專利名稱：用于注塑機中噴射單元的驅動裝置的制作方法
技術領域：
本發明的主題是一種根據權利要求1的前序部分所述的用于注塑機中噴射單元的驅動裝置。
具有所述類型的驅動裝置的注塑機是眾所周知的。這種注塑機用于將可塑化的材料注入模具的模間空隙中，其中如此構造噴射單元，使得在噴射時可以通過合適的致動塑化蝸桿(Plastifizierschnecke)和螺紋傳動機構將壓力與噴射速度與可塑化的材料以及待注塑的工件的特性相匹配。一種這樣的注塑單元例如已經由WO 97/18938A1中得到公開。在這種注塑機中，塑化蝸桿通過一個在蝸桿后端部和推力軸承之間的第一馬達驅動，而螺紋傳動機構則通過一個在螺母的背離推力軸承的一側的第二馬達驅動，其中螺紋傳動機構嚙合在該螺母中。螺母和外殼件不可扭轉但可移動地支承在一個共同的平行于蝸桿和螺紋傳動機構的旋轉軸線的導向機構中，其中推力軸承安置在外殼件中。這種裝置的構造非常復雜，并且磨損件如螺母和螺紋傳動機構的更換會引起較長的生產中斷。
在DE 197 31 833 C1中公開了另一種注塑機，其設計構造相應于上述注塑機的構造，但區別是，螺紋傳動機構的驅動機構位于螺紋傳動機構的前端部上，由此螺紋傳動機構和其螺母的更換得到了簡化。
這兩種公開的裝置還是具有以下缺點，即其驅動馬達與機器軸線徑向間隔開，并由此在馬達和待驅動的元件之間的驅動連接通過齒輪傳動機構或者帶傳動機構實現。這是非常昂貴的，并且尤其是帶傳動機構很難防止污染。尤其不利的是傳動機構巨大的慣性，其必須由驅動馬達進行補償。這會引起馬達和冷卻設備更高的驅動功率，并由此導致更高的能量耗費。
另外由DE 43 44 335 C2公開了一種用于注塑機的噴射機構，其中，塑化蝸桿的后端部直接支撐著螺紋傳動機構，并且其中螺母可以由一個包圍該螺母的空心軸馬達驅動。塑化蝸桿和與其剛性連接的螺紋傳動機構的驅動通過在該公開文獻中同樣構造成空心軸馬達的第二驅動馬達實現。這種裝置的缺點是，兩個驅動馬達必須具有相同的功率，因為蝸桿馬達在噴射期間-盡管其停止-必須保持噴射馬達的全部扭矩。另外，磨損件(螺紋傳動機構和螺母)的更換極其費事并且會導致長時間的工作中斷。
本發明的任務是提供一種用于注塑機中噴射單元的驅動裝置，其克服了上述缺點，并且可以簡單且低成本地進行制造，并且具有容易維修的構造。
該任務通過一種具有權利要求1所述特征的驅動裝置解決。這種驅動裝置的尤其優選的結構方案在從屬權利要求中得到描述。
按本發明的驅動裝置允許保護對污染敏感的驅動部件如推力軸承和徑向軸承不受環境影響地安置在一個外殼的內部。這種驅動裝置另外還包括明顯更少的遭受磨損并且必須定期更換的元件。盡管用于力傳遞的元件布置在外殼內部，但是這些元件的維護或者更換需要很少的花費。
根據一種實施例對本發明進行更詳細地描述。附圖示出
圖1示出了驅動裝置和塑化圓筒的透視圖；圖2示出了驅動裝置的軸向剖面圖；圖3示出了具有按圖2的驅動元件的軸承外殼(區域A)的放大視圖；圖4示出了本發明的另一種結構方案的軸向剖面圖；圖5示出了具有按圖4的驅動元件的軸承外殼的放大視圖。
在圖1中以鳥瞰圖示出的驅動裝置1包括兩個導向桿3，在其上可軸向移動地支承著一個軸承外殼5。具有塑化蝸桿11的塑化圓筒13從軸承外殼5的前端部7伸出。塑化圓筒13貫穿支架12，導向桿3的前端部就固定在該支架12中。從軸承外殼5的后端部9伸出一個螺紋傳動機構15，該螺紋傳動機構15嚙合在一個螺母17中進行導向。螺母17安置在一個托架19中，該托架19與兩個導向桿3固定連接。
在根據圖2的軸向剖面圖以及圖3中軸承外殼5的放大視圖中，可以看到本發明的主要元件以及其相互之間的布置。
軸承外殼5的前端部7由一個環形蓋21構成，該環形蓋21支撐著一個徑向軸承23。在徑向軸承23中支承著一個階梯形的前連接法蘭25，塑化蝸桿11不可相對轉動、但可拆下地固定在該連接法蘭25上。塑化蝸桿11的連接例如可以用精密花鍵軸(Feinkeilwelle)或者夾緊機構實現。軸承外殼5的后端部7由一個后環形蓋27封閉，該后環形蓋27同樣支撐著一個徑向軸承23。在后徑向軸承23中可旋轉地支承著一個階梯形的后連接法蘭29。該后連接法蘭29不可相對轉動、但可以用很小的力氣就能拆下地與螺紋傳動機構15的前端部連接。可容易拆下的夾緊件31保持住連接法蘭29和螺紋傳動機構15之間的連接。兩個連接法蘭21、27通過管形的外殼件33相互剛性連接。它們共同構成了軸承外殼5。在外殼件33上成形了成對布置的并且徑向從外殼件33伸出的導向座35并且建立了與這兩個導向桿3的連接，該導向座35具有孔36(見圖1)。在兩個連接法蘭25、29上優選套上盤形密封件37，用于防止環境中的臟物侵入到軸承外殼5的內部。在圓柱形外殼件33的內部安置了例如支撐在環形肋39上的另一個徑向軸承41，該徑向軸承41支撐著一個短的盤形軸43。在該軸43上安置著一個相對于軸承41直徑明顯小的多的第二軸承45，并且支撐在環49的孔47中。在軸43上的軸承41之間設置著一個推力軸承或者軸向軸承53，其中該軸承41軸向通過一個第一軸承環50進行支撐，并支撐在軸43的軸肩51上。推力軸承53的遠離該軸肩51的第二軸承環55在端面抵靠在環49上。推力軸承53將環49、并因此將螺紋傳動機構與軸43的扭矩解耦。
后面的連接法蘭29和環47通過圓柱外殼形的第一轉子57相互連接，該第一轉子57包括多個永磁體。轉子57通過合適的固定件59如螺紋件、銷釘等固定，并在后面的連接法蘭29和環49之間構成一個剛性的傳遞扭矩的連接。
軸43和前面的連接法蘭25通過第二轉子61相互連接，該第二轉子61同樣包括多個永磁體。合適的固定件59用于在第二轉子61、軸43和前面的連接法蘭25之間建立不可相對轉動的連接。
在本發明的另一種結構方案中，后面的連接法蘭29和環49以及軸43和前面的連接法蘭25分別一體式制成。在圖3(第一實施方式)的這些元件之間存在的間隙由此消除了，并且轉子57、61的外圍支撐在連接法蘭25、29上(參見圖5中的陰影面)。
在第一轉子57和圓柱形外殼件33之間的環形空間中插入了一個第一定子63，并且通過合適的元件例如通過銷釘65不可相對轉動地與外殼5連接。與此相類似，在第二轉子61和外殼件33之間的環形空間中插入了一個第二定子67，并且同樣用銷釘65不可相對轉動地固定。
第一轉子57和第一定子63構成了一個第一馬達69，第二轉子61和第二定子67構成了一個第二馬達71。這兩個馬達69、71中的至少一個馬達是伺服馬達，驅動塑化蝸桿11的第二馬達71也可以是一種異步馬達。
在本發明的按圖4和5的另一種結構方案中，在兩個馬達69、71之間設置了一個通過一個用密陰影面73示意表示的離合器。借助于該離合器可以將兩個馬達69和71臨時不可相對轉動地連接在一起。為了避免在噴射時塑化蝸桿11一起轉動，在塑化蝸桿11和連接法蘭25之間裝入一個自由輪機構26(僅僅通過陰影示出的矩形示意示出)。
當然在示意表示離合器的陰影區域73中，也可以裝入一個推力軸承，如在第一實施例中詳細描述的那樣。
為了更加清楚起見，在圖中沒有示出電源以及其它電氣元件。
從附圖以及說明書可以看到，所有的機械零件如軸承以及定子和轉子57、61；63、67完全布置在外殼5的內部。按本發明的驅動裝置無需傳動機構如傳動帶、傳動鏈就能滿足要求。這實現了一種非常緊湊且簡單的輕質量結構形式。在噴射時產生的軸向力或者壓力由唯一的推力軸承53承受。其余的軸承41、45不受軸向力，因為軸承外殼5可以基本上沒有阻力地跟隨螺紋傳動機構15和塑化蝸桿11沿著導向桿3的軸向運動。
兩個馬達69、71的功率可以單獨與塑化蝸桿11和噴射機構15的功率要求相匹配。
權利要求
1.用于注塑機中噴射單元的驅動裝置，該注塑機用于加工塑料材料，該驅動裝置包括-一個可在導向件(3)上軸向移動的塑化圓筒(13)，其具有一個通過一個第一馬達(71)驅動的、可旋轉地支承在塑化滾筒(13)中的塑化蝸桿(11)，-一個第二馬達(69)，用于驅動噴射機構，-一個噴射機構，用于使塑化蝸桿(11)軸向移動，-一個可以在導向件(3)上軸向移動的軸承外殼(5)，具有一個推力軸承(53)用于在塑化周期和噴射周期期間傳遞由噴射機構施加在塑化蝸桿(11)上的軸向推力，以及各一個徑向軸承(41、45)用于支承在軸承外殼(5)中的與塑化蝸桿(11)和噴射機構的螺紋傳動機構(15)連接的連接法蘭(25、29)，其特征在于所述第一連接法蘭(25)支撐著一個第一轉子(61)，并且第二連接法蘭(29)支撐著一個第二轉子(57)，并且所屬的定子(63、67)不可相對轉動地與軸承外殼(5)相互連接成塑化蝸桿(1)的直接驅動機構以及噴射單元的螺紋傳動機構(15)。
2.按權利要求1所述的驅動裝置，其特征在于所述第一轉子(61)以一個端部套在第一連接法蘭(25)上，并且以第二端部套在支承在軸承外殼(5)中的軸(43)上，并且在第一連接法蘭(25)和軸(43)之間建立了一種不可相對轉動的連接。
3.按權利要求1或者2中任一項所述的驅動裝置，其特征在于所述第二轉子(57)以一個端部套在第二連接法蘭(29)上，并且以第二端部套在一個可旋轉地支承在軸(43)上的環(49)上，并且在第二連接法蘭(29)和環(49)之間建立了一種不可相對轉動的連接。
4.按權利要求3所述的驅動裝置，其特征在于所述推力軸承(53)一方面在端面支撐在環(49)上，并且另一方面支撐在軸(43)上的軸肩(51)上。
5.按權利要求1所述的驅動裝置，其特征在于所述推力軸承(53)直接設置在兩個連接法蘭(25、29)之間。
6.按權利要求1至5中任一項所述的驅動裝置，其特征在于所述定子(63、67)不可相對轉動地與軸承外殼(5)連接。
7.按權利要求1至6中任一項所述的驅動裝置，其特征在于在兩個連接法蘭(25、29)之間或者在軸(43)和環(49)之間設置了一個離合器(73)，并且塑化蝸桿(11)通過一個自由輪離合器(26)與第一連接法蘭(25)連接。
8.按權利要求1至7中任一項所述的驅動裝置，其特征在于所述螺紋傳動機構(15)借助于夾緊件(31)可松開地固定在后面的連接法蘭(29)上。
全文摘要
所述驅動裝置(1)包括一個軸承外殼(5)，在該軸承外殼中安置了兩個慢速運轉的電動機。電動機的轉子套在前面的連接法蘭(25)和后面的連接法蘭上，并且與其不可相對轉動地連接。在前面的連接法蘭(25)和后面的連接法蘭之間裝入了一個推力軸承，該推力軸承將兩個旋轉零件(螺紋傳動機構15和塑化蝸桿11)相互解耦。
文檔編號B29C45/50GK1960845SQ200580015135
公開日2007年5月9日 申請日期2005年3月14日 優先權日2004年5月13日
發明者B·J·斯蒂爾哈德 申請人:普羅控制公開股份有限公司