NL1023634C2 - Spuitgietinrichting alsmede werkwijze voor het gebruik van een dergelijke spuitgietinrichting. - Google Patents

Description

η

Titel: Spuitgietinrichting alsmede werkwijze voor het gebruik van een dergelijke spuitgietinrichting.

De uitvinding heeft betrekking op een spuitgietinrichting voorzien van een schroef die zich uitstrekt in een cilinder, welke cilinder is voorzien van een vulopening en van een spuitmond, waarbij de schroef is verbonden met een in een aandrijfhuis opgenomen aandrijfas, welke aandrijfas in 5 aandrijvende verbinding staat met een eerste en een tweede elektrische aandrijfeenheid.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een spuitgietproduct onder toepassing van een dergelijke spuitgietinrichting.

10 Een dergelijke spuitgietinrichting is bekend uit EP-A-0 882 564. Bij de bekende spuitgietinrichting dient de eerste elektrische aandrijfeenheid voor de rotatie van de schroefspindel. De tweede elektrische aandrijfeenheid dient voor de translatie van de schroefspindel.

In verband met de benodigde injectiesnelheid, is de meest 15 toegepaste aandrijving voor de axiale beweging van de schroef een hydraulische aandrijving. Hydraulische aandrijvingen hebben echter een aantal nadelen waaronder de volgende: - de stijfheid van een hydraulisch aandrijfsysteem is veel lager dan van een elektrisch aandrijfsysteem.

20 - in het systeem ontstaan vaak oliedrukpulsaties, hetgeen de axiale positioneernauwkeurigheid niet ten goede komt; - een hydraulische aandrijving is veel vuiler dan een elektrische aandrijving; - de statische verliezen van een hydraulische aandrijving zijn veel 25 groter dan bij elektrische aandrijvingen; ook bij stilstand van de schroef moet hydraulische druk worden geleverd, hetgeen energie kost; I Met de spuitgietinrichting volgens EP-A-0 882 564 zijn deze I problemen opgelost. De bekende elektrisch aangedreven spuitgietinrichting I heeft echter een aantal nadelen waaronder de volgende: I - voor de axiale beweging moet het totale vermogen worden I 5 geleverd door de ene aandrijfeenheid, de betreffende aandrijfeenheid moet I derhalve over een aanzienlijk vermogen beschikken; I - voor de rotatiebeweging moet het totale vermogen worden I geleverd door de andere aandrijfeenheid, de betreffende aandrijfeenheid I moet derhalve over een aanzienlijk vermogen beschikken; I 10 wanneer wordt begonnen met de axiale beweging, moet de voor I die betreffende beweging dienende aandrijfeenheid vanuit stilstand in I rotatie worden gebracht; dit leidt tot overgang in de wrijvingsweerstand I (statische wrijvingsweerstand naar dynamische wrijvingsweerstand) van de I lagering en overbrenging van de betreffende aandrijfeenheid; een dergelijke I 15 overgang in wrijvingsweerstand maakt een nauwkeurige I krachtterugkoppeling via motorstroommeting onmogelijk; - tussen de aandrijfeenheden, de aandrijfas en het aandrijfhuis bevindt zich een aantal ingewikkelde krachtoverbrengingsmechanismen I (Dl, D2, D3, £1) die de rotatie omzetten in ofwel uitsluitend een axiale I 20 beweging, ofwel uitsluitend een rotatiebeweging, ofwel een combinatie van I een axiale en een rotatiebeweging van de schroef; dergelijke I overbrengingsmechanismen leiden tot verlies van nauwkeurigheid en H verbruiken bovendien vermogen; I - de zware motoren en de daarbij behorende overbrengingen leiden 25 tot een aanzienlijke massa die telkens in beweging moet worden gebracht; I de massatraagheid is derhalve groot en het dynamische gedrag, met name I de stuursnelheid van de bekende inrichting laat daarom te wensen over.

I Deze problemen zijn in hoofdzaak opgelost door het voorstel uit de I Europese octrooiaanvrage EP-A-1 083 036 en de Europese octrooiaanvrage 30 EP-A-1 215 029. Bij die bekende spuitgietmachines is de aandrijfas voorzien 3 van twee secties schroefdraad met een tegengestelde spoed. Op elke sectie grijpt een aandrijfmoer aan, welke aandrijfmoeren elk onafhankelijk van elkaar worden aangedreven door een elektrische aandrijfmotor.

Het bezwaar van de uit EP-A1 083 036 en EP-A-1 215 029 5 beschreven inrichtingen is dat het vervaardigen van de aandrijfas bijzonder kritisch is aangezien de kwaliteit en de onderlinge positie van de twee schroefdraadsecties zeer nauw luistert. De bekende aandrijfassen van EP-A-1 083 036 en EP-A-1 215 029 zijn derhalve bijzonder kostbaar. Nog een bezwaar van de bekende inrichtingen is dat de aandrijfmoeren zijn 10 voorzien van binnenschroefdraad die aangrijpt op de schroefdraadsecties van de aandrijfas. Voor een bepaalde lengte lineaire verplaatsing is derhalve een overeenkomstige lengte schroefdraad op de aandrijfas noodzakelijk plus de benodigde uitloop van de schroefdraad. Dit leidt derhalve tot het nadeel dat de bekende aandrijfeenheden over een grotere 15 lengte dan strikt noodzakelijk voor de benodigde axiale slag dienen te beschikken.

De uitvinding beoogt een elektrische spuitgietinrichting zonder de hierboven beschreven nadelen van de bekende elektrische spuitgietinrichtingen onder behoud van de voordelen daarvan. De 20 uitvinding beoogt tevens een werkwijze voor het gebruik van een dergelijke spuitgietinrichting

De spuitgietinrichting van het in de aanhef beschreven type wordt hiertoe volgens de uitvinding gekenmerkt doordat de aandrijfas is voorzien van een reeks cirkelvormige, parallelle omtreksgroeven, waarbij op de 25 parallel omtreksgroeven twee overbrengingen aangrijpen, welke overbrengingen elk zijn voorzien van een aantal cilindervormige rollen die zijn voorzien van door ruggen begrensde omtreksgroeven, welke rollen zijn opgesloten in een cilindervormige kamer van een overbrengingshuis waardoorheen de aandrijfas zich uitstrekt en waarbij de ruggen van de 30 rollen aangrijpen op de parallelle omtreksgroeven van de aandrijfas, waarbij 4 λ λ λο n i 4 het binnenmanteloppervlak van het huis is voorzien van schroefdraad, waarbij de ruggen van de rollen in gemonteerde toestand tevens aangrijpen op de betreffende schroefdraad van het huis, waarbij de spoedrichting van de schroefdraad van het huis van de ene overbrenging afwijkt van de 5 spoedrichting van de schroefdraad van het huis van de andere overbrenging, waarbij het huis van de ene overbrenging door de eerste aandrijfeenheid in rotatieve zin aandrijfbaar is en waarbij het huis van de andere overbrenging door e tweede aandrijfeenheid in rotatieve zin aandrijfbaar is, waarbij de spuitgietinrichting is voorzien van een besturing die is ingericht voor het 10 regelen van de rotatierichting en de rotatiesnelheid van de eerste en de tweede aandrijfeenheid, zodanig dat de aandrijfas en daarmee de schroefspindel in gebruik kan worden geroteerd en/of in axiale richting kan worden getransleerd, waarbij het vermogen benodigd voor de translatie door beide aandrijfeenheden wordt geleverd en waarbij het vermogen benodigd 15 voor de rotatie door beide aandrijfeenheden wordt geleverd.

Met een dergelijke inrichting kan de aandrijfas veel eenvoudiger worden uitgevoerd doordat deze slechts behoeft te worden voorzien van een aantal parallelle concentrische groeven. Als gevolg hiervan is de as veel minder kostbaar en zijn de toleranties van de as minder kritisch. Bovendien I 20 kan de aandrijfas minder lang zijn dan bij de bekende inrichtingen doordat I geen uitloop voor schroefdraad benodigd is. De aandrijfas met aandrijfeenheden en overbrengingen kunnen daardoor compacter worden I uitgevoerd.

I Volgens een nadere uitwerking van de uitvinding kan het huis van I 25 elke overbrenging zijn voorzien van twee delen die in axiale richting ten opzichte van elkaar verstelbaar zijn, zodat de rollen in axiale richting spelingsvrij tussen de aandrijfas en het huis opneembaar zijn. Als gevolg I van een dergelijke gedeelde opbouw van het huis van een overbrenging kan I de nauwkeurigheid van de parallelle groeven op de aandrijfas beperkt 30 blijven, hetgeen de kostprijs van de aandrijfas ten goede komt.

5

De omtreksgroeven van de rollen kunnen parallelle, zich hoofdzaak loodrecht op de langsas van de rollen uitstrekkende groeven zijn met daartussen gelegen ruggen. In die uitvoeringsvorm verdient het echter de voorkeur dat de rollen zijn voorzien van ten minste één tandwiel dat 5 aangrijpt op een op de aandrijfas aangebracht tandwiel om rotatie van de rollen op positieve wijze op de aandrijfas over te dragen.

In een alternatieve uitvoering kunnen de omtreksgroeven van de rollen zijn uitgevoerd als schroefdraad. Bij een dergelijke uitvoering kunnen de tandwielen op de rollen en de aandrijfas achterwege blijven.

10 Bij de werkwijze van het in de aanhef beschreven type worden volgens de uitvinding de rotatierichting en de rotatiesnelheid van de eerste en de tweede aandrijfeenheid zodanig gevarieerd, dat de aandrijfas en daarmee de schroef in gebruik wordt geroteerd en/of in axiale richting wordt getransleerd volgens een gewenst patroon en/of onder uitoefening van een 15 gewenste axiale kracht, waarbij het vermogen benodigd voor de axiale translatie door beide aandrijfeenheden wordt geleverd en waarbij het vermogen benodigd voor de rotatie door beide aandrijfeenheden wordt geleverd.

Met een dergelijke inrichting en werkwijze wordt de kracht 20 benodigd voor de axiale beweging geleverd door twee aandrijfeenheden. Ook de kracht voor de rotatiebeweging wordt geleverd door deze twee aandrijfeenheden. Wanneer uitsluitend een axiale verplaatsing van de schroef gewenst is zonder rotatie, roteren beide aandrijfeenheden tegengesteld met gelijk toerental, althans, wanneer de spoed van de 25 schroefdraad in het huis van de ene overbrenging gelijk en tegengesteld gericht is aan de spoed van de schroefdraad in het huis van de andere overbrenging. Wanneer uitsluitend een rotatie van de schroef gewenst is, roteren de beide aandrijfeenheden in dezelfde richting met dezelfde snelheid. Axiale verplaatsing in combinatie met rotatie van de schroef wordt 30 verkregen door op geschikte wijze de rotatierichting en de toerentallen van 1n?36 34 I 6 I de beide aandrijfeenheden met elkaar te combineren. De som van de koppels van de beide aandrijfeenheden levert het uitgangskoppel en het verschil van I de koppels van de beide aandrijfeenheden levert via de overbrenging naar I de aandrijfas de axiale kracht.

I 5 Bij een gewenste maximale axiale kracht kunnen de I aandrijfeenheden in de inrichting volgens de uitvinding derhalve in hoofdzaak over de helft van het vermogen beschikken van de I aandrijfeenheid voor de axiale verplaatsing bij de bekende inrichting. Dit I geldt tevens voor de rotatie. Het komt er dus op neer dat de I 10 aandrijfeenheden in de inrichting volgens de uitvinding in hoofdzaak half zo I zwaar kunnen zijn als de inrichting die bekend is uit de genoemde Europese I publicatie. Dit brengt tevens met zich mee dat de thermische belasting van I de aandrijving als geheel beter over de behuizing verdeeld is. Er kan derhalve worden volstaan met een eenvoudige convectieve koeling of met I 15 een zeer klein uitgevoerde waterkoeling. Dat koeling een probleem is blijkt I uit de genoemde Europese publicatie EP-A-0882564. Verder heeft de verdeling van de last over twee aandrijfeenheden tot consequentie dat I massatraagheid in verhouding tot het te realiseren koppel door de I aandrijfeenheden van de inrichting volgens de uitvinding aanzienlijk 20 gunstiger is dan die van de bekende inrichting. De axiale verplaatsing, die I met name tijdens het injecteren met hoge snelheid dient plaats te vinden, I kan met de inrichting volgens de uitvinding derhalve sneller plaatsvinden en kost minder energie. Bovendien treden er minder vertragings- en I versnellingskrachten op, zodat een betere controle wordt verkregen op de I 25 belasting van aandrijfeenheden ten behoeve van het genereren van de I injectiekracht en de plastificeerkracht. Aangezien tijdens de injectie de I aandrijfeenheden tegengesteld roteren, althans wanneer de eerste en de I tweede schroefdraad een tegengestelde spoedrichting hebben, hebben beide motoren een tegengesteld reactiekoppel. Hierdoor treedt er niet of I 30 nauwelijks een extern reactiekoppel op, zodat de ophanging van het 7 aandrijfhuis ten opzichte van de buitenwereld relatief licht kan worden uitgevoerd. Nog een bijkomend voordeel is dat dezelfde aandrijfeenheden kunnen worden toegepast, hetgeen uit onderhoudstechnische, voorraadtechnische en derhalve ook uit kostenoverwegingen voordelig is.

5 Volgens een nadere uitwerking van de uitvinding is de besturing ingericht voor het de spuitgietinrichting laten doorlopen van een plastificeerfase, een injectiefase en eventueel een nadrukfase.

In de plastificeerfase wordt de schroef geroteerd en in axiale richting van de spuitmond af bewogen. Wanneer voldoende vloeibare 10 kunststof beschikbaar is volgt de injectiefase waarin de schroef een snelle axiale beweging in de richting van de spuitmond doorloopt. Gedurende de injectiefase wordt de mal waarop de spuitmond van de cilinder is aangesloten volgespoten. Daarna wordt tijdens het uitharden van de kunststof in de mal de eventuele nadrukfase doorlopen. Hierdoor wordt 15 krimp die tijdens het uitharden in de mal optreedt gecompenseerd doordat er, indien noodzakelijk, navulling van de mal met kunststof plaatsvindt als gevolg van het feit dat in de cilinder ter plaatse van de spuitmond een zekere druk gehandhaafd blijft.

Volgens een nadere uitwerking van de uitvinding is de besturing 20 van de eerste en de tweede aandrijfeenheid in de plastificeerfase en de eventuele nadrukfase gebaseerd op krachtterugkoppeling, waarbij de besturing van de eerste en de tweede aandrijfeenheid in de injectiefase is gebaseerd op positieterugkoppeling.

Tijdens de injectiefase is het nauwkeurig doseren van een bepaald 25 volume in de mal van het grootste belang. Met name bij het spuitgieten van CD's en DVD's, waarbij gebruik wordt gemaakt van niet geheel gesloten mallen en waarbij derhalve de vuldruk geen maat is voor het feit of de mal geheel gevuld is, is een dergelijke positie gestuurde injectiefase van groot voordeel. Overigens zijn ook andere producten denkbaar waarbij wordt 30 gewerkt met een gedeeltelijk geopende mal, waarbij derhalve het te doseren .a a _ · . 8 volume bijzonder kritisch is. Tijdens plastificeerfase en de nadrukfase is juist het handhaven van een bepaalde druk op de vloeibare kunststof van belang. Doordat de besturing beide besturingprincipes met elkaar combineert, wordt een spuitgietinrichting verkregen die in alle genoemde 5 fases over het gewenste regelgedrag beschikt.

Daarbij kan de volgens een eerste nadere uitwerking van de uitvinding de besturing ten behoeve van de regeling op basis van krachtterugkoppeling als ingangssignaal de door de eerste aandrijfeenheid verbruikte elektrische stroom en de door de tweede aandrijfeenheid 10 verbruikte elektrische stroom meten, waarbij de besturing is ingericht voor het op basis daarvan regelen van de vuldruk volgens een gewenst patroon.

Volgens een tweede, alternatieve nadere uitwerking van de Uitvinding kan de spuitgietinrichting zijn voorzien van krachtopnemers, zoals bijvoorbeeld piezo-elektrische elementen of rekstrookjes, die een door 15 de schroef uitgeoefende kracht meten, waarbij de krachtopnemers zijn aangesloten op de besturing ten behoeve van krachtterugkoppeling, waarbij de besturing is ingericht voor op basis daarvan regelen van de vuldruk volgens een gewenst patroon.

Met name bij de eerste variant is het van belang dat er een relatief 20 directe koppeling is tussen de door de aandrijfeenheden gevraagde motorstroom en de door de schroef geleverde kracht. Dat wil zeggen dat het aantal overbrengingen dat zich tussen de aandrijfeenheden en de schroef bevindt minimaal dient te zijn. Bij de spuitgietinrichting volgens de onderhavige uitvinding kan dat worden gerealiseerd door het huis van de 25 overbrenging vast te verbinden met de rotor van de betreffende aandrijfeenheid.

Volgens een nadere uitwerking van de variant waarin de krachtterugkoppeling plaatsvindt op basis van motorstroommeting, is het bijzonder gunstig wanneer de spoed van de eerste en tweede schroefdraad in 30 de overbrengingen zodanig groot is, dat de axiale kracht die de 9 schroefspindel in gebruik ondervindt nauwkeurig kan worden afgeleid uit de door de eerste en de tweede aandrijfeenheid verbruikte aandrijfeenheidstroom.

In de plastificeerfase is de rotatierichting constant en draaien de 5 aandrijfeenheden continu. Als gevolg hiervan doen zich in het systeem geen overgangen voor van statische naar dynamische wrijvingsweerstand en draagt een dergelijke overgang dan ook niet bij aan de hysterese in de motorstroomgestuurde krachtterugkoppeling. Hierdoor en doordat de spoed van de aandrijfas groot is, is het mogelijk om de plastificeerdruk zeer 10 nauwkeurig te herleiden uit de verschilstromen van beide motoren om vervolgens alleen de rotatiesnelheid van de beide motoren aan te passen teneinde de juiste stuwdruk voor de plastificering te bereiken.

Bij voorkeur omvatten de aandrijfeenheden elk een servomotor, waarbij de besturing is ingericht voor het positie gestuurd aansturen van de 15 servomotoren. Moderne servomotoren zijn uitgerust met motorhoekencoders, welke motorhoekencoders kunnen worden gebruikt voor de positiesturing van schroef tijdens bijvoorbeeld de injectiefase. Als gevolg van de bijzonder directe overbrenging tussen de servomotoren en de aandrijfas wordt onder gebruikmaking van de motorhoekencoders toch nog 20 een axiale positiesturing verkregen met een zeer hoge resolutie. Bovendien kan met dergelijke servomotoren gebruik worden gemaakt van standaard "high performance servo controllers" die over een uitstekend regelgedrag beschikken en waarbij het zich voordoen van regelafwijkingen vrijwel is uitgesloten.

25 Teneinde een compacte spuitgietinrichting te verkrijgen, verdient het de voorkeur dat de eerste en de tweede aandrijfeenheid coaxiaal zijn opgesteld. Bovendien wordt hierdoor tijdens de injectiefase het externe koppel dat de beide motoren leveren tegen elkaar opgeheven, indien de spoed van beide schroeven tegengesteld is zodat het resulterende externe 30 koppel nihil is.

I 10 I Teneinde de spuitmond van de cilinder van de spuitgietmal te I kunnen wegbewegen ie het aandrijfhuis volgens een nadere uitwerking van de uitvinding gemonteerd op een slede die is voorzien van een, bij voorkeur I elektrische aandrijving voor het in axiale richting verplaatsen van het I 5 aandrijfhuis en de daarmee verbonden cilinder.

Nadere uitwerkingen van de uitvinding zijn beschreven in de I volgconclusies en zullen hierna, onder verwijzing naar de tekening, verder I worden verduidelijkt.

Figuur 1 toont een zijaanzicht van een spuitgietinrichting volgens I 10 de stand der techniek, meer in het bijzonder volgens EP-A-1083 036; I figuur 2 toont een doorsnede-aanzicht van de aandrijfeenheid voor I een spuitgietinrichting volgens de stand der techniek, meer in het bijzonder I volgens EP-A· 1 215 029; I figuur 3 toont een zijaanzicht van de aandrijfeenheid van een I 15 uitvoeringsvoorbeeld van een spuitgietinrichting ovlgens de uitvinding; I figuur 4 toont een doorsnede-aanzicht over lijn IV-IV uit figuur 3; I figuur 5 toont een gedeeltelijk doorsnede-aanzicht van een eerste uitvoeringsvoorbeeld van een overbrenging met aandrijfas vaneen I spuitgietinrichting volgens de uitvinding; I 20 figuur 6 toont een tweede uitvoeringsvoorbeeld van een I overbrenging met aandrijfas vaneen spuitgietinrichting volgens de I uitvinding; en I figuur 7 een doorsnede-aanzicht over lijn VII-VH uit figuur 6.

I Voor een uitputtende beschrijving van figuren 1 en 2 zij verwezen I 25 naar respectievelijk EP-A-1083 036 en EP-A-1215 029. Voor beide bekende I inrichtingen geldt dat de aandrijfas is voorzien van twee secties met I schroefdraad, waarbij de spoedrichting van de schroefdraad in de ene sectie I tegengesteld is aan de spoedrichting van de schroefdraad uit de andere I sectie. Een dergelijk aandrijfas is bijzonder kostbaar om te vervaardigen I 30 vanwege de hoge toleranties waaraan de betreffende schroefdraadsecties 11 moeten voldoen. Bovendien zijn de bekende aandrijfassen relatief lang vanwege de benodigde uitloop van de schroefdraad voor de op de schroefdraad aangrijpende aandrijfmoeren.

Het in figuren 3 en 4 weergegeven uitvoehngsvoorbeeld toont een 5 spuitgietinrichting 1 voorzien van een schroef 2 die zich uitstrekt in een cilinder 3. De cilinder 3 is voorzien van een vulopening 4 voor het invoeren van kunststofgranulaat en van een spuitmond 5 die kan worden aangesloten op een spuitgietmal. Via de spuitmond 5 wordt de inmiddels vloeibare kunststof uit de cilinder 3 in de mal geperst. De schroef 2 is verbonden met 10 een in een aandrijfhuis 6 opgenomen aandrijfas 7. De aandrijfas 7 staat in aandrijvende verbinding met een eerste en een tweede elektrische aandrijfeenheid 8, respectievelijk 9. Voor de wijze waarop de rotatie van de aandrijfeenheden 7 en 8 wordt overgedragen op de aandrijfas 7 zij verwezen naar figuren 5 en 6.

15 Figuur 2 geeft op schematische wijze een besturing 14 weer die is ingericht voor het regelen van de rotatierichting en de rotatiesnelheid van de eerste en de tweede aandrijfeenheid 8, respectievelijk 9, zodanig dat de aandrijfas 7 en daarmee de schroef 2 in gebruik kan worden geroteerd en/of in axiale richting kan worden getransleerd. Het vermogen dat benodigd is 20 voor de axiale translatie wordt door beide aandrijfeenheden 8, 9 geleverd. Ook het vermogen dat benodigd is voor de rotatie wordt door beide aandrijfeenheden 8, 9 geleverd.

Het aandrijfhuis 6 is gemonteerd op een schematisch weergegeven slede 16 die is voorzien van een, bij voorkeur elektrische aandrijving 17 voor 25 het in axiale richting verplaatsen van het aandrijfhuis 6 en de daarmee verbonden cilinder 3. Aldus kan de spuitmond 5 van een spuitgietmal worden wegbewogen en daar naartoe worden bewogen.

Om tijdens de vervaardiging de schroef 2 en de aandrijfas 7 hanteerbaar te houden zijn in het onderhavige uitvoeringevoorbeeld deze 30 onderdelen als losse onderdelen uitgevoerd die onderling met elkaar zijn

4 n o o o Q A

I 12 I verbonden door middel van een koppeling 18. Daarbij is de koppeling 18 I uitgevoerd als een breekkoppeling. Dit biedt het voordeel dat kans op I beschadiging van de schroef 2 wordt verkleind. Immers, wanneer de door de I aandrijfas 7 op de schroef uitgeoefende krachten te groot worden breekt de 5 breekkoppeling 18 en worden er geen krachten meer op de schroef 2 en/of I aandrijfas 7 uitgeoefend. Opgemerkt zij dat de uitvinding tevens een aandrijfas 7 en schroef 2 omvat die als een eendelig, integraal onderdeel zijn I uitgevoerd.

I Onder zeer exceptionele omstandigheden kan het gebeuren dat, als I 10 gevolg van een storing in de regeling, de aandrijfas op ongewenste wijze met I grote snelheid in een axiale richting wordt verplaatst. Daarbij zou I beschadiging van de spuitgietinrichting kunnen optreden. Teneinde dit te I verhinderen is het getoonde uitvoeringsvoorbeeld voorzien van een axiale rem 19 die op de aandrijfas 7 is aangebracht en die in werking treedt bij, als 15 gevolg van door besturingsfouten optredende ongewenste axiale verplaatsingen van de aandrijfas 7. De getoonde rem 19 is voorzien van een I op de aandrijfas 7 bevestigde kogel 20 die ten opzichte van de as 7 I verschuifbaar is over de toegestane lengte van de axiale slag van de I aandrijfas 7. De verschuifbaarheid is begrensd door twee aanslagen 21, 22.

I 20 De kogel 20 is opgenomen in een bus 23 die vast is verbonden met het I aandrijfhuis 6. De kogel 20 kan slechts in de bus 23 verplaatsen onder I plastische vervorming van de bus 23. Aldus wordt een zekere remweg I gerealiseerd die kort genoeg is om beschadiging door botsing en de daarbij I optredende vertragingskrachten te verhinderen.

I 25 In het onderhavige uitvoeringsvoorbeeld is de besturing 14 I ingericht voor het de spuitgietinrichting 1 laten doorlopen van een I plastificeerfase, een injectiefase en een nadrukfase. In de plastificeerfase I wordt een portie kunststof voldoende vloeibaar gemaakt door de schroef 2 te I roteren en tegelijkertijd langzaam van de spuitmond 5 af te bewegen.

30 Wanneer de benodigde hoeveelheid vloeibare kunststof beschikbaar is, 13 wordt in de injectiefase de vloeistof snel via de spuitmond 5 in de mal geïnjecteerd door de schroef 2 met grote snelheid in de richting van de spuitmond 5 te bewegen. Wanneer de mal gevuld is met het gewenste volume vloeibare kunststofvolgt.de nadrukfase waarin de vloeibare 5 kunststof in de mal onder druk wordt gehouden, zodat in de mal optredende krimp wordt gecompenseerd door navulling. Daartoe is in het onderhavige uitvoeringsvoorbeeld de besturing 14 van de eerste en de tweede aandrijfeenheid 8, 9 in de plastificeerfase en de nadrukfase gebaseerd op krachtterugkoppeling. In de injectiefase is de besturing 14 van de eerste en 10 de tweede aandrijfeenheid 8, 9 gebaseerd op positieterugkoppeling.

Het verdient de voorkeur om ten behoeve van de regeling op basis van krachtterugkoppeling de besturing als ingangssignaal de door de eerste aandrijfeenheid 8 verbruikte elektrische stroom en de door de tweede aandrijfeenheid 9 verbruikte elektrische stroom te laten bepalen. Op basis 15 van de motorstroommeting kan de besturing 14 de vuldruk regelen volgens een gewenst patroon.

Anderzijds is het ook mogelijk dat de spuitgietmrichting 1 is voorzien van ten minste één krachtopnemer 15, zoals bijvoorbeeld een piezo* elektrisch element of een aantal rekstrookjes, die een door de schroef 2 20 uitgeoefende kracht meet. De krachtopnemer 15 is aangesloten op de besturing 14 ten behoeve van krachtterugkoppeling. De besturing 14 is ingericht voor op basis daarvan regelen van de vuldruk volgens een gewenst patroon.

In het onderhavige uitvoeringsvoorbeeld zijn de aandrijfeenheden 25 8, 9 elk uitgevoerd als een servomotor 8, 9 die coaxiaal zijn opgesteld. De servomotoren zijn elk voorzien van een stator 8a, 9a en een rotor 8b, 9b. De rotoren 8b, 9b zijn elk vast verbonden met een huis van een overbrenging, hetgeen hierna nader zal worden verduidelijkt. De besturing 14 is ingericht voor het positie gestuurd aansturen van de servomotoren 8, 9. Zoals I 14 I hierboven al aangegeven is de besturing 14 tevens ingericht voor het I krachtgestuurd aansturen van de servomotoren 8, 9.

I Figuur 5 toont schematisch een gedeelte van de aandrijfas van een I eerste uitvoeringsvoorbeeld volgens de uitvinding. Ten behoeve van de 5 duidelijkheid is slechts één overbrenging getoond, alhoewel, zoals uit het I bovengaande moge blijken, twee van dergelijke overbrengingen aanwezig I dienen te zijn. Duidelijk zichtbaar is de aandrijfas 7 die op zijn omtrek is I voorzien van parallelle omtreksgroeven 10 die zich uitstrekken in vlakken die in hoofdzaak loodrecht op de hartlijn van de aandrijfas 7 staan. Tevens I 10 is een gedeelte van een overbrengingshuis 11 van de overbrenging getoond.

I Zoals duidelijk blijkt uit figuur 7, omvat het overbrengingshuis 11 een I cilindrische kamer 12 waardoorheen de aandrijfas 7 zich uitstrekt. Tussen het, de cilindrische kamer 12 begrenzende binnenmanteloppervlak van het overbrengingshuis 11 en de aandrijfas 7 bevinden zich een aantal in I 15 hoofdzaak cilindrische rollen 13. In het uitvoeringsvoorbeeld van figuur 5 zijn deze cilindrische rollen 13 voorzien van in hoofdzaak parallelle I omtreksgroeven 26 die zich uitstrekken in vlakken die loodrecht staan op de langsas van de betreffende rol 13. Bij het uitvoeringsvoorbeeld van figuur 5 I zijn de rollen verder voorzien van ten minste één tandwiel 24 dat in 20 aangrijping is met een tandwiel 25 op de aandrijfas 7. Deze I tandwieloverbrenging 24,25 dient voor de rotatieve aandrijving van de aandrijfas 7. De axiale verplaatsing wordt bewerkstelligd door de genoemde I omtreksgroeven 26 en die omtreksgroeven begrenzende ruggen 27 op de rollen 13 die enerzijds aangrijpen op binnenschroefdraad 28 die is I 25 aangebracht op het binnenmanteloppervlak van het overbrengingshuis 11, en anderzijds op de parallelle omtreksgroeven 10 van aandrijfas 7. Elk I overbrengingshuis 11 is vast verbonden met of maakt deel uit van de rotor I 8b, 9b van de aandrijfeenheid 8, resp. 9 en zijn derhalve in rotatieve zin I aandrijfbaar door de betreffende aandrijfeenheden 8, 9.

15

In een alternatieve uitvoering van de overbrenging die is weergegeven in figuur 6, zijn de rollen 13 in plaats van parallelle omtreksgroeven 26 en deze groeven begrenzende ruggen 27, voorzien van schroefdraad 29. Deze schroefdraad 29 is enerzijds in aangrijping met de 5 parallelle groeven 10 op de aandrijfas 7 en anderzijds met de binnenschroefdraad 28 van het betreffende overbrengingshuis 11 anderzijds. Bij deze uitvoering kan zowel de axiale verplaatsing als de rotatieve verplaatsing van de aandrijfas 7 worden bewerkstelligd door rotatie van de overbrengingshuizen 11. Eventueel kan een 10 overbrengingshuis 11 nog uit twee, axiale naast elkaar gelegen delen bestaan die in axiale richting onderling verstelbaar zijn. Aldus kan een spelingsvrije opsluiting in axiale richting van de rollen 13 ten opzichte van het overbrengingshuis 11 worden gerealiseerd.

Bij voorkeur is de spoed van de binnenschroefdraad van het ene 15 overbrengingshuis 11 links en van het andere niet getoonde overbrengingshuis rechts of vice versa. Daarbij verdient het verder de voorkeur dat de spoed van de linkse en rechtse schroefdraad zodanig groot is, dat de axiale kracht die de schroef 2 in gebruik ondervindt nauwkeurig kan worden afgeleid uit de door de eerste en de tweede aandrijfeenheid 8, 20 respectievelijk 9 verbruikte aandrijfeenheidstroom.

Het moge duidelijk zijn dat de uitvinding niet is beperkt tot het beschreven uitvoeringsvoorbeeld maar dat diverse wijzigingen binnen het raam van de uitvinding zoals gedefinieerd door de conclusies mogelijk zijn.

Zo kunnen bijvoorbeeld alle fases binnen een cyclus uitsluitend op 25 basis van positieterugkoppeling worden gerealiseerd, zodat niet alleen in de injectiefase maar ook in de plastificeerfase en de nadrukfase de beweging van de schroef positiegestuurd is. Bij toepassing van een linkse en een rechtse schroefdraad in de huizen van de overbrengingen behoeven de spoedhoeken van die schroefdraden niet gelijk te zijn.

30

Claims (24)

1. Spuitgietinrichting (1) voorzien van een schroef (2) die zich I uitstrekt in een cilinder (3), welke cilinder is voorzien van een vulopening I (4) en van een spuitmond (5), waarbij de schroef (2) is verbonden met een in een aandrijfhuis (6) opgenomen aandrijfas (7), welke aandrijfas (7) in I 5 aandrijvende verbinding staat met een eerste en een tweede elektrische I aandrijfeenheid (8, respectievelijk 9), met het kenmerk, dat de aandrijfas is I voorzien van een reeks cirkelvormige, parallelle omtreksgroeven, waarbij op de parallelle omtreksgroeven twee overbrengingen aangrijpen, welke I overbrengingen elk zijn voorzien van een aantal cilindervormige rollen die I 10 zijn voorzien van door ruggen begrensde omtreksgroeven, welke rollen zijn opgesloten in een cilindervormige kamer van een overbrengingshuis waardoorheen de aandrijfas zich uitstrekt en waarbij ruggen van de rollen I aangrijpen op de parallelle omtreksgroeven van de aandrijfas, waarbij het I binnenmanteloppervlak van het huis is voorzien van schroefdraad, waarbij 15 de ruggen van de rollen in gemonteerde toestand tevens aangrijpen op de betreffende schroefdraad van het huis, waarbij de spoedrichting van de I schroefdraad van het huis van de ene overbrenging afwijkt van de spoedrichting van de schroefdraad van het huis van de andere overbrenging, I waarbij het huis van de ene overbrenging door de eerste aandrijfeenheid in I 20 rotatieve zin aandrijfbaar is en waarbij het huis van de andere overbrenging door de tweede aandrijfeenheid in rotatieve zin aandrijfbaar is, waarbij de I spuitgietinrichting (1) is voorzien van een besturing (14) die is ingericht I voor het regelen van de rotatierichting en de rotatiesnelheid van de eerste en de tweede aandrijfeenheid (8, respectievelijk 9), zodanig dat de aandrijfas 25 (7) en daarmee de schroef (2) in gebruik kan worden geroteerd en/of in I axiale richting kan worden getransleerd, waarbij het vermogen benodigd voor de axiale translatie door beide aandrijfeenheden (8, 9) wordt geleverd en waarbij het vermogen benodigd voor de rotatie door beide aandrijfeenheden (8, 9) wordt geleverd.

2. Spuitgietinrichting volgens conclusie 1, waarbij het huis van elke overbrenging is voorzien van twee delen die in axiale richting ten opzichte 5 van elkaar verstelbaar zijn, zodat de rollen spelingsvrij tussen de aandrijfas en het huis opneembaar zijn.

3. Spuitgietinrichting volgens conclusie 1 of 2, waarbij de omtreksgroeven van de rollen parallelle zich hoofdzaak loodrecht op de langsas van de rollen uitstrekkende groeven zijn, met daartussen gelegen 10 ruggen.

4. Spuitgietinrichting volgens conclusie 1 of 2, waarbij de omtreksgroeven de rollen zijn uitgevoerd als schroefdraad.

5. Spuitgietinrichting volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de rollen zijn voorzien van ten minste één tandwiel dat aangrijpt op een op 15 de aandrijfas aangebracht tandwiel om rotatie van de rollen op positieve wijze op de aandrijfas over te dragen.

6. Spuitgietinrichting volgens één der conclusies 1-5, waarbij de besturing (14) is ingericht voor het de spuitgietinrichting (1) laten doorlopen van een plastificeerfase, een injectiefase en eventueel een nadrukfase.

7. Spuitgietinrichting volgens conclusie 6, waarbij de besturing (14) van de eerste en de tweede aandrijfeenheid (8, 9) in de plastificeerfase en de eventuele nadrukfase is gebaseerd op krachtterugkoppeling, waarbij de besturing (14) van de eerste en de tweede aandrijfeenheid (8, 9) in de injectiefase is gebaseerd op positieterugkoppeling.

8. Spuitgietinrichting volgens conclusie één der voorgaande conclusies, waarbij de besturing (14) ten behoeve van de regeling op basis van krachtterugkoppeling als ingangssignaal de door de eerste aandrijfeenheid (8) verbruikte elektrische stroom en de door de tweede aandrijfeenheid (9) verbruikte elektrische stroom meet, waarbij de I 18 besturing (14) is ingericht voor het op basis daarvan regelen van de vuldruk I volgens een gewenst patroon.

9. Spuitgietinrichting volgens één der conclusies 1-8, waarbij de spuitgietinrichting (1) is voorzien van ten minste één krachtopnemer (15), I 5 zoals bijvoorbeeld piezo-elektrische elementen of rekstrookjes, die een door I de schroef (2) uitgeoefende kracht meet, waarbij de ten minste ene I krachtopnemer (15) is aangesloten op de besturing (14) ten behoeve van krachtterugkoppeling, waarbij de besturing (14) is ingericht voor op basis I daarvan regelen van de vuldruk volgens een gewenst patroon. I 10

10. Spuitgietinrichting volgens één der voorgaande conclusies, waarbij I de aandrijfeenheden (8, 9) elk een servomotor (8, 9) omvatten, waarbij de I besturing (14) is ingericht voor het positiegestuurd aansturen van de I servomotoren (8, 9).

11. Spuitgietinrichting volgens conclusie 8, waarbij de spoed van de I 15 schroefdraad in het huis van de eerste en de tweede overbrenging zodanig I groot is, dat de axiale kracht die de schroef (2) in gebruik ondervindt I nauwkeurig kan worden afgeleid uit de door de eerste en de tweede I aandrijfeenheid (8, respectievelijk 9) verbruikte aandrijfeenheidstroom.

12. Spuitgietinrichting volgens één der voorgaande conclusies, waarbij I 20 de eerste en de tweede aandrijfeenheid (8, 9) coaxiaal zijn opgesteld.

13. Spuitgietinrichting volgens conclusie één der voorgaande I conclusies, waarbij het aandrijfhuis (6) is gemonteerd op een slede (16) die is I voorzien van een, bij voorkeur elektrische aandrijving (17) voor het in axiale I richting verplaatsen van het aandrijfhuis (6) en de daarmee verbonden I 25 cilinder (3).

14. Spuitgietinrichting volgens één der voorgaande conclusies, waarbij I de eerste en tweede elektrische aandrijfeenheid (8, 9) direct respectievelijk I het eerste en het tweede huis (11,13) van de overbrenging aandrijven.

15. Spuitgietinrichting volgens één der voorgaande conclusies, waarbij I 30 tussen de aandrijfas (7) en de schroef (2) een koppeling (18) is voorzien.

16. Spuitgietinrichting volgens conclusie 15, waarbij de koppeling (18) een breekkoppeling is.

17. Spuitgietinrichting volgens één der voorgaande conclusies, waarbij op de aandrijfas (7) een axiale rem (19) is aangebracht die in werking treedt 5 bij als gevolg van door besturingsfouten optredende, ongewenste axiale verplaatsingen van de aandrijfas (7).

18. Spuitgietinrichting volgens conclusie 17, waarbij de axiale rem (19) een op de aandrijfas (7) bevestigde kogel (20) omvat, waarbij de kogel (20) ten opzichte van de as (7) verschuifbaar is over de toegestane lengte van de 10 axiale slag van de aandrijfas (7), waarbij de verschuifbaarheid is begrensd door twee aanslagen (21, 22), waarbij de kogel (20) is opgenomen in een bus (23) die vast is verbonden met het aandrijfhuis (6), waarbij de kogel (20) slechts in de bus (23) kan verplaatsen onder plastische vervorming van de bus (23).

19. Werkwijze voor het vervaardigen van een spuitgietproduct onder toepassing van een spuitgietinrichting volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de rotatierichting en de rotatiesnelheid van de eerste en de tweede aandrijfeenheid (8, respectievelijk 9), zodanig worden gevarieerd dat de aandrijfas (7) en daarmee de schroef (2) in gebruik wordt geroteerd 20 en/of in axiale richting wordt getransleerd volgens een gewenst patroon en/of onder uitoefening van een gewenste axiale kracht, waarbij het vermogen benodigd voor de axiale translatie door beide aandrijfeenheden (8, 9) wordt geleverd en waarbij het vermogen benodigd voor de rotatie door beide aandrijfeenheden (8, 9) wordt geleverd.

20. Werkwijze volgens conclusie 19, waarbij de spuitgietinrichting in één cyclus een plastificeerfase, een injectiefase en eventueel een nadrukfase doorloopt.

21. Werkwijze volgens conclusie 20, waarbij de besturing (14) van de eerste en de tweede aandrijfeenheid (8, 9) in de plastificeerfase en de 30 eventuele nadrukfase op basis krachtterugkoppeling wordt geregeld, 4 λοΛίaA I 20 I waarbij de besturing (14) van de eerste en de tweede aandrijfeenheid (8,9) I in de injectiefase op basis positieterugkoppeling wordt geregeld.

22. Werkwijze volgens conclusie 21, waarbij ten behoeve van de I regeling op basis van krachtterugkoppeling de besturing (14) als 5 ingangssignaal de door de eerste aandrijfeenheid (8) verbruikte elektrische I stroom en de door de tweede aandrijfeenheid (9) verbruikte elektrische I stroom verkrijgt, waarbij de besturing (14) op basis daarvan de vuldruk I volgens een gewenst patroon regelt.

23. Werkwijze volgens conclusie 21, waarbij ten behoeve van de 10 regeling op basis van krachtterugkoppeling de besturing (14) als I ingangssignaal de door krachtopnemers (15) op de schroef waargenomen I krachtmeetsignalen verkrijgt, waarbij de besturing (14) op basis daarvan de vuldruk volgens een gewenst patroon regelt.

24. Werkwijze volgens conclusie 21, waarbij de aandrijfeenheden (8, 9) I 15 elk een servomotor (8, 9) omvatten, waarbij de besturing (14) de servomotoren (8, 9) in althans in één van de fasen van een injectiecyclus I positiegestuurd aanstuurt.