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Hintergrund der Erfindung
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1. Bereich der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Kühlmechanismen
zur Kühlung elektrischer
Antriebsteile von Spritzgussmaschinen und Kühlverfahren für dieselben,
und genauer auf einen Kühlmechanismus
zur Kühlung
eines elektrischen Antriebsteils einer Spritzgussmaschine eines hybriden
Typs, die dadurch angetrieben wird, dass sie mit einem antreibenden
Strömungsmittel
versorgt wird, und ein Kühlverfahren
für dieselbe.
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2. Beschreibung des Stands
der Technik
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In
einer Spritzgussmaschine wird Granulat, das in einem Heizzylinder
erhitzt und geschmolzen wurde, unter hohem Druck in die Kavität einer
Formvorrichtung gespritzt, sodass die Kavität mit dem geschmolzenem Granulat
ausgefüllt
ist. Das geschmolzene Granulat wird dann abgekühlt und verfestigt, um einen
geformten Gegenstand zu erhalten.
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Solch
eine Spritzgussmaschine weist eine Einspritzvorrichtung, einen Formverriegelungsmechanismus
und die Formvorrichtung auf. Die Formvorrichtung ist mit einer festen
Formseiteneinheit und einer beweglichen Formseiteneinheit ausgestattet. Die
bewegliche Formseiteneinheit wird durch den Formverriegelungsmechanismus
vorgeschoben und zurückgezogen,
um das Schließen
der Form, das Verriegeln der Form, und das Öffnen der Form auszuführen.
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Die
Einspritzvorrichtung umfasst einen Heizzylinder und eine Förderschnecke.
Die Förderschnecke
ist innerhalb des Heizzylinders derart angebracht, dass die Förderschnecke
um eine Achse gedreht und vorgeschoben und zurückgezogen werden kann. Die
Förderschnecke
wird vorgeschoben, sodass das Granulat durch die an einer Stirnseite
des Heizzylinders vorgesehene Einspritzdüse eingespritzt wird, und somit
füllt das
Granulat den Hohlraum der Formvorrichtung.
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Weiterhin
umfasst die Einspritzvorrichtung einen Einspritzvorrichtungshauptteil,
welcher auf einem Rahmen der Spritzgussmaschine gelagert ist, und
eine Bewegungsvorrichtung zur Plastifizierung. Durch den Betrieb
der Bewegungsvorrichtung zur Plastifizierung wird der Einspritzvorrichtungshauptteil wird
vorgeschoben und zurückgezogen,
und ein Düsenöffnungsteil,
der an der Stirnseite der Einspritzdüse ausgeformt ist, kann in
Kontakt mit der festen Grundplatte der festen Formseiteneinheiten
treten. Das Granulat wird von der Einspritzdüse in einem Zustand eingespritzt,
in welchem die Düsenöffnung in Kontakt
mit der festen Grundplatte kommt.
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Inzwischen
gibt es eine Spritzgussmaschine eines hybriden Typs im Bereich der
Spritzgussmaschinen. Die hybride Spritzgussmaschine umfasst einen
elektrischen Antriebsteil wie einen Elektromotor und einen antreibenden
Teil. Dem antreibenden Teil wird Öl als Antriebsströmungsmittel
zugeführt,
sodass der antreibenden Teil durch hydraulischen Druck angetrieben
wird.
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In
solch einer Spritzgussmaschine des hybriden Typs wird ein hydraulischer
Antriebsteil zur Einspritzung betrieben. Eine elektrisch angetriebene Maschine,
wie beispielsweise ein Motor, wird zur Formverriegelung, Dosierung
und Bewegung zur Plastifizierung (anders als zur Einspritzung) als
elektrischer Antriebsteil betrieben, sodass das Schließen der
Form, Verriegelung der Form, Öffnen
der Form, Dosierung, Zurückziehen,
so genanntes „Zurücksaugen" („suck-back"), Düsenansatz,
Auswurf eines geformten Gegenstands, und anderes durchgeführt wird.
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Im
Fall, dass die elektrisch angetriebene Maschine (Motor) als antreibender
Teil verwendet wird, wird normalerweise ein zusammen mit dem Motor vorgesehener
Lüfter
betrieben, um den Motor zwangszukühlen, um auf die auf den Motorbetrieb zurückzuführende Wärmeentwicklung
zu reagieren (Verfahren der Zwangsluftkühlung).
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Weiterhin
wird nicht nur das oben genannte Verfahren der Zwangsluftkühlung, sondern
auch das Verfahren eines vorbeiströmenden Kühlströmungsmittels angewendet, um
die elektrisch angetriebene Maschine als antreibenden Teil der Spritzgussmaschine
zu kühlen.
Beim Verfahren des vorbeiströmenden
Kühlströmungsmittels
ist eine Umhüllung
an einem äusseren
Umfang des elektrischen Antriebsteils vorgesehen. Ein Kühlströmungsmittelweg
wird durch einen Spalt der Umhüllung
ausgebildet, sodass Kühlströmungsmittel
wie Wasser oder Öl
durch den Kühlströmungsmittelweg
geleitet wird, und dadurch den elektrischen Antriebsteil kühlt.
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Bei
dem Verfahren der Zwangsluftkühlung wird
der elektrische Antriebsteil jedoch nur durch den Ventilator gekühlt. Daher
kann es schwierig sein, die durch den Betrieb des elektrischen Antriebsteils
erzeugte Wärme
ausreichend abzuleiten. Daher muss die Nennwärmeleistung des elektrischen
Antriebsteils klein sein.
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Weiterhin
wird bei dem Verfahren des vorbeiströmenden Kühlströmungsmittels zusätzliche
Ausrüstung
benötigt,
welche groß ist.
Somit muss die Spritzgussmaschine groß sein, und die Herstellungskosten
steigen. Zusätzlich
kann in Fall, dass Wasser als Kühlströmungsmittel
verwendet wird, Korrosion im Kühlströmungsmittelpfad
aufgrund schlechter Wasserqualität
auftreten, und Kondensation kann auftreten, wenn die Temperatur
des Wasser tiefer als die Temperatur der Luft ist. Das oben genannte
Auftreten von Korrosion und Kondensation kann ein Problem wie einen
elektrischen Kurzschluss des Motors verursachen.
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Weiterhin
offenbart
WO 00/03861 eine Spritzgussmaschine,
wobei ein hydraulisches Medium für
den Antrieb eines hydraulischen Zylinders verwendet wird, um eine
Temperatur einer Antriebseinheit vom Typ einer elektrischen Maschine
anzupassen, und/oder als Schmiermittel verwendet wird, sodass das
selbe Medium an alle Bestandteile geliefert werden kann.
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In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung, wird ein Gerät und ein Verfahren, wie in
den Ansprüchen
1 und 12 ausgeführt,
bereitgestellt. Bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden in den abhängigen
Ansprüchen
beansprucht.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Dementsprechend
ist es ein allgemeines Ziel der vorliegenden Erfindung, einen neuartigen
und nützlichen
Mechanismus zur Kühlung
eines elektrischen Antriebsteils einer Spritzgussmaschine und ein
Kühlverfahren
für dieselbe
bereitzustellen, in welchen eines oder mehrere der oben beschriebenen Probleme
ausgeschaltet werden.
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Ein
weiteres und spezifischeres Ziel der vorliegenden Erfindung ist
es, ein Kühlverfahren
zur Kühlung
des elektrischen Antriebsteils der Spritzgussmaschine und ein Kühlverfahren
derselben bereitgestellt, wodurch der elektrische Antriebsteil ausreichend
gekühlt
werden kann.
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Es
ist ebenso ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Kühlmechanismus
zur Kühlung
eines elektrischen Antriebsteils einer Spritzgussmaschine bereitzustellen,
welcher einen Kühlteil
zur Kühlung des
elektrischen Antriebsteils aufweist; und einen antreibenden Teil,
welcher durch Versorgung mit einem antreibenden Strömungsmittel
betrieben wird, wobei das antreibende Strömungsmittel in Strömungsmittelverbindung
mit dem Kühlteil
steht. Das antreibende Strömungsmittel
kann als Kühlströmungsmittel zur
Kühlung
des elektrischen Antriebsteils verwendet werden.
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Es
ist ebenso ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Kühlverfahren
für einen
elektrischen Antriebsteil einer Spritzgussmaschine bereitzustellen, wobei
die Spritzgussmaschine einen elektrischen Antriebsteil und einen
antreibenden Teil aufweist, welcher durch Versorgung mit einem antreibenden Strömungsmittel
angetrieben wird, wobei auch die Verwendung des antreibenden Strö mungsmittels
als Kühlströmungsmittel
zur Kühlung
des elektrischen Antriebsteils eingeschlossen ist.
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Ander
Ziele, Eigenschaften, und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
durch die folgende detaillierte Beschreibung deutlicher werden,
wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gelesen
wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische strukturelle Ansicht einer Spritzgussmaschine
eines Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine konzeptuelle Ansicht eines Kühlmechanismus eines Servomotors,
der eine Förderschnecke
der in 1 gezeigten Spritzgussmaschine dreht;
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3 ist
eine Ansicht, die eine Temperaturverteilung des in 2 gezeigten
Servomotors zeigt; und
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4 ist
eine konzeptuelle Ansicht eines Kühlmechanismus eines Direktantriebsmechanismus,
in welchem eine Ausgangswelle eines Verriegelungsmotors der in 1 gezeigten
Spritzgussmaschine als Antriebsteil und eine Kugelgewindespindel direkt
miteinander verbunden sind.
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Detaillierte Beschreibung
des bevorzugten Ausführungsbeispiels
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Es
folgt jetzt mit Bezug auf die 1 bis 4 eine
Beschreibung von Ausführungsbeispielen der
vorliegenden Erfindung.
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1 ist
eine schematische strukturelle Ansicht einer Spritzgussmaschine 10 eines
Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung. Mit Bezug auf 1 ist die
Spritzgussmaschine 10 eine Spritzgussmaschine hybriden
Typs, welche einen elektrischen Antriebsteil und einen antreibenden
Teil aufweist. Zum Be trieb wird Öl
an den antreibenden Teil geliefert, sodass der antreibende Teil
angetrieben wird.
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Die
Spritzgussmaschine 10 umfasst eine Einspritzvorrichtung 20 und
eine Formverriegelungsvorrichtung 50.
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Die
Einspritzvorrichtung 20 weist einen Heizzylinder 21 auf.
Ein Einfülltrichter 22 ist
auf dem Heizzylinder 21 angeordnet. Eine Förderschnecke 23 ist innerhalb
des Heizzylinders 21 derart angeordnet, dass die Förderschnecke 23 um
eine Achse gedreht werden und vorgeschoben und zurückgezogen
werden kann. Ein Einspritzzylinder 24 ist an einem Ende der
Förderschnecke 23 vorgesehen.
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Ein
Einspritzkolben 25 ist innerhalb des Einspritzzylinders 24 angeordnet,
um sich in einer geraden Richtung zu bewegen. Der Einspritzkolben 25 bewegt
sich im Betrieb hin und her, basierend auf der Versorgung mit unter
Druck stehendem Öl
von einer Ölleitung 28,
sodass die Förderschnecke 23 vorgeschoben
und zurückgezogen
wird. Das bedeutet, dass der Einspritzzylinder 24 und der
Einspritzkolben 25 als antreibender Teil funktionieren,
insbesondere als ein Aktuator 98, wie unten beschrieben
(siehe 2). Das unter Druck stehende Öl wird an den antreibenden
Teil als ein antreibendes Strömungsmittel geliefert,
sodass der antreibende Teil angetrieben wird.
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Ein
Motor 27 wie beispielsweise ein Servomotor zur Drehung
der Förderschnecke 23 ist
an einem hinteren Ende des Einspritzkolbens 25 als elektrischer
Antriebsteil vorgesehen. Der Servomotor 27 ist auf derselben
Achse vorgesehen, die durch Förderschnecke 23,
den Einspritzzylinder 24 und den Einspritzkolben 25 gebildet
wird.
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Die
Formverriegelungsvorrichtung 50 weist eine bewegliche Grundplatte 52 auf,
woran eine bewegliche Formhälfte 51 angebracht
ist, und eine feste Grundplatte 54, an der eine feste Formhälfte 53 angebracht
ist. Die feste Grundplatte 54 ist mitttels Verbindungsstangen 55 mit
einem unten Kniehebel träger 56 verbunden.
Die bewegliche Grundplatte 52 kann entlang der Verbindungsstangen 55 gleiten.
Der Formverriegelungsmechanismus 50 weist auch einen Kniehebelmechanismus 57 auf.
Ein Endteil des Kniehebelmechanismus 57 ist mit der beweglichen Grundplatte 52 verbunden
und das andere Ende des Kniehebelmechanismus 57 ist mit
einem Kniehebelträger 56 verbunden.
Eine Kugelgewindespindel 59 ist drehbar in der Mitte des
Kniehebelträger 56 abgestützt.
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Eine
Gewindemutter 61, welche an einer an dem Kniehebelmechanismus
angebrachten Traverse 60 vorgesehen ist, ist verschiebbar
und paarbar in Eingriff mit der Kugelgewindespindel 59.
Eine Riemenscheibe 62 ist an einem hinteren Endteil der
Kugelgewindespindel 59 vorgesehen. Ein Zahnriemen 65 ist
zwischen der Riemenscheibe 62 und einer Ausgangswelle 64 eines
Formverriegelungsmotor 63 wie beispielsweise einem Servomotor
vorgesehen und gespannt.
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Dementsprechend
wird in dem Formverriegelungsmechanismus 50, wenn der Formverriegelungsmotor 63 als
Antriebsteil betrieben wird, die Rotation des Formverriegelungsmotors 63 mittels
des Zahnriemens 65 an die Kugelgewindespindel 59 als ein
Antriebsübertragungsteil übertragen.
Weiterhin wird die Bewegungsrichtung durch die Kugelgewindespindel 59 und
die Gewindemutter 61 von einer Drehbewegung in eine geradlinige
Bewegung umgewandelt, sodass der Kniehebelmechanismus 57 dadurch
bewegt wird. Basierend darauf, dass der Kniehebelmechanismus 57 betätigt wird,
gleitet die bewegliche Grundplatte 52 entlang der Verbindungsstangen 55,
sodass die bewegliche Formhälfte 51 auf die
feste Formhälfte 53 zu
bewegt, mit ihr verriegelt oder von ihr weg bewegt wird.
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2 ist
eine konzeptuelle Ansicht eines Kühlmechanismus des Servomotors 27,
der die Förderschnecke 23 der
in 1 gezeigten Spritzgussmaschine 10 dreht.
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Bezug
nehmend auf 2 weist der Servomotor 27 ein
Antriebsteilgehäuse 34,
einen Stator 35, einen Rotor 36, und eine Ausgangswelle 33 auf.
Der Stator 35 ist mit dem Antriebsteilgehäuse 34 vorgesehen.
Der Rotor 36 ist in dem Stator 35 in Richtung des
Durchmessers vorgesehen, um gedreht zu werden. Die Ausgangswelle 33 erstreckt
sich durch den Rotor 36, die Ausgangswelle 33 kann
bezüglich
des Antriebsteilgehäuses 34 aufgrund
eines ersten Lagers 31 und eines zweiten Lagers 32 gedreht
werden.
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Das
Antriebsteilgehäuse 34 ist
an einer ersten Seitenplatte 44 und einer zweiten Seitenplatte 45 und
dem Raum zwischen der ersten Seitenplatte 44 und der zweiten
Seitenplatte 45 vorgesehen. Das Antriebsteilgehäuse wird
durch den Motorrahmen 46 gebildet, welcher eine sich in
axialer Richtung erstreckende Rohranordnung aufweist.
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Das
erste Lager 31 ist an der ersten Seitenplatte 44 vorgesehen.
Das zweite Lager 32 ist an der zweiten Seitenplatte 45 vorgesehen.
Der Stator 35 ist am Motorrahmen 46 vorgesehen.
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Der
Stator 35 weist eine nicht gezeigte Spule auf. Der Servomotor 27 wird
angetrieben, indem ein vorbestimmter elektrischer Strom an die Spule
geliefert wird, sodass der Rotor 36 mit einer dem Betrag des
elektrischen Stroms entsprechenden Drehgeschwindigkeit rotiert.
Die Drehung des Rotors 36 wird an die Ausgangswelle 33 übermittelt,
an welcher der Rotor 36 befestigt ist.
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Ein
Encoder 47 ist an einem Endteil in axialer Richtung der
Ausgangswelle 33, an welchem ein Teil des Mechanismus (nicht
gezeigt) nicht befestigt ist, insbesondere an einem Endteil einer
nicht temperaturbelasteten Seite der Ausgangswelle 33.
Der Encoder 47 funktioniert als ein Drehgeschwindigkeitsdetektionsbauteil
zur Detektierung der Drehgeschwindigkeit des Servomotors 27.
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Eine äußere Keilverzahnung 42 ist
an einem Endteil in einer axialen Richtung der Ausgangswelle 33 ausgebildet,
an welchem ein Teil des Mechanismus (nicht gezeigt) befestigt ist,
insbesondere an einem Endteil einer belasteten Seite der Ausgangswelle 33.
Eine innere Keilverzahnung 43 ist an einem Endteil des
Einspritzkolbens 25 ausgeformt, welcher innerhalb des in 1 gezeigten
Einspritzzylinders 24 vorgesehen ist. Die äussere Keilverzahnung 42 und
die innere Keilverzahnung 43 bilden eine Keilwellenverbindung 41.
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Drehenergie,
die durch den Betrieb des Servomotors 27 erzeugt wird,
wird mittels der Keilwellenverbindung 41 an den Einspritzkolben 25 übertragen, sodass
die Förderschnecke 23 gedreht
wird.
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Unterdessen
wird Wärme
erzeugt, wenn der Servomotor 27 angetrieben wird. Um die
Wärme zur Kühlung des
Servomotors 27 in dem beispielhaften Ausführungsbeispiel
abzuleiten, ist beispielsweise eine Umhüllung 71 am äußeren Umfang
des Antriebsteilsgehäuses 34 als
Kühlteil
vorgesehen.
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Die
Umhüllung 71 umfasst
eine Kühlströmungsmitteleinlassöffnung 72,
eine Kühlströmungsmittelauslassöffnung 73,
und einen einzelnen Kühlströmungsmittelweg 74. Öl, welches
eine vorbestimmte Temperatur aufweist, wird als Kühlströmungsmittel
zur Kühlströmungsmitteleinlassöffnung 72 geleitet.
Der Servomotor 27 wird durch das Öl gekühlt, sodass die Öltemperatur
gesteigert wird. Dann wird das Öl
durch die Kühlströmungsmittelauslassöffnung 73 abgeführt. Die
Kühlströmungsmitteleinlassöffnung 72 und
die Kühlströmungsmittelauslassöffnung 73 sind
durch den Kühlströmungsmittelweg 74 verbunden.
Der Kühlströmungsmittelweg 74 erstreckt
sich derart, dass er beispielsweise eine mäandernde Form oder spiralförmige Form
bildet.
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Wie
oben beschrieben, wird in diesem Ausführungsbeispiel das Öl als das
Kühlströmungsmittel verwendet.
Wenn nötig,
könne jedoch
auch Wasser oder Kühlflüssigkeit
als das Kühlströmungsmittel
verwendet werden.
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Weiterhin
erstreckt sich in diesem Ausführungsbeispiel
der Kühlströmungsmittelweg 74 wie oben
beschrieben derart, dass er eine spiralförmig mäandernde Form bildet. Eine
Sammelleitung an einer Einlassseite kann jedoch an einer Seite der
Kühlströmungsmitteleinlassöffnung 72 vorgesehen
sein. Eine Sam melleitung an einer Auslassseite kann an einer Seite
der Kühlströmungsmittelauslassöffnung 73 vorgesehen
sein. Durch das Ausformen einer Vielzahl paralleler Kühlströmungsmittelwege
zwischen der Sammelleitung an der Einlassseite und der Sammelleitung
an der Auslassseite, kann eine Vielzahl von Kühlströmungsmittelwegen entlang der
Ausgangswelle 33 gebildet werden.
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Das Öl, das in
Richtung des Pfeiles A durch die Kühlströmungsmitteleinlassöffnung 72 in
den Kühlströmungsmittelweg 74 geleitet
wird, mäandert wie
durch den Pfeil B gezeigt und fließt zurück (nach links in 2).
Während
es fließt,
kühlt das Öl den Servomotor 27 und
wird schließlich
in Richtung des Pfeils C durch die Kühlströmungsmittelauslassöffnung 73 ausgeleitet.
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Währenddessen
ist die 3 eine Ansicht, die eine Temperaturverteilung
des in 2 gezeigten Servomotors 27 zeigt.
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Bezug
nehmend auf 3 ist die Wärmemenge an einer Seite (d.
h., linke Seite in der Ansicht der 3) in einer
axialen Richtung des Servomotors 27, an welcher ein Teil
des Mechanismus (nicht gezeigt) angebracht ist (und zwar an der
belasteten Seite des Servomotors 27) größer als die Wärmemenge an
einer Seite (d. h., rechte Seite in der Ansicht der 3))
in einer axialen Richtung des Servomotors 27, an welcher
ein Teil des Mechanismus (nicht gezeigt) nicht angebracht ist (und
zwar an der nicht belasteten Seite des Servomotors 27).
Weiterhin wird die durch die Umwandlung der Bewegungsrichtung mittels
des Keilwellenverbindung 41 erzeugte Wärme an die Ausgangswelle 33 des
Servomotors durch die Keilwellenverbindung 41 übertragen.
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Daher
ist in diesem Ausführungsbeispiel
der aus einem Material mit geringem Widerstand gegen Erwärmung bestehende
Encoder 47 an einem hinteren Ende der Förderschneckenwelle 33 (am
rechten Ende in 3-(a)) vorgesehen. Das hintere
Ende der Förderschneckenwelle 33 ist
eine unbelastete Seite, an welcher die Menge zu übertragenden Wärme vergleichsweise
gering ist. Der Encoder 47 wird verwendet, um die Drehgeschwindigkeit
des Servomotors 27 zu detektieren. Gemäß der oben genannten Struktur,
kann der Einfluss der Wärme
auf den Encoder 47 vergleichsweise gering gehalten werden,
und daher wird der Encoder 27 nicht überhitzt.
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Wie
oben beschrieben ist in diesem Ausführungsbeispiel die Kühlströmungsmitteleinlassöffnung 72,
in die Öl
mit einer relativ geringeren Temperatur geleitet wird, an der belasteten
Seite vorgesehen, und die Kühlströmungsmittelauslassöffnung 73,
aus der das Öl,
welches eine relativ hohe Temperatur aufweist, ausgeleitet wird,
ist an der nicht belasteten Seite vorgesehen.
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Dementsprechend
kann ein Temperaturunterschied zwischen dem Öl und dem Servomotor 27 an
der belasteten Seite relativ gross ausfallen, und ein Temperaturunterschied
an der unbelasteten Seite zwischen dem Öl und dem Servomotor 27 kann
relativ klein ausfallen. Daher ist es möglich, die Kühleffizienz
der Umhüllung 71 zu
verbessern, so dass der Servomotor 27 ausreichend gekühlt werden
kann. Aus diesem Grund kann die Nennwärmeleistung des Servomotors 27 gross
sein.
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Währenddessen
ist in diesem Ausführungsbeispiel
ein Temperatursensor 79-1 der belasteten Seite an der belasteten
Seite vorgesehen und ein Temperatursensor 79-2 der nicht
belasteten Seite ist an der nicht belasteten Seite als Antriebsbauteiltemperaturdetektionsteile
vorgesehen, um Temperaturen des Servomotors 27 zu detektieren.
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Genauer
ist der Temperatursensor 79-1 der belasteten Seite an einem
Endteil der zweiten Seitenplatte 45 des Stators 35 vorgesehen.
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Die
Menge der an die belastete Seite übertragenen Wärme, und
zwar an die Seite des Servomotors 27, wo ein Mechanismus
in axialer Richtung angebracht ist, ist größer als die Menge an Wärme, die
an die nicht belastete Seite übertragen
wird, und zwar die Seite des Servomotors 27, wo kein Mechanismus
in axialer Richtung angebracht ist. Das heisst, die Temperatur an
der beslasteten Seite ist höher
als die Temperatur an der unbelasteten Seite. Es ist möglich, die
Temperatur an der belasteten Seite direkt durch den Sensor 79-1 an
der belasteten Seite festzustellen.
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Der
Temperatursensor 79-2 an der unbelasteten Seite ist an
einem Endteil der ersten Seitenplatte 44 des Stators 35 vorgesehen.
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In
einem Fall, wo eine durch den Temperatursensor 79-2 an
der unbelasteten Seite detektierte Temperatur höher ist als ein Schwellenwert,
wird der elektrische Strom an den Stator 35 durch ein Steuerbauteil
(nicht gezeigt) gestoppt. Als Ergebnis davon stoppt die Drehung
des Servomotors 27. Hier wird der oben genannte Schwellenwert
bestimmt, indem der Temperaturunterschied zwischen der belasteten Seite
und der unbelasteten Seite in Betracht gezogen wird.
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Genauer
wird der Schwellenwert an der unbelasteten Seite niedriger gesetzt
als der Schwellenwert an der belasteten Seite. In einem Fall, dass
ein ungewöhnlicher
Betriebszustand auftritt, so dass das Öl als Kühlmittel für den Servormotor nicht der
Umhüllung 71 zugeführt wird,
ist die Temperatur an der unbelasteten Seite leichter bis zum Schwellenwert
zu steigern als die Temperatur an der belasteten Seite. Da der Schwellenwert
an der unbelasteten Seite niedriger angesetzt ist als der Schwellenwert
an der belasteten Seite, ist es möglich, die Entstehung des ungewöhnlichen
Betriebszustands sofort zu detektieren.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
wird die Temperatur an der unbelasteten Seite des Motors 27 höher, weil
die Temperaturverteilung des Servomotors 27 in axialer
Richtung gleichförmig
ist. Wenn die Temperatur des Servomotors 27 höher wird,
ist es möglich,
die Temperatur des Servomotors 27 zuverlässig zu
detektieren. Als Ergebnis hiervon ist es möglich, den Servomotor 27 davor
zu bewahren, überhitzt
zu werden.
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Weiterhin
ist es möglich,
das zweite Lager 32 davor zu bewahren, überhitzt zu werden, weil die Temperaturverteilung
des Servomotors 27 in axialer Richtung gleichförmig sein
kann. Daher ist es in einem Fall, dass ein abgedichtetes geschmiertes
Lager als zweites Lager 32 verwendet wird, möglich, die Verschlechterung
der Gleiteigenschaften zu verhindern.
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Weiterhin
ist es möglich,
die Temperatur in der Nähe
des Encoders 47 zu detektieren, weil der Temperatursensor 79-2 auf
der unbelasteten Seite in der Nähe
des Encoders 47 vorgesehen ist. Daher kann der Sensor 79-2 auf
der unbelasteten Seite zum Schutz des Encoders 47 verwendet
werden.
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Somit
kann, weil der Temperatursensor 79-1 der belasteten Seite
an der belasteten Seite vorgesehen ist, und der Temperatursensor 79-2 der
unbelasteten Seite beispielsweise an der unbelasteten Seite vorgesehen
ist, der Temperatursensor 79-1 der belasteten Seite verwendet
werden, um die Temperatur zur Zeit des normalen Betriebs zu detektieren,
und der Temperatursensor 79-2 der unbelasteten Seite kann
verwendet werden, um die Erzeugung eines unnormalen Betriebszustandes
zu detektieren.
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Als
nächstes,
und Bezug nehmend auf 2, wird ein hydraulischer Kreislauf 90 beschrieben,
welcher als Ölzuleitungsvorrichtung
zur Zuleitung von Öl
an die Umhüllung 71 des
Servomotors 27 funktioniert.
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Der
hydraulische Kreislauf 90 weist auf: einen Vorratstank 91,
eine erste Pumpe 95, eine zweite Pumpe 97, einen
Wärmetauscher 96,
einen hydraulischen Aktuator 96, und Ölwege L1- bis L-3. Eine Kühlvorrichtung
für den
Servomotor 27 wird durch den hydraulischen Kreislauf 90 und
die Umhüllung 71 gebildet.
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Der
Vorratstank 91, welcher als ein Öltank funktioniert, weist einen
ersten Tank 93 und einen zweiten Tank 94 auf.
Das Öl
wird im ersten Tank 93 aufgefangen. Öl, das eine geringere Temperatur
als das im ersten Tank 93 aufgefangene Öl aufweist, wird im zweiten
Tank 94 aufgefangen.
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Der
Vorratstank 91 kann mittels einer Trennplatte 92 in
den ersten Tank 93 und den zweiten Tank 94 aufgeteilt
werden. Ein Teil 99, welches einen Durch lass zur Verbindung
des ersten Tanks 93 und des zweiten Tanks 94 mittels
eines Lochs ist in der Nähe
des unteren Bodens der Trennplatte 92 vorgesehen.
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Die
erste Pumpe 95 pumpt das in dem ersten Tank 93 aufgefangene Öl und führt es der
Umhüllung 71 zu.
Das heisst, die erste Pumpe 95, welche eine Umwälzpumpe
ist, funktioniert als eine erste Ölversorgungsquelle. Die erste
Pumpe 95 ist in dem Ölweg
L-1 vorgesehen, durch den der erste Tank 93 mit der Kühlströmungsmitteleinlassöffnung 72 verbunden
ist.
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Der
Wärmetauscher 96 kühlt das
aus der Umhüllung 71 abgeleitete Öl. Der Wärmetauscher 96 ist
in dem Ölweg
L-2 vorgesehen, mittels dessen die Kühlströmungsmittelauslassöffnung 73 und
der zweite Tank 94 in in Verbindung stehen.
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Die
zweite Pumpe 97 pumpt das im zweiten Tank 94 befindliche Öl und führt das Öl dem hydraulischen
Aktuator 98 zu. Das heisst, die zweite Pumpe 97 dient
als eine zweite Ölversorgungsquelle.
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Die
zweite Pumpe 97 und der hydraulische Aktuator 96 sind
in dem Ölweg
L-3 vorgesehen, durch den der erste Tank 93 mit dem zweiten
Tank 94 verbunden ist.
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Der
hydraulische Aktuator 98 in diesem Ausführungsbeispiel umfasst den
Einspritzzylinder 24 zum Vorschub und Zurückziehen
der in 1 gezeigten Förderschnecke 23,
und den Einspritzkolben 25. Da der Einspritzzylinder 24 und
der Einspritzkolben 25 bei hoher Geschwindigkeit und hohem
Druck betrieben werden müssen,
sind der Einspritzzylinder 24 und der Einspritzkolben 25 dafür geeignet,
durch hydraulischen Druck angetrieben zu werden.
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Der
hydraulische Aktuator 98 wird durch das von der zweiten
Pumpe 97 zugeführte Öl angetrieben.
Das Öl
wird von dem hydraulischen Aktuator 98 verwendet, sodass Öl, das den
hydraulischen Aktuator verlässt,
eine relativ höhe re
Temperatur als eintretendes Öl
aufweist. Dieses Öl,
das die höhere
Temperatur aufweist, wird in den ersten Tank 93 geleitet.
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Die
erste Pumpe 95 wird verwendet, um den Servomotor 27 zu
kühlen.
Die zweite Pumpe 97 wird verwendet, um den hydraulischen
Aktuator 98 anzutreiben. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist
die Kapazität
der ersten Pumpe 95 geringer als die Kapazität der zweiten
Pumpe 97. Da die zweite Pumpe 97 den hydraulischen
Aktuator 98 ununterbrochen antreiben muss, weist die zweite
Pumpe 97 vorzugsweise eine größere Kapazität auf. Andererseits
ist es ausreichend, wenn die erste Pumpe 95 der auf dem Betrieb
des Servomotors 27 basierenden Wärmeerzeugung anspricht, und
daher kann die benötigte
Kapazität
der ersten Pumpe 95 geringer sein als die benötigte Kapazität der zweiten
Pumpe 97.
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Weiterhin
kann ein solcher Motor wie der Servomotor als Antriebsquelle der
ersten Pumpe 95 und der zweiten Pumpe 97 verwendet
werden. Eine feste Verdrängungspumpe,
welche eine vorbestimmte Menge des Öls fördert, wird als erste Pumpe 95 verwendet.
Ein verstellbare Verdrängungspumpe, welche,
anders als die oben genannte feste Verdrängungspumpe, eine verstellbare
Menge des Öls
fördert,
wird, basierend auf dem Betriebsverfahren des hydraulischen Aktuators 98,
als die zweite Pumpe 97 verwendet.
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Das
in dem zweiten Tank 94 aufgefangene Öl wird durch die zweite Pumpe 97 gepumpt
und durch den Ölweg
L-3 an den hydraulischen Aktuator 98 geliefert. Dadurch
wird der Einspritzkolben 95 in dem Einspritzzylinder 94 vor
und zurück
getrieben, sodass die Förderschnecke 23 vorgeschoben
und zurückgezogen
wird.
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Somit
wird dieses Öl
zum Betreiben des hydraulischen Aktuators 98 verwendet.
Wenn das Öl
im ersten Tank 93 aufgefangen wird, ist die Temperatur des Öl relativ
höher als
die Temperatur des Öls,
wenn das Öl
in dem zweiten Tank 94 aufgefangen wird. Da das in dem
ersten Tank 93 aufgefangene Öl jedoch eine ausreichende
zulässige
Wärmekapazität gegenüber der
in dem unter ho her Last laufenden Servomotor 27 erzeugten
Wärme aufweist,
kann das Öl
in dem ersten Tank 93 zur Kühlung des Servomotors 27 verwendet
werden.
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Deshalb
hat das Öl,
nachdem der hydraulische Aktuator 98 betrieben wurde, eine
relativ höhere Temperatur
als das Öl,
das vorher nicht für
den hydraulischen Aktuator 98 benutzt wurde, und wird in den
ersten Tank 93 abgeführt.
Das Öl
mit der relativ höheren
Temperatur, das im ersten Tank 93 aufgefangen wird, wird
durch die erste Pumpe 95 abgepumpt und abgeleitet zur Umhüllung 71 des
Servomotors 27 mittels des Ölwegs L-1.
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Das
zur Umhüllung 71 abgeleitete Öl des Servomotors 27 tauscht
Wärme mit
dem Servomotor 27 an der Umhüllung 71, um den Servomotor 27 zu kühlen. Als
Ergebnis hiervon steigt die Temperatur des Öls noch weiter an und dann
wird das Öl
aus der Umhüllung 71 ausgeschleust
und über
den Ölweg L-2
zu dem Wärmetauscher 96 abgeleitet.
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Die
Temperatur des Öls,
das zu dem Wärmetauscher 96 abgeleitet
wird, wird niedriger indem es durch eine Wärmetauschermedium gekühlt wird
wie zum Beispiel eine Kühlflüssigkeit
im Wärmetauscher 96.
Dann wird das durch den Wärmetauscher 96 gekühlte Öl in den
zweiten Tank 94 übertragen.
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Das
heisst, in diesem Ausführungsbeispiel treibt
das Öl
den hydraulischen Aktuator 98 an, woraus folgt, dass das Öl eine höhere Temperatur
hat. Das Öl
fließt
stetig zu dem Servomotor 27, um den Servomotor 27 zu
kühlen.
Folglich kann der Servomotor 27 effizient bei hoher Wärmeeffizienz
gekühlt werden.
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Desweiteren
ist es nicht erforderlich, zusätzlich
großformatige
Vorrichtungen zur Kühlung
des Servomotors 27 bereitzustellen. Infolgedessen ist es möglich den
Servomotor 27 durch eine einfache Konstruktion effizient
zu kühlen.
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Aus
diese Weise wird das Öl,
das im zweiten Tank 94 aufgefangen wird, zu dem hydraulischen
Aktuator 98 abgeleitet, um den hydraulischen Aktuator 98 anzutreiben.
Danach wird das Öl
in den ersten Tank 93 abgeführt. Weiter wird das Öl aus dem
ersten Tank 93 in die Umhüllung 71 abgeleitet,
um den Servomotor 27 zu kühlen. Im Anschluss wir das Öl in den Wärmetauscher 96 geleitet,
um gekühlt
zu werden und wird danach in den zweiten Tank 94 abgeführt.
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Als
Folge davon wird das Öl,
das eine hohe Temperatur von dem hydraulischen Aktuator 98 hat und
zurück
geführt
wird in den Vorratstank 91 und das gekühlte Öl von dem Wärmetauscher 96 in
dem Vorratstank 91 voneinander getrennt. Das Öl, das eine
hohe Temperatur von dem hydraulischen Aktuator 98 hat wird
im ersten Tank 93 aufgefangen. Das gekühlte Öl wird in dem zweiten Tank 94 aufgefangen.
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In
diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel
wird die verstellbare Verdrängungspumpe
benutzt als zweite Pumpe 97. Somit könnte der Fall auftreten, dass
die Ablaufmenge der ersten Pumpe 95 unterschiedlich hoch
zu der Ablaufmenge der zweiten Pumpe 97 ist. Im Fall, dass
die Ablaufmenge der ersten Pumpe 95 kleiner ist als die
Ablaufmenge der zweiten Pumpe 97, wird die Menge, die aus
dem ersten Tank 93 über
den Ölweg
L-1 gepumpt wird und in den zweiten Tank 94 abgeführt wird,
kleiner als die Menge des Öls,
das aus dem zweiten Tank 94 über den Ölweg L-3 gepumpt wird und in
den ersten Tank 93 abgeführt wird.
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Hingegen
in diesem Ausführungsbeispiel trennt
das Trennblech 92 den Vorratstank 91 in den ersten
Tank 93 und den zweiten Tank 94. Das Teil 99 bildet
die Durchlassöffnung,
die in der Trennwand 92 ausgebildet ist, und den ersten
Tank 93 mit dem zweiten Tank 94 über eine Öffnung verbindet,
damit das Level des Öls
im ersten Tank 93 und das Level des Öls im zweiten Tank 94 ausgeglichen
ist.
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Wie
oben beschrieben, ist das Teil 99, das die Durchlassöffnung bildet,
in der Trennwand 92 ausgebildet und vorgesehen in der Nähe der Bodenfläche des
Vorratstanks 91.
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Daher
ist in der Nähe
des Teils 99, das die Durchlassöffnung bildet, ein kleiner
Temperaturunterschied zwischen dem Öl im ersten Tank 93 und
dem Öl
im zweiten Tank 94. Folglich ist es möglich die Temperatur des im
zweiten Tank 94 gekühlten Öls ansteigen
zu lassen und die Temperatur des höher temperierten Öls im ersten
Tank 93 sinken zu lassen indem man die Menge kontrolliert,
die durch das Teil 99 strömt, das die Durchlassöffnung bildet.
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In
diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel
wird eine feste Verdrängungspumpe
als erste Pumpe 95 verwendet und die Entleerungsmenge der ersten
Pumpe ist konstant. Folglich ist es möglich bei dem Servomotor 27 eine
exakte Temperatur zu halten.
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Desweiteren
wird das Öl,
das den Servomotor 27 kühlt,
weshalb das Öl
eine relativ höhere
Temperatur hat, zu dem Wärmetauscher 96 abgeführt. Darum
ist es möglich
die Temperaturdifferenz zwischen dem Öl und dem Wärmetauschermedium in dem Wärmetauscher 96 relativ
groß zu
gestalten.
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Auf
diese Weise ist es, da es möglich
ist die Effizienz des Wärmetausches
im Wärmetauscher 96 zu
verbessern, möglich
die Kühlfähigkeit
des Öls ausreichend
zu nutzen, um den Servomotor 27 ausreichend zu kühlen. Daraus
folgt, dass weil eine ausreichende Menge elektrischen Stroms in
den Servomotor 27 eingespeist wird, kann die Leistungsfähigkeit
des Servomotors 27 ausreichend gesteigert werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt, jedoch
können Variationen
und Modifikationen vorgenommen werden ohne vom Anwendungsbereich
der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Zum
Beispiel wird in dieser Erfindung der die Förderschnecke 23 drehende
Servomotor 27 verwendet als der elektrische Antriebsteil.
Aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Ein Servomotor
kann als der elektrische Antriebsteil der vorliegenden Erfindung
verwendet werden zum Dosieren, für
die Formverriegelung oder die Bewegung für die Plastifizierung. Der
Servomotor kann normalerweise mehr helfen Energie zu sparen als
die hydraulische Antriebsvorrichtung und ein hohes Nenndrehmoment
kann durch den Servomotor erreicht werden.
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Zum
Beispiel in dem Fall, dass der Formverriegelungsmotor 63 in
der vorliegenden Erfindung als Antriebsteil für die Formverriegelungsvorrichtung 50 (gezeigt
in 1) verwendet wird, ist der Zahnriemen 65 auf
der belasteten Seite der Ausgangswelle des Formverriegelungsmotors 63 vorgesehen,
um die Drehbewegung des Formverriegelungsmotors 63 auf Kugelgewindespindel 59 zu übertragen
(siehe 1).
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Weiter
kann ein direkter Antriebsmechanismus für den Formverriegelungsmotor 63 verwendet werden.
In dem direkten Antriebsmechanismus wird der oben erwähnte Zahnriemen 65 nicht
verwendet, sondern eine Ausgangswelle 133 des Formverriegelungsmotors 63 ist
direkt mit der Kugelgewindespindel 59, wie in 4 dargestellt,
verbunden.
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Hier
ist 4 eine konzeptionelle Darstellung eines Kühlmechanismus
eines direkten Antriebsmechanismus, bei dem die Ausgangswelle 133 des
Formverriegelungsmotors 63 der Spritzgussmaschine 10,
gezeigt in 1, als einem Antriebsteil und
die Kugelgewindespindel 59 direkt miteinander verbunden
sind. In 4 wurden den Teilen, die dieselben
wie die in 2 gezeigten sind, dieselben
Bezugnummern gegeben und eine Erklärung davon entfällt.
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Ein
Kugelgewinde 141 ist vorgesehen an einem Ende einer belasteten
Seite der Ausgangswelle 133. Das Kugelgewinde 141 dient
als ein Teil zur Umwandlung einer Bewegungsrichtung, wobei die Bewegungsrichtung
von einer Drehbewegung in eine geradlinige Bewegung basierend auf
einer Drehung, die erzeugt wird vom Antrieb des Formverriegelungsmotors 63,
umgewandelt wird.
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Ein
Teil eines Mechanismus (nicht gezeigt), welcher an dem Kugelgewinde 141 vorgesehen
ist, führt
einen vorbestimmten Antrieb aus, basierend auf der geradlinigen
Bewegung, die durch das Kugelgewinde 141 erzeugt wird.
Der Teil eines Mechanismus funktioniert als Lastvorrichtung, durch
welche eine Last, basierend auf dem Betrieb des Teils einen Mechanismus,
dem ein Form verriegelungsmotor 93 mittels des Kugelgewindes 141 und
der Ausgangswelle 133 hinzugefügt wird.
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Das
Kugelgewinde 141 umfasst die Kugelgewindewelle 59 als
erstes Umwandlungselement und eine Kugelmutter 143 als
ein zweites Umwandlungselement. Die Kugelgewindespindel 59 wird
einteilig an der Vorderseite der Ausgangswelle 133 des
Formverriegelungsmotors 63 ausgeformt (linksseitig in 4).
Die Spindelmutter 143 ist verschraubt mit der Kugelgewindespindel 59 und
so vorgesehen, dass sie in 4 nach links
und rechts vorgeschoben und zurückgefahren
werden kann. Die Spindelmutter 143 wird vorgeschoben und
zurückgefahren,
basierend auf der gemeinsamen Drehbewegung der mit der Kugelgewindespindel 59 fest
verbundenen Ausgangswelle 133 einem Gehäuse und dabei wird der oben beschriebene
mechanische Teil angetrieben.
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Ein
Rollengewinde kann statt des Kugelgewindes 141 als das
Teil zur Umkehr der Bewegungsrichtung verwendet werden. In diesem
Fall beinhaltet das Rollengewinde eine Rollengewindemutter und eine
Rollengewindespindel. Die Rollengewindemutter wird vorgeschoben
und zurückgefahren
durch die Drehbewegung der Rollengewindespindel.
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Wie
oben beschrieben, ist in diesem Ausführungsbeispiel die Kugelgewindespindel 59 einteilig mit
der Ausgangswelle 133 ausgeformt. Die Ausgangswelle 133 kann
jedoch ein hohle Struktur aufweisen, und die Kugelgewindemutter 143 kann
an der Ausgangswelle 133 befestigt sein. Bei der oben genannten
Struktur kann die Kugelgewindemutter durch die Drehbewegung der
Ausgangswelle 133 gedreht werden, sodass die Kugelgewindespindel
vorgeschoben und zurückgezogen
wird.
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Weiterhin
werden in dem oben genannten Ausführungsbeispiel der Einspritzzylinder 24 und
der Einspritzkolben 25 als der hydraulische Aktuator 98 des
hydraulischen Kreislaufs 90 verwendet, der den antreibenden
Teil darstellt, der durch Versorgung mit dem antreibenden Strömungsmittel
angetrieben wird. Die vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht darauf begrenzt.
Beispielsweise kann ein Formverriegelungszylinder zur Betätigung des
Kniehebelmechanis mus 57, der bei hoher Geschwindigkeit
und hohem Druck betrieben werden muss, bei einem antreibenden Teil
der vorliegenden Erfindung angewendet werden. In diesem Fall kann
der Servomotor 27 als Antriebsteil für die Einspritzung verwendet
werden.