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DE102004056209A1 - Linear verschiebbarer Rotationsantrieb für eine Kunststoffspritzmaschine - Google Patents

Linear verschiebbarer Rotationsantrieb für eine Kunststoffspritzmaschine Download PDF

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Abstract

Es wird ein Kombinationsantrieb für eine Kunststoffspritzmaschine mit einem Rotationsantrieb (1) zum Antreiben einer Schneckenwelle (9) zu einer Rotation und einem Linearantrieb (2) zum Antreiben der Schneckenwelle (9) zu einer Linearbewegung in axialer Richtung, bezogen auf den Rotationsantrieb (1), vorgeschlagen. Bei einer durch den Linearantrieb (2) ausgeführten Linearbewegung wird der Rotationsantrieb (1) linear mitbewegt. Dadurch werden auf den Rotationsantrieb (1) keine axialen Kräfte ausgeübt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Antrieb für eine Kunststoffspritzmaschine mit einem Rotationsantrieb zum Antreiben einer Schneckenwelle zu einer Rotation und einem Linearantrieb zum Antreiben der Schneckenwelle zu einer Linearbewegung in axialer Richtung bezogen auf den Rotationsantrieb.
  • Bei Kunststoffspritzmaschinen mit Schnecke wird die Schnecke zum Plastifizieren des Kunststoffgranulats rotatorisch bewegt. Der Einspritzvorgang wird durch eine lineare Bewegung der Schnecke erreicht, die typischerweise durch einen Hydraulikmotor realisiert wird.
  • Aus der Druckschrift DE 43 44 335 A1 ist hierzu ein entsprechendes Einspritzaggregat für eine Spritzgießmaschine bekannt. Dieses besteht im Wesentlichen aus einem Schneckenzylinder, einer Schnecke und einem, zwei Elektromotoren umfassenden Schneckenantrieb, wobei der eine Elektromotor für den Drehantrieb und der andere Elektromotor für die Axialbewegung der Schnecke vorgesehen ist. Um bei Vereinfachung der Kraftübertragungseinrichtungen beim Schneckenantrieb eine kompakte Bauweise zu erzielen, wird vorgeschlagen, die beiden Elektromotore mit ihren Achsen fluchtend zur Achse der Schnecke anzuordnen, wobei mindestens ein Elektromotor als Hohlwellenmotor ausgebildet ist.
    •
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen alternativen, gegebenenfalls einfacheren Antrieb für eine Spritzgießmaschine vorzuschlagen.
  • Erfindungsgemäß wird dies gelöst durch einen Antrieb für eine Kunststoffspritzmaschine mit einem Rotationsantrieb zum An treiben einer Schneckenwelle zu einer Rotation und einem Linearantrieb zum Antreiben der Schneckenwelle zu einer Linearbewegung in axialer Richtung bezogen auf den Rotationsantrieb, wobei der Rotationsantrieb mit dem Linearantrieb linear verschiebbar ist.
  • In vorteilhafter Weise kann dadurch erreicht werden, dass der Rotationsantrieb keinen Kräften der Schnecke oder des Linearantriebs ausgesetzt ist, denn der Motor zur Drehung der Schnecke wird bei einer Linearbewegung mit verschoben. Mit anderen Worten, eine überlagerte Axial- und Rotationsbewegung eines Antriebsaggregats für eine Spritzgießmaschine oder eine andere Maschine wird dadurch erreicht, dass der Motor für die Rotationsbewegung fluchtend mit dem Rotationsabtrieb der Arbeitsmaschine bzw. der Schneckenachse angeordnet ist und eine axiale Verschiebbarkeit gegenüber der Maschine aufweist.
  • Vorzugsweise besitzt der Rotationsantrieb einen Elektromotor und insbesondere einen Hohlwellenmotor. Speziell werden hierfür sogenannte Torquemotoren mit sehr großem Drehmoment eingesetzt, die die Plastifizierung des Kunststoffgranulats ermöglichen.
  • Entsprechend einer ersten Ausführungsform können der Rotationsantrieb und der Linearantrieb koaxial hintereinander angeordnet sein und der Linearantrieb einen Hydraulikzylinder aufweisen, dessen Hydraulikkolben starr mit dem Rotor des Rotationsantriebs verbunden ist. Hierdurch sind hohe Linearkräfte auf eine Schnecke übertragbar, ohne dass sich diese auf den Rotationsantrieb auswirken.
  • Gemäß einer zweiten Ausführungsform ist der Linearantrieb durch einen Rollengewindetrieb mit Riemenantrieb realisiert. Auf diese Weise kann auf ein voluminöses Hydrauliksystem verzichtet werden.
  • Bei einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebs ist der Linearantrieb durch mindestens zwei Linearmotoren realisiert, die den Rotationsantrieb bei einer Linearbewegung in axialer Richtung führen. Dadurch kann zum einen auf ein Hydrauliksystem und zum anderen auf ein entsprechendes Führungsgestänge für den Rotationsantrieb verzichtet werden.
  • Gemäß einer vierten Ausführungsform kann der Linearantrieb durch mindestens zwei, insbesondere vier, Hydraulikzylinder realisiert sein. Diese Hydraulikzylinder lassen sich beispielsweise am Gehäuse des Rotationsantriebs befestigen. Auf diese Weise können hohe lineare Kräfte indirekt über den Rotationsantrieb auf die Schnecke übertragen werden. Dabei ist eine spezielle Axiallagerung des Rotors des Rotationsantriebs vorzusehen.
  • Die mehreren Hydraulikzylinder können den Rotationsantrieb bei seiner Linearbewegung in axialer Richtung führen. Hierdurch kann wiederum auf Führungsstangen für den Rotationsantrieb verzichtet werden.
  • Entsprechend einer sechsten Ausführungsform ist der Schwerpunkt eines den Linearantrieb realisierenden Linearmotors im Wesentlichen auf der Rotationsachse des Rotationsantriebs angeordnet. Auf diese Weise kann der Bauraum des Antriebs in radialer Richtung reduziert werden.
  • Bei einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass ein Kniehebelgelenk zwischen den Rotationsantrieb und den Linearantrieb geschaltet ist. Dadurch kann die Kraft des Linearantriebs verstärkt werden.
    •
  • Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Antriebs gemäß einer ersten Ausführungsform und
  • 2 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebs.
  • Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.
  • Der in 1 wiedergegebene Antrieb besteht aus einem verschiebbaren Elektromotor 1, der als Hohlwellenmotor ausgestaltet ist, mit einem dahinter angeordneten Hydraulikzylinder 2. Der Elektromotor ist entsprechend dem Pfeil 3 durch den Hydraulikzylinder 2 in axialer Richtung des Elektromotors verschiebbar.
  • Zur Führung des Elektromotors 1 bei seiner Linearbewegung in axialer Richtung dienen Führungsstangen 4, die in Führungsplatten 5 fixiert sind. Das Gehäuse des Elektromotors 1 besitzt an den Motorschilden Führungsaugen 6, mit denen der Elektromotor 1 auf den Führungsstangen 4 gleiten kann.
  • Der Rotor 7 des Elektromotors 1 ist starr mit dem Kolben 8 des Hydraulikzylinders 2 verbunden. Die Bewegung des Hydraulikzylinders wird somit unmittelbar auf den Elektromotor 1 übertragen.
  • Eine Schneckenwelle 9 ist an den Rotor des Elektromotors 1 gekoppelt. Dadurch lässt sie sich zu Drehbewegungen 10 antreiben. Ebenso werden die linearen Bewegungen 3 des Elektromotors 1 dadurch unmittelbar auf Linearbewegungen 11 der Schneckenwelle 9 übertragen.
  • Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 2 wiedergegeben. Auch hier ist der Elektromotor 1 axial verschiebbar. Auch dies erfolgt anhand der Führungsstangen 4, an denen Augen 6 der Motorschilde gleitend gelagert sind.
  • Der Linearantrieb wird hier durch einen Rollengewindetrieb einschließlich einer Gewindespindel 12 und einer Mutter 13 realisiert. Die Mutter 13 wird mit Hilfe eines Riemens 14 und eines Elektromotors 15 angetrieben. Die Mutter 13 besitzt an einer Stirnseite flanschartige Form und stützt sich so an dem Innenring eines Lagers 16 ab, das in eine der Führungsplatten 5 eingebaut ist. Das Lager 16 ist deshalb so ausgestaltet, dass es auch Axialkräfte aufnehmen kann.
  • Die Gewindespindel 12 ist wiederum starr mit dem Rotor des Elektromotors 1 verbunden, so dass die Linearbewegung der Gewindespindel 12 auf den Elektromotor 1 und die Schneckenwelle 9 übertragen wird. Bei einer Drehbewegung des Rotationsantriebs 1 dreht sich der Elektromotor 15 für den Linearantrieb entsprechend mit.
  • Bei alternativen Ausführungsformen können beispielsweise die Führungsstangen 4 durch entsprechende Linearantriebe, z.B. Linearmotoren oder Hydraulikzylinder, ersetzt werden. Dadurch kann Bauraum in axialer Richtung eingespart werden.

Claims (9)

  1. Antrieb für eine Kunststoffspritzmaschine mit – einem Rotationsantrieb (1) zum Antreiben einer Schneckenwelle (9) zu einer Rotation und – einem Linearantrieb (2, 12 bis 15) zum Antreiben der Schneckenwelle (9) zu einer Linearbewegung in axialer Richtung bezogen auf den Rotationsantrieb (1), dadurch gekennzeichnet, dass – der Rotationsantrieb (1) mit dem Linearantrieb (2, 12 bis 15) linear verschiebbar ist.
  2. Antrieb nach Anspruch 1, wobei der Rotationsantrieb (1) einen Elektromotor aufweist.
  3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Rotationsantrieb (1) und der Linearantrieb (2, 12 bis 15) koaxial hintereinander angeordnet sind und der Linearantrieb (2, 12 bis 15) einen Hydraulikzylinder (2) aufweist, dessen Hydraulikkolben (8) starr mit dem Rotor (7) des Rotationsantriebs (1) verbunden ist.
  4. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Linearantrieb (2, 12 bis 15) durch einen Rollengewindetrieb (12, 13) mit Riemenantrieb (14, 15) realisiert ist.
  5. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Linearantrieb (2, 12 bis 15) durch mindestens zwei Linearmotoren realisiert ist, die den Rotationsantrieb (1) bei einer Linearbewegung in axialer Richtung führen.
  6. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Linearantrieb (2, 12 bis 15) durch mindestens zwei Hydraulikzylinder realisiert ist.
  7. Antrieb nach Anspruch 6, wobei die Hydraulikzylinder den Rotationsantrieb (1) bei seiner Linearbewegung in axialer Richtung führen.
  8. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schwerpunkt eines den Linearantrieb (2, 12 bis 15) realisierenden Linearmotors im Wesentlichen auf der Rotationsachse des Rotationsantriebs angeordnet ist.
  9. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Kniehebelgelenk zwischen den Rotationsantrieb (1) und den Linearantrieb (2, 12 bis 15) geschaltet ist.
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