DE69822675T2

DE69822675T2 - HYBRID INJECTION MOLDING MACHINE

Info

Publication number: DE69822675T2
Application number: DE69822675T
Authority: DE
Inventors: Barr M. KLAUS
Original assignee: Milacron Inc
Current assignee: Milacron Inc
Priority date: 1998-09-30
Filing date: 1998-09-30
Publication date: 2004-08-05
Anticipated expiration: 2018-10-01
Also published as: KR100574757B1; JP4130062B2; CA2345949A1; JP2002525222A; DE69822675D1; CA2345949C; KR20010106496A; ATE262406T1

Abstract

An electro-mechanical drive apparatus uses a single variable speed motor (20 ), two one-way clutches (42, 66), and a hydraulic accumulator (48) to provide both hydraulic power for the linear motion axes and rotation of the plasticizing screw (14) in an injection molding machine. When engaged, the first one-way clutch (42) couples the dri ve motor (20) to the pump stack (26), while the second one-way clutch (66) couples the motor (20) to the feed screw (14). During rotation of the drive motor (20) in a forward direction, (a) the first one-way clutch (42) engages, rotating the shaft of the hydraulic pump stack (26) to power the machines hydraulic systems and charge the accumulator (48); and (b) the second one-way clutch slips. When the driv e motor (20) is rotated in a reverse direction, (a) the second one-way clutch (66) engages, rotating the feed screw (14), and (b) the first one-way clutch (42) slips. Preferably, the drive apparatus is associated with a double shaft motor (20) mounted adjacent separate drive couplings for the feed screw (14) and hydraulic pump stack (26).

Description

Technischer Bereichtechnical Area

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Spritzgießmaschinen und insbesondere auf eine Spritzgießmaschine, bei der ein einzelner Elektromotor verwendet wird, um die Zuführungsschnecke zu drehen, und, alternativ, um einen hydraulischen Pumpenblock anzutreiben.The present invention relates generally on injection molding machines and in particular on an injection molding machine in which a single Electric motor is used to rotate the feed screw, and, alternatively, to drive a hydraulic pump block.

Hintergrund der Technikbackground of the technique

Die Einspritzeinheit einer typischen Spritzgießmaschine erfüllt im wesentlichen zwei Funktionen während des Verlaufs eines normalen Betriebszyklus, nämlich eine Injektion bzw. Einspritzung und eine Extrusion. Die Funktion der Einspritzung tritt auf, wenn die Zuführungsschnecke in linearer Weise ohne Rotation vorwärts bewegt wird, um plastische Schmelze in die Form zu drücken. Die Funktion der Extrusion erfolgt dann, wenn die Zuführungsschnecke gedreht wird, um zusätzliches Material für die nächste Einspritzung zu plastifizieren. Wenn die Zuführungsschnecke während der Funktion der Extrusion gedreht wird, wird die plastische Schmelze nach und nach am Ende der Schnecke vorbeigedrückt, wobei durch ein Druck oder eine Kraft erzeugt wird, um die Schnecke nach hinten in ihre Position vor der Einspritzung zu bewegen, während sich die Schmelze ansammelt.The injection unit of a typical injection molding machine Fulfills essentially two functions during the course of a normal one Operating cycle, namely an injection and an extrusion. The function injection occurs when the feed screw is in linear Way forward without rotation is moved to press plastic melt into the mold. The Function of the extrusion takes place when the feed screw is rotated for additional Material for the next Plasticize injection. If the feed screw during the Function of the extrusion is rotated, the plastic melt gradually pushed past the end of the snail, being pressed or a force is generated to push the snail back into its Move position before injection while the melt is accumulating.

Sowohl die Funktion der Einspritzung als auch die der Extrusion erfordern eine zugehörige Antriebsvorrichtung in der Einspritzeinheit. Bei aus dem Stand der Technik bekannten hydraulischen Maschinen wird die Bewegung für die Funktion der Einspritzung in typischer Weise durch einen hydraulischen Zylinder ausgeführt, während die Drehung der Zuführungsschnecke für den Lauf des Extruders normalerweise durch einen Hydraulikmotor bewirkt wird. In neuer Zeit sind Elektromotoren in Kombination mit mechanischen Systemen als die unmittelbare Leistungsquelle für die Einspritzeinheit verwendet worden. Bei manchen der elektrischen Systeme, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, sind separate Motoren für jede Funktion eingesetzt worden, d. h. ein Motor zum Drehen der Zuführungsschnecke und ein zweiter Motor in Kombination mit einem Mechanismus wie bspw. einer Kugelschraube zum Umwandeln einer Drehbewegung in die lineare Bewegung, die für die Einspritzung erforderlich ist. Bei anderen aus dem Stand der Technik bekannten "hybriden" Maschinen ist ein Elektromotor verwendet worden, um die Zuführungsschnecke zu drehen, während die übrigen Funktionen der Maschine hydraulisch angetrieben wurden, wobei die Leistung durch einen Elektromotor bereitgestellt wurde, der eine oder mehrere hydraulische Pumpen antreibt.Both the function of injection as well as that of extrusion require an associated drive device in the injection unit. In hydraulic known from the prior art Machines will be the movement for the function of the injection typically through a hydraulic cylinder executed while the rotation of the feed screw for the The extruder run is usually caused by a hydraulic motor becomes. In recent times, electric motors have been combined with mechanical ones Systems used as the immediate power source for the injection unit Service. With some of the electrical systems that come from the state are known in the art, there are separate motors for each function been used, d. H. a motor for rotating the feed screw and a second motor in combination with a mechanism such as. a ball screw to convert a rotary motion into linear Movement for the injection is required. For others from the state of the Technology known "hybrid" machines is one Electric motor has been used to rotate the feed screw while the rest of the functions the machine was hydraulically powered, the performance was provided by an electric motor that has one or more hydraulic Drives pumps.

Während die "hybride" Maschine einige der Vorteile von sowohl der elektrischen (bessere Steuerung der Rotation der Schnecke) als auch der hydraulischen (niedrigere Gesamtkosten) Maschinen auf sich vereinigt, verbleibt noch Platz für Verbesserungen. Insbesondere besteht ein Potential für ein ökonomischeres System, da eine überschüssige Kapazität in dem Elektromotor vorhanden ist, der die Schnecke dreht. Dieser Motor wird lediglich während des Abschnitts des Zyklus verwendet, in dem das thermoplastische Material extrudiert bzw. plastifiziert wird, um die Einspritzmenge aufzubauen. Da der Motor und das zugehörige Getriebe mit veränderbarer Übersetzung relativ hohe Kosten beinhalten, ist es wünschenswert, die Ausnutzung dieses Motors zu maximieren. Weiterhin sind bei den Spritzgießmaschinen mit Motoren mit variabler Geschwindigkeit, die gegenwärtig verfügbar sind, die Motoren entweder speziellen Achsen zugeteilt, so wie bei elektromechanischen Systemen, oder sind in redundanter Weise auf standardmäßige hydraulische Kreise angewandt, so daß durch den Motor und Antrieb mit variabler Geschwindigkeit keine wirtschaftlichere Steuerung erreicht werden kann.While the "hybrid" machine some the advantages of both the electrical (better control of the Rotation of the screw) as well as the hydraulic (lower total costs) Machines combined, there is still room for improvement. In particular, there is potential for a more economical system, since an excess capacity in the There is an electric motor that turns the screw. That engine is only during the Section of the cycle used in which the thermoplastic material is extruded or plasticized to build up the injection quantity. Because the engine and the associated Gear with variable ratio include relatively high cost, it is desirable to take advantage of it maximize this engine. Furthermore, the injection molding machines with variable speed motors currently available the motors are either assigned to special axes, as with electromechanical ones Systems, or are redundant to standard hydraulic ones Circles applied so that by the motor and drive with variable speed no more economical Control can be achieved.

Ein Beispiel für eine Spritzgießmaschine nach dem Stand der Technik, bei der ein elektrischer Antriebsmotor mit variabler Geschwindigkeit verwendet wird, um die Zuführungsschnecke zu drehen und die hydraulische Pumpe anzutreiben, über eine Getriebeeinrichtung, ist in der JP-A-60245530 beschrieben.An example of an injection molding machine after the prior art, in which an electric drive motor with variable speed is used to feed the auger to turn and drive the hydraulic pump via a Gear device is described in JP-A-60245530.

Offenbarung der Erfindungepiphany the invention

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht demgemäß darin, eine Antriebsvorrichtung bereitzustellen, die hinsichtlich ihrer Konstruktion einfach ist, und einen einzelnen Motor mit variabler Geschwindigkeit in effektiver Weise in die Lage versetzt, dazu verwendet zu werden, um Antriebskraft für eine Kombination aus mechanischen und hydraulischen Maschinenelementen bereitzustellen.An object of the present invention accordingly consists in to provide a drive device which with respect to their Construction is simple, and a single motor with variable Enables speed to be used effectively to become driving force for a combination of mechanical and hydraulic machine elements provide.

Kurz zusammengefaßt ist die vorliegende Erfindung auf eine Antriebsvorrichtung gerichtet, die einen Motor mit variabler Drehzahl aufweist, vorzugsweise einen bürstenlosen Gleichstrommotor, und herkömmliche Komponenten zur Übertragung der Antriebskraft, um abwechselnd (a) eine Drehung der Zuführungsschnecke in der Einspritzeinheit einer Spritzgießmaschine oder (b) den Betrieb eines hydraulischen Pumpenblocks bereitzustellen, um Antriebskraft für das hydraulische System der Maschine zu liefern. Die Antriebsvorrichtung beinhaltet ferner eine erste Einwegekupplung zwischen dem Motor und der Zuführungsschnecke und eine zweite Einwegekupplung z wischen dem Motor und dem hydraulischen Pumpenblock.The present invention is briefly summarized directed to a drive device that a variable motor Speed, preferably a brushless DC motor, and conventional Components for transmission the driving force to alternate (a) a rotation of the feed screw in the injection unit of an injection molding machine or (b) the operation a hydraulic pump block to provide motive power for the hydraulic system to deliver the machine. The drive device also includes a first one-way clutch between the engine and the feed screw and a second one-way clutch between the engine and the hydraulic Pump block.

Während des Betriebs der meisten Maschinenfunktionen wird der Antriebsmotor in einer Vorwärtsrichtung, d. h. im Uhrzeigersinn, gedreht, um die Eingangswelle des Pumpenblocks zu drehen, so daß hydraulische Antriebskraft für die Betätigungselemente in den verschiedenen Bewegungsachsen bereitgestellt wird, wie bspw. Spannen und Einspritzen. Die hydraulische Antriebskraft von dem Pumpenblock wird auch dazu verwendet, einen hydraulischen Akkumulator aufzuladen, der eine hydraulische Leistungsreserve für Intervalle bereitstellt, in denen der Motor nicht verfügbar ist, um die Pumpe anzutreiben. Mehr im einzelnen gesagt steht daher während einer Vorwärtsdrehung des Antriebsmotors (a) die erste Einwegekupplung im Eingriff und dreht die Welle des Pumpenblocks, und (b) die zweite Einwegekupplung rutscht durch.During the operation of most machine functions, the drive motor is rotated in a forward direction, ie clockwise, to rotate the pump block input shaft so that hydraulic driving force for the actuators elements in the various movement axes, such as tensioning and injection. The hydraulic driving force from the pump block is also used to charge a hydraulic accumulator that provides a hydraulic power reserve for intervals when the engine is not available to drive the pump. More specifically, therefore, during a forward rotation of the drive motor, (a) the first one-way clutch engages and rotates the pump block shaft, and (b) the second one-way clutch slips.

Der Motor wird in einer umgekehrten Richtung, d. h. im Gegenuhrzeigersinn, gedreht, um die Extruderfunktion auszuüben, d. h. um die Zuführungsschnecke durch einen geeigneten Getriebemechanismus zu drehen. Insbesondere steht während der Rückwärtsdrehung (a) die zweite Einwegekupplung in Eingriff, wobei die Zuführungsschnecke über Riemenscheiben und einen Antriebsgurt mit einer vorbestimmten Drehzahl gedreht wird, um Material zu plastifizieren, und (b) die erste Einwegekupplung rutscht durch.The engine is reversed Direction, d. H. counterclockwise, rotated to the extruder function exercise, d. H. around the feed screw through a suitable gear mechanism. In particular stands during the reverse turn (a) the second one-way clutch is engaged, with the feed screw over pulleys and a drive belt rotated at a predetermined speed to plasticize material and (b) the first one-way clutch slips by.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Antriebsvorrichtung ist ein Doppelwellenmotor vorhanden, der so angebracht ist, daß er mit entsprechenden Antriebskraft übertragenden Kupplungen für die Zuführungsschnecke und den hydraulischen Pumpenblock in Eingriff bringbar ist. Insgesamt stellt die vorliegende Erfindung ein kompaktes Antriebssystem für einen einzelnen Motor bereit, um sämtliche Maschinenachsen anzutreiben; hierdurch wird die Zuverlässigkeit verbessert und es besteht die Möglichkeit eines schnelleren Ansprechens gegenüber Systemen aus dem Stand der Technik, bei denen ein Umschaltmechanismus erforderlich war, um die Antriebskraft auf die unterschiedlichen Achsen zu verteilen. Vorteile bei der bevorzugten Ausführungsform sind insbesondere eine bessere Ausnutzung der Leistungsfähigkeit des Motors, eine verbesserte Nutzung der Energie, reduzierte Gesamtkosten der Maschine und eine genauere Steuerung der Drehung der Zuführungsschnecke.In the preferred embodiment the drive device is a double shaft motor, which is so appropriate that it with appropriate driving force transmitting couplings for the feed screw and the hydraulic pump block can be brought into engagement. All in all The present invention provides a compact drive system for one single engine ready to all To drive machine axes; this will increase reliability improved and there is a possibility a faster response to systems from the state the technology that required a switching mechanism to distribute the driving force to the different axes. Advantages in the preferred embodiment are in particular better utilization of the performance of the engine, improved use of energy, reduced total cost of the machine and more accurate Control the rotation of the feed screw.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen.Brief description of the drawings.

1 zeigt eine Seitenansicht einer Spritzgießmaschine, bei der eine Antriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung vorhanden ist. 1 shows a side view of an injection molding machine, in which a drive device according to the present invention is present.

2 zeigt eine Seitenansicht von der rechten Seite der Spritzgießmaschine, die in 1 dargestellt ist. 2 shows a side view from the right side of the injection molding machine, which in 1 is shown.

3 zeigt eine Draufsicht von oben auf die Spritzgießmaschine, die in 1 dargestellt ist. 3 shows a top view of the injection molding machine shown in 1 is shown.

4 zeigt eine vergrößerie, bruchstückhafte Seitenansicht, teilweise im Schnitt, entlang der Linie 4-4 in 3. 4 shows an enlarged, fragmentary side view, partly in section, along the line 4-4 in 3 ,

5 zeigt eine vergrößerie, bruchstückhafte Ansicht, teilweise im Schnitt, der Antriebsvorrichtung, die in 4 dargestellt ist, wobei zwecks Klarheit bestimmte Teile entfernt sind. 5 shows an enlarged, fragmentary view, partly in section, of the drive device, which in 4 is shown with certain parts removed for clarity.

Beste Ausführungsform zur Ausführung der ErfindungBest embodiment for execution the invention

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit einer typischen Spritzgießmaschine 1 beschrieben, bei der ein Spannsystem 2 und eine Einspritzeinheit 10 vorhanden sind. Wie in 1 und 4 dargestellt ist, wird die Einspritzeinheit 10 von horizontalen Tragstangen 4 getragen, die an einem Sockel 8 der Spritzgießmaschine 1 befestigt sind. Die Einspritzeinheit 10 ist dazu bestimmt, sich entlang der Tragstangen 4 zu bewegen, für Zwecke der Positionierung, wie z. B. zum Herstellen einer Verbindung mit einer nicht dargestellten Form, die an der orisfesten Andruckplatte 6 befestigt ist.The present invention is hereinafter described in connection with a typical injection molding machine 1 described in the case of a clamping system 2 and an injection unit 10 available. As in 1 and 4 is shown, the injection unit 10 of horizontal support rods 4 worn on a base 8th the injection molding machine 1 are attached. The injection unit 10 is designed to extend along the support rods 4 to move for positioning purposes, such as B. to make a connection with a shape, not shown, on the orisfeste pressure plate 6 is attached.

Die primären Komponenten der Einspritzeinheit 10 weisen eine Trommel 12 auf, die eine Zuführungsschnecke 14 enthält, wobei auf 4 verwiesen sei, die so arbeitet, daß thermoplastisches Material plastiziert wird, welches in die Trommel 12 durch das Gehäuse 15 von dem Trichter 16 eintritt. Die betrieblichen Funktionen der Spritzgießmaschine 1, einschließlich der Einspritzeinheit 10, werden durch eine Antriebsanordnung 18 eingeleitet. Die Antriebsanordnung 18 der Einspritzeinheit 10 umfaßt einen elektrischen Antriebsmotor 20, eine Pumpenantriebskupplung 22, eine Extruderantriebskupplung 24, einen hydraulischen Pumpenblock 26 und ein tragendes Gehäuse 28, wobei auf 2 und 4 verwiesen sei. Wie mehr im einzelnen noch in den folgenden Abschnitten beschrieben wird, arbeitet die Antriebsanordnung 18 so, daß die Zuführungsschnecke 14 gedreht wird, um das Material während der Extruderfunktion zu plastifizieren, und um die hydraulische Antriebskraft zu erzeugen, die für die anderen Maschinenfunktionen erforderlich ist.The primary components of the injection unit 10 assign a drum 12 on that a feed screw 14 contains, being on 4 is referred to, which works so that thermoplastic material is plasticized, which in the drum 12 through the housing 15 from the funnel 16 entry. The operational functions of the injection molding machine 1 , including the injection unit 10 , are driven by a drive arrangement 18 initiated. The drive arrangement 18 the injection unit 10 includes an electric drive motor 20 , a pump drive coupling 22 , an extruder drive coupling 24 , a hydraulic pump block 26 and a supporting case 28 , being on 2 and 4 be referred. As will be described in more detail in the following sections, the drive arrangement works 18 so that the feed screw 14 is rotated to plasticize the material during the extruder function and to generate the hydraulic driving force required for the other machine functions.

Nunmehr insbesondere auf 5 Bezug nehmend, weist die Antriebsanordnung 18 eine Pumpenantriebskupplung 22 auf, die den Motor 20 mit dem hydraulischen Pumpenblock 26 verbindet. Auf der Welle 38 des Motors 20 sind eine Einwegekupplung 42 und zwei Kugellageranordnungen 44 angebracht, die gemeinsam dazu dienen, eine Verbindungshülse 40 abzustützen und mit dieser in Eingriff zu treten, die unmittelbar an der Welle 34 des Pumpenblocks 26 befestigt ist. Wie nachfolgend noch mehr im einzelnen beschrieben wird, wirkt die Einwegekupplung 42, während der Motor 20 zu einer Drehung in beiden Richtungen in der Lage ist, so, daß sie eine Drehung der Riemenscheibe 40 nur in einer Richtung zuläßt. Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung bzw. Erfindung ist jedes Element, das als "Einwegekupplung" beschrieben ist, bevorzugt eine mechanische Kupplung in der Bauart mit einem Nocken, die so gebaut ist, daß sie ein drehendes zylindrisches Element mit einem umgebenden Teil für eine Drehrichtung erfaßt; es besteht im wesentlichen kein Widerstand von der Kupplung, wenn das Element in der entgegengesetzten Richtung dreht. Morse Industrial, Emerson Power Transmission Corp. ist ein bekannter Lieferant für diese Bauart von Kupplungen.Now especially on 5 Referring to, the drive assembly 18 a pump drive coupling 22 on the engine 20 with the hydraulic pump block 26 combines. On the wave 38 of the motor 20 are a one-way clutch 42 and two ball bearing assemblies 44 attached, which together serve a connecting sleeve 40 support and engage with it directly on the shaft 34 of the pump block 26 is attached. As described in more detail below, the one-way clutch works 42 while the engine 20 is capable of rotation in both directions so that it causes rotation of the pulley 40 only allows in one direction. Within the scope of the present description or invention, each element which is described as a "one-way clutch" is preferably a mechanical clutch in the type with a cam, which is constructed so that it engages a rotating cylindrical element with a surrounding part for one direction of rotation ; there is essentially no resistance from the clutch when the ele ment rotates in the opposite direction. Morse Industrial, Emerson Power Transmission Corp. is a well-known supplier for this type of coupling.

Eine Motorbefestigungsplatte 51 ist unmittelbar an einem Traggehäuse 36 angeschlossen und so ausgebildet, daß sie sich mit dem Traggehäuse 28 entlang der Führungsstangen 30 bewegt. Wie dargestellt ist, ruht der Motor 20 unmittelbar auf der Oberseite der Befestigungsplatte 51.An engine mounting plate 51 is directly on a support housing 36 connected and designed so that it is compatible with the support housing 28 along the guide rods 30 emotional. As shown, the engine is at rest 20 immediately on top of the mounting plate 51 ,

Die Antriebsanordnung 18 weist ferner eine Extruderantriebskupplung 24 auf, um den Motor 20 mit der Zuführungsschnecke 14 zu verbinden. In einer ähnlichen Weise wie vorstehend für die Pumpenantriebskupplung 22 beschrieben, weist die Extruderantriebskupplung 24 eine Riemenscheibe 64 auf, die über eine Einwegekupplung 66 und Lagerungen 68 auf der Motorwelle 38 gehalten ist. Eine zweite Riemenscheibe 72 in der Extruderantriebskupplung 24 ist mit der Zuführungsschnecke 14 verbunden und wird durch die Riemenscheibe 64 über einen Antriebsgurt 70 angetrieben.The drive arrangement 18 also has an extruder drive coupling 24 on to the engine 20 with the feed screw 14 connect to. In a similar manner as above for the pump drive clutch 22 described, the extruder drive coupling 24 a pulley 64 on that via a one-way clutch 66 and storage 68 on the motor shaft 38 is held. A second pulley 72 in the extruder drive coupling 24 is with the feed screw 14 connected and is through the pulley 64 via a drive belt 70 driven.

Die Arbeitsweise der Antriebsanordnung 18 wird nachfolgend beschrieben. Um die Extruderfunktion einzuleiten, wird der Motor 20 aktiviert, so daß er sich in einer Richtung im Gegenuhrzeigersinn dreht. Diese Drehung der Motorwelle 38 veranlaßt die Einwegekupplung 66 dazu, die antreibende Riemenscheibe 64 zu erfassen und dadurch, aufgrund des Antriebsgurts 70, auch die Riemenscheibe 72. Die Drehung der Riemenscheibe 72 sorgt für eine entsprechende Drehung der Zuführungsschnecke 14. Wenn die Zuführungsschnecke 14 gedreht wird, wird Material, das von dem Trichter 16 geliefert wird, durch das Gehäuse 15 zugeführt und innerhalb der Trommel 12 plastifiziert. Die Drehung der Zuführungsschnecke 14 dient auch dazu, das Material in Richtung auf das Abgabe- bzw. Düsenende der Trommel 12 vorwärts zu bewegen, wodurch der Druck der Schmelze an dem Ende der Schnecke 14 ansteigt, wenn sich die Menge des Materials anzusammeln beginnt. Wenn der Druck der plastischen Schmelze eine bestimmte Höhe erreicht, beginnt sie, die Zuführungsschnecke 14 zurückzudrücken, wodurch die gesamte Antriebsanordnung 18 in Richtung auf das hintere Ende der Einspritzeinheit 10 bewegt wird. Insbesondere bewirkt die rückwärts gerichtete Bewegung der Zuführungsschnecke 14 eine Kraft auf das Gehäuse 36, wodurch das Gehäuse 36 dazu veranlaßt wird, sich in gleicher Weise nach hinten zu bewegen, wobei es den Motor 20, den Pumpenblock 26 und dazugehörige Antriebskomponenten mitnimmt.The operation of the drive assembly 18 is described below. To initiate the extruder function, the motor 20 activated so that it rotates in a counterclockwise direction. This rotation of the motor shaft 38 initiates the one-way clutch 66 the driving pulley 64 to capture and thereby, due to the drive belt 70 , also the pulley 72 , The rotation of the pulley 72 ensures a corresponding rotation of the feed screw 14 , If the feed screw 14 is rotated, material from the funnel 16 is delivered through the housing 15 fed and inside the drum 12 plasticized. The rotation of the feed screw 14 also serves to direct the material toward the dispensing or nozzle end of the drum 12 move forward, reducing the pressure of the melt at the end of the screw 14 increases as the amount of material begins to accumulate. When the pressure of the plastic melt reaches a certain level, it begins to feed the screw 14 push back, creating the entire drive assembly 18 towards the rear end of the injection unit 10 is moved. In particular, the backward movement of the feed screw causes 14 a force on the case 36 , causing the housing 36 is caused to move backward in the same way, being the motor 20 , the pump block 26 and the associated drive components.

Die Geschwindigkeit bzw. Rate der Rückwärtsbewegung der Zuführungsschnecke 14 kann durch die hydraulischen Zylinder 46 gesteuert werden, die an beiden Seiten des Gehäuses 36 angeschlossen sind, siehe 1. Eine geeignete Ventilsteuerung des Fluids in den Zylindern 46 kann die nach rückwärts gerichtete Bewegung der Zuführungsschnecke 14 verlangsamen, allerdings nicht deren Drehung, wodurch der Gegendruck der plastischen Schmelze vergrößert wird. Alternativ können die hydraulischen Zylinder 46 dazu verwendet werden, um eine Kraft auf das Gehäuse 36 auf eine solche Weise aufzubringen, daß die Rate bzw. Geschwindigkeit, mit der sich die Zuführungsschnecke zurückbewegt, vergrößeri wird, so daß der Gegendruck der Schmelze verringeri wird.The speed or rate of backward movement of the feed screw 14 can by the hydraulic cylinders 46 can be controlled on both sides of the housing 36 are connected, see 1 , Appropriate valve control of the fluid in the cylinders 46 can the backward movement of the feed screw 14 slow down, but not their rotation, which increases the back pressure of the plastic melt. Alternatively, the hydraulic cylinders 46 used to apply a force to the case 36 to be applied in such a way that the rate at which the feed screw moves back is increased so that the back pressure of the melt is reduced.

Wenn sich der Motor 20 in einer entgegen dem Uhrzeigersinn gerichteten Richtung während der Extruderfunktion dreht, rutscht die Einwegekupplung 42 auf der Welle 38 durch, so daß keine Drehkraft auf die Pumpenwelle 34 übertragen wird. Die Extrusionsfunktion ist abgeschlossen, wenn eine ausreichende Menge der plastischen Schmelze vor der Zuführungsschnecke 14 angesammelt ist, so wie es erforderlich ist, um den Hohlraum der Form zu füllen, die auf der orisfesten Andruckplatte 6 montiert ist.If the engine 20 rotates in a counterclockwise direction while the extruder is operating, the one-way clutch slips 42 on the wave 38 through so that no torque on the pump shaft 34 is transmitted. The extrusion function is complete when there is a sufficient amount of plastic melt in front of the feed screw 14 is accumulated as necessary to fill the cavity of the mold on the pressure plate 6 is mounted.

Sobald die Extrusionsfunktion abgeschlossen ist, wird der Motor 20 in umgekehrier Richtung betrieben, so daß er sich in einer Richtung im Uhrzeigersinn dreht, wobei als Ergebnis davon die Einwegekupplung 42 mit der Welle 38 zusammenwirkt, so daß die Verbindungshülse 40 und die Welle 34 des hydraulischen Pumpenblocks 26 gedreht werden. Die hydraulische Energie, die durch den Pumpenblock 26 erzeugt wird, wird dafür eingesetzt, um Funktionen der Maschine auszuführen und/oder einen hydraulischen Akkumulator 48 aufzuladen, so wie dies durch die Arbeitsfolge der Einspritzmaschine 1 festgelegt ist. Um die Einspritzfunktion auszuführen, wird bspw. hydraulische Energie über entsprechende Ventile, die nicht dargestellt sind, zu den hydraulischen Zylindern 46 geleitet; die Zylinder arbeiten so, daß sie eine translatorische, lineare Bewegung an die Zuführungsschraube 14 weitergeben, indem sie eine Kraft auf das Gehäuse 36 aufbringen.As soon as the extrusion function is complete, the motor 20 operated in the reverse direction so that it rotates in a clockwise direction, as a result of which the one-way clutch 42 with the wave 38 cooperates so that the connecting sleeve 40 and the wave 34 of the hydraulic pump block 26 be rotated. The hydraulic energy generated by the pump block 26 is used to perform functions of the machine and / or a hydraulic accumulator 48 to charge, just like this through the work sequence of the injection machine 1 is set. In order to carry out the injection function, hydraulic energy, for example, becomes the hydraulic cylinders via corresponding valves, which are not shown 46 passed; the cylinders operate to translate, linearly move the feed screw 14 pass on by applying a force to the case 36 muster.

Die Vorwärisbewegung der Zuführungsschnecke 14 veranlaßt die plastische Schmelze, die sich an dem Ende der Trommel angesammelt hat, dazu, aus der Trommel heraus und in den Formhohlraum hineingedrückt zu werden. Während der Einspritzung wird ein Bremsmotor 50 aktiviert, um eine ausreichende Kraft auf den Antriebsgurt 70 zu erzeugen, so daß die Zuführungsschnecke 14 daran gehindert wird, sich im Uhrzeigersinn zu drehen, wenn die Zuführungsschnecke 14 nach vorn bewegt wird, um die plastische Schmelze einzuspritzen.The feed screw's preheating motion 14 causes the plastic melt that has accumulated at the end of the drum to be forced out of the drum and into the mold cavity. During the injection, a brake motor 50 activated to apply sufficient force to the drive belt 70 to generate so that the feed screw 14 is prevented from rotating clockwise when the feed screw 14 is moved forward to inject the plastic melt.

Die Kraft der plastischen Schmelze, die auf das Gewinde der Zuführungsschnecke 14 wirkt, erzeugt nämlich ein Drehmoment, das dazu neigt, die Zuführungsschnecke 14 zu drehen. Nach Beendigung der Einspritzfunktion werden die Zylinder 46 dazu verwendet, um einen Druck auf die plastische Schmelze aufzubringen ("Verdichten und Halten", "pack and hold"), um zu gewährleisten, daß das Teil richtig ausgeformt wird.The force of the plastic melt acting on the thread of the feed screw 14 acts, namely generates a torque that tends to the feed screw 14 to turn. After the injection function has ended, the cylinders 46 used to apply pressure to the plastic melt ("compress and hold", "pack and hold") to ensure that the part is properly molded.

Zu Beginn des Zeitintervalls des Verdichtens und Haltens kehrt der Motor 20 seine Drehrichtung um, um eine weitere Extrusionsfunktion zu beginnen, wie weiter oben beschrieben ist. Der Akkumulator 48 stellt die hydraulische Energie bereit, die erforderlich ist, um den Betrieb der Zylinder 46 aufrechtzuerhalten, während der Motor 20 die Zuführungsschnecke dreht. In ähnlicher Weise stellt der Akkumulator 48 die hydraulische Energie bereit, um die Form zu öffnen, nachdem das Verdichten und Halten abgeschlossen ist. In Abhängigkeit von der Zeitdauer des Extrusionsvorgangs wird die hydraulische Energie, die erforderlich ist, um das Auswerfersystem zu betätigen und/oder das Klemmsystem in Vorbereitung für die Einspritzung zu schließen, durch den Akkumulator 48 und/oder den Pumpenblock 26 geliefert, so wie sie von den Komponenten der Spritzgießmaschine 1 benötigt wird.At the beginning of the compression and hold time interval, the engine returns 20 its direction of rotation to start another extrusion function as described above. The accumulator 48 provides the hydraulic energy required to operate the cylinders 46 maintain while the engine 20 the feed screw rotates. In a similar way, the accumulator 48 the hydraulic energy ready to open the mold after compacting and holding is complete. Depending on the length of time of the extrusion process, the hydraulic energy required to actuate the ejector system and / or to close the clamping system in preparation for the injection is supplied by the accumulator 48 and / or the pump block 26 delivered as they are from the components of the injection molding machine 1 is needed.

Industrielle Anwendbarkeitindustrial applicability

Insgesamt stellt die vorliegende Erfindung ein kompaktes Antriebssystem für einen einzelnen Motor bereit, um sämtliche Achsen der Maschine mit Antriebskraft zu versorgen; dadurch wird die Zuverlässigkeit verbessert und die Möglichkeit eines schnelleren Ansprechverhaltens gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Systemen geschaffen, bei denen ein Umschaltmechanismus notwendig ist, um die Antriebskraft auf unterschiedlichen Achsen zu verteilen.Overall, the present Invention a compact drive system for a single motor ready for everyone To supply axles of the machine with driving force; thereby the reliability improved and the possibility a faster response compared to the prior art known systems created in which a switching mechanism is necessary to drive on different axes to distribute.

Vorteile der bevorzugten Ausführungsform sind insbesondere eine bessere Ausnutzung der Leistungsfähigkeit des Motors, eine verbesserie Ausnutzung der Energie, verringerie gesamte Maschinenkosten und eine genauere Steuerung der Drehung der Antriebsschnecke.Advantages of the preferred embodiment are in particular a better use of performance of the engine, an improved use of energy, reduction total machine costs and more precise control of the rotation the drive screw.

Obwohl die Erfindung im einzelnen gemäß der bevorzugten Ausführungsform erläutert worden ist, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist, und obwohl die bevorzugte Ausführungsform im einzelnen beschrieben worden ist, besteht nicht die Absicht, die Erfindung auf diese Einzelheiten zu beschränken. Im Gegenteil ist beabsichtigt, sämtliche Modifikationen, Veränderungen und Äquivalente abzudecken, die in den Bereich der beigefügten Ansprüche fallen. Bspw. können, obwohl die Antriebskupplungen allgemein als Gurte und Riemenscheiben beschrieben sind, andere mechanische Kupplungen verwendet werden, bspw. geeignete Getriebe, um die gleiche Funktion zu erfüllen.Although the invention in detail according to the preferred embodiment explained has been added in the Drawings is shown, and although the preferred embodiment has been described in detail, there is no intention to limit the invention to these details. On the contrary, it is intended all modifications, changes and equivalents cover that fall within the scope of the appended claims. For example. can, though the drive clutches are generally described as belts and pulleys other mechanical couplings are used, for example suitable ones Gearbox to perform the same function.

Claims

Injection molding machine with a hydraulically operated clamping system ( 2 ), an injection unit ( 10 ) with a feed screw ( 14 ) leading to a rotating and translational movement within a drum ( 12 ) is able to use a hydraulic pump ( 26 ), an electric drive motor ( 20 ) with variable speed, characterized in that the injection molding machine further comprises a transmission device ( 42 . 66 ) has alternating power from the drive motor ( 20 ) to transmit (a) the feed screw ( 14 ) and (b) the hydraulic pump ( 26 ) so that operation of the drive motor ( 20 ) the feed screw rotates in a reverse direction to plasticize the material in the drum of the injection unit, and an operation of the drive motor ( 20 ) the hydraulic pump in a preheating direction ( 26 ) Activate to enable operation of the clamping system and translational movement of the feed screw within the drum of the injection unit.

Injection molding machine according to claim 1, characterized in that the transmission device comprises: (a) a first one-way clutch ( 42 ) between the drive motor ( 20 ) and the hydraulic pump ( 26 ) is arranged, and (b) a second one-way clutch ( 66 ) between the drive motor ( 20 ) and the feed screw ( 14 ) is arranged so that when the drive motor ( 20 ) is operated in the forward direction, (i) the first one-way clutch ( 42 ) engages the hydraulic pump ( 26 ) to operate, which generates hydraulic power to the clamping system ( 2 ) and a translational movement of the feed screw ( 14 ) and (ii) the second one-way clutch ( 66 ) slips; and then when the drive motor ( 20 ) is operated in the opposite direction, (iii) the second one-way clutch ( 66 ) comes into engagement so that the feed screw ( 14 ) is rotated, and (iv) the first one-way clutch ( 42 ) slips through.