DE68903061T2

DE68903061T2 - Motor-steuereinrichtung fuer eine elektrische spritzgussmaschine.

Info

Publication number: DE68903061T2
Application number: DE8989112672T
Authority: DE
Inventors: Taira Adachi
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1988-07-13
Filing date: 1989-07-11
Publication date: 1993-02-25
Anticipated expiration: 2009-07-12
Also published as: JPH0224111A; JPH0661801B2; KR0136385B1; EP0350872A1; KR900001480A; US4950146A; EP0350872B1; DE68903061D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorsteuervorrichtung für eine elektrische Spritzgießmaschine.

BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK

Spritzgießmaschinen weisen bekanntlich eine Einspritzeinheit auf, die vollhydraulisch oder durch ein hydraulischelektrisches Antriebssystem betreibbar ist. Derzeit sind vollelektrisch betriebene Einspritzeinheiten verfügbar geworden. Beispiele für derartige elektrische Einspritzeinheiten sind z. B. in den ungeprüften JP- Patentveröffentlichungen 61-24423 und 61-31221 dargestellt.
Bei der elektrischen Einspritzeinheit nach der ungeprüften JP-Patentveröffentlichung 61-24423 wird der Harzdruck in einem (Ein-)Spritzzylinder auf der Grundlage des Druckwerts gesteuert oder geregelt, der anhand des elektrischen Stroms und der (elektrischen) Spannung der einem Antriebsmotor zugespeisten elektrischen Energie berechnet wird. Der berechnete Harzdruck weicht jedoch weit vom tatsächlichen oder Ist-Harzdruck ab, weil die anhand des Stroms und der Spannung berechnete Antriebsleistung aufgrund eines Energieverlusts im Übertragungssystem mit einer Mutter bzw. einem Innengewindestück und einer Schraubwelle oder -spindel zwischen dem Elektromotor und der Plastifizierschnecke den Ist-Druck nicht einwandfrei oder genau widerspiegelt.
Die Differenz zwischen dem berechneten Harzdruck und dem tatsächlichen oder Ist-Harzdruck erhöht sich insbesondere dann, wenn die Schnecke beschleunigt oder verzögert wird, weil sich der Strom und die Spannung (dabei) infolge der Trägheit des Motors und des Übertragungssystems geändert haben.
Die Einspritzeinheit nach der ungeprüften JP-Patentveröffentlichung 61-31221 ist ausgelegt zum direkten Detektieren oder Messen des Harzdrucks, so daß durch Beschleunigung und Verzögerung der Schnecke kein wesentlicher Einfluß herbeigeführt wird. Ein beträchtlich großer Fehler wird jedoch auch in diesem Fall aufgrund des Vorhandenseins des Innengewindestücks und der Schraubspindel zwischen dem Druckdetektor und der Plastifizierschnecke herbeigeführt.

ABRISS DER ERFINDUNG

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung einer Motor- Steuervorrichtung für eine elektrische Spritzgießmaschine, welche den Harzdruck mit einem hohen Genauigkeitsgrad zu detektieren bzw. zu messen und damit eine genaue Steuerung bzw. Regelung des Spritzdrucks und des Gegendrucks zu ermöglichen vermag.
Gemäß Anspruch 1 ist daher Gegenstand der Erfindung eine Motor-Steuervorrichtung für eine elektrische Spritzgießmaschine, umfassend eine Schneckendrehantriebseinrichtung mit einer drehbaren Welle, die einem Ende einer von einem Heizzylinder aufgenommenen Schnecke zugeordnet ist, mit einem die drehbare Welle drehbar halternden oder lagernden und in der Axialrichtung der drehbaren Welle verschiebbaren Halteelement sowie mit einem ersten Motor zum Antreiben der Schnecke über die drehbare Welle, eine Schnecken-Vorschub/Rückzieheinrichtung mit einem zweiten Motor zum Erzeugen einer Kraft für das Vorschieben der Schnecke in der (Ein-)Spritzrichtung und für das Zurückziehen der Schnecke, mit einer Schraubspindel nebst einer (einem) Mutter oder Innengewindestück zum Umwandeln des Ausgangsdrehmoments des zweiten Motors in eine Linearverschiebung sowie mit einem Gleitstück, an welchem das Innengewindestück befestigt ist, und ein Lastdetektorelement, wobei das Lastdetektorelement zwischen der Schneckendrehantriebseinrichtung und der Schnecken- Vorschub/Rückzieheinrichtung angeordnet ist und das Lastdetektorelement mit seinem einen Ende am Halteelement und mit seinem anderen Ende am Gleitstück befestigt ist.
Die Größe der durch das Lastdetektorelement detektierten oder gemessenen Last wird zum ersten Motor und/oder zweiten Motor rückgekoppelt, so daß (damit) der Spritzdruck und der Gegendruck an der Einspritzschnecke geregelt werden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine (Teil-)Schnittansicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Ausführungsform nach Fig. 1 und
Fig. 3 eine Teilschnittdarstellung der Ausführungsform nach Fig. 1.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Eine bevorzugte Ausführungsform der (vorliegenden) Erfindung ist nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Gemäß den Fig. 1 und 2 weist eine Spritzgießmaschine einen Heizzylinder 25 auf, der eine Schnecke 26 drehbar und axial verschiebbar aufnimmt. Der Heizzylinder ist von einem durch eine Stirnplatte 23 gehaltenen Wasserkühlmantel 24 umschlossen. Eine drehbare Welle 5 ist an ihrem einen Ende mit dem einen Ende der Schnecke 26 keilverzahnt. Die drehbare Welle 5 ist an einer Druckplatte (Halteelement) 20 über Lager 4 und 6 drehbar gelagert, wird dabei aber an einer Axialverschiebung gehindert. Eine als Lastdetektorelement bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung dienende Last(meß)zelle 9 ist an ihrem Flansch am einen Ende der Druckplatte 20 befestigt. Das andere Ende der Lastzelle 9 ist mittels eines anderen Flansches an einer Platte (Gleitstück) 11 befestigt. Die Platte 11 ist an einer (einem) Mutter oder Innengewindestück 19 befestigt, die bzw. das auf eine sich in Axialrichtung erstreckende Schraubwelle oder -spindel 18 aufgeschraubt ist. Die Schraubspindel 18 ist in einer hinteren Platte 16 über Lager 17 drehbar gelagert. Die genannte Stirnplatte 23 und die hintere Platte 16 haltern Leitstangen 2 und 2', längs welchen die Druckplatte 20 und die Platte 11 in Axialrichtung, d. h. in (Ein-)Spritzrichtung, verschiebbar sind.
Die Schraubspindel 18 trägt an ihrem hinteren Ende eine Riemenscheibe 15, die über einen Riemen 14 antriebsmäßig mit einer Riemenscheibe 12 verbunden ist, die ihrerseits an der Rotorwelle eines zweiten Motors 7, welcher den (Ein-)Spritzvorgang durchzuführen vermag, befestigt ist.
Eine an der drehbaren Welle 5 befestigte Riemenscheibe 3 ist andererseits über einen Riemen 29 antriebsmäßig mit einer an der Rotorwelle des ersten Motors 30, der für einen Drehantrieb der Schnecke 26 dient, befestigten Riemenscheibe 28 verbunden. Das Ausgangssignal der Last(meß)zelle 9 wird einer nicht dargestellten Motorsteuereinheit eingespeist, welche den zweiten Motor 7 und/oder den ersten Motor 30 auf noch zu erläuternde Weise zu steuern vermag.
Im Betrieb wird nach dem Starten oder Einschalten des ersten Motors 30 die Schnecke 26 mit Drehung angetrieben, so daß das in den Heizzylinder 25 eingeführte Harzmaterial im Heizzylinder 25 aufgeschmolzen und geknetet und dabei zum Ende der Schnecke 26 verlagert und an diesem Ende gespeichert oder aufgenommen wird. Infolgedessen wird die Schnecke 26 unter dem Druck des am Ende der Schnecke 26 aufgespeicherten oder angesammelten, aufgeschmolzenen Harzes zu einer Rückwärtsverschiebung gezwungen. Die auf die Schnecke 26 ausgeübte Druckkraft wird über die drehbare Welle 5 und die Druckplatte 20 auf die Lastzelle 9 übertragen. Die Steuereinheit erfaßt die auf die Schnecke 26 einwirkende Rückwärtskraft, d. h. den Gegendruck, anhand der Größe der Spannung oder Beanspruchung der Lastzelle 9, und der erfaßte (Meß-)Wert des Gegendrucks wird zur Steuereinheit zurückgespeist, wobei die Steuereinheit den zweiten Motor 7 so (an)steuert, daß der erfaßte Gegendruck gleich dem vorbestimmten Druck wird. Infolgedessen wird die Schnecke 26 unter Drehung rückwärts verschoben, und der Dosierprozeß ist abgeschlossen, wenn die Schnecke 26 in eine vorbestimmte Stellung zurückgeschoben worden ist.
Sodann werden der erste Motor 30 für den Antrieb der Schnecke abgeschaltet und der zweite Motor 7 für Spritzvorgang angefahren. Demzufolge wird die Schraubspindel 18 in Drehung versetzt, so daß sich das Innengewindestück 19 und dementsprechend auch die Platte (Gleitstück) 11 gemäß den Zeichnungen nach links, d. h. in Spritzrichtung, verschieben. Infolgedessen wird die drehbare Welle 5 zusammen mit der Druckplatte 20 nach links verschoben, so daß die Schnecke 26 vorwärts, d. h. in Spritzrichtung, verschoben und damit die Harzschmelze in eine nicht dargestellte Spritzdüse eingespritzt wird. Der durch die Harzschmelze gehaltene Spritzdruck wird über die Druckplatte 20 und die drehbare Welle 5 zur Lastzelle übertragen. Der Spritzdruck wird anhand der Spannung oder Beanspruchung der Lastzelle 9 erfaßt, und die Größe des so erfaßten (gemessenen) Spritzdrucks wird zur Steuereinheit rückgekoppelt. Die Steuereinheit führt sodann eine Steuerung der Drehung des zweiten Motors 7 in der Weise durch, daß der Spritzdruck mit einem vorbestimmten Spritzdruck übereinstimmt.
Bei der beschriebenen Ausführungsform wird die auf das Innengewindestück 19 ausgeübte Drehgegenwirkkraft von der Platte 11 aufgenommen und daher nicht auf die Druckplatte 20 übertragen, so daß dadurch die Erfassungs- bzw. Meßgenauigkeit verbessert werden kann.
Wie vorstehend beschrieben, wird erfindungsgemäß die Drehgegenwirkkraft nicht von den zwischen dem Lastdetektorelement 11 und der Schnecke 26 wirkenden Teilen aufgenommen, so daß die Messung der Drücke mit nur einem kleinen, durch geringfügige Reibung eingeführten Fehler behaftet ist; demzufolge kann der tatsächliche oder Ist- Harzdruck mit hohem Genauigkeitsgrad erfaßt oder gemessen werden. Es ist daher möglich, den Gegendruck und den Spritzdruck mit außerordentlich hohen Genauigkeitsgraden zu regeln.
Obgleich die Erfindung anhand ihrer bevorzugten Ausführungsform beschrieben ist, ist darauf hinzuweisen, daß die beschriebene Ausführungsform lediglich beispielhaft und verschiedenen Änderungen und Abwandlungen zugänglich ist, ohne daß von dem ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche begrenzten Rahmen der Erfindung abgewichen wird.

Claims

1. Motor-Steuervorrichtung für eine elektrische Spritzgießmaschine, umfassend

eine Schneckendrehantriebseinrichtung mit einer drehbaren Welle (5), die einem Ende einer von einem Heizzylinder (25) aufgenommenen Schnecke (26) zugeordnet ist, mit einem die drehbare Welle (5) drehbar halternden oder lagernden und in der Axialrichtung der drehbaren Welle (5) verschiebbaren Halteelement (20) sowie mit einem ersten Motor (30) zum Antreiben der Schnecke (26) über die drehbare Welle (5),

eine Schnecken-Vorschub/Rückzieheinrichtung mit einem zweiten Motor (7) zum Erzeugen einer Kraft für das Vorschieben der Schnecke (26) in der (Ein-) Spritzrichtung und für das Zurückziehen der Schnecke (26), mit einer Schraubspindel (18) nebst einer (einem) Mutter oder Innengewindestück (19) zum Umwandeln des Ausgangsdrehmoments des zweiten Motors (7) in eine Linearverschiebung sowie mit einem Gleitstück (11), an welchem das Innengewindestück (19) befestigt ist, und

ein Lastdetektorelement, dadurch gekennzeichnet, daß

das Lastdetektorelement (9) zwischen der Schneckendrehantriebseinrichtung und der Schnecken- Vorschub/Rückzieheinrichtung angeordnet ist und das Lastdetektorelement (9) mit seinem einen Ende am Halteelement (20) und mit seinem anderen Ende am Gleitstück (11) befestigt ist.

2. Motor-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Steuereinheit, zu der die durch das Lastdetektorelement detektierte oder erfaßte Last rückgekoppelt wird und welche den ersten und/oder den zweiten Motor so zu steuern vermag, daß (damit) der von der Schnecke erzeugte (Ein-)Spritzdruck und der die Schnecke beaufschlagende Gegendruck geregelt werden.