DE112004001254B4

DE112004001254B4 - Antriebsvorrichtung für eine Spritzgussmaschine und Verfahren zum Betrieb derselben

Info

Publication number: DE112004001254B4
Application number: DE112004001254.6T
Authority: DE
Inventors: Norihito Okada; Yosuke Tokui
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2003-07-08
Filing date: 2004-07-07
Publication date: 2016-11-24
Anticipated expiration: 2024-07-08
Also published as: DE112004001254T5; US20060145396A1; TWI238771B; CN100515722C; JPWO2005002828A1; WO2005002828A1; KR100655264B1; TW200508009A; KR20060027405A; CN1819908A; JP4279838B2

Abstract

Antriebsvorrichtung für eine Spritzgießmaschine, wobei die Antriebsvorrichtung Folgendes aufweist: (a) einen angetriebenen Teil (12); (b) eine Übertragungswelle (91) mit einem Schraubenwellenteil (64) und einem Antriebswellenteil (95), und die mit dem angetriebenen Teil (12) verbunden ist, so dass dieser diesbezüglich drehbar ist und vorgeschoben und zurückgezogen werden kann; (c) eine Mutter (63), die in Gewindeeingriff mit dem Schraubenwellenteil steht; (d) einen Motorrahmen (54), der auf einem Motorinstallationsrahmen (19) angebracht ist; (e) einen Rotor (86), der direkt auf dem Antriebswellenteil (95) angebracht ist und in der Lage ist, zusammen mit dem Antriebswellenteil (95) vorgeschoben und zurückgezogen zu werden; (f) einen Stator (57), der auf dem Motorrahmen (54) angebracht ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung für eine Spritzgussmaschine und ein Verfahren zum Betrieb derselben.
Beschreibung der verwandten Technik:
In einer herkömmlichen Spritzgussmaschine wird ein Harz, das innerhalb eines Erwärmungszylinders erwärmt und geschmolzen wird, mit einem hohen Druck eingespritzt, um einen Hohlraum einer Formvorrichtung zu füllen und es wird in dem Hohlraum abgekühlt und ausgehärtet, um einen gegossenen bzw. geformten Gegenstand zu erhalten
Daher besitzt die Spritzgussmaschine eine Formschließ- bzw. -klemmvorrichtung, eine Formvorrichtung und eine Einspritzvorrichtung. Die Formschließvorrichtung besitzt eine stationäre Platte, eine bewegliche Platte und einen Formschließzylinder. Die Formvorrichtung weist eine stationäre Form und eine bewegliche Form auf. Durch Vorschieben und Zurückziehen der beweglichen Platte mittels des Formschließzylinders, wird veranlasst, dass die bewegliche Form die stationäre Form kontaktiert und sich von dieser löst, wodurch ein Formschließen, Formklemmen und Formöffnen ausgeführt werden kann.
Die Einspritzvorrichtung umfasst einen Erwärmungszylinder, der das Harz, das an eine Zuführvorrichtung geliefert wird, erwärmt und schmelzt, sowie eine Einspritzdüse zum Einspritzen des geschmolzenen Harzes. Eine Schnecke bzw. Schraube ist in diesem Erwärmungszylinder angeordnet, um sich frei zu drehen und um imstande zu sein, sich vorzuschieben und zurückzuziehen. Die Schraube wird vorgeschoben, um das Harz aus der Einspritzdüse einzuspritzen, und die Schraube wird gedreht, um das Harz zu dosieren.
Eine Antriebsvorrichtung für eine Spritzgussmaschine, die einen Dosierungsmotor und einen Einspritzmotor verwendet, wurde vorgeschlagen, um die Schraube zu drehen und um die Schraube vorzuschieben und zurückzuziehen.
1 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptteils einer herkömmlichen Einspritzvorrichtung.
In der Zeichnung ist 15 ein Antriebsteil, der eine nicht dargestellte Schraube (angetriebener Teil) dreht, vorschiebt und zurückzieht. Der Antriebsteil 15 besitzt einen Einspritzrahmen 17, einen Dosierungsmotor 22, der innerhalb des Einspritzrahmens 17 angeordnet ist, einen Einspritzmotor 23, der an der Rückseite (rechts in der Zeichnung) des Einspritzrahmens 17 angeordnet ist, sowie andere Glieder.
Der Dosierungsmotor 22 besitzt einen Rahmen 34, eine hohle Abtriebswelle 35, die in Bezug auf den Rahmen 34 drehbar gelagert ist, einen Rotor 36, der auf der Abtriebswelle 35 angebracht ist, einen Stator 37, der mit einem Abstand zwischen diesem und dem Rotor 36 angeordnet ist, sowie andere Glieder.
Während eines Dosierungsschritts kann die Schraube durch Antreiben des Dosierungsmotors 22 gedreht werden. Zu diesem Zweck ist eine Keilmutter 40 an dem Rückende (dem rechten Ende in der Zeichnung) der Abtriebswelle 35 angebracht, und Aufnahmekeile 41 sind auf der Innenumfangsoberfläche der Keilmutter 40 gebildet. Ein Lagerkasten 13 besitzt einen scheibenförmigen Bodenteil 43 auf dem Rückende der Schraube angebracht ist und einen rohrförmigen Seitenteil 44, der sich von dem Außenumfangsrand des Bodenteils 43 rückwärts erstreckt. Ein Lager br10, das ein Schublager aufweist, ist in dem Inneren des Seitenteils 44 untergebracht, und Steckkeile 45 sind auf der Außenumfangsoberfläche des Seitenteils 44 gebildet. Die Aufnahmekeile 41 und die Steckkeile 45 befinden sich in Eingriff, um imstande zu sein, in axialer Richtung zu gleiten, während sie daran gehindert werden, sich in der Umfangsrichtung zu drehen, und konstituieren einen ersten Drehübertragungsteil.
Demgemäß wird zum Zeitpunkt des Dosierungsschritts eine Drehung, die in der Abtriebswelle 35 erzeugt wird, wenn der Dosierungsmotor 22 angetrieben wird, an einen Lagerkasten 13 übertragen, und zwar durch den ersten Drehübertragungsteil, und wird weiter an die Schraube übertragen. Wenn die Schraube gedreht wird, wird ein nicht dargestelltes pelletförmiges Harz von einer nicht dargestellten Zuführvorrichtung geliefert, das Harz wird in einen nicht dargestellten Erwärmungszylinder geladen und entlang einer Nut in einem Gewindegang vorgeschoben, der auf der Außenumfangsoberfläche der Schraube gebildet ist. Gleichzeitig wird die Schraube zurückgezogen und eine Spritzung bzw. ein Schuss an Harz wird vor einem nicht dargestellten Schraubenkopf bei dem Vorderende der Schraube angesammelt. Zu diesem Zeitpunkt wird, während die Aufnahmekeile 41 und die Steckkeile 45 in Eingriff miteinander stehen, der Lagerkasten 13 (nach rechts in der Zeichnung) in Bezug auf die Abtriebswelle 35 zurückgezogen. Auf diese Weise kann die Dosierung ausgeführt werden.
Der Einspritzmotor 23 besitzt einen Rahmen 54, eine hohle Abtriebswelle 55, die in Bezug auf den Rahmen 54 durch die Lager br11 und br12 drehbar gelagert ist, ein Rotor 56, der auf der Abtriebswelle 55 angebracht, ein Stator 57, der mit einem Abstand zwischen diesem und dem Rotor 56 angeordnet ist, sowie andere Glieder. Der Einspritzmotor 23 ist auf dem Einspritzrahmen 17 durch eine Kraftmesszelle 24 und einen Kraftmesszellenhalter 25 angebracht.
Zum Zeitpunkt eines Einspritzschritts, wenn die Schraube ohne zu drehen durch Antreiben des Einspritzmotors 23 vorgeschoben wird, wird das Harz, das vor dem Schraubenkopf angesammelt ist, von der Einspritzdüse eingespritzt, und es füllt einen Hohlraum in der nicht dargestellten Formvorrichtung. Zu diesem Zweck ist eine Kugelumlaufspindelwellen-/Keilwelleneinheit 61 durch den Lagerkasten 13 drehbar gelagert, und ein Axialdruck bzw. eine Schublast, die an die Kugelumlaufspindelwellen-/Keilwelleneinheit 61 angelegt, wird durch das Lager br10 aufgenommen. Ein zylindrischer Wellenteil 62 ist an dem Vorderende (dem linken Ende in der Zeichnung) der Kugelumlaufspindelwellen-/Keilwelleneinheit 61 gebildet. Ein Kugelumlaufspindelwellenteil 64 ist an der Rückseite des zylindrischen Wellenteils 62 gebildet und ein Keilwellenteil 68 ist an der Rückseite des Kugelumlaufspindelwellenteils 64 gebildet.
Das Vorderende der Kugelumlaufspindelwellen-/Keilwelleneinheit 61 ist innerhalb des Dosierungsmotors 22 angeordnet, erstreckt sich zu der Rückseite, und ihr hinteres Ende ist innerhalb des Einspritzmotors 23 angeordnet. Eine Kugelmutter 63 ist auf dem Einspritzrahmen 17 durch die Kraftmesszelle 24 angebracht. Die Kugelmutter 63 and der Kugelumlaufspindelwellenteil 64 stehen in Gewindeeingriff. Die Kugelmutter 63 und der Kugelumlaufspindelwellenteil 64 bilden eine Kugelumlaufspindel.
Ein rohrförmiger Eingriffsteil 66 ist innerhalb der Abtriebswelle 55 angeordnet. Der Eingriffsteil 66 ist an der Abtriebswelle 55 befestigt, und Aufnahmekeile 67 sind an dem Vorderende ihrer Innenoberfläche gebildet. Die Aufnahmekeile 67 und die Steckkeile 69, die auf dem Außenumfang des Keilwellenteils 68 gebildet sind, stehen in Keileingriff (siehe JP H11-198199 A ).
In der oben beschriebenen herkömmlichen Einspritzvorrichtung sind der Eingriffsteil 66 und die Kugelumlaufspindelwellen-/Keilwelleneinheit 61 innerhalb der Abtriebswelle 55 angeordnet, so dass es nicht möglich ist, den Innendurchmesser der Abtriebswelle 55 klein zu machen, und der Außendurchmesser des Rotors 56 groß wird. Infolgedessen wird die Trägheit des Antriebssystems groß und in diesem Maße wird das Ansprechen der Schraube zum Zeitpunkt der Anlaufbeschleunigung verlangsamt.
Die Druckschrift DE 10 028 066 C1 zeigt und beschreibt eine Kraftübertragungswelle, die mit dem rückwärtigen Ende einer Schnecke verbunden ist, und die einen Schraubenwellenteil sowie einen Antriebswellenteil (Antriebszapfen) aufweist. Der Rotor ist bei dem bekannten Einspritzaggregat nicht mit dem Antriebswellenteil verbunden. Die Drehung des Rotors wird über ein Hohlwellenelement auf den Antriebswellenteil übertragen. Der Antriebswellenteil wirkt daher nicht als eine Antriebswelle des Injektionsmotors.
Aus der DE 10 304 578 B3 ist ein Einspritzaggregat bekannt, bei dem eine Kraftübertragungswelle, die mit dem rückwärtigen Ende einer Schnecke verbunden ist, und die einen Schraubenwellenteil (Spindelwelle) und einen Antriebswellenteil (zentraler Lagerzapfen) aufweist. Der Durchmesser des Antriebswellenteils ist größer als der Durchmesser einer Spindelmutter. Da die durch den Antrieb eines Injektionsmotors erzeugte Rotationsträgheit der Kraftübertragungswelle groß wird, verschlechtert sich das Ansprechverhalten des Einspritzaggregats, so dass die Schnecke nicht sofort vorwärts bewegt wird.
Aus der Druckschrift DE 101 21 000 A1 ist eine Anordnung bekannt, bei der eine Bewegungsspindel von einem ersten Elektromotor angetrieben und gedreht wird. Ein Gehäuse des Elektromotors beherbergt einen Stator mit Wicklungen. Das Gehäuse ist an einem Rahmen oder Gestell befestigt. Die Hohlwelle, die den Rotor trägt, ist im Gehäuse drehbar gelagert. Darüber hinaus weist die Bewegungsspindel einen Abschnitt mit einem Außengewinde und einem Abschnitte auf, der als Keilwelle ausgebildet ist und axial verlaufende Keilnuten besitzt. Die Hohlwelle weist im Inneren Keile auf, die in die Keilnuten eingreifen. Der Rotor ist über der Hohlwelle angebracht. Daher befinden sich die Hohlwelle, die Lager usw. im Wesentlichen zwischen dem Keilwellen-Abschnitt und dem Rotor. Daher ist es nicht möglich, den Innendurchmesser des Stators klein zu halten. Infolgedessen ist die Trägheit des Antriebssystems und damit das Ansprechverhalten der Schnecke bei Beschleunigungsbeginn gering.
Aus der Druckschrift DE 699 36 282 T2 ist eine Spritzgussmaschine bekannt, die Folgendes aufweist: ein Zylinderglied; ein Einspritzglied, das innerhalb des Zylinderglieds derart angeordnet ist, dass das Einspritzglied vorgeschoben und zurückgezogen werden kann; einen Einspritzmotor, der einen Hohlrotor besitzt; eine Übertragungswelle, die einen Drehübertragungsteil besitzt, auf den die Drehung des Einspritzmotors übertragen wird; einen Dosierungsmotor zum Drehen des Einspritzglieds; wobei der Einspritzmotor und die Übertragungswelle auf der gleichen Achse angeordnet sind; und wobei die Übertragungswelle innerhalb des Hohlrotors des Einspritzmotors vorgeschoben und zurückgezogen wird, während die Drehung des Hohlrotors darauf übertragen wird; und wobei die Spritzgussmaschine ferner Folgendes aufweist: eine Kugelmutter, die so getragen wird, dass sie nicht imstande ist, sich relativ zu dem Rahmen zu drehen und axial zu bewegen, und sich in Schraubeneingriff mit der Übertragungswelle befindet, um dadurch einen Drehumwandlungsteil zu bilden, um die Drehbewegung in eine lineare Bewegung umzuwandeln.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung die Probleme der oben beschriebenen herkömmlichen Einspritzvorrichtung zu lösen und eine Antriebsvorrichtung für eine Spritzgussmaschine sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Spritzgussmaschine vorzusehen, die das Ansprechen eines Antriebsteils zum Zeitpunkt der Anlaufbeschleunigung erhöhen können.
MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEMS
Die genannten Schwierigkeiten herkömmlicher Vorrichtungen und die gestellten Aufgaben werden erfindungsgemäß mit einer Antriebsvorrichtung für eine Spritzgussmaschine gemäß Anspruch 1 sowie mit einem Verfahren gemäß Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Um das obige Ziel zu erreichen, weist die Antriebsvorrichtung für eine Spritzgussmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung Folgendes auf: einen angetriebenen Teil, eine Übertragungswelle, die einen Schraubenwellenteil und einen Abtriebswellenteil besitzt und die mit dem angetriebenen Teil verbunden ist, um imstande zu sein, sich in Bezug auf diesen zu drehen, und die angeordnet ist, um sich vorschieben und zurückziehen zu können, eine Mutter, die in Gewindeeingriff mit dem Schraubenwellenteil steht, einen Motorrahmen, der auf einem Motorinstallationsrahmen angebracht ist, einen Rotor, der auf dem Abtriebswellenteil angebracht ist, und einen Stator, der auf dem Motorrahmen angebracht ist.
WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Antriebsvorrichtung für eine Spritzgussmaschine einen angetriebenen Teil, eine Übertragungswelle, die einen Schraubenwellenteil und einen Abtriebswellenteil besitzt und die mit dem angetriebenen Teil verbunden ist, um imstande zu sein, sich in Bezug auf diesen zu drehen, und die angeordnet ist, um sich vorschieben und zurückziehen zu können, eine Mutter, die in Gewindeeingriff mit dem Schraubenwellenteil steht, einen Motorrahmen, der auf einem Motorinstallationsrahmen installiert ist, einen Rotor, der auf dem Abtriebswellenteil angebracht ist, und einen Stator, der auf dem Motorrahmen angebracht ist.
In diesem Fall ist der Rotor auf einem Abtriebswellenteil der Übertragungswelle angebracht, so dass der Innendurchmesser des Stators um diesen Betrag verkleinert werden kann, und der Außendurchmesser des Rotors verkleinert werden kann.
Demgemäß kann die Trägheit des Antriebssystems verringert werden, so dass die Beschleunigung des angetriebenen Teils erhöht werden kann und das Ansprechen des angetriebenen Teils zum Zeitpunkt der Anlaufbeschleunigung erhöht werden kann.
Darüber hinaus kann die Drehung bzw. Rotation, die durch Antreiben des Antriebsteils erzeugt wird, an die Übertragungswelle ohne Verwendung eines Keils bzw. von Keilnuten übertragen werden, so das der Gleitwiderstand aufgrund der Keile bzw. Keilnuten beseitigt werden kann. Demgemäß kann die Effizienz des Antriebsteils erhöht werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittsansicht, die einen Hauptteil einer herkömmlichen Einspritzvorrichtung zeigt.
2 ist eine Querschnittsansicht, die einen Hauptteil einer Einspritzvorrichtung in einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist eine Querschnittsansicht, die einen Hauptteil einer Einspritzvorrichtung in einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist eine Querschnittsansicht, die einen Hauptteil einer Einspritzvorrichtung in einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 ist eine Querschnittsansicht, die einen Hauptteil einer Einspritzvorrichtung in einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
BESTER AUSFÜHRUNGSMODUS DER ERFINDUNG
Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden als nächstes im Detail mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
2 ist eine Querschnittsansicht, die einen Hauptteil einer Einspritzvorrichtung in einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
In der Zeichnung ist 11 ein Erwärmungszylinder (Zylinderglied). Eine nicht dargestellte Einspritzdüse ist bei dem Vorderende (dem linken Ende in der Zeichnung) des Erwärmungszylinders 11 installiert. Eine Schraube oder Schnecke 12, welche in den Patentansprüchen allgemein als angetriebener Teil bezeichnet wird und als Einspritzglied dient, ist innerhalb des Erwärmungszylinders 11 angeordnet, um imstande zu sein, sich zu drehen, und um imstande zu sein, sich vorzuschieben und zurückzuziehen (sich nach links und rechts in der Zeichnung zu bewegen).
Die Schraube 12 weist einen nicht dargestellten Schraubenkopf bei ihrem Vorderende auf, erstreckt sich zu der Rückseite (nach rechts in der Zeichnung) innerhalb des Erwärmungszylinders 11, und ist an ihrem Rückende (dem rechten Ende in der Zeichnung) an einem Lagerkasten 13 befestigt. Ein nicht dargestellter spiralförmiger Schraubengewindegang ist auf der anderen Umfangsoberfläche der Schraube 12 gebildet und eine Nut ist entlang des Gewindegangs gebildet.
Ein nicht dargestellter Harzlieferanschluss ist an einer vorgeschriebenen Stelle des Erwärmungszylinders 11 gebildet. Eine nicht dargestellte Zuführvorrichtung ist an dem Harzlieferanschluss befestigt. Der Harzlieferanschluss ist an einer Stelle gebildet, die dem hinteren Endteil der Nut in einem Zustand entspricht, in dem die Schraube 12 an ihrer vordersten Position (nach links in der Zeichnung) innerhalb des Erwärmungszylinders 11 positioniert ist.
Demgemäß wird zum Zeitpunkt eines Dosierungsschritts, wenn die Schraube 12 gedreht wird, ein pelletförmiges Harz (Formungsmaterial) von der Zuführvorrichtung geliefert, das Harz wird in den Erwärmungszylinder 11 geladen und es wird veranlasst, sich innerhalb der Nut vorzuschieben. Gleichzeitig wird die Schraube 12 zurückgezogen (nach rechts in der Zeichnung bewegt).
Eine nicht dargestellte Erwärmungsvorrichtung ist um den Erwärmungszylinder 11 herum angeordnet und der Erwärmungszylinder 11 kann durch diese Erwärmungsvorrichtung erwärmt werden, um das Harz innerhalb der Nut zu schmelzen. Demgemäß wird, wenn die Schraube 12 gedreht und gleichzeitig um einen vorgeschriebenen Betrag zurückgezogen wird, ein Schuss geschmolzenen Harzes an der Spitze des Schraubenkopfs angesammelt.
Zum Zeitpunkt des Einspritzschritts wird, wenn die Schraube 12 vorgeschoben wird (nach links in der Zeichnung bewegt wird) ohne gedreht zu werden, wird Harz, das an der Spitze des Schraubenkopfs angesammelt ist, von der Einspritzdüse eingespritzt und füllt einen Hohlraum in einer nicht dargestellten Formvorrichtung.
Ein Antriebsteil 15 zum Drehen der Schraube 12 und zum Vorschieben und Zurückziehen von dieser ist an der Rückseite des Erwärmungszylinders 11 angeordnet. Der Antriebsteil 15 besitzt einen Einspritzrahmen 17, einen Dosierungsmotor 22 (Antriebsteil zur Dosierung), der in dem Einspritzrahmen 17 installiert ist, einen Einspritzmotor 23 (Antriebsteil zum Einspritzen), der hinter dem Einspritzrahmens 17 angeordnet ist, sowie andere Glieder. Die Schraube 12, der Dosierungsmotor 22 und der Einspritzmotor 23 sind koaxial angeordnet.
Der Einspritzrahmen 17 besitzt eine vordere Einspritzhalterung 18, eine hintere Einspritzhalterung 19, die hinter der vorderen Einspritzhalterung 18 angeordnet ist, und Stangen 21, die die vordere Einspritzhalterung 18 und die hintere Einspritzhalterung 19 verbinden und einen vorbestimmten Abstand zwischen der vorderen Einspritzhalterung 18 und der hinteren Einspritzhalterung 19 vorsehen. Der Erwärmungszylinder 11 ist an dem Vorderende der vorderen Einspritzhalterung 18 und der Dosierungsmotor 22 ist an dem Rückende der vorderen Einspritzhalterung 18 installiert. Der Einspritzmotor 23 ist an dem Rückende der hinteren Einspritzhalterung 19 durch eine Kraftmesszelle 24 (allgemein auch Lastsensor) installiert. Die vordere Einspritzhalterung 18 dient als ein Motorinstallationsrahmen für den Dosierungsmotor 22 und die hintere Einspritzhalterung 19 dient als ein Motorinstallationsrahmen für den Einspritzmotor 23.
Der Dosierungsmotor 22 weist Folgendes auf: einen Rahmen 34, der einen vorderen Flansch 31, einen hinteren Flansch 32 und einen rohrförmigen Rahmen 33 aufweist und der einen Motorrahmen zur Dosierung bildet, eine hohle Abtriebswelle 35, die durch die Lager br1 und br2 zur Drehung in Bezug auf den Rahmen 34 gelagert ist, einen Rotor 36, der auf der Abtriebswelle 35 angebracht ist, einen Stator 37, der auf dem Rahmen 33 mit einem Abstand zwischen diesem und dem Rotor 36 angebracht ist, sowie andere Glieder. Der Dosierungsmotor 22 ist an dem Einspritzrahmen 17 durch Befestigen des Flansches 31 an der vorderen Einspritzhalterung 18 angebracht. 38 ist eine Statorspule. Der Dosierungsmotor 22 kann durch Liefern von elektrischem Strom an die Statorspule 38 angetrieben werden.
Zum Zeitpunkt eines Dosierungsschritts kann die Schraube 12 durch Antreiben des Dosierungsmotors 22 gedreht werden. Zu diesem Zweck ist eine Keilmutter 40 an dem Rückende der Abtriebswelle 35 angebracht und Aufnahmekeile 41 (allgemein auch erstes Eingriffselement) sind auf der Innenumfangsoberfläche der Keilmutter 40 gebildet.
Der Lagerkasten 13 ist innerhalb der Abtriebswelle 35 angeordnet, und besitzt einen scheibenförmigen Bodenteil 43, der an dem Rückende der Schraube 12 angebracht ist, sowie einen rohrförmigen Seitenteil 44, der sich von dem Außenumfangsrand des Bodenteils 43 rückwärts erstreckt. Die Lager br3–br5 sind in dem Inneren des Seitenteils 44 untergebracht. Die Steckkeile 45 (allgemein auch zweites Eingriffselement) sind auf der Außenumfangsoberfläche des Seitenteils 44 gebildet. Die Aufnahmekeile 41 und die Steckkeile 45 befinden sich in Eingriff, um in axialer Richtung gleiten zu können, während sie nicht in der Umfangsrichtung gedreht werden können. Sie bilden einen Drehübertragungsteil.
Zum Zeitpunkt des Dosierungsschritts wird die Drehung der Abtriebswelle 35, die durch Antreiben des Dosierungsmotors 22 erzeugt wird, an den Lagerkasten 13 durch den Drehübertragungsteil übertragen, und die durch den Lagerkasten 13 aufgenommene Drehung wird weiter an die Schraube 12 übertragen. Wenn die Schraube 12 gedreht wird, wird Harz von der Zuführvorrichtung geliefert, es tritt in den Erwärmungszylinder 11 ein, und schiebt sich innerhalb der Nut vor. Gleichzeitig damit wird die Schraube 12 zurückgezogen und ein Schuss des Harzes wird vor dem Schraubenkopf angesammelt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Lagerkasten 13 in Bezug auf die Abtriebswelle 35 zurückgezogen, wobei die Aufnahmekeile 41 und die Steckkeile 45 in Eingriff miteinander stehen. Auf diese Weise kann die Dosierung ausgeführt werden. Wenn die Schraube 12 zurückgezogen wird, wird ein Gegendruck an die Schraube 12 gegen den durch das Harz erzeugten Druck angelegt,
Der Einspritzmotor 23 weist Folgendes auf: einen Rahmen 54, der einen vorderen Flansch 51, einen hinteren Flansch 52 und einen rohrförmigen Rahmen 53 aufweist und der einen Motorrahmen zur Einspritzung bildet, einen Rotor 86, der einen Permanentmagneten aufweist und der in Bezug auf den Rahmen 54 drehbar ist und sich vorschieben und zurückziehen kann, einen Stator 57, der an dem Rahmen 53 mit einem Abstand zwischen diesem und dem Rotor 86 angebracht ist, sowie andere Glieder. Der Einspritzmotor 23 ist an dem Einspritzrahmen 17 durch Befestigen des vorderen Flansches 51 an der Kraftmesszelle 24 befestigt. 58 ist eine Statorspule und 59 ist ein Statorkern. Der Einspritzmotor 23 kann durch Liefern von elektrischem Strom an die Statorspule 58 angetrieben werden.
Zum Zeitpunkt des Einspritzschritts wird, wenn die Schraube 12 ohne Drehung vorgeschoben wird, durch Antreiben des Einspritzmotors 23 Harz, das an der Vorderseite des Schraubenkopfs angesammelt ist, von der Einspritzdüse eingespritzt und füllt den Hohlraum in der Formvorrichtung. Zu diesem Zweck ist eine Kugelumlaufspindelwellen-/Abtriebswelleneinheit 91 (allgemein auch Übertragungswelle) an dem Rückende der Schraube durch den Lagerkasten 13 angeordnet, um in Bezug auf die Schraube 12 drehbar zu sein, d. h. sie sind verbunden, um imstande zu sein, eine relative Drehung zu erfahren, und sie ist derart installiert, um vorgeschoben und zurückgezogen werden zu können.
Ein zylindrischer Wellenteil 62 ist an dem Vorderende (dem linken Ende in der Zeichnung) der Kugelumlaufspindelwellen-/Abtriebswelleneinheit 91 gebildet. Die Lager br3–br5 innerhalb des Lagerkastens 13 tragen den zylindrischen Wellenteil 62 in Bezug auf den Seitenteil 44 drehbar und nehmen Axial- bzw. Schubkräfte auf. Ein Kugelumlaufspindelwellenteil 64 (allgemein auch Schraubenwellenteil) ist integral auf der Rückseite des zylindrischen Wellenteils 62 gebildet, und ein Abtriebswellenteil 95 ist integral hinter dem Kugelumlaufspindelwellenteil 64 gebildet. Der Abtriebswellenteil 95 fungiert als eine Abtriebswelle des Einspritzmotors 23. Daher ist der Rotor 86 mit dem Außenumfang des Abtriebwellenteils 95 über eine vorbestimmte Strecke vor seinem Rückende verbunden.
65 ist eine Buchse, die an einer vorbestimmten Stelle (in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auf der Innenumfangsoberfläche eines Durchgangslochs in dem vorderen Flansch 51) angeordnet ist, und die die Kugelumlaufspindelwellen-/Abtriebswelleneinheit 91 in Bezug auf den vorderen Flansch 51 drehbar und gleitbar trägt. 70 ist eine Mutter, die an der Kugelumlaufspindelwellen-/Abtriebswelleneinheit 91 durch Gewindeeingriff mit einem nicht dargestellten Außengewinde befestigt ist, das auf der Außenumfangsoberfläche der Kugelumlaufspindelwellen-/Abtriebswelleneinheit 91 gebildet ist und das als ein Glied zur Verhinderung des Loslösens der Lager br3–br5 fungiert. Die Buchse 65 hindert ein Gleitmittel (Schmiermittel) zum Einschmieren der Kugelumlaufspindel am Eindringen in den Rahmen 54 während die Kugelumlaufspindelwellen-/Abtriebswelleneinheit 91 sich vorschiebt und zurückzieht und hindert es am Anhaften an der Statorspule 58.
An ihrem Vorderende ist die Kugelumlaufspindelwellen-/Abtriebswelleneinheit 91 innerhalb des Dosierungsmotors 22 angeordnet, erstreckt sich rückwärts durch die hintere Einspritzhalterung 19 und die Kraftmesszelle 24 und ihr Rückende ist innerhalb des Einspritzmotors 23 angeordnet. Daher ist ein Durchgangsloch 81 in der hinteren Einspritzhalterung 19 gebildet und innerhalb des Durchgangslochs 81 ist eine Kugelmutter 63 (allgemein auch Mutter) an der hinteren Einspritzhalterung 19 durch die Kraftmesszelle 24 installiert und die Kugelmutter 63 steht in Gewindeeingriff mit dem Kugelumlaufspindelwellenteil 64. Eine Kugelumlaufspindel wird durch die Kugelmutter 63 und den Kugelumlaufspindelwellenteil 64 konstituiert. Die Kugelumlaufspindel fungiert als ein erster Bewegungsrichtungsumwandlungsteil, der eine Drehbewegung in eine geradlinige Bewegung begleitet von Umdrehung umwandelt, d. h. eine drehende und geradlinige Bewegung. Ein erstes Umwandlungselement wird durch die Kugelmutter 63 konstituiert, und ein zweites Umwandlungselement wird durch den Kugelumlaufspindelwellenteil 64 konstituiert. Eine Rollen- bzw. Wälzschraube kann als ein erstes Bewegungsrichtungsumwandlungsteil anstelle einer Kugelumlaufspindel verwendet werden. In diesem Fall wird eine Rollen- bzw. Wälzmutter anstelle der Kugelmutter 63 als ein erstes Umwandlungselement verwendet, sowie eine Mutter, und ein Rollen- bzw. Wälzschraubenwellenteil wird anstelle des Kugelumlaufspindelwellenteils 64 als ein zweites Umwandlungselement verwendet, sowie ein Schraubenwellenteil. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Kugelmutter 63 an der hinteren Einspritzhalterung 19 angebracht, aber sie kann auch an dem Rahmen 34 angebracht sein.
In dem Einspritzmotor 23 ist ein Positionssensor 73 (allgemein auch Positionsabfühlteil) zwischen dem Abtriebswellenteil 95 der Kugelumlaufspindelwellen-/Abtriebswelleneinheit und dem Rahmen 54 angeordnet, um die Position der Kugelumlaufspindelwellen-/Abtriebswelleneinheit 91 zu detektieren. Zu diesem Zweck ist ein Loch in dem Abtriebswellenteil 95 von dem Rückende sich vorwärts erstreckend gebildet, ein bewegliches Element 71 ist in dem Loch angeordnet, und ein stationäres Element 72 erstreckt sich von dem hinteren Flansch 52 vorwärts, so dass es in das bewegliche Element 71 eingeführt und zurückgezogen werden kann. Das bewegliche Element 71 und das stationäre Element 72 sind beide etwas länger als der Hub der Schraube 12, und zwar um die Installationstoleranz. In diesem Ausführungsbeispiel besitzen sie eine Länge von ungefähr 10 mm länger als der Hub und sie konstituieren einen magnetischen linearen Codierer zur Anfühlen der Position der Schraube 12. Und zwar wird das stationäre Element 72 durch eine Spule konstituiert, und das bewegliche Element 71 weist eine Struktur auf, in der ein magnetischer Körper und ein nicht magnetischer Körper abwechselnd angeordnet sind. Wenn das bewegliche Element 71 sich in einem Zustand vorschiebt oder zurückzieht, in dem das bewegliche Element 71 das stationäre Element 72 umgibt, verändert sich das Magnetfeld, das zwischen dem beweglichen Element 71 und dem stationären Element 72 erzeugt wird, und die Elektroden des stationären Elements 72 verändern sich, so dass die Position der Schraube 12 detektiert werden kann. In diesem Fall behindern sich, selbst wenn sich der Abtriebswellenteil 95 dreht während der Einspritzmotor 23 angetrieben wird, das bewegliche Element 71 und das stationäre Element 72 nicht gegenseitig, so dass die Position der Kugelumlaufspindelwellen-/Abtriebswelleneinheit 91 genau detektiert werden kann.
Zum Zeitpunkt des Einspritzschritts wird eine Drehung des Abtriebswellenteils 95, die durch Antreiben des Einspritzmotors 23 erzeugt wird, an den ersten Bewegungsrichtungsumwandlungsteil übertragen, die Drehbewegung wird in eine drehende und geradlinige Bewegung durch den ersten Bewegungsrichtungsumwandlungsteil umgewandelt und die drehende und geradlinige Bewegung wird auf den Lagerkasten 13 übertragen. Der Lagerkasten 13 ist derart aufgebaut, dass die Kugelumlaufspindelwellen-/Abtriebswelleneinheit 91 durch mindestens drei Lager br3–br5 drehbar gelagert ist. Daher wird von der drehenden und geradlinigen Bewegung, die an den Lagerkasten 13 übertragen wird, nur die geradlinige Bewegung ausgegeben und die geradlinige Bewegung wird an die Schraube 12 übertragen. Ein zweiter Bewegungsrichtungsumwandlungsteil wird durch den Lagerkasten 13 konstituiert.
Infolgedessen wird veranlasst, dass wenn der Einspritzmotor 23 angetrieben wird, die Kugelumlaufspindelwellen-/Abtriebswelleneinheit 91 vorgeschoben wird, während sie gedreht wird, die Schraube 12 ohne Drehung vorgeschoben wird, und die Einspritzung ausgeführt wird. Wenn der Einspritzmotor 23 in der Gegenrichtung gedreht wird, wird die Schraube 12 ohne zu drehen zurückgezogen und ein Rücksaugen kann ausgeführt werden.
Wie zuvor bemerkt, sind zumindest drei Lager br3–br5 in dem Lagerkasten 13 angeordnet. Eine Längsbelastung in der Vorschubrichtung der Schraube 12 wird durch zumindest zwei Lager br4 und br5 aufgenommen und eine Längsbelastung in der Rückziehrichtung der Schraube 12 wird durch das Lager br3 aufgenommen. Auf diese Weise kann der Außendurchmesser der Komponenten der Lager br3–br5, die gemeinsam mit dem Kugelumlaufspindelwellenteil 64 drehen, verkleinert werden. Infolgedessen kann die Drehträgheit des Lagerkastens 13, des Rotors 86, der Kugelumlaufspindelwellen-/Abtriebswelleneinheit 91 und Ähnlichem verringert werden.
Wenn der oben beschriebene Dosierungsschritt vollendet ist, befindet sich die Schraube 12 in der Position zur Dosierungsfertigstellung, und ein Rücksaugen wird ausgeführt, die Schraube 12 wird leicht zurückgezogen und sie wird in ihre hinterste Position für den Beginn der Einspritzung platziert. Wenn der Einspritzschritt begonnen wird, wird die Schraube 12 um den oben erwähnten Hub vorgeschoben, und sie wird in ihre vorderste Position entsprechend der Vervollständigung der Einspritzung und des Dosierungsbeginns bewegt. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Kugelumlaufspindelwellen-/Abtriebswelleneinheit 91 vorgeschoben und zurückgezogen während die Schraube 12 vorgeschoben und zurückgezogen wird, und der Rotor 86 wird ebenfalls vorgeschoben und zurückgezogen.
In dem Einspritzschritt ist es, während einer Periode, in der der Einspritzmotor 23 angetrieben und die Schraube 12 von der Position für den Einspritzbeginn zu der Position der Fertigstellung der Einspritzung vorgeschoben wird, zur Erzeugung des magnetischen Flusses durch den Stator 57 notwendig, dass dieser mit dem Rotor 86 verbunden ist. Die Axiallänge des Statorkerns 59 wird um den Hub der Schraube 12 länger als die Axiallänge des Rotors 86 eingestellt. Bei der hinteren Grenzposition des Hubs der Schraube 12, fällt das Rückende des Rotors 86 mit dem Rückende des Statorkerns 59 überein und bei der vorderen Grenzposition des Hubs der Schraube 12 stimmt das Vorderende des Rotors 86 mit dem Vorderende des Statorkerns 59 überein. Die Axiallänge des Statorkerns 59 bestimmt die Statorlänge und die Axiallänge des Rotors 86 bestimmt die Magnetschichtlänge.
Ein Harz 87 füllt den Außenumfang der Statorspule 58 und der die Statorspule 58 wird mit Harz umformt, so dass kein Schmiermittel in den Rahmen 54 durchdringen und an der Statorspule 58 haften kann, während sich die Kugelumlaufspindelwellen-/Abtriebswelleneinheit 91 vorschiebt und zurückzieht. Durch Hinzufügen eines Materials mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit, wie beispielsweise Metallpulver, zu dem Harz 87, kann Wärme, die in der Statorspule 58 erzeugt wird, wenn der Einspritzmotor 23 angetrieben wird, gut übertragen und abgeführt werden.
Auf diese Weise wird der Rotor 86 direkt auf dem festen Abtriebswellenteil 95 installiert, das integral mit dem Kugelumlaufspindelwellenteil 64 gebildet ist. Infolgedessen werden eine hohle Abtriebswelle 55, die zwischen der Innenumfangskante eines Stators 57 und einem Kugelumlaufspindelwellenteil 64 in einer herkömmlichen Einspritzvorrichtung (siehe 1) notwendig war, ein Eingriffsteil und die Lager br1 und br12 überflüssig, so dass der Innendurchmesser des Stators 57 in diesem Ausmaß verringert werden kann und der Außendurchmesser Dm des Rotors 86 verkleinert werden kann.
Das Drehmoment T, das notwendig ist, um eine Einspritzkraft in einem Einspritzschritt zu erzeugen, ist proportional zu dem Außendurchmesser Dm des Rotors 86, aber die Trägheit J ist proportional zu dem Außendurchmesser Dm hoch vier. Daher kann die Beschleunigung α der Schraube 12 in dem Maße erhöht werden, in dem die Trägheit J verringert wird. Und zwar wird die Beschleunigung α α ∝ T&J ∝ Dm²/Dm⁴ ∝ Dm^–2 so dass sie proportional zum Quadrat des Außendurchmessers Dm abnimmt.
Auf diese Weise kann die Trägheit J des Antriebssystems verringert und die Beschleunigung α der Schraube 12 erhöht werden, so dass das Ansprechen der Anlaufbeschleunigung der Schraube 12 erhöht wird. Um den Außendurchmesser Dm zu verringern, ist es notwendig, den Durchmesser der Kugelumlaufspindelwellen-/Abtriebswelleneinheit 91 zu verkleinern. Die Untergrenze des Außendurchmessers Dm wird bei einem Niveau eingestellt, so dass ein Verziehen der Kugelumlaufspindelwellen-/Abtriebswelleneinheit 91 nicht stattfinden wird, wenn eine Einspritzkraft erzeugt wird, um die Schraube 12 während des Einspritzschritts vorzuschieben.
Zusätzlich kann das Gewicht der Dreh- bzw. Rotationsteile um einen Betrag entsprecht der hohlen Abtriebswelle 55, des Eingriffsteils 66 und der Lager br11 und br12 verringert werden, die überflüssig werden, so dass die Trägheit J weiter verringert werden und die Beschleunigung α weiter erhöht werden kann.
Zusätzlich kann die Anzahl der Teile in dadurch verringert werden, dass der Eingriffsteil 66 und die Lager br11 und br12 überflüssig werden, so dass die Kosten der Einspritzvorrichtung verringert werden können.
Zusätzlich kann die Drehung, die durch Antreiben des Einspritzmotors 23 erzeugt wird, an die Kugelumlaufspindelwellen-/Abtriebswelleneinheit 91 ohne Verwendung eines Keils übertragen werden, so dass der Gleitwiderstand aufgrund des Keils beseitigt werden kann. Demgemäß kann die Effizienz des Einspritzmotors 23 erhöht werden. Die zum Zeitpunkt des Einspritzschritts erzeugte Einspritzkraft wird durch die Kraftmesszelle 24 abgefühlt. Wenn Gleitwiderstand aufgrund eines Keils vorhanden ist, wird die Messgenauigkeit der Einspritzkraft durch die Kraftmesszelle 24 gering. Daher wurde in der Vergangenheit, um den Einfluss des Gleitwiderstands aufgrund des Keils zu vermindern, eine Kraftmesszellenhalter 25 zwischen der Kraftmesszelle 24 und dem Einspritzmotor 23 installiert. In diesem Ausführungsbeispiel gibt es jedoch keinen Gleitwiderstand aufgrund eines Keils und die Messgenauigkeit der Einspritzkraft durch die Kraftmesszelle 24 ist hoch, so dass es nicht notwendig ist, einen Kraftmesszellenhalter 25 zu verwenden, und der Einspritzmotor 23 kann direkt auf der Kraftmesszelle 24 installiert werden. Demgemäß kann die Struktur der Einspritzvorrichtung vereinfacht werden.
Die Kugelumlaufspindelwellen-/Abtriebswelleneinheit 91 wird durch ein wellendrehungs-/wellenbewegungsartiges Betriebsverfahren betrieben, in dem Drehung und lineare Bewegung simultan auftreten. Eine Reaktionskraft wird, wenn das angetriebene Glied vorgeschoben wird, nur auf einen Teil der Kugelumlaufspindelwellen-/Abtriebswelleneinheit 91 angelegt, der vor der Kugelmutter 63 gelegen ist, und eine Reaktionskraft wirkt nicht auf einen Teil der Kugelumlaufspindelwellen-/Abtriebswelleneinheit 91, der hinter der Kugelmutter 63 gelegen ist. Demgemäß kann der Außendurchmesser Dm der Welle verglichen mit einem Typ verringert werden, in dem ein Verziehen in der Gesamtwelle auftritt. Zusätzlich ist die Kugelumlaufspindelwellen-/Abtriebswelleneinheit 91 drehbar durch die Kugelmutter 63 gelagert, so dass die Lager weggelassen werden können. Der Rotor 86 wird indirekt durch einen Magnetfluss unterstützt, der durch den Stator 57 erzeugt wird.
Als nächstes wird ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Teile, die die gleiche Struktur wie in dem ersten Ausführungsbeispiel aufweisen, sind mit den gleichen Symbolen bezeichnet und eine Beschreibung von diesen wird ausgelassen. Aufgrund ihrer gleichen Struktur sehen sie die gleichen Effekte der vorliegenden Erfindung wie in dem ersten Ausführungsbeispiel vor.
3 ist eine Querschnittsansicht, die einen Hauptteil einer Einspritzvorrichtung in dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
In diesem Fall ist 173 ein Positionssensor (Positionsabfühlteil) zum Abfühlen der Position einer Kugelumlaufspindelwellen-/Abtriebswelleneinheit 91 (Übertragungswelle). Der Positionssensor 173 weist ein stationäres Element 171, das sich rückwärts erstreckt (nach rechts in der Zeichnung) von dem oben beschriebenen hinteren Flansch 52 erstreckt, sowie ein bewegliches Element 172 auf, das sich von dem hinteren Ende (dem rechten Ende in der Zeichnung) des Abtriebswellenteils 95 rückwärts erstreckt. Das bewegliche Element 172 geht durch den hinteren Flansch 52 hindurch und erstreckt sich rückwärts, und es kann in das stationäre Element 171 eingeführt werden und aus diesem herausgezogen werden. Das stationäre Element 171 und das bewegliche Element 172 besitzen beide etwas längere Ausmaße als der Hub einer Schraube 12 (angetriebener Teil und Einspritzglied) (2), und sie bilden einen linearen Codierer.
In diesem Fall ist es notwendig, ein Loch in der Abtriebswelle 95 zur Unterbringung des stationären Elements 171 zu bilden, so dass der Durchmesser der Kugelumlaufspindelwellen-/Abtriebswelleneinheit 91 in dem Maße verkleinert werden kann. Darüber hinaus ist das stationäre Element 171 so angeordnet, dass es sich von dem hinteren Flansch 52 rückwärts erstreckt, und das bewegliche Element 172 ist angeordnet, um sich von dem Rückende der Abtriebswelle 95 rückwärts zu erstrecken, so dass eine Wartung des Positionssensors 173 in einfacher Weise ausgeführt werden kann.
Die Position der Kugelumlaufspindelwellen-/Abtriebswelleneinheit 91 wird an einem Ort beabstandet von dem Rotor 86 und der Statorspule 58 abgefühlt, so dass es möglich ist, das Anwenden von Rauschen bzw. Störungen an den Positionssensor 173 zu vermeiden. Demgemäß kann die Abfühlgenauigkeit des Positionssensors 173 erhöht werden.
Als nächstes wird ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Teile, die die gleiche Struktur wie in dem ersten Ausführungsbeispiel aufweisen, sind mit den gleichen Symbolen bezeichnet und eine Beschreibung von diesen wird ausgelassen. Aufgrund ihrer gleichen Struktur sehen sie die gleichen Effekte der vorliegenden Erfindung wie in dem ersten Ausführungsbeispiel vor.
4 ist eine Querschnittsansicht, die einen Hauptteil einer Einspritzvorrichtung in dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
In diesem Fall ist es in einem Einspritzschritt, während einer Periode in der ein Einspritzmotor 23 (Antriebsteil für die Einspritzung) angetrieben und eine Schraube 12 (angetriebener Teil und Einspritzglied) (2) aus einer Position für den Start der Einspritzung (Einspritzstartposition) zu einer Position für die Fertigstellung der Einspritzung (Einspritzfertigstellungsposition) vorgeschoben wird, notwendig, dass der Magnetfluss, der in einem Stator 157 erzeugt wird, mit einem Rotor 86 verbunden ist. Die Axiallänge des Rotors 186 wird um zumindest den Hub der Schraube 12 länger als die Axiallänge des Statorkerns 159 eingestellt. In der Einspritzstartposition der Schraube 12 stimmt das Vorderende des Rotors 186 (das linke Ende in der Zeichnung) mit dem Vorderende der Statorspule 159 überein und in der Einspritzfertigstellungsposition der Schraube 12 stimmt das Rückende des Rotors 186 (das rechte Ende in der Zeichnung) mit dem Rückende des Statorkerns 159 überein.
In diesem Fall kann die Axiallänge des Stators 157 verringert werden, so dass der Betrieb der Wicklung der Statorspule auf den Statorkern 159 vereinfacht werden kann und die Axiallänge des Rotors 186 einfach eingestellt werden kann.
Als nächstes wird ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Teile, die die gleiche Struktur wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel aufweisen, sind mit den gleichen Symbolen bezeichnet und eine Beschreibung von diesen wird ausgelassen. Aufgrund ihrer gleichen Struktur sehen sie die gleichen Effekte der vorliegenden Erfindung wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel vor.
5 ist eine Querschnittsansicht, die einen Hauptteil der Einspritzvorrichtung des vierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.
In diesem Fall ist 173 ein Positionssensor (Positionsabfühlteil) zum Abfühlen der Position einer Kugelumlaufspindelwellen-/Abtriebswelleneinheit 91 (Übertragungswelle). Der Positionssensor 173 weist ein stationäres Element 171, das sich rückwärts erstreckt (nach rechts in der Zeichnung) von dem oben beschriebenen hinteren Flansch 52 erstreckt, sowie ein bewegliches Element 172 auf, das sich von dem hinteren Ende (dem rechten Ende in der Zeichnung) des Abtriebswellenteils 95 rückwärts erstreckt. Das bewegliche Element 172 geht durch den hinteren Flansch 52 hindurch und erstreckt sich rückwärts, und es kann frei in das stationäre Element 171 eingeführt werden und aus diesem herausgezogen werden. Das stationäre Element 171 und das bewegliche Element 172 besitzen beide etwas längere Ausmaße als der Hub einer Schraube 12 (angetriebener Teil und Einspritzglied) (2), und sie bilden einen magnetischen linearen Codierer.
In diesem Fall ist es nicht notwendig, ein Loch in der Abtriebswelle 95 zur Unterbringung des stationären Elements 171 zu bilden, so dass der Durchmesser der Kugelumlaufspindelwellen-/Abtriebswelleneinheit 91 in dem Maße verkleinert werden kann. Darüber hinaus ist das stationäre Element 171 so angeordnet, dass es sich von dem hinteren Flansch 52 rückwärts erstreckt, und das bewegliche Element 172 ist angeordnet, um sich von dem Rückende der Abtriebswelle 95 rückwärts zu erstrecken, so dass eine Wartung des Positionssensors 173 in einfacher Weise ausgeführt werden kann.
Zusätzlich wird die Position der Kugelumlaufspindelwellen-/Abtriebswelleneinheit 91 bei einer Stelle beabstandet von dem Stator 186 und der Statorspule 58 abgefühlt, so dass es möglich ist, das Anwenden von Rauschen bzw. Störungen an den Positionssensor 173 zu vermeiden. Demgemäß kann die Abfühlgenauigkeit des Positionssensors 173 erhöht werden.
Die Axiallänge des Stators 157 kann verringert werden, so dass der Betrieb der Wicklung der Statorspule auf den Statorkern 159 vereinfacht werden kann und die Axiallänge des Rotors 186 einfach eingestellt werden kann.
In jedem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele ist ein Lagerkasten 13 innerhalb der Abtriebswelle 35 angeordnet, und Drehungen, die durch Antreiben eines Dosierungsmotors 22 erzeugt werden, werden an den Lagerkasten 13 durch eine Abtriebswelle 35 übertragen, aber es ist ebenso möglich, ein Drehübertragungssystem, wie beispielsweise ein Getriebe zwischen dem Dosierungsmotor 22 und dem Lagerkasten 13 anzuordnen.
In jedem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele wurde eine Einspritzvorrichtung beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt und kann ebenso z. B. auf eine Formklemm- bzw. -schließvorrichtung angewendet werden. In diesem Fall weist die Formschließvorrichtung eine Struktur auf, in der eine stationäre Platte und eine Umschalterhalterung durch eine Vielzahl von Stangen verbunden sind, eine bewegliche Platte gleitbar auf den Führungsstangen getragen wird, und ein Umschaltermechanismus zwischen der beweglichen Platte und der Umschalterhalterung angeordnet ist. Ein vorderer Flansch eines Formschließmotors (Antriebsteil zum Formschließen) ist an einem Rückende der Umschalterhalterung (der von dem Umschaltermechanismus entfernten Seite) befestigt, eine Kugelmutter ist an dem Vorderende (der Seite die zu dem Umschaltermechanismus weist) befestigt, und der Endteil einer Kugelumlaufspindelwellen-/Abtriebswelleneinheit, die durch die Umschalterhalterung hindurch geht ist drehbar mit einem Kreuzkopf (angetriebener Teil) des Umschaltermechanismus verbunden. Durch Vorschieben der Kugelumlaufspindelwellen-/Abtriebswelleneinheit in einer geraden Linie kann das Formschließen, Formklemmen und Formöffnen einer Formvorrichtung ausgeführt werden. In der Formklemm- bzw. -schließvorrichtung kann eine bewegliche Platte (angetriebenes Glied) direkt drehbar mit dem Endteil der Kugelumlaufspindelwellen-/Abtriebswelleneinheit verbunden sein. Zusätzlich kann ein Loch in der Umschalterhalterung gebildet sein, das größer als die Kugelmutter ist, und die Kugelmutter kann an dem vorderen Flansch des Formschließmotors befestigt sein.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung kann auf eine Einspritzvorrichtung einer Spritzgussmaschine angewendet werden.

Claims

Antriebsvorrichtung für eine Spritzgießmaschine, wobei die Antriebsvorrichtung Folgendes aufweist: (a) einen angetriebenen Teil (12); (b) eine Übertragungswelle (91) mit einem Schraubenwellenteil (64) und einem Antriebswellenteil (95), und die mit dem angetriebenen Teil (12) verbunden ist, so dass dieser diesbezüglich drehbar ist und vorgeschoben und zurückgezogen werden kann; (c) eine Mutter (63), die in Gewindeeingriff mit dem Schraubenwellenteil steht; (d) einen Motorrahmen (54), der auf einem Motorinstallationsrahmen (19) angebracht ist; (e) einen Rotor (86), der direkt auf dem Antriebswellenteil (95) angebracht ist und in der Lage ist, zusammen mit dem Antriebswellenteil (95) vorgeschoben und zurückgezogen zu werden; (f) einen Stator (57), der auf dem Motorrahmen (54) angebracht ist.
Antriebsvorrichtung für eine Spritzgießmaschine gemäß Anspruch 1, wobei der Rotor (86) ein Permanentmagnet ist.
Antriebsvorrichtung für eine Spritzgießmaschine gemäß Anspruch 1, wobei entweder die Axiallänge eines Statorkerns (59) oder die Axiallänge des Rotors (86) um zumindest den Hub der Übertragungswelle (91) länger als die andere ist.
Antriebsvorrichtung für eine Spritzgießmaschine gemäß Anspruch 1, wobei die Mutter (63) entweder an dem Motorrahmen (54) oder dem Motorinstallationsrahmen (19) befestigt ist.
Antriebsvorrichtung für eine Spritzgussmaschine gemäß Anspruch 1, wobei ein Positionsabfühlteil (73) zwischen dem Antriebswellenteil (95) und dem Motorrahmen (54) angeordnet ist.
Antriebsvorrichtung für eine Spritzgießmaschine gemäß Anspruch 1, wobei der Umfang einer Statorspule (58) des Stators (57) mit einem Kunststoff gefüllt ist.
Antriebsvorrichtung für eine Spritzgießmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei (a) der angetriebene Teil (12) eine Schnecke ist; (b) der Motorrahmen (54) ein Motorrahmen zur Einspritzung ist; und (c) die Schnecke und die Übertragungswelle (91) durch einen Lagerkasten (13) verbunden sind.
Antriebsvorrichtung für eine Spritzgießmaschine gemäß Anspruch 7, wobei (a) der Lagerkasten (13) innerhalb einer hohlen Antriebswelle (35) eines Dosierungsmotors (22) angeordnet ist; und (b) die Drehung der hohlen Antriebswelle (35) auf den Lagerkasten (13) durch einen Drehübertragungsteil (41, 45) übertragen wird.
Antriebsvorrichtung für eine Spritzgießmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei (a) der angetriebene Teil ein Kreuzkopf bzw. Querglied eines Umschaltermechanismus ist; und (b) der Motorrahmen ein Motorrahmen zum Formschließen ist.
Antriebsvorrichtung für eine Spritzgießmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei (a) der angetriebene Teil eine bewegliche Platte ist; und (b) der Motorrahmen ein Motorrahmen zum Formschließen ist.
Verfahren zum Betrieb einer Spritzgießmaschine, die Folgendes aufweist: einen angetriebenen Teil (12) und einen Antriebsteil, der mit einer Übertragungswelle (91) ausgestattet ist, die einen Schraubenwellenteil (64) und einen Antriebswellenteil (95) aufweist, und die mit dem angetriebenen Teil (12) verbunden ist, um in Bezug auf diesen drehbar zu sein und die vorgeschoben und zurückgezogen werden kann, eine Mutter (63), die in Gewindeeingriff mit dem Schraubenwellenteil (64) steht, einen Motorrahmen (54), der auf einem Motorinstallationsrahmen (19) angebracht ist, einen Stator (57), der auf dem Motorrahmen (54) angebracht ist, sowie einen Rotor (86), der auf dem Antriebswellenteil (95) angebracht ist, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist: (a) Vorschieben und Zurückziehen des Rotors (86) zusammen mit dem Antriebswellenteil (95) durch Antreiben des Antriebsteils und Drehen des Rotors (86); und (b) Vorschieben und Zurückziehen des angetriebenen Teils (12) durch Vorschieben und Zurückziehen der Übertragungswelle (91).