DE19852513B4

DE19852513B4 - Einspritzvorrichtung für eine Spritzgießmaschine

Info

Publication number: DE19852513B4
Application number: DE19852513A
Authority: DE
Inventors: Masahiro Susono Tamaki; Jun Koike
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1997-11-13
Filing date: 1998-11-13
Publication date: 2004-06-09
Anticipated expiration: 2018-11-14
Also published as: JPH11138598A; TW434133B; GB9824716D0; US6309203B1; DE19852513A1; GB2331267A9; GB2331267B; CN1113739C; JP3321766B2; CN1224653A; GB2331267A

Abstract

Einspritzvorrichtung (20) für eine motorgetriebene Spritzgießmaschine mit einer Zylindereinheit (22) zum Aufheizen und Plastifizieren von Polymermaterial und einer Schnecke (27), die drehbar und in Axialrichtung bewegbar in der Zylindereinheit (22) angeordnet ist, wobei die Vorrichtung aufweist:
eine erste rotierende Welle (34;54;68;87;107), deren eines Ende mit dem hinteren Ende der Schnecke (27) verbunden ist,
einen Motor (28;64;84;106), um die erste rotierbare Welle (34;54;68;87;107) anzutreiben,
eine zweite rotierbare Welle (36;55;72;92;110) mit einem Außengewindebereich (35;56;71;111),
ein Gewindemutterelement (38;58;69;90;108), das mit dem Außengewindebereich (35;56;71;111) in Eingriff steht,
einen Einspritzschlitten (21;51;61;81) mit einer Frontplatte (23;62;82), um die Zylindereinheit (22) auf diese zu montieren, und einer hinteren Platte (25;57;63;83;103), um die zweite rotierende Welle (36;55;72;92;110) an ihrem hinteren Ende zu halten,
einen Motor (24;52;65;88;104), um die zweite rotierbare Welle (36;55;72;92;110) anzutreiben,
eine Zwischenmontageplatte (29;53;66;105), die bewegbar zwischen der Frontplatte (23;62;82) und der hinteren Platte (25;57;63;83;103) angeordnet ist, um die...

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einspritzvorrichtung für eine motorgetriebene Spritzgießmaschine. Insbesondere betrifft sie eine Verbesserung, die die Steuerung des Gegendrukkes während des Füllprozesses erleichtert.

Beschreibung des verwandten Fachgebietes

7 zeigt eine Einspritzvorrichtung einer herkömmlichen motorgetriebenen Spritzgießmaschine. Die Bezugszahl 1 bezeichnet eine Einspritzvorrichtung. Eine Zylindereinheit 3, die mit Kunststoffmaterial gespeist wird, ist auf einen Einspritzschlitten 2 montiert. Die Zylindereinheit 3 weist einen beheizten Zylinder mit einer länglichen, zylindrischen Innenbohrung auf. Eine Schnecke 4 ist drehbar und axial beweglich in der zylindrischen Bohrung des beheizten Zylinders 3 angeordnet.

Eine Kugelumlaufspindel 5 erstreckt sich koaxial von einem hinteren Ende der Schnecke 4 und ist in dieses integriert. Eine Keilwelle 6 ist mit dem hinteren Ende der Kugelumlaufspindel 5 integriert verbunden.

Ein Motor 7, der zur Verwendung während des Einspritzprozesses dient und die Kugelumlaufspindel 5 antreibt, ist in den Einspritzschlitten 2 eingebaut. Ein Motor 8, der zur Verwendung während des Füllprozesses dient und die Keilwelle 6 antreibt, ist ebenfalls in das hintere Ende des Einspritzschlittens 2 eingebaut. Ein Rotor 9 des die Kugelumlaufspindel antreibenden- Motors 7 ist so aufgebaut, daß er als Mutter für die Kugelumlaufspindel dient, die mit der Kugelumlaufspindel 5 in Eingriff steht. Und ein Rotor 10 des die Keilwelle antreibenden Motors 8 ist so aufgebaut, daß er als Keilwellenhülse dient, in die die Keilwelle 6 gleitend eingepaßt ist. Eine numerische Steuereinheit 11 steuert den Betrieb des die Kugelumlaufspindel antreibenden Motors 7 und des die Keilwelle antreibenden Motors 8, so daß sich die Schnecke 4 während des Einspritzprozesses nach vorn bewegt oder sich während des Füllprozesses dreht.

Während des Füllprozesses ermöglicht die Keilwelle 6 die Übertragung der Rotation des die Keilwelle antreibenden Motors 8 auf die Schnecke 4, die integriert mit der Keilwelle 6 und der Kugelumlaufspindel 5 ausgebildet ist. Die Schnecke 4 dreht sich und plastifiziert das Material, das dem Zylinder 3 zugeführt worden ist. Das geschmolzene Material sammelt sich im vorderen Teil der Schnecke 4 an, wobei es eine Kraft zurück auf die Schnecke 4 nach hinten ausübt.

Während des Einspritzprozesses wandelt die Kombination von Kugelumlaufspindel 5 und Kugelmutter 9 die Rotation des die Kugelumlaufspindel antreibenden Motors 7 in eine lineare Bewegung um, die bewirkt, daß die Schnecke 4 sich nach vorn bewegt (in der Figur in Richtung nach links), wobei die Schnecke 4 das geschmolzene Material, das sich im vorderen Teil der Schnecke 4 angesammelt hat, in einen Formhohlraum einspritzt. Die numerische Steuereinheit 11 steuert den die Kugelumlaufspindel antreibenden Motor 7 so, daß sich dieser dreht, und den die Keilwelle antreibenden Motor 8 so, daß sich dieser nicht dreht, um es so zu ermöglichen, daß sich die Schnecke 4 vorwärts bewegt.

Die Bewegung der Schnecke 4 während des Füllprozesses besteht aus der Rotation für die Plastifizierung und der zurückgerichteten Bewegung, die durch das unter Druck stehende geschmolzene Material, das sich im vorderen Teil der Schnecke 4 ansammelt, bewirkt wird. Die Rotation der Schnecke 4 erfolgt genau gleichzeitig mit der Rückbewegung in Verbindung mit der Steue rung des Gegendrucks, der auf die Schnecke 4 ausgeübt wird, durch den die Kugelumlaufspindel antreibenden Motor 7.

In dieser, dem Stand der Technik entsprechenden Einspritzvorrichtung ist die Kugelumlaufspindel 5 jedoch integriert mit der Keilwelle 6 ausgebildet, und sie ist so angeordnet, daß der die Keilwelle antreibende Motor 8 die Keilwellenhülse 10 dreht, die auf die Keilwelle 6 gepaßt ist. Während der Motor 8 die Keilwelle 6 dreht, um zu bewirken, daß sich die Schnecke 4 dreht, dreht sich die Kugelumlaufspindel 5 daher unvermeidbar mit. Diese unvermeidbare Rotation der Kugelumlaufspindel 5 bewirkt, daß sich die Schnecke 4 nach hinten bewegt, unabhängig von der Menge an geschmolzenem Material, das durch die Kraft der rotierenden Schnecke 4 nach vorne bewegt wird.

Die Einspritzvorrichtung nach dem Stand der Technik, die mit einem die Keilwelle antreibenden Motor 8 versehen ist, der so aufgebaut ist, daß die Keilwelle 6 durch den Rotor 10 geführt ist, beinhaltet die folgenden Nachteile hinsichtlich der Steuerung des Gegendruckes. Die Rotation des Rotors 10 verhindert, daß die Keilwelle 6 axial durch den Rotor 10 gleitet. Dadurch ist es erforderlich, einen geeigneten Gegendruck auf die Schnecke 4 auszuüben, um zu bewirken, daß sie sich mit einer Geschwindigkeit zurückbewegt, die der Geschwindigkeit entspricht, mit der das geschmolzene Material zugeführt wird. Aus diesem Grunde ist es schwierig, den die Keilwelle antreibenden Motor 8 und den die Kugelumlaufspindel antreibenden Motor 7 zu steuern, wobei die Rotation des ersteren mit der des letzteren synchronisiert wird. Dadurch kann eine genaue Steuerung des Gegendrucks, der auf die Schnecke 4 ausgeübt wird, nicht erfolgen. Folglich wird die Schnecke 4 nur durch den Druck des geschmolzenen Materials gezwungen, sich nach hinten zu bewegen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einspritzvorrichtung für eine motorgetriebene Spritzgießmaschine bereitzustellen, die es ermöglicht, die oben beschriebenen Nachteile zu überwinden, die es erschweren, die beiden Motoren synchron zu steuern und den auf die Schnecke ausgeübten Gegendruck präzise zu steuern.

Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Einspritzvorrichtung für eine motorgetriebene Spritzgießmaschine mit einer Zylindereinheit zum Aufheizen und Plastifizieren von Polymermaterial und einer Schnecke, die drehbar und in Axialrichtung beweglich in der Zylindereinheit angeordnet ist, eine erste rotierbare Welle, deren eines Ende mit einem hinteren Ende der Schnecke verbunden ist, einen Motor, um die erste rotierbare Welle anzutreiben, einen Kugelumlaufspindelmechanismus, der aus einer zweiten rotierbaren Welle mit einem Außengewindebereich und einem Gewindemutterelement besteht, das mit dem Außengewindebereich in Eingriff steht, einen Einspritzschlitten mit einer Frontplatte, um die Zylindereinheit darauf zu montieren, und einer hinteren Platte, um die zweite rotierbare Welle am hinteren Ende zu halten, einen Motor, um den Kugelumlaufspindelmechanismus anzutreiben, und eine Zwischenmontageplatte, die beweglich zwischen der Frontplatte und der hinteren Platte angeordnet ist, um die erste rotierbare Welle mit der zweiten rotierbaren Welle koaxial zu verbinden, wobei das hintere Ende der ersten rotierbaren Welle und das vordere Ende der zweiten rotierbaren Welle durch einen bestimmten Abstand voneinander beabstandet sind.

Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Einspritzvorrichtung für eine motorgetriebene Spritzgießmaschine mit einer Zylindereinheit zum Aufheizen und Plastifi zieren von Polymermaterial und einer Schnecke, die drehbar und in Axialrichtung bewegbar in der Zylindereinheit angeordnet ist, eine erste sich drehende Welle, deren eines Ende mit dem hinteren Ende der Schnecke verbunden ist, einen Kugelumlaufmechanismus, der aus einer zweiten rotierbaren Welle mit einem Außengewindebereich und einem Gewindemutterelement besteht, das mit dem Außengewindebereich in Eingriff steht, einen Einspritzschlitten mit einer Frontplatte, um die Zylindereinheit darauf zu montieren, und einer hinteren Platte, um die zweite rotierbare Welle an ihrem hinteren Ende zu halten, eine Zwischenmontageplatte, die beweglich zwischen der Frontplatte und der hinteren Platte angeordnet ist, um die erste rotierbare Welle mit der zweiten rotierbaren Welle koaxial zu verbinden, wobei ein bestimmter Abstand zwischen dem hinteren Ende der ersten rotierbaren Welle und dem vorderen Ende der zweiten rotierbaren Welle besteht, einen Motor, um die erste rotierbare Welle anzutreiben, der auf die Zwischenmontageplatte montiert ist, und einen Motor, um das Gewindemutterelement des Kugelumlaufspindelmechanismus anzutreiben, der auf die hintere Platte des Einspritzschlittens montiert ist.

Nach einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Einspritzvorrichtung für eine motorgetriebene Spritzgießmaschine mit einer Zylindereinheit zum Aufheizen und Plastifizieren von Polymermaterial und einer Schnecke, die drehbar und in Axialrichtung beweglich in der Zylindereinheit angeordnet ist, eine erste rotierbare Welle, deren eines Ende mit dem hinteren Ende der Schnecke verbunden ist, eine zweite rotierbare Welle mit einem Außengewindebereich, ein Gewindemutterelement, das mit dem Außengewindebereich in Eingriff steht, einen Einspritzschlitten mit einer Frontplatte, um die Zylindereinheit auf dieser zu montieren, und einer hinteren Platte, auf der das Gewindemutterelement befestigt ist, eine Zwischenmontageplatte, die beweglich zwischen der vorderen Platte und der hinteren Platte angeordnet ist, um die erste rotierbare Welle mit der zweiten rotierbaren Welle koaxial zu verbinden, wobei das hintere Ende der ersten rotierbaren Welle und das vordere Ende der zweiten rotierbaren Welle um einen bestimmten Abstand voneinander beabstandet sind, einen Motor, um die erste rotierbare Welle anzutreiben, der auf die Zwischenmontageplatte montiert ist und einen Motor, um die zweite rotierbare Welle anzutreiben, der auf die Zwischenmontageplatte montiert ist.

Nach einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Motor für eine motorgetriebene Spritzgießmaschine mit einer Zylindereinheit zum Aufheizen und Plastifizieren von Polymermaterial und einer motorgetriebenen Schnecke, die drehbar und in Axialrichtung bewegbar in der Zylindereinheit angeordnet ist, eine erste rotierbare Welle, deren eines Ende mit dem hinteren Ende der Schnecke verbunden ist, eine zweite rotierbare Welle mit einem Außengewindebereich, einen Einspritzschlitten mit einer Frontplatte, um die Zylindereinheit auf dieser zu montieren, und einer hinteren Platte, um die zweite rotierbare Welle an ihrem hinteren Ende zu halten, einen Motor, um die zweite rotierbare Welle anzutreiben, der auf die hintere Platte des Einspritzschlittens montiert ist, eine Zwischenmontageplatte, die bewegbar zwischen der Frontplatte und der hinteren Platte angeordnet ist, einen Motor, um die erste rotierbare Welle anzutreiben, der auf die Zwischenmontageplatte montiert ist, und ein Gewindemutterelement, das auf der Zwischenmontageplatte befestigt ist und mit dem Außengewindebereich der ersten rotierbaren Welle in Eingriff steht, wobei ein bestimmter Abstand koaxial zwischen dem hinteren Ende der ersten rotierbaren Welle und dem vorderen Ende der zweiten rotierbaren Welle existiert.

Nach der vorliegenden Erfindung ist es nicht notwendig, eine schwierige Motorsteuerung durchzuführen, die auf der Synchronisation des die erste rotierbare Welle antreibende Motors und des die zweite rotierbare Welle antreibenden Motors basiert, wie in den früheren Vorrichtungen, und es ist möglich, den die erste rotierbare Welle antreibenden Motor und/oder den die zweite rotierbare Welle antreibenden Motor unabhängig zu steuern und einen exakten Füllvorgang durchzuführen, indem mit hoher Präzision ein geeigneter Gegendruck auf die Schnecke ausgeübt wird.

Obige und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen offensichtlich, in denen:
1 eine schematische Frontansicht einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Einspritzvorrichtung für eine motorgetriebene Spritzgießmaschine im Teilschnitt ist,
2 eine Ansicht des Pfeils Z in 1 von hinten ist,
3 eine schematische Frontansicht einer erfindungsgemäßen zweiten Ausführungsform einer Einspritzvorrichtung für eine motorgetriebene Spritzgießmaschine ist,
4 eine schematische Frontansicht einer Einspritzvorrichtung gemäß einer erfindungsgemäßen dritten Ausführungsform für eine motorgetriebene Spritzgießmaschine im Teilschnitt ist,
5 eine schematische Frontansicht einer vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung für eine motorgetriebene Spritzgießmaschine ist,
6 eine schematische Vorderansicht einer fünften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung für eine motorgetriebene Spritzgießmaschine im Teilschnitt ist und
7 eine schematische Frontansicht einer herkömmlichen Einspritzeinheit für eine motorgetriebene Spritzgießmaschine im Teilschnitt ist.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Erste Ausführungsform
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in Bezug auf die 1 und 2 beschrieben. Die Bezugszahl 20 bezeichnet eine Einspritzvorrichtung 20, und 21 bezeichnet einen Einspritzschlitten. Der Einspritzschlitten 21 umfaßt eine Bodenplatte 26, eine Frontplatte 23, die am vorderen Ende der Bodenplatte 26 angeordnet ist, und eine hintere Platte 25, die am hinteren Ende der Bodenplatte 26 angeordnet ist. Die Zylindereinheit 22 ist auf die Frontplatte 23 montiert, und ein die zweite rotierbare Welle antreibender Motor 24 ist an der hinteren Platte 25 befestigt. Die Zylindereinheit 22 ist mit einem beheizten Zylinder versehen, der eine längliche zylindrische Innenbohrung aufweist. Eine Schnecke 27 ist in der Bohrung der Zylindereinheit 22 angeordnet, derart, daß sie sich drehen und in Axialrichtung bewegen kann. Eine erste rotierbare Welle 34 ist mit dem hinteren Endbereich (ein rechter Endbereich, wie es in 1 zu sehen ist) der Schnecke 27 verbunden. Die erste rotierbare Welle 34 wird durch Lager drehbar auf einer Zwischenmontageplatte 29 gehalten, die beweglich zwischen der vorderen Platte 23 und der hinteren Platte 25 angeordnet ist. Ein Motor 28 treibt die erste rotierbare Welle 34 durch einen Energie-Übertragungsmechanismus 33 an, der aus einer Übertragung mittels Riemenantrieb besteht.
Wie in 2 gezeigt ist, ist der die erste rotierbare Welle antreibende Motor 28 mit einer ersten Riemenscheibe 30 verbunden, so daß ein Riemenantrieb gebildet wird, um die Antriebskraft auf die erste rotierbare Welle 34 zu übertragen. Eine zweite Riemenscheibe 31 für einen Riemenantrieb ist an der ersten rotierbaren Welle 34 angebracht. Ein Treibriemen 32 verbindet die erste Riemenscheibe 30 und die zweite Riemenscheibe 31, wobei er so angeordnet ist, daß er die Antriebskraft des die erste rotierbare Welle antreibende Motors 28 auf die erste rotierbare Welle 34 überträgt.
Eine zweite rotierbare Welle 36 ist über die Zwischenmontageplatte 29 auf einer Linie mit der ersten rotierbaren Welle 34 verbunden, wobei ein bestimmter Abstand zwischen dem hinteren Ende der ersten rotierbaren Welle 34 vorhanden ist, so daß die zweite rotierbare Welle 36 nicht durch die Rotation der ersten rotierbaren Welle 34 beeinflußt wird. Die zweite rotierbare Welle 36 weist einen Außengewindebereich 35 auf, der geeignet ist, als Gewindestab eines Kugelumlaufspindelmechanismusses zu dienen, wobei sein vorderes Ende gegen die hintere Endfläche der Zwischenmontageplatte 29 stößt.
Ein Rotor 37 des die zweite rotierbare Welle antreibenden Motors 24, der integriert mit einem Gewindemutterelement 38 ausgebildet ist, das geeignet ist, als Gewindemutter eines Kugelumlaufspindelmechanismusses zu dienen, wird mit dem Außengewindebereich 35 der zweiten rotierbaren Welle 36 verbunden, so daß er mit diesem in Eingriff steht. Der Rotor 37 des die zweite rotierbare Welle antreibenden Motors 24 bewirkt, daß das Gewindemutterelement 38 die zweite rotierbare Welle 36 in Axialrichtung bewegt. Während eines Einspritzprozesses kann die zweite rotierbare Welle 36 eine Schubkraft auf die Zwischenmontageplatte 29 ausüben, so daß sich die Schnecke 27 nach vorne bewegt (nach links, wie es in 1 zu sehen ist).
In dieser Ausführungsform ist eine Meßdose 39, um die Schubkraft, die auf die Zwischenmontageplatte 29 ausgeübt wird, zu messen, zwischen der Endfläche der Zwischenmontageplatte 29 und dem vorderen Ende der zweiten rotierbaren Welle 36 angeordnet, um die Gegendrücke zu detektieren, die während eines Füllprozesses auf die Schnecke 27 ausgeübt werden. Eine Rotationscodiereinrichtung 40 zur Messung des Drehwinkels des Rotors 37 ist mit dem äußeren Umfang des Rotors 37 verbunden, um die Position der Schnecke 27 während des Einspritzprozesses und des Füllprozesses zu steuern.
Führungsstäbe 41, die sich durch die Zwischenmontageplatte 29 erstrecken, sind parallel zur Achse der Schnecke 27 zwischen der Frontplatte 23 und der hinteren Platte 25 des Einspritzschlittens 21 angeordnet. Die Bewegung der Zwischenmontageplatt 29 während des Füllprozesses und des Einspritzprozesses wird mittels der Führungsstäbe 41 geführt. Die Führungsstäbe 41 brauchen sich nicht notwendigerweise zwischen der vorderen Platte 23 und der hinteren Platte 25 des Einspritzschlittens 21 zu erstrecken. Ein Austauschelement für die Führungsstäbe 41 kann zwischen zwei Halteelementen, die auf der Bodenplatte 26 des Einspritzschlittens 21 angeordnet sind, aufgespannt werden, vorausgesetzt, daß die Führungsstäbe 41, die sich durch die Zwischenmontageplatte 29 erstrecken, parallel zur Achse der Schnecke 27 verlaufen.
Der Betrieb einer so aufgebauten Einspritzeinheit wird im folgenden beschrieben.
Während des Einspritzprozesses wird der die zweite rotierbare Welle antreibende Motor 24 mit elektrischer Energie versorgt, und der Rotor 37 dreht sich zusammen mit dem Gewindemutterelement 38. Die Rotationskraft des die zweite rotierbare Welle antreibenden Motors 24 wird durch das Gewindemutterelement 38, das mit dem Außengewindebereich 35 der zweiten Rotationswelle 36 in Eingriff steht, in eine Schubkraft umgewandelt, um die zweite Rotationswelle 36 in Axialbewegung zu verschieben. Die Schubkraft wird auf die Zwischenmontageplatte 29 übertragen, und die erste rotierbare Welle 34 bewegt die Schnecke 27 in axialer Richtung. Folglich wird die Schnecke 27 gezwungen, sich in 1 in Richtung nach links zu bewegen und das geschmolzene Material, das sich im vorderen Teil der Schnecke 27 angesammelt hat, in den Hohlraum einer Form (nicht dargestellt) einzuspritzen.
Während des Füllprozesses wird elektrische Energie auf den Motor 28 übertragen, um die erste rotierbare Welle 34 über den Energieübertragungsmechanismus 33 anzutreiben, und die Schnecke 27, die mit der ersten rotierbaren Welle 34 verbunden ist, wird gedreht, Harzpellets, die durch einen Einlaß, nicht dargestellt, in die Zylindereinheit 22 eingespeist werden, werden durch ein Heizelement (nicht dargestellt) und die Scherbewegung der rotierbaren Schnecke 27 plastifiziert. Die Drehung der Schnecke 27 bewirkt, daß das geschmolzene Material nach vorne fließt, und das geschmolzene Material sammelt sich im und füllt den vorderen Teil der Schnecke 27. Die Schnecke 27 bewegt sich aufgrund des Druckes des geschmolzenen Materials, das sich im vorderen Teil der Schnecke 27 ansammelt, mit der Rotation zurück (nach rechts, wie es in 1 zu sehen ist).
Während des Füllprozesses dreht sich die erste rotierbare Welle 34 und bewegt sich zusammen mit der Zwischenmontageplatte 29 zurück, während sich die Schnecke 27 nach hinten bewegt. Die erste rotierbare Welle 34 und die zweite rotierbare Welle 36 sind jedoch über die Zwischenmontageplatte 29 derart miteinander verbunden, daß das hintere Ende der ersten rotierbaren Welle 34 von dem vorderen Ende der zweiten rotierbaren Welle 36 beabstandet ist, die durch die Rotation der ersten rotierbaren Welle 34 nicht beeinflußt wird. Dadurch wird eine glatte Rückwärtsbewegung der Schnecke 27 bereitgestellt, wobei ein geeigneter Gegendruck auf sie ausgeübt wird, während der die zweite rotierbare Welle antreibende Motor 24, gegenüber dem sich das Gewindemutterelement 38 frei drehen kann, es erlaubt, daß sich die zweite rotierbare Welle 36 nach hinten bewegt. Folglich kann während des Füllprozesses, ungleich der herkömmlichen Einspritzvorrichtung, wie sie in 7 gezeigt ist, in der der die erste rotierbare Welle antreibende Motor und der die zweite rotierbare Welle antreibende Motor notwendigerweise synchron mit einer komplizierten Gegendrucksteuerung betrieben werden, der geeignete Gegendruck auf die Schnecke 27 ausgeübt werden, indem das geschmolzene Material, das sich im vorderen Bereich der Schnecke 27 angesammelt hat, abgebremst wird, wobei nur der die zweite rotierbare Welle antreibende Motor 24 allein gesteuert wird.
Gemäß der Ausführungsform ist es im Falle der Übertragung von Energie des Motors 28 auf die erste rotierbare Welle 34, möglich, die Übertragung mit einem geeigneten Untersetzungsverhältnis zwischen der Riemenscheibe 30 und der Riemenscheibe 31 zu erreichen, indem der Treibriemen 32 und die Riemenscheiben 30, 31 während des Füllprozesses verwendet werden, wodurch die Umdrehungsgeschwindigkeit der Schnecke 27 verringert wird. Folglich ist es möglich, die Drehzahl des Motors und den Strom, der dem die erste rotierbare Welle antreibende Motor 28 zugeführt wird, zu verringern, und es zu ermöglichen, ein Verstärkerelement mit geringerer Kapazität zu verwenden.
Zweite Ausführungsform
Eine Einspritzvorrichtung nach einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird in Bezug auf die 3 beschrieben, in der Teile, die mit jenen der vorhergehenden Ausführungsform identisch oder vergleichbar sind, mit denselben Bezugszahlen bezeichnet werden. In dieser Ausführungsform treibt der Motor, der auf die Zwischenmontageplatte montiert ist, die zweite rotierbare Welle direkt an, und die Gewindemutter ist auf der hinteren Platte befestigt.
Nach 3 umfaßt ein Einspritzschlitten 51 der Einspritzvorrichtung eine Bodenplatte 26, eine Frontplatte 23, die am vorderen Ende der Bodenplatte 26 angeordnet ist, und eine hintere Platte 57, die am hinteren Ende der Bodenplatte 26 angeordnet ist. Die Zylindereinheit 22 ist auf die Frontplatte 23 montiert und mit einem beheizten Zylinder versehen, in dem eine Schnecke 27 in der Bohrung der Zylindereinheit 22 angeordnet ist, so daß sie sich drehen und axialer Richtung bewegen kann. Eine erste rotierbare Welle 54 ist mit dem hinteren Endbereich (ein rechter Endbereich, wie es in 3 zu sehen ist) der Schnecke 27 verbunden. Die erste rotierbare Welle 54 wird drehbar durch Lager auf einer Zwischenmontageplatte 29 gehalten, die beweglich zwischen der Frontplatte und der hinteren Platte 57 angeordnet ist. Der die erste rotierbare Welle antreibende Motor 28, der auf die Zwischenmontageplatte 53 montiert ist, treibt die erste rotierbare Welle 34 über einen Energieübertragungsmechanismus 33, der aus einer Übertragung mittels Treibriemen besteht, an, wobei die Übertragung mittels Treibriemen dem Mechanismus, wie er in 2 dargestellt ist, entspricht.
Eine zweite rotierbare Welle 55 wird durch einen Motor 52 angetrieben, der auf die Zwischenmontageplatte 53 montiert ist. Die zweite rotierbare Welle 55 ist mit der Zwischenmontageplatte 53 auf einer Linie mit der ersten rotierbaren Welle 54 verbunden, wobei ein bestimmter Abstand zum hinteren Ende der ersten rotierbaren Welle 54 besteht, so daß die zweite rotierbare Welle 55 durch die Rotation der ersten rotierbaren Welle 54 nicht beeinflußt wird. Die zweite rotierbare Welle 54 weist einen Außengewindebereich 56 auf, der geeignet ist, als Gewindestab eines Kugelumlaufspindelmechanismus zu dienen.
Ein Gewindemutterelement 58, das geeignet ist, als Gewindemutter eines Kugelumlaufspindelmechanismus zu dienen, ist an der hinteren Platte 57 befestigt und mit dem Außengewindebereich 56 der zweiten rotierbaren Welle 55 verbunden und steht in Eingriff mit diesem. Der Motor 52 dreht die zweite rotierbare Welle 55, so daß sie sich in axialer Richtung bewegt, so daß die zweite rotierbare Welle 55 die Schubkraft auf die Zwischenmontageplatte 53 ausüben kann und sich die Schnecke 27 nach vorne bewegt (nach links, wie es in 3 zu sehen ist).
In dieser Ausführungsform ist eine Meßdose 39 zur Messung der Schubkraft, die auf die Zwischenmontageplatte 53 ausgeübt wird, am hinteren Ende der zweiten rotierbaren Welle 55 ange ordnet, um den Gegendruck, der während des Füllprozesses auf die Schnecke 27 ausgeübt wird, zu detektieren. Eine Rotationscodiereinrichtung 40 zur Messung des Winkels der Umdrehung des die zweite rotierbare Welle antreibenden Motor s 52 ist mit dem Rotor verbunden, um die Position der Schnecke 27 während des Einspritzprozesses und des Füllprozesses zu steuern. Führungsstäbe 41, die sich durch die Zwischenmontageplatte 29 erstrecken, sind parallel zur Achse der Schnecke 27 zwischen der vorderen Platte 23 und der hinteren Platte 57 des Einspritzschlittens 51 angeordnet. Die Bewegung der Zwischenmontageplatte 53 während des Füllprozesses und des Einspritzprozesses wird durch die Führungsstäbe 41 auf die gleiche Weise wie bei der ersten Ausführungsform geführt.
Im folgenden wird der Betrieb der Einspritzeinheit, die derart aufgebaut ist, beschrieben.
Während des Einspritzprozesses wird elektrische Energie auf den die zweite rotierbare Welle antreibenden Motor 52 übertragen, so daß sich die zweite rotierbare Welle 55 dreht. Die Rotationskraft des die zweite rotierbare Welle antreibenden Motor s 52 wird durch das Gewindemutterelement 58, das mit dem Außengewindebereich 56 der zweiten rotierbaren Welle 55 in Eingriff steht, in eine Schubkraft umgewandelt, so daß sie axial bewegt wird. Die Schubkraft wird auf die Zwischenmontageplatte 53 und die erste rotierbare Welle 54 übertragen, so daß sich die Schnecke 27 in axialer Richtung bewegt wird. Folglich wird die Schnecke 27 dazu gezwungen, sich in 3 in Richtung nach links zu bewegen und das geschmolzene Material, da sich im vorderen Teil der Schnecke 27 ansammelt in den Hohlraum einer Form einzuspritzen (nicht dargestellt).
Während des Füllprozesses wird elektrische Energie auf den die erste rotierbare Welle antreibende Motor 28 übertragen, um die erste rotierbare Welle 54 über den Energieübertragungsmechanismus 33 anzutreiben und die Schnecke 27, die mit der ersten rotierbaren Welle 54 verbunden ist, wird gedreht. Harzpellets, die durch einen Einlaß, nicht dargestellt, in die Zylindereinheit 22 eingespeist werden, werden durch ein Heizelement (nicht dargestellt) und die Scherbewegung der rotierbaren Schnecke 27 plastifiziert. Die Drehung der Schnecke 27 bewirkt, daß das geschmolzene Material nach vorne fließt und daß das geschmolzene Material sich ansammelt und in den vorderen Teil der Schnecke 27 eingebracht wird. Die Schnecke 27 bewegt sich aufgrund des Druckes von geschmolzenem Material, das sich im vorderen Teil der Schnecke 27 angesammelt hat, gleichzeitig mit der Rotation zurück (nach rechts, wie es in 3 zu sehen ist).
Während des Füllprozesses dreht sich die erste rotierbare Welle 54 und bewegt sich zusammen mit der Zwischenplatte 53 zurück, während sich die Schnecke 27 nach hinten bewegt. Die erste rotierbare Welle 54 ist jedoch mit der zweiten rotierbaren Welle 55 über die Zwischenmontageplatte 53 verbunden, so daß die zweite rotierbare Welle 55 nicht durch die Rotation der ersten rotierbare Welle 54 beeinflußt wird. Dadurch wird eine glatte Rückbewegung der Schnecke 27 mit dem geeigneten Gegendruck, der auf sie ausgeübt wird, bereitgestellt, während der Motor 52, der die zweite rotierbare Welle 55 frei rotieren läßt, es ermöglicht, daß sich die zweite rotierbare Welle 55 nach hinten bewegt. Folglich kann im Gegensatz zu der herkömmlichen Einspritzvorrichtung, wie sie in 7 gezeigt ist, in der der die erste rotierbare Welle antreibende Motor und der die zweite rotierbare Welle antreibende Motor notwendigerweise synchron unter Verwendung einer komplizierten Gegendrucksteuerung angetrieben werden, der geeignete Gegendruck auf die Schnecke 27 ausgeübt werden, indem das geschmolzene Material, das sich im vorderen Teil der Schnecke 27 ansammelt, abgebremst wird, wobei lediglich der die zweite rotierbare Welle antreibende Motor 52 gesteuert wird.
Dritte Ausführungsform
Eine Einspritzvorrichtung nach einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird in bezug auf die 4 beschrieben. Alle Teile, die mit jenen aller anderen Ausführungsformen identisch sind, haben dieselben Bezugszahlen. In dieser Ausführungsform treibt der Motor, der auf die Zwischenmontageplatte montiert ist, ungleich der zweiten Ausführungsform die zweite rotierbare Welle ohne den Energieübertragungsmechanismus, wie er in 2 gezeigt ist, direkt an.
Nach 4 ist die Zylindereinheit 22 auf eine Frontplatte 62 eines Einspritzschlittens 61 montiert und mit einem beheizten Zylinder versehen, in dem eine Schnecke 27 in der Bohrung der Zylindereinheit 22 angeordnet ist, so daß sie sich drehen und axialer Richtung bewegen kann. Eine erste rotierbare Welle 68 ist mit dem hinteren Endbereich der Schnecke 27 verbunden. Die erste rotierbare Welle 68 wird durch Lager drehbar auf einer Zwischenmontageplatte 66 gehalten, die beweglich zwischen der Frontplatte 62 und der hinteren Platte 63 angeordnet ist. Ein Motor 64, der die erste rotierbare Welle 68 antreibt, ist an das vordere Ende 53 der Zwischenmontageplatte 66 montiert. Ein die zweite rotierbare Welle antreibender Motor 65 ist an das hintere Ende der Zwischenmontageplatte 66 montiert.
Eine zweite rotierbare Welle 72 wird durch einen Motor 65 angetrieben und über die Zwischenmontageplatte 66 auf einer Linie mit der ersten rotierbaren Welle 68 verbunden, wobei ein bestimmter Abstand zum hinteren Ende der ersten rotierbaren Welle 68 besteht, so daß die zweite rotierbare Welle 72 durch die Rotation der ersten rotierbaren Welle 68 nicht beeinflußt. Die zweite rotierbare Welle 72 weist einen Außengewindebereich 71 auf, der geeignet ist, als Gewindestab eines Kugelumlaufspindelmechanismus zu dienen. Ein Gewindemutterelement 69, das geeignet ist, als Gewindemutter eines Kugelumlaufspindelmechanismus zu dienen, ist an der hinte ren Platte 63 befestigt und mit dem Außengewindebereich 71 der zweiten rotierbaren Welle 72 verbunden und steht mit diesem in Eingriff.
Während des Einspritzprozesses wird elektrische Energie auf den Motor 65 übertragen, so daß sich die zweite rotierbare Welle 72 dreht. Die Rotationskraft des die zweite rotierbare Welle antreibenden Motors 65 wird durch das Gewindemutterelement 69, das mit dem Außengewindebereich 71 der zweiten rotierbaren Welle 72 in Eingriff steht, in eine Schubkraft umgewandelt, so daß sie bewegt wird. Die Schubkraft wird auf die Zwischenmontageplatte 66 und die erste rotierbare Welle 68 übertragen, so daß sich die Schnecke 27 in axialer Richtung bewegt. Folglich wird die Schnecke 27 dazu gezwungen, sich in 4 in Richtung nach links zu bewegen, und spritzt das geschmolzene Material, da sich im vorderen Teil der Schnecke 27 ansammelt in einen Formhohlraum ein (nicht dargestellt).
Während des Füllprozesses wird elektrische Energie auf den Motor 64 übertragen, um die erste rotierbare Welle 68 und die Schnecke 27 anzutreiben. Harzpellets, die in die Zylindereinheit 22 eingespeist werden, werden plastifiziert. Das geschmolzene Material sammelt sich an und wird in den vorderen Teil der Schnecke 27 eingebracht. Die Schnecke 27 bewegt sich aufgrund des Druckes durch das geschmolzene Material, das sich im vorderen Teil der Schnecke 27 angesammelt hat, gleichzeitig mit der Rotation zurück (in 4 nach rechts).
Während des Füllprozesses dreht sich die erste rotierbare Welle 68 und bewegt sich zusammen mit der Zwischenmontageplatte 66 zurück, während sich die Schnecke 27 nach hinten bewegt.
Die erste rotierbare Welle 68 ist jedoch mit der zweiten rotierbaren Welle 72 über die Zwischenmontageplatte 66 verbunden, so daß die zweite rotierbare Welle 72 nicht durch die Rotation der ersten rotierbare Welle 68 beeinflußt wird. Dadurch wird eine glatte Rückbewegung der Schnecke 27 mit dem geeigneten Gegendruck, der auf sie ausgeübt wird, bereitgestellt, während der Motor 65, der die zweite rotierbare Welle 72 frei rotieren läßt, es ermöglicht, daß sich die zweite rotierbare Welle 55 nach hinten bewegt. Folglich müssen im Gegensatz zu der herkömmlichen Einspritzvorrichtung, wie sie in 7 gezeigt ist, der die erste rotierbare Welle antreibende Motor 64 und der die zweite rotierbare Welle antreibende Motor 65 nicht mit komplizierter Steuerung des Gegendruckes synchron angetrieben werden. Und der geeignete Gegendruck kann auf die Schnecke 27 ausgeübt werden, indem das geschmolzene Material, das sich im vorderen Teil der Schnecke 27 ansammelt, abgebremst wird, wobei lediglich der die zweite rotierbare Welle antreibende Motor 65 gesteuert wird.
In dieser Ausführungsform messen Rotationscodiereinrichtungen 73, 74 den Rotationswinkel des die erste rotierbare Welle antreibenden Motors 64 bzw. des die zweite rotierbare Welle antreibenden Motors 65. Ein Schubmeßstand 75 mißt die Schubkraft, die auf die Zwischenmontageplatte 66 ausgeübt wird. In 4 werden Führungsstäbe zur Führung einer Zwischenmontageplatte 66, die den die erste rotierbare Welle antreibenden Motor 64 und den die zweite rotierbare Welle antreibenden Motor 65 fest hält, in der Zeichnung weggelassen.
Vierte Ausführungsform
Eine Einspritzvorrichtung nach einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird in bezug auf die 5 beschrieben. Alle Teile, die mit jenen aller anderen Ausführungsform identisch sind, haben dieselben Bezugszahlen. In dieser Ausführungsform treibt der die zweite rotierbare Welle antreibende Motor , der auf die Zwischenmontageplatte montiert ist, ungleich der ersten Ausführungsform die erste rotierbare Welle ohne den Energieübertragungsmechanismus, wie er in 2 gezeigt ist, direkt an.
Ein Einspritzschlitten 81 umfaßt eine Bodenplatte 26, eine Frontplatte 82, die am vorderen Ende der Bodenplatte 26 angeordnet ist, und eine hintere Platte 83, die am hinteren Ende der Bodenplatte 26 angeordnet ist. Die Zylindereinheit 22 ist auf die Frontplatte 82 montiert und mit einem beheizten Zylinder versehen, in dem eine Schnecke 27 in der Bohrung der Zylindereinheit 22 angeordnet ist, so daß sie sich drehen kann und axialer Richtung bewegen kann. Eine erste rotierbare Welle 87 ist mit dem hinteren Endbereich der Schnecke 27 verbunden. Die erste rotierbare Welle 87 wird drehbar durch Lager auf einer Zwischenmontageplatte 85 gehalten, die beweglich zwischen der Frontplatte 82 und der hinteren Platte 83 angeordnet ist. Der Motor 84, der auf die Zwischenmontageplatte 85 montiert ist, treibt die erste rotierbare Welle 87 direkt an. Ein die zweite rotierbare Welle antreibender Motor 88 ist auf die hintere Platte 88 des Einspritzschlittens 81 montiert.
Eine zweite rotierbare Welle 92 wird durch einen Motor 88 angetrieben und mit der Zwischenplatte 85 auf einer Linie mit der ersten rotierbaren Welle 87 verbunden, wobei ein bestimmter Abstand zum hinteren Ende der ersten rotierbaren Welle 87 besteht, so daß die zweite rotierbare Welle 92 nicht durch die Rotation der ersten rotierbaren Welle 87 beeinflußt wird. Die zweite rotierbare Welle 92 weist einen Außengewindebereich 91 auf, der geeignet ist, als Gewindestab eines Kugelumlaufspindelmechanismus zu dienen, dessen vorderes Ende an einer Meßdose 95, die an einer hinteren Endfläche der. Zwischenmontageplatte 85 angebracht ist, stößt.
Ein Rotor 89 des die zweite rotierbare Welle antreibenden Motors 88, der integriert mit einem Gewindemutterelement 90 ausgebildet ist, das geeignet ist, als Gewindemutter eines Kugelumlaufspindelmechanismus zu dienen, ist mit dem Außengewindebereich 91 der zweiten rotierbaren Welle verbunden und steht mit diesem in Eingriff. Der die zweite rotierbare Welle antreibende Motor 88 treibt das Gewindemutterelement 90 an, so daß sich die zweite rotierbare Welle 92 bewegt, die eine Schubkraft auf die Zwischenmontageplatte 85 ausüben kann.
In dieser Ausführungsform messen Rotationscodiereinrichtungen 93,94 den Drehwinkel des die erste rotierbare Welle antreibenden Motors 84 bzw. des die zweite rotierbare Welle antreibenden Motor s 88. Eine Meßdose 95 mißt die Schubkraft, die auf die Zwischenmotageplatte 85 ausgeübt wird. In 5 werden Führungsstäbe zum Führen einer Zwischenmontageplatte 85, die den die erste rotierbare Welle antreibende Motor 84 hält, in der Zeichnung weggelassen.
Während des Einspritzprozesses wird elektrische Energie auf den die zweite rotierbare Welle antreibenden Motor 88 übertragen, und der Rotor dreht sich zusammen mit dem Gewindemutterelement 90. Die Rotationskraft des die zweite rotierbare Welle antreibenden Motors 88 wird durch das Gewindemutterelement 89, das mit dem Außengewindebereich 91 der zweiten rotierbaren Welle 92 in Eingriff steht, in eine Schubkraft umgewandelt, so daß er axial bewegt wird. Die Schubkraft wird auf die Zwischenmontageplatte 85 und die erste rotierbare Welle 87 übertragen, so daß sich die Schnecke 27 in axialer Richtung bewegt. Folglich wird die Schnecke 27 dazu gezwungen, sich in 5 in Richtung nach links zu bewegen und das geschmolzene Material, da sich im vorderen Teil der Schnecke 27 ansammelt, in einen Formhohlraum einzuspritzen (nicht dargestellt).
Während des Füllprozesses wird elektrische Energie auf den Motor 84 übertragen, um die erste rotierbare Welle 87 und die Schnecke 27 anzutreiben. Die Schnecke 27, die mit der ersten rotierbaren Welle verbunden ist, dreht sich. Harzpellets, die in die Zylindereinheit 22 eingespeist werden, werden durch ein Heizelement (nicht dargestellt) und die Scherbewegung der rotierbaren Schnecke 27 plastifiziert. Das geschmolzene Material sammelt sich an und wird in den vorderen Teil der Schnecke 27 eingebracht.
Die Schnecke 27 bewegt sich aufgrund des Druckes von geschmolzenem Material, das sich im vorderen Teil der Schnecke 27 angesammelt hat, gleichzeitig mit der Rotation zurück (in 5 nach rechts). Die erste rotierbare Welle 87 dreht sich und be wegt sich zusammen mit der Zwischenmontageplatte 85 zurück, die die zweite rotierbare Welle 92 zwingt, sich nach hinten zu bewegen (in 5 nach rechts). Die Gewindemutter 90, die sich frei drehen kann, ermöglicht, daß sich die Schnecke 27 sich in die Ausgangsposition zurückbewegt.
Während sich die Schnecke nach hinten bewegt, werden die erste rotierbare Welle 87 und die zweite rotierbare Welle 92 über eine Zwischenmontageplatte 85 miteinander verknüpft, so daß das hintere Ende der ersten rotierbaren Welle 85 in einem Abstand zum vorderen Ende der zweiten rotierbaren Welle 92 angeordnet ist. Dadurch wird eine glatte Rückbewegung der Schnecke 27 mit dem geeigneten Gegendruck, der während des Einspritzvorgangs auf sie ausgeübt wird, bereitgestellt. Im Gegensatz zu der herkömmlichen Einspritzvorrichtung, wie sie in 7 gezeigt ist, in der der die erste rotierbare Welle antreibende Motor und der die zweite rotierbare Welle antreibenden Motor notwendigerweise mit komplizierter Steuerung des Gegendruckes synchron angetrieben werden müssen, kann der geeignete Gegendruck auf die Schnecke 27 ausgeübt werden, indem das geschmolzene Material, das sich im vorderen Teil der Schnecke 27 ansammelt, abgebremst wird, wobei lediglich der die zweite rotierbare Welle antreibende Motor 88 gesteuert wird.
Fünfte Ausführungsform
Eine Einspritzvorrichtung nach einer fünften erfindungsgemäßen Ausführungsform wird im folgenden in bezug auf die 6 beschrieben. Alle Elemente, die mit jenen aller anderen Ausführungsform identisch sind, haben dieselben Bezugszahlen.
Nach 6 ist die Zylindereinheit 22 auf eine Frontplatte 102 eines Einspritzschlittens 61 montiert und mit einem beheizten Zylinder versehen, in dem eine Schnecke 27 in der Bohrung der Zylindereinheit 22 angeordnet ist, so daß sie sich drehen und axialer Richtung bewegen kann. Eine erste rotierbare Welle 107 ist mit dem hinteren Endbereich der Schnecke 27 verbunden. Die erste rotierbare Welle 107 wird drehbar durch Lager auf einer Zwischenmontageplatte 105 gehalten, die beweglich zwischen der Frontplatte 102 und der hinteren Platte 103 angeordnet ist. Ein Motor 106, der die erste rotierbare Welle 107 antreibt, ist an das vordere Ende der Zwischenmontageplatte 105 montiert. Ein die zweite rotierbare Welle antreibender Motor 104 ist an das hintere Ende der hinteren Platte 103 montiert.
Eine zweite rotierbare Welle 110, die durch einen Motor 104 angetrieben wird, wird drehbar durch Lager auf der hinteren Platte 103 gehalten. Die zweite rotierbare Welle 72 weist einen Außengewindebereich 111 auf, der so ausgestaltet ist, daß er als Außengewindebereich eines Kugelumlaufmechanismusses dient. Ein Gewindemutterelement 108, das geeignet ist, als Gewindemutter eines Kugelspindelmechanismusses zu dienen, ist an einer Meßdose 109 befestigt, der an einer Zwischenmontageplatte 105 angebracht ist. Das Gewindemutterelement 108 ist mit dem Außengewindebereich 111 auf einer Linie mit der ersten rotierbaren Welle 107 verbunden, wobei ein bestimmter Abstand zum hinteren Ende der ersten rotierbaren Welle 107 besteht.
In dieser Ausführungsform mißt die Meßdose 109, die zwischen der Endfläche der Zwischenmontageplatte 105 und dem Gewindemutterelement 108 angeordnet ist, die Schubkraft, die auf die Zwischenmontageplatte 105 ausgeübt wird. In 6 sind Führungsstäbe, die die Zwischenmontageplatte 105 führen, die den die erste rotierbare Welle antreibenden Motor 64 und den die zweite rotierbare Welle antreibenden Motor 106 hält, in der Zeichnung weggelassen.
Während des Einspritzprozesses wird elektrische Energie auf den die zweite rotierbare Welle antreibenden Motor 104 übertragen, so daß sich die zweite rotierbare Welle 110 dreht. Die Rotationskraft des die zweite rotierbare Welle antreibenden Motors 104 wird durch das Gewindemutterelement 108, das mit dem Außengewindebereich 111 der zweiten rotierbaren Welle 110 in Eingriff steht, in eine Schubkraft umgewandelt, so daß sie axial bewegt wird. Die Schubkraft wird auf die Zwischenmontageplatte 105 übertragen, so daß sich die Schnecke 27 axial bewegt. Folglich wird die Schnecke 27 dazu gezwungen, sich in 6 in Richtung nach links zu bewegen und das geschmolzene Material, das sich im vorderen Teil der Schnecke 27 ansammelt, in einen Formhohlraum einzuspritzen (nicht dargestellt).
Während des Füllprozesses wird elektrische Energie auf den Motor 106 übertragen, um die erste rotierbare Welle 107 und die Schnecke 27 anzutreiben. Harzpellets, die in die Zylindereinheit 22 eingespeist werden, werden plastifiziert. Das geschmolzene Material sammelt sich an und wird in den vorderen Teil der Schnecke 27 eingebracht wird. Die Schnecke 27 bewegt sich aufgrund des Druckes von geschmolzenem Material, das sich im vorderen Teil der Schnecke 27 angesammelt hat, gleichzeitig mit der Rotation zurück (in 6 nach rechts). Die erste rotierbare Welle 107 dreht sich und bewegt sich zusammen mit der Zwischenplatte 105 zurück, während sich die Schnecke 27 nach hinten bewegt. Das Gewindemutterelement 108 zwingt die zweite rotierbare Welle 110, sich zu drehen und nach hinten zu bewegen (in 6 nach rechts). Die zweite rotierbare Welle 110, die sich frei drehen kann, ermöglicht, daß die Schnecke sich in die Ausgangsposition für den Einspritzvorgang zurückbewegt.
Der die erste rotierbare Welle antreibende Motor 106 wird durch den Betrieb der zweiten Rotationswelle 110 und des die zweite rotierbare Welle antreibenden Motor s 104 in keiner Weise beeinflußt. Im Gegensatz zu der herkömmlichen Einspritzvorrichtung, wie sie in 7 gezeigt ist, in der der die erste rotierbare Welle antreibende Motor und der die zweite rotierbare Welle antreibenden Motor notwendigerweise mit komplizierter Steuerung des Gegendruckes synchron angetrieben werden müssen, kann der geeignete Gegendruck auf die Schnecke 27 ausgeübt werden, indem das geschmolzene Material, das sich im vorderen Teil der Schnecke 27 ansammelt, abgebremst wird, wobei lediglich der die zweite rotierbare Welle antreibende Motor 104 gesteuert wird.

Claims

Einspritzvorrichtung (20) für eine motorgetriebene Spritzgießmaschine mit einer Zylindereinheit (22) zum Aufheizen und Plastifizieren von Polymermaterial und einer Schnecke (27), die drehbar und in Axialrichtung bewegbar in der Zylindereinheit (22) angeordnet ist, wobei die Vorrichtung aufweist: eine erste rotierende Welle (34;54;68;87;107), deren eines Ende mit dem hinteren Ende der Schnecke (27) verbunden ist, einen Motor (28;64;84;106), um die erste rotierbare Welle (34;54;68;87;107) anzutreiben, eine zweite rotierbare Welle (36;55;72;92;110) mit einem Außengewindebereich (35;56;71;111), ein Gewindemutterelement (38;58;69;90;108), das mit dem Außengewindebereich (35;56;71;111) in Eingriff steht, einen Einspritzschlitten (21;51;61;81) mit einer Frontplatte (23;62;82), um die Zylindereinheit (22) auf diese zu montieren, und einer hinteren Platte (25;57;63;83;103), um die zweite rotierende Welle (36;55;72;92;110) an ihrem hinteren Ende zu halten, einen Motor (24;52;65;88;104), um die zweite rotierbare Welle (36;55;72;92;110) anzutreiben, eine Zwischenmontageplatte (29;53;66;105), die bewegbar zwischen der Frontplatte (23;62;82) und der hinteren Platte (25;57;63;83;103) angeordnet ist, um die erste rotierbare Welle (34;54;68;87;107) mit der zweiten rotierbaren Welle (36;55;72;92;110) koaxial zu verbinden, wobei das hintere Ende der ersten rotierenden Welle (34;54;68;87; 107) und das vordere Ende der zweiten rotierbaren Welle (36;55;72;92;110) in einem bestimmten Abstand zueinander angeordnet sind, und eine Meßdose (39;75;95;109), um die Schubkraft, die von der zweiten rotierbaren Welle (36;55;72;92;110) auf die Zwischenmontageplatte (29;53;66;105) ausgeübt wird, zu messen.
Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die erste rotierbare Welle antreibende Motor (28;64;84;106) auf die Zwischenmontageplatte (29;53;66;105) montiert ist.
Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die zweite rotierbare Welle antreibende Motor (24;88;104) auf die hintere Platte (25;83;103) des Einspritzschlittens (21;51;101) montiert ist.
Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite rotierbare Welle (36; 55;72;92;110) einen Gewindestabbereich (35;56;71;91;111) aufweist und das Gewindemutterelement (38;58;69;90;108) mit dem Gewindestabbereich (35;56;71;91;111) einen Kugelumlaufspindelmechanismus bildet.
Einspritzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die zweite rotierbare Welle antreibende Motor mit einem Rotor (37;89) versehen ist, der integriert mit dem Gewindemutterelement (38;90) des Kugelumlaufspindelmechanismus ausgebildet ist.
Einspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßdose am vorderen Ende der zweiten rotierenden Welle angeordnet ist.
Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die zweite rotierbare Welle antreibende Motor (52;65) auf der Zwischenmontageplatte (53;66) befestigt ist.
Einspritzvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewindemutterelement (69;58) auf der hinteren Platte (57;63) befestigt ist.
Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßdose (39;75) am hinte ren Ende der zweiten rotierenden Welle (56;71) befestigt ist.
Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewindemutterelement (108) auf der Zwischenmontageplatte (105) befestigt ist.
Einspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mit einem Energieübertragungsmechanismus (33) zur Übertragung von Energie von dem die erste rotierbare Welle antreibenden Motor (28) auf die erste rotierende Welle (34;54) versehen ist, der aus einem Treibriemen (32) und Riemenscheiben (30,31) für einen Riemenantrieb besteht.
Einspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ferner eine Rotationscodiereinrichtung (40;73,74;93;94) zur Detektion des Drehwinkels des die zweite rotierbare Welle antreibenden Motors (24;52;65;88;104) aufweist.
Einspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mit Führungsstäben (41) versehen ist, die parallel zur Achse der Schnecke (27) angeordnet sind und sich durch die Zwischenmontageplatte (29;53;66;85;105) erstrecken, so daß die Zwischenmontageplatte (29) geführt wird, derart daß sie während eines Einspritzprozesses und eines Füllprozesses eine gleitende Bewegung ausführt.