DE10057741A1

DE10057741A1 - Spritzeinheit für eine Kunststoffspritzgießmaschine

Info

Publication number: DE10057741A1
Application number: DE10057741A
Authority: DE
Inventors: Gunther Fischbach; Ralf Ingo Meyer
Original assignee: Mannesmann Plastics Machinery GmbH
Current assignee: Mannesmann Plastics Machinery GmbH
Priority date: 2000-11-16
Filing date: 2000-11-16
Publication date: 2002-05-23
Also published as: US20040047936A1; EP1337390A2; WO2002040239A2; WO2002040239A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spritzeinheit für eine Spritzgießmaschine, insbesondere für Kunststoffe, mit einer Schnecke, die mit einem ersten Aktuator zu drehenden und mit einem zweiten Aktuator zur axialen Bewegung verbunden ist. Dabei ist der erste Aktuator (21) ein elektrischer Motor, DOLLAR A der zweite Aktuator (31) ein durch eine Fülleinrichtung (51) mit Gas füllbarer Druckbalg, wobei das Volumen des Druckbalges (31) durch Verstellelemente (32) veränderbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spritzeinheit für eine Spritzgießmaschine insbesondere für Kunststoffe mit einer Schnecke, die mit einem ersten Aktuator zur drehenden und mit einem zweiten Aktuator zur axialen Bewegung verbunden ist.

Aus EP 0 280 743 B1 ist eine Spritzgießmaschine bekannt, bei dem die Schnecke durch einen ersten Aktuator drehbar ist und durch einen zweiten Aktuator relativ zum Drehantrieb linear bewegbar ist. Beide Aktuatoren sind elektrisch angetrieben, ein gasförmiges Medium kommt nicht zum Einsatz.

Aus WO 94/09962 ist eine Drucksteuer- und/oder Regelvorrichtung bekannt, bei der in einem Spritzwerkzeug der Kunststoffschmelze ein fluidisches Medium zugeführt wird, wobei diese Mediumzustromsteuerventile in Abhängigkeit von der jeweils an einen Drucksensor anstehenden Druckdifferenz durch die Ventilsteuerung ansteuerbar sind.

Dieser Druckerzeuger/-speicher ist nur für ein Einspritzsystem vorgesehen, nicht aber für eine axiale Verstellung der Schnecke einer Spritzgießmaschine.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer konstruktiv einfachen Spritzeinheit, die energiearm eine sichere axiale Verstellung der Schnecke ermöglicht.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Die übrigen Ansprüche sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Erfindungsgemäß besitzt die Spritzeinheit der hier betroffenen Spritzgießmaschine, insbesondere für Kunststoffe, einen ersten Aktuator, der als elektrischer Motor ausgestattet ist, und einen zweiten Aktuator, der als Druckbalg ausgestattet ist und dessen Volumen durch Verstellelemente veränderbar ist.

Das Gehäuse des Druckbalges kann dabei aus Gummi oder aus Metall aufgebaut sein. Der Druckbalg ist durch eine feste und eine bewegliche Platte über Verstellelemente zusammendrückbar. In einer Ausgestaltungsform sind die Verstellelemente als Federn ausgebildet, die dem Innendruck des Druckbalges entgegenwirken. Die Federn können hierbei unabhängig vom Gehäuse des Druckbalges vorgesehen sein, sie können aber auch als metallischer Kompensator, der gleichzeitig das Gehäuse des Druckbalges bildet, ausgeformt sein.

In einer besonderen Ausgestaltungsform sind die Verstellelemente Spindelmuttereinheiten, bei denen mindestens ein Bauteil angetrieben ist. Besonders vorteilhaft ist die Ausgestaltung der Spindel als Kugelumlaufspindel, die angetrieben ist und in einer feststehenden Mutter sich bewegt.

Um die Drehbewegung exakt vorzugeben, wird die Drehzahl erfasst und an den Spindeln sind Bremsen vorgesehen, vorzugsweise Scheibenbremsen, mit denen ein wartungsfreundliches Bremsen ermöglicht wird.

In einer weiteren Ausgestaltungsform der Spritzeinheit ist zum Druckbalg ein Gegenbalg vorgesehen, wobei beide Bälge über ein in Förderrichtung angeschlossenes Verstellventil miteinander verbunden sind.

Es wird darüber hinaus vorgeschlagen, den elektrischen Motor als Hohlwellenmotor auszugestalten, insbesondere als Magnetmotor.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Druckbalg ringförmig ausgestaltet, gegebenenfalls ist der Gegenbalg ebenfalls ringförmig ausgestaltet, wobei zentrisch die Verbindungswelle durch den Druckbalg durchführbar ist, so dass der Drehmotor auf der der Schnecke abgewandten Seite des Druckbalges angeordnet werden kann.

Zur exakten Führung der Linearbewegung ist weiterhin vorgeschlagen, ein Druckmesser vorzusehen, der mit einer Mess- und Regeleinrichtung verbunden ist, durch die die axiale Ausdehnung des Druckbalges steuerbar ist.

Ein Beispiel der Erfindung ist in der beigefügten Zeichnung dargelegt. Dabei zeigen

Fig. 1 eine Spritzeinheit mit der Anordnung des Drehmotors zwischen Druckbalg und Schnecke;

Fig. 2 eine Kugelumlaufspindel mit Scheibenbremse;

Fig. 3 einen Hohlwellenmotor als Drehmotor und Federn für die Verstellung des Balges;

Fig. 4 eine Spritzeinheit mit einer durch die ringförmigen Bälge geführte Verbindungswelle.

Dabei zeigen die Fig. 1, Fig. 3 und Fig. 4 eine Spritzgießmaschine 11 mit einer in einem Zylinder 13 angeordneten Schnecke 12. Die Schnecke ist mit einer Verbindungswelle 14 verbunden. Am Zylinder 13 ist ein Einfülltrichter 15 vorgesehen.

Weiterhin ist ein Druckbalg 31 zwischen einer feststehenden Druckplatte 71 und einer beweglichen Druckplatte 72 angeordnet. Der Druckbalg 31 ist über eine Druckleitung 54 mit einem Druckspeicher 53 verbunden, der über eine Führeinrichtung 51 mit einer Pumpe 52 in Verbindung steht. An der Druckleitung 54 ist ein Verstellventil 38 angeordnet.

In der Fig. 1 ist der erste Aktuator ein elektrischer Motor 21, der über ein Getriebe 24 mit der Verbindungswelle 14 in Verbindung steht. Im vorliegenden Beispiel stützt sich der Elektromotor 21 an der beweglichen Druckplatte 72 ab.

Als Verstellelemente für die Druckplatte 73, 72 ist eine Mutter/Spindel-Einheit 34, 35 vorgesehen, die - im oberen Teil des Bildes über ein Getriebe 74 - mit einem Motor 75 verbunden ist.

Die Verbindungswelle 14 ist in einem mit der beweglichen Druckplatte verbundenen Verbindungslager 16 drehgelagert.

In der Fig. 2 ist die Mutter 34 in der beweglichen Druckplatte 72 angeordnet. Die Mutter 34 steht in Wirkverbindung mit einer Kugelumlaufspindel 35, die in der festen Werkzeugaufspannplatte gelagert ist und an der Kugelumlaufspindel 35, ist auf der von dem Balg 31 wegweisenden Seite der feststehenden Druckplatte 71 eine Scheibenbremse 36 angeordnet. Die Scheibenbremse 36 steht messtechnisch mit einer Drehzahlerfassung 41 in Verbindung, die an eine Mess- und Regeleinrichtung 42 angeschlossen ist.

Der hier als Gummi aufgebaute Druckbalg 61 ist über die Druckleitung 54 mit dem Druckspeicher 53 verbunden.

In der Fig. 3 wird die Verbindungsweile 14 durch einen Hohlwellenmotor 22 angetrieben, der als Magnetmotor 23 ausgestaltet ist.

Die Verbindungswelle 14 ist in einem mit der beweglichen Druckplatte 72 verbundenen Verbindungslager 16 gelagert.

Als Verstellelement des Druckbalges 31 ist im oberen Teil der Figur eine Feder 33 vorgesehen, die mit den Druckplatten 71 und 72 in Wirkverbindung steht.

Im unteren Teil des Bildes ist der Druckbalg als metallischer Kompensator 62 ausgestaltet, wobei der Kompensator als Feder wirkend mit den Druckplatten 71 und 72 verbunden ist.

In der Fig. 4 ist die Verbindungswelle 14 bis auf die der Schnecke 12 abgewandten Seite des feststehenden Druckbalges 71 geführt. Die Verbindungswelle 14 wird von einem Elektromotor 21 gedreht, der auf einer Schiene axial bewegbar ist.

Als Verstellelement ist ein Gegenbalg 37 vorgesehen, der sich einenends an der beweglichen Druckplatte, an die sich auch der Druckbalg 31 abstützt, anlehnt und anderenends an eine zweite feststehende Druckplatte 73 angeschlossen.

Der Druckbalg 31 und der Gegenbalg 37 sind über eine Druckleitung 54 bzw. 55 über ein Verstellventil 38 mit dem Druckspeicher 53 verbunden.

Weiterhin ist an der Schnecken/Zylinder-Einheit 12, 13 ein Druckmesser angeordnet, der an eine Mess- und Regeleinrichtung 44 angeschlossen ist, welche steuerungsmäßig mit dem Verstellventil 38 verbunden ist.

Positionsliste Spritzen

11

Spritzgießmaschine

12

Schnecke

13

Zylinder

14

Verbindungsweile

15

Einfülltrichter

16

Verbindungslager

Drehen

21

Erster Aktuator, elektrischer Motor

22

Hohlwellenmotor

23

Magnetmotor

24

Getriebe

25

Schiene

Axialbewegung

31

Zweiter Aktuator, Druckbalg

32

Verstellelement

33

Feder

34

Mutter

35

Spindel

36

Bremse

37

Gegenbalg

38

Verstellventil

Messen

41

Drehzahlerfassung

42

Mess- und Regeleinrichtung, Bremse

43

Druckmesser

44

Mess- und Regeleinrichtung, Balg

Füllen

51

Fülleinrichtung

52

Pumpe

53

Druckspeicher

54

Druckleitung (

31

)

55

Druckleitung (

37

)

Werkstoff

61

Gummi

62

Metallkompensator

Platten

71

Feststehende Druckplatte

72

Bewegliche Druckplatte

73

Zweite feststehende Druckplatte

74

Getriebe

75

Antrieb

Claims

1. Spritzeinheit für eine Spritzgießmaschine, insbesondere für Kunststoffe, mit einer Schnecke, die mit einem ersten Aktuator zur drehenden und mit einem zweiten Aktuator zur axialen Bewegung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Aktuator (21) ein elektrischer Motor ist,
dass der zweite Aktuator (31) ein durch eine Fülleinrichtung (51) mit Gas füllbarer Druckbalg ist und
dass das Volumen des Druckbalges (31) durch Verstellelemente (32) veränderbar ist.

2. Spritzeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellelemente (32) als Feder (33) ausgebildet sind, die dem Innendruck des Druckbalges (31) entgegenwirken.

3. Spritzeinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellelemente (32) Spindel/Mutter-Einheiten (34, 35) sind.

4. Spritzeinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellelemente (32) antreibbare Kugelumlaufspindeln (35) sind, die mit Muttern (34) in Wirkverbindung stehen.

5. Spritzeinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kugelumlaufspindel (35) mit einer Bremse (36) versehen ist, vorzugsweise einer Scheibenbremse.

6. Spritzeinheit nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Kugelumlaufspindel (35) eine Drehzahlerfassung (41) vorgesehen ist, die mit einer Mess- und Regeleinrichtung (42) verbunden ist, durch die die Spindeldrehung in Richtung und Geschwindigkeitsvorgebbar ist.

7. Spritzeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Verstellelement (32) ein Gegenbalg (37) vorgesehen ist, der mit dem Druckbalg (31) über ein Verstellventil (38) verbunden ist.

8. Spritzeinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellventil (38) an die Fördereinrichtung (53) angeschlossen ist.

9. Spritzeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Motor (21) als Hohlwellenmotor (22) ausgestaltet ist.

10. Spritzeinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Hohlwellenmotor (22) ein Magnetmotor ist.

11. Spritzeinheit nach einem der o. g. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens der Druckbalg (31) ringförmig ausgebildet ist und
dass die Verbindungswelle (14) zwischen dem für die Drehbewegung der Schnecke (12) vorgesehene Elektromotor (21) von der Schnecke (12) bis auf die der Schnecke (12) abgewandten Seite des Druckbalges (31) geführt ist.

12. Spritzeinheit nach einem der o. g. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Schnecke-Zylinder Einheit (12, 13) verbundene Druckmesser (43) vorgesehen sind, die mit einer Mess- und Regeleinrichtung (44) verbunden sind, durch die die axiale Ausdehnung des Druckbalges (31) steuerbar ist.

13. Spritzeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Gehäuses des Druckbalges (31) Gummi (61) ist.

14. Spritzeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse des Druckbalges (31) aus Metall (62) ist, das die Form eines Kompensators besitzt.