DE69621703T2

DE69621703T2 - Einspritzmechanismus für spritzgiessmaschine

Info

Publication number: DE69621703T2
Application number: DE69621703T
Authority: DE
Inventors: Susumu Ito; Koichi Nishimura
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1995-01-19
Filing date: 1996-01-18
Publication date: 2002-10-17
Anticipated expiration: 2016-01-19
Also published as: EP0752303B1; JPH08192447A; WO1996022183A1; US5955117A; EP0752303A4; KR0169074B1; EP0752303A1; JP2754356B2; KR960029062A; DE69621703D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung eines Einspritzmechanismus einer Spritzgießmaschine.
Im allgemeinen umfasst der Aufbau einer motorgetriebenen Spritzgießmaschine weitgehend einen Formklemm-Mechanismus A und einen Einspritz-Mechanismus B, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist.
Der Formklemm-Mechanismus A ist aus einer bewegbaren Platte 95, die eine bewegbare Formhälfte mm hat, die daran befestigt ist, einer stationären Platte 96, die eine stationäre Formhälfte SM hat, die daran befestigt ist, einer hinteren Platte 97, einem Gelenk-Mechanismus 98 zum Bewegen der bewegbaren Platte 95 hin zu der stationären Platte 96 oder fort von dieser, um ein Formklemmen oder Formöffnen zu bewirken, einem Formklemm-Motor 99 zum Betätigen des Gelenk- Mechanismus 98 usw. zusammengesetzt.
Der Einspritz-Mechanismus B ist aus einer Einspritzschnecke 5 und einem Einspritzzylinder 2 zum Einspritzen eines geschmolzenen Kunstharzes in einen Hohlraum einer Form, die aus der bewegbaren Formhälfte mm und det stationären Formhälfte SM gebildet wird, die zusammengeklemmt werden, und zum Dosieren desselben, einem Motor 36 für die Einspritzung als eine Antriebsquelle zum Vorbewegen der Einspritzschnecke 5 in bezug auf den Einspritzzylinder 2, um ein Einspritzen zu bewirken, und einem Motor 35 zur Schneckendrehung als eine Antriebsquelle zum Drehen der Einspritzschnecke 5 in dem Einspritzzylinder 2, um ein Dosieren und ein Kneten zu bewirken, usw. zusammengesetzt. Die Drehung des Motors 36 für die Einspritzung wird durch eine Riemenscheibe 13 auf eine Kugelumlaufspindel 10 übertragen, und die Drehung dieser Kugelumlaufspindel 10 wird in eine Kraft umgewandelt, um mittels einer Kugelmutter 9 eine Druckplatte 6 anzutreiben. Daraufhin bewegt sich die Druckplatte 6, die durch Führungsstangen 4 geführt wird, linear, so dass die Einspritzschnecke zu ihrer Bewegung betätigt wird. Andererseits wird die Drehung des Motors 35 für die Schneckendrehung durch eine Riemenscheibe 20 auf die Einspritzschnecke übertragen, um die Einspritzschnecke zu ihrer Drehung anzutreiben.
In Fig. 6 bezeichnet das Bezugszeichen BS eine Basis. Während der Formklemm-Mechanismus A an der BS befestigt ist, ist es dem gesamten Einspritz-Mechanismus B gestattet, sich hin zu dem Formklemm-Mechanismus A oder fort von diesem zu bewegen, so dass das körperferne Ende (die Düse) dis Einspritzzylinders 2 entweder in Berührung mit der Form gebracht werden kann oder sich von dieser fort bewegen kann.
Im folgenden wird der Einspritzmechanismus B anhand von Fig. 5 im einzelnen beschrieben.
Eine vordere Platte 1 und eine hintere Platte 3 sind mittels der Führungsstangen 4, die auch als Verbindungsstangen dienen integral aneinander befestigt. Der Einspritzzylinder 2 ist an der vorderen Platte 1 befestigt. Die Einspritzschnecke 5 ist derart an der Druckplatte 6 angebracht, dass sie in bezug auf die Druckplatte 6 drehbar und in der axialen Richtung unbewegbar ist. Diese Druckplatte 6 ist durch Buchsen 7 verschiebbar auf den Führungsstangen 4 montiert.
Die Kugelmutter 9 ist an der Seitenfläche der Druckplatte 6, die der hinteren Platte 3 gegenüberliegt, durch eine Lastzelle 8, die eine Kunstharz Reaktionskraft erfasst, derart befestigt, dass sie in bezug auf die Druckplatte 6 drehbar, jedoch in bezug darauf in der Einspritzachsenrichtung (d. h. der axialen Richtung der Einspritzschnecke) unbewegbar ist. Die Kugelmutter 9 greift in die Kugelumlaufspindel 10, die an der Seite der hinteren Platte 3 angebracht ist, derart ein, dass sie drehbar und in der axialen Richtung in bezug auf die hintere Platte 3 unbewegbar ist. Die Kugelumlaufspindel 10 ist derart mittels dreier Schräglager 11, 11 u. 12 gelagert, dass sie in bezug auf die hintere Platte 3 drehbar und in der axialen Richtung unbewegbar ist. Innere und äußere Ringe jedes der Schräglager 11, 11 bzw. 12 sind an dem äußeren Umfang der Kugelumlaufspindel 10 und dem inneren Umfang eines Durchgangslochs befestigt, das in dem Zentrum der hinteren Platte 3 ausgebildet ist. Von diesen Lagern enthält jedes der zwei Schräglager 11 einen inneren Ring und einen äußeren Ring zum Aufnehmen einer Kunstharz-Reaktionskraft, die von dem vorderen Ende des Einspritz-Mechanismus auf den inneren Ring einwirkt. Außerdem enthält das Schräglager 12 einen inneren Ring und einen äußeren Ring zum Aufnehmen euer Kraft, die von hinten auf den inneren Ring einwirkt.
Die Achse der Kugelumlaufspindel 10 liegt in einer Linie mit der Achse der Einspritzschnecke 5. In der folgenden Beschreibung wird diese gemeinsame Achse daher als "Einspritzachse" bezeichnet.
Die Riemenscheibe 13 für die Einspritzung ist an dem Endteil der Kugelumlaufspindel 10 befestigt, das nach hinten von der hinteren Platte 3 vorsteht. Wenn die Drehkraft des Motors für die Einspritzung (nicht gezeigt), der in der Nähe der hinteren Platte 3 befestigt ist, auf die Riemenscheibe 13 übertragen wird, dreht sich die Kugelumlaufspindel 10, um die Kugelmutter 9 zur Vorbewegung anzutreiben. Die angetriebene Kugelmutter 9 drückt durch die Lastzelle 8 auf die Druckplatte 6, um dadurch die Einspritzschnecke 5 in der axialen Richtung zu bewegen.
Wenn dies geschieht, wird eine Reibungskraft zwischen der Kugelumlaufspindel 10 und der Kugelmutter 9 durch die Kugelmutter 9 und die Lastzelle 8 auf die Druckplatte 6 übertragen, was verursacht, dass eine Kraft einwirkt, um die Druckplatte 6 um die Einspritzachse zu drehen. Als Ergebnis greifen die Buchsen 7 in der Druckplatte 8 nur in eine Seite der Führungsstangen 4 ein, so dass Gleitwiderstände zwischen der Druckplatte 6 und den Führungsstangen 4 erzeugt werden.
Da die Lastzelle 8 die Kraft eines Drucks der Druckplatte 6, die auf den Führungsstangen 4 verschoben wird, auf die Kugelumlaufspindel 10 erfasst, erfasst sie die Summe der wesentlichen Kunstharz-Reaktionskraft, die auf den Vorderteil der Einspritzschnecke 5 einwirkt, und der Gleitwiderstände zwischen der Druckplatte 6 und den Führungsstangen 4. Die Gleitwiderstände zwischen der Druckplatte 6 und den Führungsstangen 4 können keinen konstanten Wert annehmen, wenn sie sich abhängig von der Größe der Drehkraft der Kugelumlaufspindel 10 ändern. Es ist daher schwierig, genau nur die Kunstharz-Reaktionskraft, die auf den Vorderteil der Einspritzschnecke 5 einwirkt, einfach durch Subtrahieren einer Gleitwiderstands-Komponente von dem Erfassungs- Ausgangssignal der Lastzelle 8 zu ermitteln.
Ein Einspritz-Mechanismus, der ähnlich demjenigen gemäß Fig. 5 ist, ist in der Druckschrift JP-A-63087719 offenbart. Andererseits offenbart die Druckschrift JP-A-508798 einen Einspritz-Mechanismus gemäß dem Oberbegriff des vorliegenden Anspruchs 1, bei dem eine Druckplatte durch einen Kraftsensor an einer Kugelumlaufspindel befestigt ist und eine Kugelmutter gedreht wird, um die zuvor genannten Komponenten in einer linearen Richtung anzutreiben.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Einspritz-Mechanismus einer Spritzgießmaschine zu schaffen, der derart konstruiert ist, dass eine Druckplatte einer Einspritzschnecke mittels Führungsstangen verschiebbar getragen wird und das Niveau von Gleitwiderständen, die zwischen der Druckplatte und den Führungsstangen auftreten, stets auf einem festen Wert gehalten werden kann, wodurch eine Kunstharz-Reaktionskraft, die auf die Einspritzschnecke einwirkt, genau mittels einer Lastzelle ermittelt werden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Einspritzmechanismus einer Spritzgießmaschine vorgesehen, der umfasst: einen Aufbau, der eine Vielzahl von parallelen Führungsstangen, eine vordere Platte und eine hintere Platte, die einzeln an den einander entgegengesetzten Enden der Führungsstangen befestigt sind, und eine Anordnung mit einer Druckplatte enthält, die durch die Führungsstangen geführt zwischen den vorderen und hinteren Platten bewegbar ist, wobei die Anordnung mit der Druckplatte den hinteren Endteil einer Einspritzschnecke derart trägt, dass diese in bezug auf die Druckplatte drehbar ist und mit dem vorderen Ende einer Kugelumlaufspindel in Eingriff steht, eine Lastzelle, die an einem Teil eines Bauteils befestigt ist, das den Aufbau ausmacht, eine Kugelmutter, die an der Lastzelle befestigt ist und in die Kugelumlaufspindel eingreift, eine Antriebsquelle und Drehungsübertragungsmittel zum Drehen der Einspritzschnecke vorgesehen sind und eine Antriebsquelle und Drehungsübertragungsmittel zum Drehen der Kugelumlaufspindel zum Bewegen der Kugelumlaufspindel in der axialen Richtung in bezug auf die Kugelmutter vorgesehen sind, wobei der Eingriff der Kugelumlaufspindel in die Druckplatte auf einer derartigen Anordnung beruht, dass die Kugelumlaufspindel so in die Druckplatte eingreift, dass sie drehbar in bezug auf die Druckplatte und unbewegbar in der axialen Richtung in bezug auf die Druckplatte ist, und vorzugsweise die Lastzelle an der hinteren Platte befestigt ist, wodurch die Kugelmutter durch die Lastzelle an der hinteren Platte befestigt ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie zuvor beschrieben wurde, ist der vordere Teil der Kugelumlaufspindel derart an der Druckplatte angebracht, dass die Kugelumlaufspindel drehbar in bezug auf die Druckplatte und unbewegbar in bezug darauf in der axialrn Richtung ist, und die Kugelmutter, die in Eingriff mit der Kugelumlaufspindel steht, ist derart ausgeführt, dass sie durch die Lastzelle an der hinteren Platte, nicht an der Druckplatte, angebracht ist. Demzufolge wirkt selbst dann, wenn eine Kraft in der Drehrichtung durch Reibung zwischen der Kugelumlaufspindel und der Kugelmutter auf die Kugelmutter ausgeübt wird, wenn sich die Kugelumlaufspindel dreht, diese niemals als eine Kraft zum Drehen der Druckplatte. Als Ergebnis fährt das Niveau von Gleitwiderständen, die zwischen der Druckplatte und den Führungsstangen für deren Verschiebebewegung erzeugt werden, fort, einen im wesentlichen konstanten Wert während eines Gießvorgangs anzunehmen, und zwar ungeachtet der Drehung der Kugelumlaufspindel. Demzufolge kann eine Kunstharzdruck-Komponente genau durch Beseitigen einer Verschiebewiderstand-Komponente zur Korrektur aus dem Ausgangssignalwert der Lastzelle gewonnen werden, welche die Summe des Kunstharzdrucks auf den vorderen Teil der Schnecke und der Gleitwiderstände erfasst.
Fig. 1 zeigt teilweise im Schnitt eine Seitenansicht, die einen Umriss eines ersten Ausführungsbeispiels eines Einspritz-Mechanismus einer Spritzgießmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
Fig. 2 zeigt teilweise im Schnitt eine Seitenansicht, die einen Umriss eines zweiten Ausführungsbeispiels des Einspritz-Mechanismus der Spritzgießmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
Fig. 3 zeigt teilweise im Schnitt eine Seitenansicht, die einen Umriss eines dritten Ausführungsbeispiels des Einspritz-Mechanismus einer Spritzgießmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
Fig. 4 zeigt teilweise im Schnitt eine Seitenansicht, die einen Umriss eines vierten Ausführungsbeispiels des Einspritz-Mechanismus einer Spritzgießmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
Fig. 5 zeigt teilweise im Schnitt eine Seitenansicht, die einen Umriss eines Beispiels für einen Einspritz-Mechanismus einer Spritzgießmaschine gemäß dem Stand der Technik darstellt.
Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht eines Umrisses der Spritzgießmaschine nach dem Stand der Technik.
Zunächst wird anhand von Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Eine vordere Platte und eine hintere Platte 3 sind integral mittels Führungsstangen 4, die auch als Verbindungsstangen dienen, aneinander befestigt. Auf den Führungsstangen 4 ist eine Druckplatte 14 durch Buchsen 7 verschiebbar montiert.
An einer Schneckenmontageplatte 18 einer Einspritzschnecke 5 ist eine Schneckenbuchse 17 mit Schrauben 19 befestigt. Die Schneckenbuchse 17 durchdringt ein Durchgangsloch in dem zentralen Teil der Druckplatte 14 und ist derart durch Schräglager 15 u. 16 an der Druckplatte 14 angebracht, dass sie in bezug auf die Druckplatte 14 drehbar, jedoch in der axialen Richtung unbewegbar ist.
Eines, nämlich 15, dieser Schräglager 15 u. 16 hat einen inneren Ring und einen äußeren Ring, die eine Kraft aufnehmen, die von vorn auf den inneren Ring einwirkt, während das andere, nämlich 16, einen inneren Ring und einen äußeren Ring hat, die eine Kraft aufnehmen, die von hinten auf den inneren Ring einwirkt.
Die jeweiligen äußeren Ringe der Schräglager 15 u. 16 sind integral an dem inneren Umfang des Durchgangslochs in dem zentralen Teil der Druckplatte 14 mittels eines ringförmigen Montageflansches 22 zum gemeinsamen Befestigen der äußeren Ringe in der Einspritzachsenrichtung und Schrauben 23 zum Befestigen des Montageflansches 22 an der Druckplatte 14 befestigt. Andererseits sind die jeweiligen inneren Ringe der Schräglager 15 u. 16 gemeinsam in der Einspritzachsenrichtung mittels eines ringförmigen Befestigungsteils 24 befestigt, das in Eingriff mit einer Schraubenspindel steht, die durch Gewindeschneiden auf dem hinteren Endteil des äußeren Umfangs der Schneckenbuchse 17 gebildet ist, und sie sind integral an dem äußeren Umfang der Schneckenbuchse 17 befestigt.
An der vorderen Endseite der Schneckenbuchse 17 ist eine Riemenscheibe 20 zur Schneckendrehung integral mittels Schrauben 21 befestigt.
Andererseits stehen der vordere Teil einer Kugelumlaufspindel 28, der zu einer Querschnittsverengung ausgebildet ist, wovon ein Teil mit Längsnuten ausgebildet ist, und eine Riemenscheibe 30 für die Einspritzung durch die Längsnuten in Eingriff mit der Querschnittsverengung. Die Querschnittsverengung der Kugelumlaufspindel 28 ist in den Innenraum der Schneckenbuchse 17 eingesetzt und wird derart in der Schneckenbuchse 17 mittels Schräglagern 26 u. 27 gelagert, dass die Kugelumlaufspindel drehbar in bezug auf die Schneckenbuchse 17, jedoch unbewegbar in bezug darauf in der axialen Richtung ist.
Eines, nämlich 26, dieser Schräglager 26 u. 27 enthält einen inneren Ring und einen äußeren Ring, die eine Kraft aufnehmen, die von vorn auf den inneren Ring einwirkt, während das andere, nämlich 27, einen inneren Ring und einen äußeren Ring hat, die eine Kraft aufnehmen, die von hinten auf den inneren Ring einwirkt. Die jeweiligen äußeren Ringe der Schräglager 26 u. 27 sind mittels eines ringförmigen Befestigungsteils 25, das mit einer Schraubenspindel, die durch Gewindeschneiden auf dem hinteren Endteil des inneren Umfangs der Schneckenbuchse 17 gebildet ist, an dem inneren Umfang der Schneckenbuchse 17 befestigt. Unterdessen sind die jeweiligen inneren Ringe der Schräglager 26 u. 27 gemeinsam in der Einspritzachsenrichtung festgemacht und an dem vorderen Teil der Querschnittsverengung der Kugelumlaufspindel 28 mittels eines ringförmigen Befestigungsteils 29 befestigt, das mit einer Schraubenspindel, die durch Gewindeschneiden auf dem äußeren Umfangsteil des vorderen Endes der querschnittsverengten Kugelumlaufspindel 28 gebildet ist, und der Riemenscheibe 30 für die Einspritzung in Eingriff steht.
Andererseits ist die hintere Platte 3 mit einem Durchgangsloch in dem zentralen Teil derselben ausgebildet, das einen Innendurchmesser hat, der groß genug ist, um einer Kugelmutter 31 zu ermöglichen, frei durch dieses hindurchzutreten. Koaxial mit dem Durchgangsloch ist eine ringförmige Lastzelle 33 mit Schrauben 32 an der anderen Oberfläche der hinteren Platte 3 befestigt, die derjenigen Oberfläche entgegengesetzt ist, die der vorderen Platte gegenüberliegt. Die Kugelmutter 31, die in das Durchgangsloch der hinteren Platte 3 eingesetzt ist, ist mittels Schrauben 34 an der Lastzelle 33 befestigt. Die Lastzelle 33, die als ein Kraftsensor benutzt wird, wird durch eine Kraft verformt, die auf die Kugelmutter 31 in der Einspritzachsenrichtung einwirkt, und ihre Verformung wird in eine Spannung oder dgl. umgewandelt.
Die Kraft, die auf die Kugelmutter 31 einwirkt, ist die Summe einer Kunstharz-Reaktionskraft, die auf die Einspritzschnecke 5 einwirkt, und von Gleitwiderständen, die zwischen den Führungsstangen 4 und der Druckplatte 14 wirken, und sie wird durch die Kugelumlaufspindel 28 übertragen. Die Kunstharz-Reaktionskraft wird dann durch Abziehen der Gleitwiderstände von dem Ausgangssignal der Lastzelle 33 gewonnen und an eine Steuereinrichtung einer Spritzgießmaschine geliefert.
An den einander entgegengesetzten Enden der Druckplatte 14 sind einzeln ein Motor 35 für die Schneckendrehung (Dosierung) und ein Motor (Servomotor) 36 für die Einspritzung in Positionen befestigt, die symmetrisch in bezug auf die Einspritzachse (die Achse der Einspritzschnecke 5 liegt in einer Linie mit der Achse der Kugelumlaufspindel 28) sind, wodurch die Druckplatte 14 symmetrisch belastet ist. Die Motoren 35 u. 36 veranlassen, dass Zahnriemen 39 u. 40, die um deren jeweiligen Antriebsriemenscheiben 37 bzw. 38 geführt sind, die Riemenscheiben 20 u. 30 zur Drehung antreiben.
Bei einem Dosierungs/Knet-Vorgang wird der Motor für die Schneckendrehung getrieben, wobei der Motor 36 für die Einspritzung nichtdrehend gehalten wird. Daraufhin dreht sich nur die Einspritzschnecke 5, wobei die Kugelumlaufspindel 28 ungedreht bleibt. Wenn sich die Einspritzschnecke 5 dreht, wird ein geschmolzenes Kunstharz in das körperferne Ende eines Einspritzzylinders 2 eingeführt. Der Druck des geschmolzenen Kunstharzes wird durch die Einspritzschnecke 5 und die Druckplatte 14 übertragen und macht eine Kraft zum Drücken der Kugelumlaufspindel 28 in der Zurückbewegungsrichtung aus. Dieser Druck wird mittels der Lastzelle 33 durch die Kugelmutter 31 hindurch erfasst. Wenn der erfasste Druck einen vorgegebenen Rückwärtsdruck überschreitet, wird der Motor 36 für die Einspritzung um einen vorbestimmten Betrag in der Richtung zum Zurückbewegen der Einspritzschnecke 5 gedreht, und die sich ergebende Drehungsposition wird aufrechterhalten. Wenn der Motor 36 für die Einspritzung dreht, wird die Kugelumlaufspindel 28 mittels der Riemenscheibe 38, des Zahnriemens 40 und der Riemenscheibe 30 gedreht, woraufhin sich die Position des Eingriffs der Kugelumlaufspindel 28 in die Kugelmutter 31 in der Einspritzachsenrichtung ändert und die Kugelumlaufspindel 28, die Druckplatte 14 und die Einspritzschnecke 5 um eine vorbestimmte Distanz zurückbewegt werden.
Wenn die Einspritzschnecke 5 zurückgezogen wird, nimmt das Aufnahmevermögen in dem vorderen Teil des Einspritzzylinders 2, der das geschmolzene Kunstharz aufnehmen kann, zu, um den Druck des geschmolzenen Kunstharzes herabzusetzen, so dass die Kraft zum Zurückbewegen der Einspritzschnecke 5 und dgl., d. h. die Kunstharz-Reaktionskraft, kleiner wird. Wenn die Drehung der Einspritzschnecke 5 mittels des Motors 35 für die Schneckendrehung weiter fortgesetzt wird, sammelt sich mehr geschmolzenes Kunstharz in dem vorderen Teil des Einspritzzylinders 2 an, so dass der Druck des geschmolzenen Kunstharzes ansteigt. Demzufolge steigt die Kraft zum Zurückbewegen der Einspritzschnecke 5 und dgl. an, wie dies zuvor erwähnt würde, woraufhin der zuvor genannte Vorgang ausgeführt wird.
Andererseits wird bei einem Einspritzvorgang der Motor 36 für die Einspritzung getrieben, während der Motor 35 für die Schneckendrehung nichtdrehend gehalten wird. Daraufhin dreht sich nur die Kugelumlaufspindel 28, wobei die Einspritzschnecke 5 ungedreht gehalten wird. Wenn sich die Kugelumlaufspindel 28 dreht, ändert sich die Position des Eingriffs der Kugelumlaufspindel 28 in die Kugelmutter 31, die an der hinteren Platte 3 befestigt ist, in der Einspritzachsenrichtung. Diese Änderung der Position der Kugelmutter 31 veranlasst eine Vorwärtsbewegung der Druckplatte 14. Als Ergebnis bewegt sich die Einspritzschnecke 5 in dem Einspritzzylinder 2 vor, um dadurch eine Einspritzung zu bewirken. Eine Reaktionskraft (ein Einspritzdruck), welche die Einspritzschnecke 5 dann von dem Kunstharz aufnimmt, wird durch die Druckplatte 14, die Kugelumlaufspindel 28 und die Kugelmutter 31 zu der Lastzelle 33 übertragen.
Wenn dies geschieht, wirkt ein beträchtlicher Reibungswiderstand in der Umfangsrichtung (Drehrichtung) auf die jeweiligen Eingriffsoberflächen der sich drehenden Kugelumlaufspindel 28 und der Kugelmutter 31, die an der hinteren Platte 3 befestigt ist, ein, so dass eine Reaktionskraft, die dem Reibungswiderstand entspricht, als eine externe Kraft oder ein Drehmoment um die Achse auf die Kugelumlaufspindel 28 selbst einwirkt. Da der vordere Teil der Kugelumlaufspindel 28 mittels der Schräglager 26 u. 27 und dgl. drehbar an der Druckplatte 14 angebracht ist, wird das Drehmoment jedoch nicht auf die Druckplatte 14 selbst übertragen. Demgemäß kann verhindert werden, dass die Buchsen 7, die an der Druckplatte 14 angebracht sind, durch das Drehmoment um die Einspritzachse einseitig gegen die Führungsstangen 4 gedrückt werden. Demzufolge können die Gleitwiderstände zwischen den Führungsstangen 4 und der Druckplatte 14 stets auf einem festen Wert gehalten werden, und zwar ungeachtet der Höhe des Umfangsreibungswiderstands, der auf die Eingriffsoberflächen der Kugelumlaufspindel 28 und der Kugelmutter 31 einwirkt.
Wie zuvor beschrieben erfasst die Lastzelle 33 die Summe der Kunstharz-Reaktionskraft, die auf die Einspritzschnecke 5 einwirkt, und der Gleitwiderstände, die zwischen den Führungsstangen 4 und der Druckplatte 14 wirken. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Gleitwiderstände, die zwischen den Führungsstangen 4 und der Druckplatte 14 wirken, durch den gesamten Gießvorgang einschließlich der Dosierung und der Einspritzung hindurch im wesentlichen auf einem festen Wert gehalten, so dass die wesentliche Kunstharz-Reaktionskraft mit Leichtigkeit gemessen werden kann. Beispielsweise ist es beim Messen nur des Einspritzdrucks nur notwendig, dass eine Nullkorrektur für die Lastzelle 33 mechanisch durch Subtrahieren einer Kraft, die den Gleitwiderständen äquivalent ist, vorgenommen wird. Beim Messen des Einspritzdrucks und des Rückwärtsdrucks ist es nur notwendig, dass der wesentliche Einspritzdruck im Falle der Einspritzung durch Subtrahieren der Kraft, die den Gleitwiderständen äquivalent ist, von dem erfassten Wert gewonnen wird, und dass der wesentliche Rückwärtsdruck im Falle der Dosierung (wobei die Schnecke zurückgezogen ist) durch Addieren der Kraft, die den Gleitwiderständen äquivalent ist, zu dem erfassten Wert gewonnen wird.
Gemäß diesem ersten Auführungsbeispiel ist der vordere Teil (die Querschnittsverengung) der Kugelumlaufspindel 28 so ausgeführt, dass sie die Schneckenbuchse 17 durchdringt, so dass die Länge des Einspritz-Mechanismus über alles verkürzt werden kann.
Im folgenden wird anhand von Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
In diesem Ausführungsbeispiel sind eine vordere Platte 1, ein Einspritzzylinder 2, eine hintere Platte 3, Führungsstangen 4, eine Druckplatte 14, eine Kugelmutter 31, eine Lastzelle 33 usw. in der gleichen Weise wie diejenigen des ersten Ausführungsbeispiels angeordnet, das in Fig. 1 gezeigt ist.
In einem Durchgangsloch in dem zentralen Teil der Druckplatte 14 befindet sich eine Kugelumlaufspindel-Buchse 41, die an dem vorderen Teil der Kugelumlaufspindel 28 mittels Schrauben 44 befestigt ist und derart an der Druckplatte 14 mittels Schräglagern 42 u. 43 angebracht ist, dass sie drehbar in bezug auf die Druckplatte 14 und unbewegbar in der axialen Richtung ist. Das eine, nämlich 42, dieser Schräglager enthält einen inneren Ring und einen äußeren Ring zum Aufnehmen einer Kraft, die von vorn auf den inneren Ring einwirkt, während das andere, nämlich 43, einen inneren Ring und einen äußeren Ring zum Aufnehmen einer Kraft enthält, die von hinten auf den inneren Ring einwirkt.
Die jeweiligen äußeren Ringe der Schräglager 42 u. 43 sind gemeinsam in der Einspritzachsenrichtung mittels eines ringförmigen Montageflansches 47 befestigt, der mittels Schrauben 48 an der Druckplatte 14 angebracht ist, wodurch sie an dem inneren Umfang des Durchgangslochs in dem zentralen Teil der Druckplatte 14 befestigt sind. Unterdessen sind die jeweiligen inneren Ringe der Schräglager 42 u. 43 gemeinsam in der Einspritzachsenrichtung mittels eines ringförmigen Befestigungsteils 49 befestigt, das in Eingriff mit einer Schraubenspindel steht, die durch Gewindeschneiden auf dem äußeren Umfang des zentralen Teils der Kugelumlaufspindel-Buchse 41 gebildet ist, wodurch sie an dem äußeren Umfang der Kugelumlaufspindel-Buchse 41 befestigt sind.
An der vorderen Endseite der Kugelumlaufspindel-Buchse 41 ist integral eine ringförmig Riemenscheibe 45 für die Einspritzung mittels Schrauben 46 befestigt.
Andererseits ist eine Riemenscheibe 56 zur Schneckendrehung mittels Schrauben 57 an einer Montageplatte 58 für eine Einspritzschnecke 5 befestigt, während an der Riemenscheibe 56 eine Schneckenbuchse 53 zur Schneckendrehung mittels Schrauben 55 befestigt ist. Der hintere Endteil dieser Schneckenbuchse 53 durchdringt den Innenraum der Kugelumlaufspindel-Buchse 41 und ist derart mittels Schräglagern 51 u. 52 in der Kugelumlaufspindel-Buchse 41 gehalten, dass er drehbar in bezug auf die Buchse 41 ist.
Das Schräglager 51 enthält einen inneren Ring und einen äußeren Ring zum Aufnehmen einer Kraft, die von vorn auf den inneren Ring einwirkt, während das Schräglager 52 einen inneren Ring und einen äußeren Ring zum Aufnehmen einer Kraft enthält, die von hinten auf den inneren Ring einwirkt. Die jeweiligen äußeren Ringe dieser Schräglager 51 u. 52 sind an dem inneren Umfang der Kugelumlaufspindel- Buchse 41 mittels eines ringförmigen Befestigungsteils 50 befestigt, das in Eingriff mit einer Schraubenspindel steht, die durch Gewindeschneiden auf dem hinteren Endteil des inneren Umfangs der Kugelumlaufspindel-Buchse 41 gebildet ist. Unterdessen sind die jeweiligen inneren Ringe der Schräglager 51 u. 52 an einem Teil kleineren Durchmessers der Schneckenbuchse 53 mittels eines ringförmigen Befestigungsteils 54 befestigt, das mit einer Schraubenspindel in Eingriff steht, die durch Gewindeschneiden auf dem äußeren Umfangsteil des körperfernen Endes des Teils kleineren Durchmessers der Schneckenbuchse 53 gebildet ist.
An den einander entgegengesetzten Enden der Druckplatte 14 sind ein Motor 35 zur Schneckendrehung und ein Motor (Servomotor) 36 für die Einspritzung wie diejenigen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, das in Fig. 1 gezeigt ist, einzeln in Positionen befestigt, die symmetrisch in bezug auf die Einspritzachse liegen, wodurch die Druckplatte 14 symmetrisch belastet wird. Diese Motoren 35 u. 36 veranlassen Zahnriemen 39 u. 40, die um Antriebsriemenscheiben 37 bzw. 38 geführt sind, die Riemenscheiben 56 bzw. 45 zur Drehung anzutreiben.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Kugelumlaufspindel 28 wie in dem ersten Ausführungsbeispiel derart an der Druckplatte 14 angebracht, dass sie in bezug auf die Druckplatte 14 drehbar ist. Demgemäß wirkt sich ein am Umfang auftretender Reibungswiderstand, der auf die jeweiligen Eingriffsoberflächen der Kugelumlaufspindel 28 und der Kugelmutter 31 einwirkt, wenn die Kugelumlaufspindel 28 gedreht wird, niemals aus, um zu veranlassen, dass die Druckplatte 14 ein Drehmoment um die Einspritzachse erzeugt, so dass Gleitwiderstände zwischen den Führungsstangen 4 und der Druckplatte 14 stets auf einem festen Wert gehalten werden können. Daher kann wie im Falle des vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels die wesentliche Kunstharz-Reaktionskraft mittels der Lastzelle 31 genau gemessen werden.
Gemäß diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Kugelumlaufspindel-Buchse 41, die an dem vorderen Teil der Kugelumlaufspindel 28 angebracht ist, derart angeordnet, dass sie die Druckplatte durchdringt, so dass die Länge des Einspritz-Mechanismus über alles verkürzt werden kann. Da die einzelnen Teile in gleicher Weise wie in dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel während des Einspritz- und Dosierungs/Knet-Vorganges wirken, sind Beschreibungen der Funktionen dieser Teile fortgelassen.
Im folgenden wird anhand von Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
In diesem Ausführungsbeispiel sind eine vordere Platte 1, ein Einspritzzylinder 2, eine hintere Platte 3, Führungsstangen 4, eine Kugelmutter 31, eine Lastzelle 33 usw. in gleicher Weise wie diejenigen gemäß den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen, die in Fig. 1 u. Fig. 2 gezeigt sind, angeordnet. In diesem dritten Ausführungsbeispiel ist jedoch eine Druckplatte 14 in zwei Druckplatten, eine erste Druckplatte (Haupt-Druckplatte) 14a und ein zweite Druckplatte (Hilfs-Druckplatte) 14b, unterteilt, die derart einzeln an den einander entgegengesetzten Enden von Verbindungsstangen 59 befestigt sind, dass sie einander gegenüberstehen.
Eine Schneckenbuchse 63, die an einer Montageplatte 69 für eine Einspritzschnecke 5 befestigt ist, ist mit ihrem hinteren Endteil in ein Durchgangsloch eingesetzt, das in dem Zentrum der ersten Druckplatte 14a ausgebildet ist, und mittels Schräglagern 60 u. 61 derart in der Druckplatte 14 gelagert, dass sie drehbar in bezug auf die Druckplatte 14a und unbewegbar in der Einspritzachsenrichtung ist.
Das Schräglager 60 enthält einen inneren Ring und einen äußeren Ring zum Aufnehmen einer Kraft, die von vorn auf den inneren Ring einwirkt, während das Schräglager 61 einen inneren Ring und einen äußeren Ring zum Aufnehmen einer Kraft enthält, die von hinten auf den inneren Ring einwirkt. Die jeweiligen äußeren Ringe dieser Schräglager 60 u. 61 sind integral an dem inneren Umfang des Durchgangslochs in dem zentralen Teil der ersten Druckplatte 14a mittels eines ringförmigen Montageflansches 64 zum gemeinsamen Festmachen befestigt, der mittels Schrauben 65 an der ersten Druckplatte 14a angebracht ist. Unterdessen sind die jeweiligen inneren Ringe der Schräglager 60 u. 61 gemeinsam in der Einspritzachsenrichtung mittels eines ringförmigen Befestigungsteils 66 befestigt, das mit einer Schraubenspindel in Eingriff steht, die durch Gewindeschneiden auf dem hinteren Endteil des äußeren Umfangs der Schneckenbuchse 63 gebildet ist, wodurch sie integral an dem äußeren Umfang der Schneckenbuchse 63 befestigt sind.
An der vorderen Endseite der Schneckenbuchse 63 ist eine ringförmige Riemenscheibe 62 zur Einspritzschneckendrehung mittels Schrauben 68 befestigt. An einer Stelle auf dem äußeren Umfang der ersten Druckplatte 14a ist ein Motor 35 zur Schneckendrehung befestigt, und die Drehung des Motors 35 zur Schneckendrehung wird mittels einer Riemenscheibe 37 und eines Zahnriemens 39 auf die Riemenscheibe 62 übertragen, um dadurch zu veranlassen, dass die Einspritzschnecke 5 gedreht wird.
Andererseits hat eine Kugelumlaufspindel 28 einen vorderen Teil in Form einer Querschnittsverengung, der ein Durchgangsloch in dem zentralen Teil der zweiten Druckplatte 14b durchdringt und derart mittels dreier Schräglager 70 u. 71, 71 gelagert ist, dass er drehbar in bezug auf die zweite Druckplatte 14b und unbewegbar in der axialen Richtung ist.
Von diesen Schräglagern enthält das Schräglager 70 einen inneren Ring und einen äußeren Ring zum Aufnehmen einer Kraft, die von vorn auf den inneren Ring einwirkt, während jedes der zwei anderen Schräglager 71, 71 einen inneren Ring und einen äußeren Ring zum Aufnehmen einer Kraft enthält, die von hinten auf den inneren Ring einwirkt. Die jeweiligen äußeren Ringe dieser Schräglager 70 u. 71, 71 sind an dem inneren Umfang des Durchgangslochs in dem zentralen Teil der zweiten Druckplatte 14b mittels eines ringförmigen Montageflansches 72 zum gemeinsamen Festmachen befestigt, der mittels Schrauben 73 an der zweiten Druckplatte 14b befestigt ist. Unterdessen sind die jeweiligen inneren Ringe der Schräglager 70 u. 71, 71 gemeinsam mit einer Riemenscheibe 75 für die Einspritzung verbunden, die in Keilnuteingriff mit der Querschnittsverengung in dem vorderen Teil der Kugelumlaufspindel 28 steht, und sind an dem äußeren Umfang der Querschnittsverengung in dem vorderen Teil der Kugelumlaufspindel 28 befestigt. Diese Riemenscheibe 75 für die Einspritzuni ist in einer vorbestimmten Position in der axialen Richtung der Kugelumlaufspindel 28 mittels einer Mutter 74 befestigt, die in Eingriff mit einer Schraubenspindel steht, die durch Gewindeschneiden auf dem körperfernen Endeteil der Querschnittsverengung in dem vorderen Teil der Kugelumlaufspindel 28 gebildet ist.
Die Achse der Kugelumlaufspindel 28 liegt wie diejenigen Achsen gemäß den vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispielen in einer Linie mit der Achse (Einspritzachse) der Einspritzschnecke 5.
An einer Stelle auf dem äußeren Umfang der zweiten Druckplatte 14b ist ein Motor (Servomotor) 36 für die Einspritzung befestigt und dient zum Drehen der Riemenscheibe 75 durch die zuvor genannte Riemenscheibe 38 und einen Zahnriemen 40.
Die zweite Druckplatte 14b kann im Durchmesser größer als die eine, die in Fig. 3 gezeigt ist, ausgeführt sein, und sie kann wie die erste Druckplatte 14a verschiebbar auf den Führungsstangen 4 montiert sein.
In diesem dritten Ausführungsbeispiel ist die Kugelumlaufspindel 28 wie in den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen zur Drehung in bezug auf die Druckplatte 14 (zweite Druckplatte 14b) montiert, und daher wird ein am Umfang auftretender Reibungswiderstand, der auf die jeweiligen Eingriffsoberflächen der Kugelumlaufspindel 28 und der Kugelmutter 31 einwirkt, wenn die Kugelumlaufspindel 28 gedreht wird, niemals als ein Drehmoment um die Einspritzachse auf die Druckplatte 14 (zweite Druckplatte 14b und erste Druckplatte 14a) einwirken. Demzufolge können Gleitwiderstände zwischen den Führungsstangen 4 und der Druckplatte 14 (der ersten Druckplatte 14a) bei dem gesamten Gießvorgang einschließlich der Dosierung und der Einspritzung im wesentlichen auf einem festen Wert gehalten werden. Demzufolge kann in den Fällen der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele die wesentliche Kunstharz-Reaktionskraft mittels der Lastzelle 33 genau gemessen werden.
In diesem dritten Ausführungsbeispiel ist die Riemenscheibe 75 für die Einspritzung überdies auf dem vorderen Teil der Kugelumlaufspindel 28 montiert, der nach vorn von der zweiten Druckplatte 14b vorsteht, so dass die Riemenscheibe 75 leicht nur durch Entfernen der Mutter 74 ausgewechselt werden kann. Demgemäß ist diese Anordnung in dem Fall nützlich, in dem das Untersetzungsverhältnis eines Antriebssystets für die Kugelumlaufspindel 28 durch Auswechseln der Riemenscheibe 75 zu ändern ist.
Da die Abläufe für die Einspritz- und Dosierungs/Knet-Vorgänge in gleicher Weise wie in den Ausführungsbeispielen, die in Fig. 1 u. Figur gezeigt sind, durchgeführt werden, ist eine Beschreibung dieser Abläufe fortgelassen.
Im folgenden wird anhand von Fig. 4 ein viertees Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Eine Druckplatte 14 gemäß diesem vierten Ausführungsbeispiel ist in zwei Drucklatten, eine erste Druckplatte (Haupt-Druckplatte) 14a und eine zweite Druckplatte (Hilfs- Druckplatte) 14b, unterteilt, die derart einzeln an den einander entgegengesetzten Enden von Verbindungsstangen 76 befestigt sind, dass sie einander gegenüberstehen, wobei sich zwischen diesen eine hintere Platte 3 befindet. Demzufolge ist die hintere Platte 3 mit Durchgangslöchern versehen, durch die Verbindungsstangen 76 verlaufen, und es sind Buchsen 77 zur Lagerung der Verbindungsstangen 76 in verschiebbarer Weise einzeln an den jeweiligen Innenumfängen der Durchgangslöcher befestigt.
An einer Schneckenmontageplatte 84 für eine Einspritzschnecke 5 ist mittels Schrauben 85 eine Schneckenbuchse 80 befestigt. Diese Schneckenbuchse 80 durchdringt den inneren Umfang eines Durchgangslochs in dem zentralen Teil der Druckplatte 14a und ist derart mittels Schräglagern 78 u. 79 an the Druckplatte 14a angebracht, dass sie drehbar in bezug auf die Druckplatte 14a und unbewegbar in der axialen Richtung ist.
Da diese Anordnung, in der die Schneckenbuchse 80 mittels der Schräglager 78 u. 79 derart an der Druckplatte 14 angebracht ist, dass sie drehbar in bezug auf die Druckplatte 14a und unbewegbar in der axialen Richtung ist, mit der Anordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, das in Fig. 1 gezeigt ist, identisch ist, in der die Schneckenbuchse 17 derart mittels der Schräglager 15 u. 16 an der Druckplatte 14 angebracht ist, dass sie drehbar in bezug auf die Druckplatte 14 und unbewegbar in der axialen Richtung ist, ist eine ins einzelnene gehende Beschreibung der zuvor beschriebenen Anordnung gemäß Fig. 4 fortgelassen. Ein Montageflansch 81, Schrauben 82 und ein ringförmiges Befestigungsteil 83 in Fig. 4, die dieses vierte Ausführungsbeispiel zeigt, entsprechen dem Montageflansch 22, den Schrauben 23 bzw. dem ringförmigen Befestigungsteil 24 in Fig. 1, die das erste Ausführungsbeispiel zeigt.
An der vorderen Endseite der Schneckenbuchse 80 ist eine Riemenscheibe 86 zur Schneckendrehung mittels Schrauben 87 befestigt. An einer Stelle auf dem Außenumfangsrand der ersten Druckplatte 14a ist ein Motor 35 zur Schneckendrehung fest montiert, und dieser Motor dient dazu, die Riemenscheibe 86 mit Hilfe einer Antriebsriemenscheibe 37 und eines Zahnriemens 39 zu drehen.
Andererseits ist der vordere Teil einer Kugelumlaufspindel 28, der die Form einer Querschnittsverengung hat, in den Innenraum der Schneckenbuchse 80 eingesetzt und derart in der Schneckenbuchse 80 mittels Schräglagern 89 u. 90 gelagert, dass sie drehbar in bezug auf die Schneckenbuchse 80 und unbewegbar in der axialen Richtung in bezug darauf ist. Da diese Anordnung, in der das vordere Ende der Querschnittsverengung der Kugelumlaufspindel 28 mittels der Schräglager 89 u. 90 in der Schneckenbüchse 17 gelagert ist, mit der Anordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, das in Fig. 1 gezeigt, identisch ist, in dem das vordere Ende der Querschnittsverengung der Kugelumlaufspindel 28 mittels der Schräglager 26 u. 27 in der Schneckenbuchse 17 gelagert ist, ist eine ins einzelnene gehende Beschreibung der zuvor genannten Anordnung gemäß Fig. 4 fortgelassen. Ringförmige Befestigungsteils 88 u. 91 in Fig. 4, die dieses vierte Ausführungsbeispiel zeigt, entsprechen den ringförmigen Befestigungsteilen 24 bzw. 25 in Fig. 1, die das erste Ausführungsbeispiel zeigt.
Die Kugelumlaufspindel 28 verläuft durch ein Durchgangsloch, das in dem Zentrum der hinteren Platte 3 ausgebildet ist, und erstreckt sich dann von der hinteren Platte 3 aus nach hinten. An der Rückseite der hinteren Platte 3 ist eine Lastzelle 33 mittels Schrauben 32 befestigt. An der hinteren Seite der Lastzelle 33 ist eine Kugelmutter 31, die in Eingriff mit der Kugelumlaufspindel 28 steht, mittels Schrauben 34 befestigt. Demzufolge unterscheidet sich das vierte Ausführungsbeispiel von den vorstehend beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsbeispielen dadurch, dass die Kugelmutter 31 durch die Lastzelle 33 an der hinteren Platte 3 befestigt ist. Im einzelnen ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Kugelmutter 31 an der Endseite der Lastzelle 33 befestigt, die der Seite der Einspritzschnecke 5 entgegengesetzt ist. Dies ist deswegen der Fall, weil wenn sich die Kugelmutter 31 auf der Seite der hinteren Platte 3 befindet, die der Einspritzschnecke 5 gegenüberliegt, deren Verlängerung zwangsläufig den Verschiebehub der Druckplatte 14 (der ersten Druckplatte 14a und der zweiten Druckplatte 14b) kürzer macht und dies zu vermeiden ist.
Das hintere Ende der Kugelumlaufspindel 28, das sich weiter von der hinteren Platte 3 aus nach hinten erstreckt, durchdringt ein Durchgangsloch in dem zentralen Teil der zweiten Druckplatte 14b. Der hintere Endteil der Kugelumlaufspindel 28, der sich in dem Durchgangsloch in der zweiten Druckplatte 14b befindet, hat die Form einer Querschnittsverengung und ist in der zweiten Druckplatte 14b mittels eines Radiallagers 92 gelagert.
Der äußere Ring des Radiallagers 92 ist an der zweiten Druckplatte 14b mittels eines ringförmigen Befestigungsteils 93 befestigt, das mit einer Schraubenspindel in Eingriff steht, die durch Gewindeschneiden auf dem hinteren Endteil des Innenumfangs des zuvor genannten Durchgangslochs gebildet ist. Unterdessen ist der innerer Ring des Radiallagers 92 an der Querschnittsverengung der Kugelumlaufspindel 28 befestigt.
An dem hintersten Endteil der Kugelumlaufspindel 28 ist eine Riemenscheibe 94 für die Einspritzung befestigt. Ein Motor (Servomotor) 36 für die Einspritzung, der an einer Stelle auf dem Außenumfang der zweiten Druckplatte 14b befestigt ist, dient dazu, die Riemenscheibe 94 durch eine Antriebsriemenscheibe 38 und einen Zahnriemen 40 zu drehen.
In der Anordnung, wie sie vorstehend beschrieben ist, wird wenn nur der Motor 36 für die Einspritzung dreht, nur die Kugelumlaufspindel 28 unabhängig von der Einspritzschnecke 5 gedreht. Folglich ändert sich die Position des Eingriffs der Kugelumlaufspindel 28 mit der Kugelmutter 31, die an der hinteren Platte 3 befestigt ist, in der Einspritzachsenrichtung, wodurch veranlasst wird, dass sich die Kugelumlaufspindel 28, die erste Druckplatte 14a, in welche die Kugelumlaufspindel 28 derart eingebaut ist, dass sie in der Einspritzachsenrichtung unbewegbar in bezug darauf ist, und die zweite Druckplatte 14b, die integral mit dieser angeordnet ist, vor- oder zurückbewegen. Das bedeutet, dass veranlasst wird, dass sich die Einspritzschnecke 5 in einem Einspritzzylinder 2 bewegt.
Gemäß diesem vierten Ausführungsbeispiel ist wie in den vorstehend beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsbeispielen die Kugelumlaufspindel 28 zur Drehung in bezug auf die Druckplatte 14 (die erste Druckplatte 14a und die zweite Druckplatte 14b) montiert. Demgemäß wird ein am Umfang auftretender Reibungswiderstand, der auf die jeweiligen Eingriffsoberflächen der Kugelumlaufspindel 28 und der Kugelmutter 31 einwirkt, wenn die Kugelumlaufspindel 28 gedreht wird, niemals als ein Drehmoment um die Einspritzachse auf die Druckplatte 14 (die erste Druckplatte 14a und die zweite Druckplatte 14b) einwirken. Demzufolge können Gleitwiderstände zwischen den Führungsstangen 4 und der ersten Druckplatte 14a und zwischen den Verbindungsstangen 76 und den Buchsen 77 in der hinteren Platte 3 stets während des Gießvorgangs auf einem festen Wert gehalten werden. Wie in den Fällen der vorstehend beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsbeispiele kann daher die wesentliche Kunstharz-Reaktionskraft mittels der Lastzelle 31 genau gemessen werden.
In diesem vierten Ausführungsbeispiel ist, die Riemenscheibe 94 für die Einspritzung auf dem hinteren Endteil der Kugelumlaufspindel 28 montiert, das von der Rückseite der zweiten Druckplatte 14b aus vorsteht, die sich in der hintersten Position in dem Einspritz-Mechanismus befindet, so dass die Riemenscheibe 94 leicht in gleicher Weise wie in dem dritten Ausführungsbeispiel, das in Fig. 3 gezeigt ist, ausgewechselt werden kann. Demzufolge kann diese Anordnung zweckdienlich in dem Fall benutzt werden, in dem das Untersetzungsverhältnis eines Antriebssystems für die Kugelumlaufspindel 28 durch Auswechseln der Riemenscheibe 94 zu ändern ist.
Da die Abläufe für die Einspritz- und Dosierungs/Knet-Vorgänge gemäß diesem Ausführungsbeispiel in gleicher Weise wie in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen durchgeführt werden, sind Beschreibungen dieser Abläufe fortgelassen.

Claims

1. Einspritzmechanismus einer Spritzgießmaschine, der umfasst:

einen Aufbau, der eine Vielzahl von parallelen Führungsstangen (4), eine vordere Platte (1) und eine hintere Platte (3), die einzeln an den einander entgegengesetzten Enden der Führungsstangen (4) befestigt sind, und eine Anordnung mit einer Druckplatte (14) enthält, die längs der Führungsstangen (4) bewegbar ist, wobei zumindest ein Teil der Anordnung mit der Druckplatte (14) zwischen den vorderen und hinteren Platten (1, 3) bewegbar ist, während er durch die Führungsstangen (4) geführt wird, die Anordnung mit der Druckplatte (14) derart den hinteren Endteil einer Einspritzschnecke (5) trägt, dass diese in bezug auf die Druckplatte (14) drehbar ist, und die Anordnung mit der Druckplatte mit denn vorderen Endstück einer Kugelumlaufspindel (28) in Eingriff steht,

einen Kraftsensor (33), der an einem Teil befestigt ist, das in dem Aufbau enthalten ist,

eine Kugelmutter (31), die mit der Kugelumlaufspindel (28) in Eingriff steht,

eine erste Antriebsquelle (35) und Drehungsübertragungsmittel (37, 39) zum Drehen der Einspritzschnecke (5) und

eine zweite Antriebsquelle (36) und Drehungsübertragungsmittel (38, 40) zum Antreiben der Kugelmutter/Kugelumlaufspindel-Anordnung zum Bewegen der Kugelumlaufspindel (28) in der axialen Richtung in bezug auf die Kugelmutter (31),

dadurch gekennzeichnet, dass

die zweite Antriebsquelle (36) derart zum Drehen der Kugelumlaufspindel (28) angeordnet ist, dass sich diese axial innerhalb der Kugelmutter (31) bewegt, während letztere stationär bleibt,

der Eingriff des vorderen Endstücks der Kugelumlaufspindel (28) in die Anordnung mit der Druckplatte (14) derart ist, dass die Kugelumlaufspindel (28) drehbar in bezug auf die Anordnung mit der Druckplatte (14) ist und sie diese längs der Führungsstangen (4) antreibt, wobei die Kugelumlaufspindel (28) und die Anordnung mit der Druckplatte (14) in einer festen axialen positionsmäßigen Beziehung in bezug aufeinander stehen, und

die Kugelmutter (31) an dem Kraftsensor (33) befestigt ist.

2. Einspritzmechanismus einer Spritzgießmaschine nach Anspruch 1, bei dem der Kraftsensor (33) an der hinteren Platte (3) des Aufbaus befestigt ist, wodurch die Kugelmutter (31) über den Kraftsensor (33) an der hinteren Platte (3) befestigt ist.

3. Einspritzmechanismus einer Spritzgießmaschine nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Kraftsensor (33) ringförmig ist und die Kugelumlaufspindel (28), die in Eingriff mit der Kugelmutter (31) steht, in der axialen Richtung derselben durch eine zentrale Aussparung des Kraftsensors (33) bewegbar ist.

4. Einspritzmechanismus einer Spritzgießmaschine nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem der hintere Endteil der Einspritzschnecke (5) auf der Druckplatte (14) getragen ist, wobei die Anordnung mit der Druckplatte so ist, dass die Einspritzschnecke (5) in bezug auf die Druckplatte (14) so drehbar ist, dass eine Schneckenmuffe (17), die an dem hinteren Ende der Einspritzschnecke (5) angebracht ist, in ein Durchgangsloch eingesetzt ist, das in dem Zentrum der Druckplatte (14) ausgebildet ist, wobei die eingesetzte Schneckenmuffe (17) derart auf der Druckplatte (14) getragen wird, dass sie in bezug auf die Druckplatte (14) drehbar ist, und die Anordnung der Kugelumlaufspindel (28) mit der Druckplatte (14) auf einer derartigen Anordnung beruht, dass das vordere Endstück der Kugelumlaufspindel (28) in den inneren Raum der in das zentrale Durchgangsloch der Druckplatte (14) eingesetzten Schneckenmuffe (17) eingesetzt ist, wobei das eingesetzte vordere Endstück der Kugelumlaufspindel (28) derart in der Schneckenmuffe (17) getragen wird, dass es drehbar in bezug auf die Schneckenmuffe (17) und unbewegbar in bezug darauf in der axialen Richtung ist.

5. Einspritzmechanismus einer Spritzgießmaschine nach Anspruch 4, bei dem eine Riemenscheibe (20) zur Einspritzschneckendrehung ausgebildet oder zwischen dem hinteren Ende der Einspritzschnecke (5) und der Schneckenmuffe (17) befestigt ist.

6. Einspritzmechanismus einer Spritzgießmaschine nach Anspruch 5, bei dem ein Motor (35) zum Drehen der Riemenscheibe (20) für die Einspritzschneckendrehung in einer Position auf dem äußeren Umfang der Druckplatte (14) befestigt ist, eine Riemenscheibe (30) zur Kugelumlaufspindelndrehung derart auf der Kugelumlaufspindel (28) montiert ist, dass sie zusammen mit dieser drehbar ist, und ein Motor (36) zum Drehen der Kugelschrauben-Riemenscheibe (30) in einer Position auf dem äußeren Umfang der Druckplatte (14) befestigt ist, die im wesentlichen symmetrisch mit dem Einspritzschnecken-Motor (35) in bezug auf eine gemeinsame Achse für die Einspritzschnecke (5) und die Kugelumlaufspindel (28) ist.

7. Einspritzmechanismus einer Spritzgießmaschine nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem der Eingriff der Kugelumlaufspindel (28) mit der Druckplatte (14), welche die Anordnung mit der Druckplatte vorsieht, auf einer derartigen Anordnung beruht, dass eine Kugelumlaufspindelmuffe (41), die an dem vorderen Endstück der Kugelumlaufspindel (28) angebracht ist, in ein Durchgangsloch, das in dem Zentrum der Druckplatte (14) ausgebildet ist, eingesetzt ist, die eingesetzte Kugelumlaufspindelmuffe (41) derart auf der Druckplatte (14) getragen wird, dass sie drehbar in bezug auf die Druckplatte (14) und unbewegbar in bezug darauf in der axialen. Richtung ist, und der hintere Endteil der Einspritzschnecke (5) derart auf der Druckplatte (14) getragen wird, dass er drehbar in bezug auf die Druckplatte (14) ist, und zwar in einer Weise, dass der hintere Endteil der Einspritzschnecke (5) oder ein Verlängerungsteil, der an dem hinteren Ende der Einspritzschnecke (5) angebracht ist, in den inneren Raum der Kugelumlaufspindelmuffe (41) eingesetzt ist, wobei der eingesetzte hintere Endteil oder der Verlängerungsteil der Einspritzschnecke (5) derart in der Kugelumlaufspindelmuffe (41) getragen wird, dass die Kugelumlaufspindelmuffe (41) drehbar in bezug auf dqn hinteren Endteil oder den Verlängerungsteil ist.

8. Einspritzmechanismus einer Spritzgießmaschine nach Anspruch 7, bei dem die Kugelumlaufspindelmuffe (41) fest mit einer Riemenscheibe (45) zur Kugelumlaufspindeldrehung ausgebildet ist.

9. Einspritzmechanismus einer Spritzgießmaschine nach Anspruch 8, bei dem ein Motor (36) zum Drehen der Riemenscheibe (45) zur Kugelumlaufspindeldrehung in einer Position auf dem äußeren Umfang der Druckplatte (14) befestigt ist und ein Motor (35) zum Drehen einer Riemenscheibe (56) zur Einspritzschneckendrehung, die derart auf der Einspritzschnecke (5) montiert ist, dass sie zusammen mit dieser drehbar ist, in einer Position auf dem äußeren Umfang der Druckplatte (14) befestigt ist, die im wesentlichen symmetrisch mit der Position des Kugelumlaufspindel-Motors (36) in bezug auf eine gemeinsame Achse für die Einspritzschnecke (5) und die Kugelumlaufspindel (28) ist.

10. Einspritzmechanismus einer Spritzgießmaschine nach Anspruch 1, bei dem die Anordnung mit der Druckplatte aus einer Haupt-Druckplatte (14a) und einer Hilfs-Druckplatte (14b), die integral auf der Seite der Haupt-Druckplatte (14a), die der Seite der Einspritzschnecke (5) entgegengesetzt ist, durch ein Verbindungsmittel (59) montiert ist, zusammengesetzt ist, wobei die Haupt- und Hilfs-Druckplatten (14a, 14b) stets so gehalten sind, dass sie sich einander mit einem vorbestimmten Zwischenraum gegenüberstehen, der hintere Endteil der Einspritzschnecke (5) derart auf der Haupt-Druckplatte (14a) getragen wird, dass er drehbar in bezug auf die Haupt- Druckplatte (14a) ist, und zwar in einer Weise, dass ein Montageteil (63), das an dem hinteren Ende der Einspritzschnecke (5) angebracht ist, in ein Durchgangsloch eingesetzt ist, das in dem Zentrum der Haupt-Druckplatte (143) ausgebildet ist, das eingesetzte Montageteil (63) derart auf der Haupt-Druckplatte (14a) getragen wird, dass es drehbar in bezug auf die Haupt-Druckplatte (14a) ist, und der Eingriff der Kugelumlaufspindel (28) mit der Haupt-Druckplatte (14a) auf einer derartigen Anordnung beruht, dass der vordere Endstückteil der Kugelumlaufspindel (28) in ein Durchgangsloch eingesetzt ist, das in dem Zentrum der Hilfs-Druckplatte (14b) ausgebildet ist, und die eingesetzte Kugelumlaufspindel (28) derart in der Hilfs-Druckplatte (14b) getragen wird, dass sie drehbar in bezug auf die Hilfs-Druckplatte (14b) und unbewegbar in bezug darauf in der axialen Richtung ist.

11. Einspritzmechanismus einer Spritzgießmaschine nach Anspruch 10, bei dem die Hilfs-Druckplatte (14b) von den Führungsstangen (4) durchdrungen ist, welche die vordere Platte (1) und die hintere Platte (3) verbinden, und die Hilfs- Druckplatte (14b) zusammen mit der Haupt-Druckplatte (14a) verschiebbar ist.

12. Einspritzmechanismus einer Spritzgießmaschine nach Anspruch 10 oder 11, bei dem das Endstück der Kugelumlaufspindel (28) die Hilfs-Druckplatte (14b) durchdringt, so dass sie sich zwischen der Haupt-Druckplatte (14a) und der Hilfs- Druckplatte (14b) befindet, wobei an dem durchdringenden Endstück der Kugelumlaufspindel (28) eine Riemenscheibe (75) angebracht ist, die zur Drehung der Kugelumlaufspindel (28) dient.

13. Einspritzmechanismus einer Spritzgießmaschine nach Anspruch 1, bei dem die Anordnung mit der Druckplatte aus einer Haupt-Druckplatte (14a) und einer Hilfs-Druckplatte (14b), die integral auf der Seite der Haupt-Druckplatte (14a), die der Seite der Einspritzschnecke (5) entgegengesetzt ist, durch ein Verbindungsmittel (76) montiert ist, zusammengesetzt ist, wobei die Haupt- und Hilfs-Druckplatten (14a, 14b) stets so gehalten sind, dass sie auf der gegenüberliegenden Seite der hinteren Platte (3) mit einem vorbestimmten Zwischenraum einander gegenüberstehen, der hintere Endteil der Einspritzschnecke (5) derart auf der Haupt-Druckplatte (14a) getragen wird, dass er drehbar in bezug auf die Haupt-Druckplatte (14a) ist, und zwar in einer Weise, dass eine Schneckenmuffe (80), die an dem hinteren Ende der Einspritzschnecke (5) angebracht ist, in ein Durchgangsloch eingesetzt ist, das in dem Zentrum der Haupt-Druckplatte (14a) ausgebildet ist, die eingesetzte Schneckenmuffe (80) derart auf der Haupt- Druckplatte (14a) getragen wird, dass sie drehbar in bezug auf die Haupt-Druckplatte (14a) ist, der Eingriff der Kugelschraube (28) mit der Haupt-Druckplatte (14a) auf einer derartigen Anordnung beruht, dass das vordere Endstück der Kugelumlaufspindel (28) in den inneren Raum der Schneckenmuffe (89) eingesetzt ist, die in das zentrale Durchgangsloch der Haupt-Druckplatte (14a) eingesetzt ist, die eingesetzte Kugelumlaufspindel (28) derart in der Schneckenmuffe (80) getragen wird, dass sie drehbar in bezug auf die Schneckenmuffe (80) und unbewegbar in bezug darauf in der axialen Richtung ist, und das hintere Ende der Kugelumlaufspindel (28) drehbar durch ein Tragmittel (92) getragen wird, das an der Hilfs- Druckplatte (14b) angebracht ist.

14. Einspritzmechanismus einer Spritzgießmaschine nach Anspruch 13, bei dem die Kugelmutter (31), die mit der Kugelumlaufspindel (28) in Eingriff steht, an derjenigen Seite der hinteren Platte (3), die der Seite der Einspritzschnecke (5) entgegengesetzt ist, d. h. der Seite auf der Hilfs-Druckplattenseite, durch den Kraftsensor (33) angebracht ist.

15. Einspritzmechanismus einer Spritzgießmaschine nach Anspruch 13 oder 14, bei dem der hintere Endteil der Kugelumlaufspindel (28) nach hinten über die Hilfs-Druckplatte (14b) hinaus vorsteht, wobei an dem vorstehenden hinteren Endteil der Kugelumlaufspindel (28) eine Riemenscheibe (94) zur Kugelumlaufspindeldrehung angebracht ist.