AT9495U1 - INJECTION DEVICE FOR AN INJECTION MOLDING MACHINE - Google Patents

Abstract

Einspritzeinrichtung für eine Spritzgießmaschine mit einer Schnecke (3) zum Dosieren von Kunststoff, welche drehbar in einer Druckplatte (8) gelagert ist, welche mittels mindestens zwei elektrisch angetriebener Spindeln (5) längsverschiebbar ist, wobei der vom Kunststoff auf die Schnecke (3) ausgeübte Druck mittels mindestens eines Sensors (14; 15) festgestellt wird, der die Verformung eines zwischen einer feststehenden, das Drehlager (16) der Schnecke (3) umgebenden Hülse (9) und der Druckplatte (8) angeordneten Verbindungsringes misst, wobei das Gehäuse (30) des die Schnecke (3) drehenden Dosierantriebes (6) und des zugehörigen Getriebes (31) am Verbindungsring (10) zwischen der das Drehlager der Schnecke (3) umgebenden Hülse (9) und der Dosierplatte (8) befestigt ist und von diesem getragen wird.Injection device for an injection molding machine with a screw (3) for metering plastic, which is rotatably mounted in a pressure plate (8), which is longitudinally displaceable by means of at least two electrically driven spindles (5), wherein the plastic on the screw (3) exerted Pressure is detected by means of at least one sensor (14; 15) which measures the deformation of a connecting ring arranged between a stationary sleeve (9) surrounding the rotary bearing (16) of the screw (3) and the pressure plate (8), the housing ( 30) of the screw (3) rotating metering drive (6) and the associated gear (31) on the connecting ring (10) between the rotary bearing of the screw (3) surrounding the sleeve (9) and the metering plate (8) is fixed and from this will be carried.

Description

2 AT 009 495 U12 AT 009 495 U1

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einspritzeinrichtung für eine Spritzgießmaschine mit einer Schnecke zum Dosieren von Kunststoff, welche drehbar in einer Druckplatte gelagert ist, welche mittels mindestens zwei elektrisch angetriebener Spindeln längsverschiebbar ist, wobei der vom Kunststoff auf die Schnecke ausgeübte Druck mittels mindestens eines Sensors festgestellt wird, der die Verformung eines zwischen einer feststehenden, das Drehlager der Schnecke umgebenden Hülse und der Druckplatte angeordneten Verbindungsringes misst.The invention relates to an injection device for an injection molding machine with a screw for metering plastic, which is rotatably mounted in a pressure plate, which is longitudinally displaceable by means of at least two electrically driven spindles, wherein the pressure exerted by the plastic on the screw detected by at least one sensor which measures the deformation of a connecting ring arranged between a stationary sleeve surrounding the rotary bearing of the worm and the pressure plate.

Bei hydraulisch angetriebenen Spritzgießmaschinen kann man davon ausgehen, daß sich der Hydraulikdruck in den im Kunststoff herrschenden Druck übersetzt. Der Druck im Kunststoff kann somit aus dem Hydraulikdruck erschlossen werden, was die Verwendung teurer und störanfälliger Sensoren im Formraum überflüssig macht. Bei elektrisch angetriebenen Spritzgießmaschinen hingegen war man zunächst der Auffassung, daß das vom Antrieb abgegebene Drehmoment, welches den Druck im Kunststoff bestimmt, hinreichend durch die momentane Stromstärke bestimmt sei. Tatsächlich wird jedoch vom Motor selbst periodisch Energie aufgenommen und abgegeben, sodass durch eine Überwachung der Stromstärke zwar ein durchschnittliches Drehmoment und damit ein durchschnittlicher Druck im Material bestimmbar ist, die Überwachung des Einspritzvorganges lediglich durch Überwachung des vom Motor aufgenommenen Stromes jedoch problematisch ist.In hydraulically driven injection molding machines, it can be assumed that the hydraulic pressure translates into the pressure prevailing in the plastic. The pressure in the plastic can thus be tapped from the hydraulic pressure, which makes the use of expensive and trouble-prone sensors in the mold space superfluous. In electrically driven injection molding machines, however, it was initially believed that the torque delivered by the drive, which determines the pressure in the plastic, was sufficiently determined by the instantaneous current. In fact, however, energy is absorbed and released periodically by the engine itself, so that although an average torque and thus an average pressure in the material can be determined by monitoring the current intensity, it is problematic to monitor the injection process merely by monitoring the current consumed by the motor.

Aus den dargelegten Gründen ist man bereits relativ früh zur Erkenntnis gekommen, daß zur Überwachung des Einspritz- und Haltedruckes der in der Schnecke auftretende Druck oder der von der Schnecke ausgeübte Druck gemessen werden muss (vgl. JP 60-174625 Nissei, EP 0 230 488 A1). Häufig ergibt sich dabei ein Problem daraus, dass der Staudruck, welcher beim Plastifizieren und Dosieren des Kunststoffes auftritt, um eine Größenordnung geringer ist als gegenüber dem Einspritz- und Haltedruck und die Verformung des in bekannter Weise ausgebildeten Verbindungsringes zwischen Lagerhülse und Druckplatte kein hinreichend deutliches Signal liefert. Gemäß EP 1 151 843 wird dieser Nachteil dadurch vermieden, dass der Verbindungsring als Ringscheibe ausgebildet ist, deren innerer Rand mit der Hülse und deren äußerer Rand mit der Druckplatte verbunden ist.For the reasons set out, it has already been discovered relatively early that in order to monitor the injection and holding pressure, the pressure occurring in the screw or the pressure exerted by the screw must be measured (compare JP 60-174625 Nissei, EP 0 230 488 A1). Frequently, this results in a problem that the back pressure, which occurs during plasticizing and dosing of the plastic, by an order of magnitude less than compared to the injection and holding pressure and the deformation of the formed in a known manner connecting ring between the bearing sleeve and pressure plate is not a sufficiently clear signal supplies. According to EP 1 151 843, this disadvantage is avoided in that the connecting ring is designed as an annular disc whose inner edge is connected to the sleeve and whose outer edge is connected to the pressure plate.

Problematisch an der bekannten Einrichtung ist die Tatsache, dass die umlaufende Last leicht zu einem Störsignal führt, welche in einem mit der Schneckendrehzahl schwankenden Messsignal resultiert. Es müssen daher Maßnahmen getroffen werden, dass die Maschinensteuerung nicht in entsprechende Schwankungen im Staudruck erzeugt, welche die Qualität der Formteile beeinflussen könnten.A problem with the known device is the fact that the circulating load easily leads to an interference signal, which results in a fluctuating with the screw speed measuring signal. It must therefore be taken measures that the machine control is not generated in corresponding fluctuations in dynamic pressure, which could affect the quality of the molded parts.

Mit der Erfindung wurde eine einfache Abhilfe gegen das Auftreten eines periodischen Störsignals gefunden. Die vorgeschlagene Maßnahme besteht darin, dass das Gehäuse des die Schnecke drehenden Dosierantriebes und des zugehörigen Getriebes am Verbindungsring zwischen der das Drehlager der Schnecke umgebenden Hülse und der Dosierplatte befestigt ist und von diesem getragen wird.With the invention, a simple remedy against the occurrence of a periodic noise signal was found. The proposed measure is that the housing of the screw rotating the metering drive and the associated gear is attached to the connecting ring between the sleeve surrounding the rotary bearing of the screw and the metering plate and is supported by this.

Einzelheiten der Erfindung werden anschließend anhand der Zeichnung erläutert. In dieser zeigt Fig. 1 einen Horizontalschnitt der wesentlichen Teile einer Einspritzeinrichtung nach EP 1 151 843, Fig. 2 die zugehörige Ansicht von rechts in Fig. 1, Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch eine gegenüber Fig. 1 und 2 erfindungsgemäße modifizierte Einrichtung.Details of the invention will be explained with reference to the drawing. 1 shows a horizontal section of the essential parts of an injection device according to EP 1 151 843, FIG. 2 shows the associated view from the right in FIG. 1, FIG. 3 shows a vertical section through a modified device according to the invention compared to FIGS.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Einspritzeinrichtung ist als solche weitgehend konventionell und muß daher nicht im Detail beschrieben werden. Sie weist eine Schnecke 3 auf, welche in einem Massezylinder 2 drehbar und längsverschiebbar gelagert ist. Der Schnecke 3 zugeführter Kunststoff wird durch die Drehung der Schnecke 3 plastifiziert und im Schneckenvorraum gesammelt, bis er durch Vorschieben der Schnecke 3 in den nicht dargestellten Formhohlraum eingespritzt wird. Während des Dosierens und Einspritzens des Kunststoffes bleibt die Träger-The injector shown in Fig. 1 and 2 is as such largely conventional and therefore need not be described in detail. It has a screw 3, which is mounted rotatably and longitudinally displaceably in a mass cylinder 2. The screw 3 supplied plastic is plasticized by the rotation of the screw 3 and collected in the screw antechamber until it is injected by advancing the screw 3 in the mold cavity, not shown. During dosing and injection of the plastic, the carrier remains

Claims (1)

3 AT 009 495 U1 platte 4, welche mit dem Massezylinder 2 verbunden ist, unbeweglich. Das Ende der Schnecke 3 ist in einer Druckplatte 8 gelagert, an der sich die Schnecke 3 abstützt. Die Druckplatte 8 ihrerseits ist in der Trägerplatte 4 über Spindeln 5 abgestützt. Der Antrieb der Spindeln 5 erfolgt über den Keilriemen 17 und die Antriebsscheiben 7’ mittels eines Servomotors 7, der die Bewegung der Druckplatte 8 mitmacht. Ebenfalls mit der Druckplatte 8 verbunden ist der die Schnecke 3 drehende Dosierantrieb 6, welcher überden Keilriemen 16 die Antriebsscheibe 6' antreibt. Das Ende der Schnecke 3 ist in einem hier nicht näher interessierenden Drehlager gelagert, welches von einer feststehenden Hülse 9 umgeben ist. Die Verbindung der Hülse 9 und der Druckplatte 8 wird durch eine Ringscheibe 10 vermittelt. Der Querschnitt dieser Ringscheibe entspricht in etwa dem eines I-Trägers. Ihr innerer Rand 11 ist mit der Hülse 9, ihr äußerer Rand 12 mit der Druckplatte 8 durch Schrauben 18 verbunden. Beim Einspritzvorgang wird die Druckplatte 8 mittels des Motors 7 über die Spindeln 5 nach links bewegt, wodurch im Kunststoff vor der Schnecke 3 ein Druck entsteht, welcher zur Verformung der Ringscheibe 10 führt. Wird andererseits die Schnecke 3 durch den Dosiermotor 6 in Drehung versetzt, so übt der sich vor der Schnecke ansammelnde Kunststoff einen Staudruck aus, welcher durch Bewegung der Druckplatte 8 nach rechts in Grenzen gehalten wird. Wiederum kommt es zu einer Verformung der Ringscheibe 10. Wesentlich ist, dass die Ringscheibe 10 eine relativ große Axialverschiebung zwischen Hülse 9 und Druckplatte 8 ermöglicht, welche durch geeignete Sensoren feststellbar ist. In Fig. 1 sind zwei als Abstandmesser ausgebildete Sensoren 15 bzw. 15’ dargestellt. Der Sensor 15 mißt dabei auf induktivem Wege den Abstand zwischen der Hülse 9 und einem mit der Platte 8 fest verbundenen Tragwinkel 19. Der Sensor 15' hingegen ist über den Bügel 20 fest mit der Platte 8 verbunden und mißt den Abstand zur Antriebsscheibe 6’, welche gegenüber der Hülse 9 nicht längsverschiebbar ist. Die Anordnung mehrerer Sensoren 15, 15' ist sinnvoll, da deren Ergebnisse gemittelt werden können. Die in Fig. 3 dargestellte Erfindung unterscheidet sich gegenüber dem Stand der Technik zunächst dadurch, dass jede der beiden Spindeln 5 einen gesonderten Antrieb aufweist, wobei diese Antriebe durch eine elektrische Welle koordiniert sind. Zwischen den Spindeln 5 verbleibt daher genügend Raum für die in Fig. 3 dargestellte mittige Anordnung des Dosiermotors 6. Dieser Motor, welcher über ein Getriebe 31 die Schnecke 3 dreht, ist zusammen mit dem Getriebe in einem Gehäuse 30 angeordnet. Überraschenderweise ist es gelungen, die bisher an der Ringscheibe 10 damit an den Sensoren auftretenden Störschwingungen zu unterdrücken, indem das Gehäuse 30 vom Motor 6 und Getriebe 31 an der Ringscheibe 10 befestigt wird. Das Gehäuse 30 bildet dadurch mit der Hülse 9 eine dynamische Einheit, deren allfällige Schwingungen nicht weiter stören. Anspruch: Einspritzeinrichtung für eine Spritzgießmaschine mit einer Schnecke (3) zum Dosieren von Kunststoff, welche drehbar in einer Druckplatte (8) gelagert ist, welche mittels mindestens zwei elektrisch angetriebener Spindeln (5) längsverschiebbar ist, wobei der vom Kunststoff auf die Schnecke (3) ausgeübte Druck mittels mindestens eines Sensors (14; 15) festgestellt wird, der die Verformung eines zwischen einer feststehenden, das Drehlager (16) der Schnecke (3) umgebenden Hülse (9) und der Druckplatte (8) angeordneten Verbindungsringes misst, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (30) des die Schnecke (3) drehenden Dosierantriebes (6) und des zugehörigen Getriebes (31) am Verbindungsring (10) zwischen der das Drehlager der Schnecke (3) umgebenden Hülse (9) und der Dosierplatte (8) befestigt ist und von diesem getragen wird.3 AT 009 495 U1 plate 4, which is connected to the mass cylinder 2, immovable. The end of the screw 3 is mounted in a pressure plate 8, on which the screw 3 is supported. The pressure plate 8 in turn is supported in the support plate 4 via spindles 5. The drive of the spindles 5 via the V-belt 17 and the drive pulleys 7 'by means of a servo motor 7, which participates in the movement of the pressure plate 8. Also connected to the pressure plate 8 is the screw 3 rotating metering 6, which drives the drive pulley 6 'on the V-belt 16. The end of the worm 3 is mounted in a rotary bearing not of interest here, which is surrounded by a stationary sleeve 9. The connection of the sleeve 9 and the pressure plate 8 is mediated by an annular disc 10. The cross section of this annular disc corresponds approximately to that of an I-beam. Its inner edge 11 is connected to the sleeve 9, its outer edge 12 with the pressure plate 8 by screws 18. During the injection process, the pressure plate 8 is moved by means of the motor 7 via the spindles 5 to the left, whereby in the plastic in front of the screw 3, a pressure is created, which leads to the deformation of the annular disc 10. If, on the other hand, the screw 3 is rotated by the metering motor 6, then the plastic accumulating in front of the screw exerts a dynamic pressure, which is kept to a small extent by movement of the pressure plate 8 to the right. Again, there is a deformation of the annular disc 10. It is essential that the annular disc 10 allows a relatively large axial displacement between the sleeve 9 and pressure plate 8, which can be determined by suitable sensors. In Fig. 1, two trained as a distance sensor sensors 15 and 15 'are shown. The sensor 15 measures inductively the distance between the sleeve 9 and a firmly connected to the plate 8 support bracket 19. The sensor 15 ', however, is connected via the bracket 20 fixed to the plate 8 and measures the distance to the drive pulley 6', which is not longitudinally displaceable relative to the sleeve 9. The arrangement of several sensors 15, 15 'makes sense, since their results can be averaged. The invention shown in Fig. 3 initially differs from the prior art in that each of the two spindles 5 has a separate drive, these drives are coordinated by an electric wave. Therefore, sufficient space remains between the spindles 5 for the central arrangement of the metering motor 6 shown in FIG. 3. This motor, which turns the worm 3 via a gear 31, is arranged in a housing 30 together with the gearbox. Surprisingly, it has been possible to suppress the interference vibrations which have hitherto occurred on the annular disk 10 at the sensors by fixing the housing 30 to the annular disk 10 by the motor 6 and the transmission 31. The housing 30 thus forms with the sleeve 9 a dynamic unit whose possible vibrations do not interfere further. Claim: Injection device for an injection molding machine with a screw (3) for metering plastic, which is rotatably mounted in a pressure plate (8), which is longitudinally displaceable by means of at least two electrically driven spindles (5), wherein the plastic on the screw (3 ) is detected by means of at least one sensor (14; 15), which measures the deformation of a between a fixed, the pivot bearing (16) of the screw (3) surrounding the sleeve (9) and the pressure plate (8) arranged connecting ring, characterized in that the housing (30) of the metering drive (6) rotating in the direction of the screw (3) and of the associated gear (31) is connected to the connecting ring (10) between the sleeve (9) surrounding the rotary bearing of the screw (3) and the metering plate (8). is attached and worn by this.