesten Traghülse (16) und dem verschlossenen Rotorende wirkenden Drehgeber (19) enthält.
Einspritzaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlwellenrotor (9) des Linearantriebs (4) über einen vom verschlossenen Rotorende axial abstehenden, zentralen Lagerzapfen (12) und zwischen diesem und dem Motorgehäuse (7) angeordnete Lagerstellen (13, 14) einseitig fliegend gelagert ist.
Einspritzaggregat für eine Spritzgießmaschine, insbesondere nach Anspruch 1, mit einem elektromotorischen Drehantrieb (3) einschließlich eines drehbar, aber kraftübertragend am Gehäuse (15) des Drehantriebs abgestützten, die Plastifizierschnecke (2) in Drehrichtung antreibenden und mit dieser hubfest verbundenen Rotors (8), und mit einem elektromotorischen Linearantrieb (4) zum Hubantrieb der Plastifizierschnecke und des Rotors (8) unter Zwischenschaltung des Gehäuses des Drehantriebs sowie mit einem zwischen Linearantrieb und Plastifizierschne cke angeordneten, hubkraftmessenden Drucksensor (23), dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (8) einschließlich der Rotorlagerung (17, 18) axial begrenzt bewegllich am Gehäuse (15) des Drehantriebs (3) angeordnet und der Drucksensor (23) hubkraftübertragend zwischen Gehäuse und Rotorlagerung des Drehantriebs positioniert ist.