DE2911469A1 - Antriebsanordnung, insbesondere fuer spritzgiessmaschinen - Google Patents

Antriebsanordnung, insbesondere fuer spritzgiessmaschinen

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DE2911469A1 DE19792911469 DE2911469A DE2911469A1 DE 2911469 A1 DE2911469 A1 DE 2911469A1 DE 19792911469 DE19792911469 DE 19792911469 DE 2911469 A DE2911469 A DE 2911469A DE 2911469 A1 DE2911469 A1 DE 2911469A1
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Description

VEB Kombinat Umformte'ohiiiV .'!Herbert Warhke" 2911469
Erfurt d. 4.12.1978
Antriebsanordnung insbesondere für Spritzgießmaschinen
Anwendungsgebiet
Die Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Antriebsanordnung.
Vorzugsweise kann die Erfindung bei Spritzgießmaschinen angewendet werden, dif einen Elektromotor mit variabler Drehzahl als Antrieb für die Druckstromerzeuger aufweisen»
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Auf Grund des sehr unterschiedlichen Druck- und Mengenbedarfes an Hydraulikflüssigkeit bei einer Spritzgießraaschine innerhalb eines Arbeitszyklus1 muß das Hydraulikaggregat dementsprechend regelungsfähig sein, so daß feinste Mengen- und Druckänderungen möglich werden·
Bekannt ist dazu aus der DE-OS 2 263 797 bzw» aus der DE-OS 2 525 877 eine Spritzgießmaschine, die einen Elektromotor mit variabler Drehzahl für den Antrieb der Druckstromerzeuger (Konstantpumpen) aufweist. Dieser Elektromotor ist derart angeordnet und eingestellt, daß er bei Drehzahlen und Drehmomenten betrieben wird, die sich jeweils direkt in Übereinstimmung mit dem Druck- und Mengenbedarf an Hydraulikflüssigkeit während eines Spritzgießzyklus1 ändern»
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Die über die elektrischen Regeleinrichtungen entsprechend den Anforderungen des Spritzgießzyklus1 vorbestimmte Leistung des Elektromotors steht für sämtliche Druckstromverbraucher zur Verfügung, Der Rotationsantrieb der Schnecke erfolgt ebenfalls durch Druckstromerzeuger. Die Energie der Hydraulikflüssigkeit wird mittels eines Hydromotors als rotatorische Bewegung auf die Schnecke übertragen. Die Realisierung des Rotationsantriebes der Schnecke über den indirekten Weg durch die Verwendung eines Hydraulikmediums mit entsprechenden Hydropumpen und einem Hydromotor hat zwangsläufig einen erhöhten Energieverlust zur Folge, Des weiteren ist beim Hydroantrieb der Aufwand zur Erzielung einer hohen Drehzahlkonstanz und einer elektrischen Ansteuerbarkeit bei stufenloser Drehzahlverstellung infolge der dazu notwendigen Einrichtungen zur Realisierung einer gleichmäßigen Öltemperatur und einer geringeren Ölverschmutzung sehr hoch.
Zudem stellt der Hydromotor mit seinen Steuergeräten und Leitungen eine weitere mögliche Leckölquelle dar.
Ziel der Erfindung
Ziel des Erfindung ist es, bei Reduzierung des technischökonomischen Aufwandes einon den Bedingungen des Spritzgießzyklus' optimal angepaßten Antrieb zu schaffen, der durch hohe Wirtschaftlichkeit auszeichnet.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Aufgabe der Erfindung let es, die hydrauliichen Drucketromerzeuger ale auch die Plaetlzierechnecke in Verbindung mit einer geeigneten Steuer-und Regeleinrichtung bei geringem übertragungstechnischem Aufwand durch ein gemeinsames Antriebsaggregat in Rotation zu versetzen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein drehzahlvariabler Elektromotor in einer Spritzeinheit derart angeordnet ist, daß direkt über eine Schaltkupplung oder über eine Schaltkupplung in Verbindung mit zusätzlichen Maschinenelementen eine drehmomentenübertragende Verbindung zwischen der Piastizierschnecke und dem Elektromotor zur Realisierung des Rotationsantriebes der Piastizierschnecke A besteht. Die zum Betreiben der Druckstromverbraucher der Schließ- und Spritzeinheit erforderlichen Druckstromerzeuger (Hydropumpen) befinden sich immer in Verbindung mit der Antriebswelle des Elektromotors.
In Abhängigkeit von der Baugröße der Spritzgießmaschine, den Abmessungen des Elektromotors und der Hydropumpen sowie der Art des verwendeten Getriebes wird die erfindungsgemäße Antriebsanordnung durch zwei verschiedene Ausführungsvarianten realisiert·
Einmal bilden der Elektromotor, die Druckstromerzeuger (Hydropumpen), die erforderlichen hydraulischen Steuer- und Regeleinrichtungen, die Schaltkupplung und das Getriebe zusammen mit der Piastiziereinheit und dem Einspritzzylinder den sogenannten Oberbau der Spritzeinheit. In einer anderen Ausführungsart ist der Elektromotor zusammen mit den angeflanschten Hydropumpen, den hydraulischen Steuer« und Regeleinrichtungen für die Drukstromverbraucher, der Schaltkupplung, einer Gelenkwelle und einem Keil- oder Zahnriementrieb im Unterbau der Spritzeinheit angeordnet, wobei das Getriebe im Oberbau angeordnet ist. Zwischen dem im Oberbau angeordneten Getriebe und der im Unterbau angeordneten Gelenkwelle besteht ein in axialer Richtung lösbarer Kraftschluß.
Diese Gelenkwelle ist vorzugsweise als Vielkeilwelle ausgebildet, um gegenüber dem Oberbau bei den erforderlichen Düsenan- und Abfahrbewegungen"bzw· bei einer Trennung der Gelenkwelle von dem Getriebe die notwendige Axialverschiebbarkeit zu gewährleisten· Außerdem kann die Gelenkwelle
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ΐ beim Antrieb auftretende Acheversätze gegenüber dem Ge-
f "'· triebe besser ausgleichen.
^ AuafUhrungsbeispiel
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen
Pig. 1 - eine Anordnung des Antriebes im Oberbau der
f Spritzeinheit
Fig. 2 - eine Anordnung des Antriebes im Unterbau der
} Spritzeinheit·
Die Darstellung in Pig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Aus-
fUhrungsart, bei der der Elektromotor 1, die Hydropumpen 2, die erforderlichen hydraulischen Steuer- und Regeleinrichtungen, die nicht näher dargestellt sind, die Schaltkupplung 3 und das Getriebe 4 eine integrale Baueinheit mit der Flastiziereinheit 5 und dem Einspritzzylinder 6, d. h. mit
dem Oberbau 7 der Spritzeinheit bilden. Dieser Oberbau 7 ist auf dem Unterbau 10 der Spritzeinheit beweglich gelagert und ist über den Düsenfahrzylinder 8 mit der Schließeinheit 9 verbunden.
Das Getriebe 4 als drehmomentwandelndes Element ist hinter dem Einspritzzylinder 6 angeordnet und mittels einer Schaltkupplung 3, die zusammen mit dem Getriebe 4 eine Baueinheit bildet, mit dem Elektromotor 1 verbunden. An der Antriebswelle des Elektromotors 1 sind eine oder mehrere Hydropumpen 2 angeflanscht.
Die Verbindung zwischen den Hydropumpen 2 bzw. den hydraulischen Steuer- und Regeleinrichtungen und dem im Unterbau 10 befindlichen Hydraulikölbehälter bzw. den Verbrauchern der Schließeinheit 9 erfolgt durch die nicht dargestellten Saug- und Druckleitungen.
Entsprechend der Bewegungsfreiheit des Oberbaues sind die Saug- und Druckleitungen vorzugsweise als Schlauchleitungen auegeführt, wobei sie auoh als Gelenk- bzw. Teleskop-Rohrleitungen ausgeführt werden können.
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Die Leitungsverbindung zwischen den Hydropumpen 2 und den Einspritzzylinder 6 ist auf G^und der Ausführungsart starr und besonders kurz und somit mit geringen Druckverlusten ausführbar. Bei den extrem großen Fördermengen während des Einspritzvorganges ist das besonders vorteilhaft. Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Ausführungsart gemäß Fig. 1 wird nachstehend kurz erläutert. Der Elektromotor 1, entweder ein Gleichstrommotor oder ein Wechsel- bzw. Drehstrommotor, wird über bekannte Umformereinrichtungen aus dem elektrischen Versorgungsnetz gespeist. Entsprechend den unterschiedlichen Anforderungen der Spritzgießmaschine während des Spritzgießzyklus1 werden durch bekannte, in der Erfindungsbeschreibung nicht näher dargestellte Steuer- und Regeleinrichtungen Signale auf den Elektromotor 1 übertragen, so daß von diesem Elektromotor 1 zu den entsprechenden Zeitpunkten die erforderlichen Drehzahlen und Drehmomente abnehmbar sind. Diese Leistungspararaeter des Elektromotors stehen somit für die hydraulischen Druckstromverbraucher der Schließeinheit 9 und der Spritzeinheit 14 als auch für den Rotationsantrieb der Piastizierschnecke 13 zur Verfügung·
Während des Arbeitsganges Plastizieren arbeiten die Hydropumpen 2 im wesentlichen nur im Umlauf und benötigen demzufolge nur eine geringe Antriebsleistung· Der größte Teil der Motornennleistung steht somit für den Rotationsantrieb der Plastizierschnecke 13 zur Verfügung· Diese Einschränkung ist möglich, da auf Grund des hohen Förderstromes des plastizierten Werkstoffes die Plastizierzeit bzw. Dosierzeit kürzer ist als die notwendige Kühlzeit und während dieser Zeit keine weiteren druckstromintenaiven Bewegungsvorgänge ablaufen.
Nach Beendigung des Plaetiziervorganges wird durch Betätigung der Schaltkupplung 3 der Antrieb zwischen dem Elektromotor 1 und der Plastizierschnecke 13 getrennt· Jetzt steht die gesamte Leistung des Elektromotors 1 für den Einppritzzylinder 6 und die Druckstromverbraucher der Schließeinheit 9 und der Spritzeinheit 14 zur Verfügung·
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Durch diese wahlweise zyklusabhangige Trennung mittels einer Schaltkupplung 3 zwischen Elektromotor 1 und der Piastizierschnecke 13 ist eine besonders vorteilhafte Energieauslastung des Antriebes gewährleistet. Außerdem wird durch die direkte Verbindung des Elektromotors mit der Schnecke über die Schaltkupplung 3 bzw. über die |
Schaltkupplung 3 in Verbindung mit einem mechanischen |
Getriebe 4 gegenüber bekannten Einrichtungen mit hydrau- |, lischen Übertragungsgliedern zwischen Hauptantrieb und i
Piastizierschnecke 13 ein erhöhter energetischer Wirkungsgrad erzielt. Das Getriebe 4 wird in Abhängigkeit vom zu übertragenden Drehmoment und vom erforderlichen Übersetzungsverhältnis gestaltet. Unter dem Aspekt geringer Geräuschentwicklung und Herstellungskosten kann in der erfindungsgemäßen AusfUhrungsart ein Zahnriementrieb, ggf. in zweistufiger Bauart eingesetzt werden. Auch eine Kombination von Zahnriementrieb (schnelle Stufe) und Stirnradgetriebe (langsame Stufe) ist möglich, da ein reines Stirnradgetriebe eine zu hohe Geräuschemission aufweist. Ebenfalls ist unter dem Aspekt geringer Geräuschentwicklung der Einsatz eines Schneckengetriebes vorteilhaft. In diesem Falle wäre die Motorlängsachse rechtwinkelig zur Maschinenlängsachse anzuordnen.
Die Darstellung in Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsart, bei der der Elektromotor 11, die Hydropumpen 2', die eicht näher dargestellten hydraulischen Steuer- und Hegeleinrichtungen für sämtliche Druckstromverbraucher und die kraftübertragenden Maschinenelemente zwischen Elektromotor 1' und Getriebe 41 im Unterbau 10· der Spritzeinheit 14* angeordnet sind.
Der Oberbau 7* mit der Plastiziereinheit 51, dem Einspritzzylinder6f und dem Getriebe 4* ist auf dem Unterbau 10f der Spritzeinheit 14* beweglich gelagert und steht über den Düsenfahrzylinder 8* mit der Schließeinheit 9' in Verbindung. Das Getriebe 4*· durch das das Drehmoment auf die Plastizierschnecke 13' übertragen wird, ist hinter dem Einepritz-
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* zylinder 61 angeordnet· Über eine Gelenkwelle 12 und einen Keil- oder Zahnriementrieb 11 steht das Getriebe 4* mit dem Elektromotor 1 * in Verbindung· Zwischen dem Keil- oder Zahnriementrieb 11 und der Gelenkwelle 12 iBt eine Schaltkupplung 3' angeordnet, um eine Trennung des Elektromotors 11 von d©r Schnecke 13' zu ermöglichen.
Die Gelenkwelle 12 ist vorzugsweise als Vielkeilwelle aus- ! gebildet und ermöglicht die notwendige Längsbewegung des
: Oberbaues 7' bei den Düsenan- und Abfahrbewegungen·
Geringfügige Schwenkbewegungen des Oberbaues, ohne daß eine Trennung vom Getriebe erforderlich ist, werden durch
:-, die Gelenkwelle 12 ermöglicht· Außerdem wird durch die Gelenkwelle 12 ein Ausgleich geschaffen, wenn während des Antriebes gegenüber dem Getriebe 4* ein Achsversatz auftritt· Die Verbindung zwischen Getriebe 4f und der Gelenkwelle 12 ist trennbar, um eine Schwenkbewegung des Oberbaues 7* bei notwendigen Reparatur- und UmrUstarbeiten zu gewährleisten· ;] Die Wirkungsweise dieser erfindungsgemäßen Aueführungsart
'■'< ist analog der Ausführungsart gemäß Fig. 1·
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Aufstellung der verwendeten Bezugezeichen
1, 1» - Elektromotor
2, 2» - HydropuEipen
3, 3« - Schaltkupplung
4, 4f - Getriebe
5, 5' - Plastiziereinheit
6, 6« - Einspritzzylinder
7, 71 - Oberbau der Spritzeinheit
8, 8« - Düsenfahrzylinder
9, 9« - Schließeinheit
10,10«- Unterbau der Spritzeinheit
11t - Keil- oder Zahnriementrieb
12, - Gelenkwelle
13,13'- Piastizierschnecke
14,14*- Spritzeinheit
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Claims (1)

  1. Erfindungsanspruch ß/
    Γ- 2911Α69
    KΙ),Antriebsanordnung insbesondere für Spritzgießmaschinen, bestehend aus einem drehzahlvariablen Elektromotor, Steuer- und Regeleinrichtungen zur Drehzahlregelung des Elektromotors, Hydropumpen als Druckstromerzeuger zum Betreiben I der Druckstromverbraucher der Schließ- und Spritzeinheit, und kraftübertragenden Maschinenelementen zur übertragung eines Drehmomentes, gekennzeichnet dadurch, daß der drehzahlvariable Elemtromotor (1;1!) direkt über eine Schaltkupplung (3;3*) oder über die Schaltkupplung (3;3f) und zusätzliche drehmomentübertragende Maschinenelemente die Piastizierschnecke (13;13!) in Rotation versetzt und gleichzeitig die Hydropumpen (2;2') für die Versorgung der Druckstromverbraucher antreibt. H
    (2) Antriebsanordnung insbesondere für Spritzgießmaschinen, nach Pkt, 1, gekennzeichnet dadurch, daß der drehzahlvariable Elektromotor (1), die Hydropumpen (2), die erforderlichen hydraulischen Steuer- und Regeleinrichtungen
    ί für die Druckstromverbraucher, die Schaltkupplung (3) und ein Getriebe (4) zusammen mit der Piastiziereinheit (5) und dem Einspritzzylinder (6) den Oberbau (7) der Spritzeinheit (14) bilden.
    (3) Antriebsanordnung insbesondere für Spritzgießmaschinen nach Pkt. 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Elektromotor Of)» die Hydropumpen (2') die hydraulischen Steuer- und Regeleinrichtungen für die Druckstromverbraucher, die Schaltkupplung (3')» eine Gelenkwelle (12) und ein Keiloder Zahnriementrieb (11) im Unterbau (10») der Spritzeinheit (14') angeordnet sind, wobei das Getriebe (41) im Oberbau (14*) angeordnet ist·
    909845/0678
    291M69
    Antriebsanordnung insbesondere für Spritzgießmaschinen nach Pkt· 1 und 3» gekennzeichnet dadurch, daß zwischen dem im Oberbau (71) angeordneten Getriebe (41) und der im Unterbau (10·) angeordneten Gelenkwelle (12), die vorzugsweise mit einen Vielkeilprofil versehen ist, ein in axialer Richtung lösbarer KraftSchluß besteht·
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