DE102005030425B4

DE102005030425B4 - Electric injection unit for an injection molding machine

Info

Publication number: DE102005030425B4
Application number: DE200510030425
Authority: DE
Inventors: Walter Wohlrab
Original assignee: KraussMaffei Technologies GmbH
Current assignee: Wohlrab Walter De
Priority date: 2005-06-30
Filing date: 2005-06-30
Publication date: 2008-06-05
Anticipated expiration: 2025-07-01
Also published as: WO2007003452A1; TW200702143A; DE102005030425A1

Abstract

Elektrisches Einspritzaggregat für eine Spritzgießmaschine umfassend
– eine Plastifiziereinheit (10, 11) zur Erzeugung einer Materialschmelze,
– eine Kolben-Zylinder-Einspritzeinrichtung, die mit der Plastifiziereinheit in Strömungsverbindung steht oder bringbar ist und von dieser die Materialschmelze erhält, wobei der Kolben (9) über eine Antriebseinrichtung (4, 21, 22) vor- und zurückbewegbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Antriebseinrichtung zumindest eine Doppelkurbeleinrichtung (4, 16, 18, 18') aufweist, die zumindest eine Verbindungslasche einer ersten Art (18) und zumindest eine Verbindungslasche (18') einer zweiten Art aufweist, wobei die Verbindungslasche erster Art (18) eine mittelbare oder unmittelbare Verbindung zwischen dem Kurbelantrieb (4) und dem Kolben (9) und die Verbindungslasche zweiter Art (18') die Verbindung zwischen dem Kurbelantrieb (4) und einer Abstützeinrichtung (2) herstellt und die Doppelkurbeleinrichtung (4) hin- und herbeweglich ausgestaltet ist, und dass die Doppelkurbeleinrichtung (4) mit zumindest einem Elektromotor (21, 22) drehfest verbunden ist, mit dem sie antreibbar ist.Electric injection unit for an injection molding machine comprising
A plasticizing unit (10, 11) for producing a molten material,
A piston-cylinder injection device, which is in fluid communication with the plasticizing unit or can be brought and receives the material melt therefrom, wherein the piston (9) can be moved back and forth via a drive device (4, 21, 22),
characterized in that
the drive device has at least one double cranking device (4, 16, 18, 18 ') which has at least one connecting link of a first type (18) and at least one connecting link (18') of a second type, wherein the connecting link of the first type (18) has an indirect link or direct connection between the crank drive (4) and the piston (9) and the connecting strap of the second type (18 ') establishes the connection between the crank drive (4) and a support device (2) and the double crank device (4) is designed to be movable back and forth is, and that the double crank device (4) with at least one electric motor (21, 22) is rotatably connected, with which it is drivable.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Einspritzaggregat für eine Spritzgießmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The present invention relates to an electric injection unit for one injection molding machine according to the generic term of claim 1.

Aus dem Stand der Technik allgemein bekannt sind Einspritzaggregate für Spritzgießmaschinen. Eine überholte Einspritzeinrichtung ist in der US 2,367,204 A beschrieben. Bei dieser Vorrichtung wird ein Kunststoffmaterial in einem Trichter eingefüllt und durch Zufuhr von Wärme aufgeschmolzen. Zum Einbringen der Schmelze in eine Form drücken zwei alternierend hin- und her bewegte Kolben die Schmelze in Richtung des Formwerkzeugs. Die Kolben sind mittels eines Exzenters beaufschlagt, der eine Freilauf in eine Drehrichtung aufweist.Injection units for injection molding machines are generally known from the prior art. An outdated injector is in the US 2,367,204 A described. In this device, a plastic material is filled in a funnel and melted by supplying heat. To introduce the melt into a mold, two alternately reciprocating pistons push the melt toward the mold. The pistons are acted upon by means of an eccentric, which has a freewheel in one direction of rotation.

Bei anderen Einspritzaggregaten wird ein Kunststoffausgangsmaterial (Granulat oder Pulver) in einer Plastifiziereinheit durch Drehen einer Plastifizierschnecke aufgeschmolzen und die Kunststoffschmelze anschließend durch die kolbenartig betätigte Plastzierschnecke in die Kavität eines Formwerkzeugs eingespritzt. Evtl. kann das Aufschmelzen auch anderweitig vorgenommen werden. In den meisten Fällen kann diese Schnecke dabei axial bewegt werden, so dass sich das während der Plastifizierung im Schneckenvorraum ansammelnde Ausgangsmaterial durch einen Einspritzhub beim Nachvornedrücken der Schnecke in die vorbesagte Kavität überführt wird.at other injection units is a plastic starting material (Granules or powder) in a plasticizing unit by turning melted a plasticizing screw and the plastic melt subsequently through the piston-like actuated Plasticizing screw into the cavity a mold injected. Possibly. can the melting too be made elsewhere. In most cases, this snail can do this be moved axially, so that during the plasticization in Schneckenvorraum accumulating starting material through an injection stroke when pushing ahead the worm is transferred into the said cavity.

Bei solchen Plastifizier- und Einspritzeinheiten ist auch die Verwendung eines Kurbeltriebs zur Durchführung der Einspritzung bekannt. So ist in der Deutschen Patentschrift DE 1 091 744 B eine Vorrichtung beschrieben, bei der ein mittels einer Motor-Getriebe-Kombination angetriebener Exzenter über ein Hebelwerk die axiale Bewegung eines Plastifizier- und Einspritzschnecke realisiert. In der DE 198 09 014 A1 ist ein Doppelkurbeltrieb ebenfalls zum axialen Vorschub einer Plastifizierschnecke eingesetzt. In diesem Fall greift jedoch eine erste Lasche an einer umlaufenden ersten Kurbel und eine zweite Lasche an einer gegensinnig zur ersten Kurbel umlaufenden zweiten Kurbel an. Die WO 01/85429 A1 beschreibt wiederum eine Spritzgießvorrichtung, bei der über einen motorisch angetriebenen Exzenter der axiale Vorschub einer Plastifizierschnecke bestimmt wird.In such plasticizing and injection units, the use of a crank mechanism for carrying out the injection is also known. Such is in the German patent specification DE 1 091 744 B a device described in which a means of a motor-gear combination driven eccentric realized via a lever mechanism, the axial movement of a plasticizing and injection screw. In the DE 198 09 014 A1 a double crank drive is also used for the axial feed of a plasticizing screw. In this case, however, engages a first tab on a rotating first crank and a second tab on a counter to the first crank rotating second crank. The WO 01/85429 A1 again describes an injection molding in which the axial feed of a plasticizing screw is determined by a motor-driven eccentric.

Es gibt jedoch auch Einspritzeinheiten für Spritzgießmaschinen, bei denen die Einrichtung für die Plastifizierung getrennt ist von der Einspritzeinrichtung. In diesem Fall erfolgt das Aufschmelzen des Ausgangsmaterials in einem vorgeschalteten Schritt, beispielsweise in einem Extruder. Vom Extruder wird das Material dann beispielsweise einer Kolben-Zylinder-Einheit zugeführt, von der es in die Kavität eingebracht wird. Auch bei dieser Konstruktion sind verschiedene Ausgestaltungen möglich, so kann die Plastifiziereinheit in Form eines Ein-Wellen-Extruders oder eines Zwei-Wellen-Extruders ausgestaltet sein. Sodann können nach dem Extruder Speichereinrichtungen vorgesehen sein, in denen das Schmelzematerial zeitweise angesammelt werden kann, so dass beispielsweise bei einer diskontinuierlich arbeitenden Spritzgießmaschine der Extruder kontinuierlich betrieben werden kann, und während des Einspritzvorganges das im Extruder aufgeschmolzene Material zwischenspeicherbar ist.It However, there are also injection units for injection molding machines in which the device for the Plastification is separate from the injector. In this Case, the melting of the starting material takes place in an upstream Step, for example in an extruder. The extruder will do that Material then for example supplied to a piston-cylinder unit of put it in the cavity is introduced. Also in this construction are different Configurations possible, so the plasticizing unit in the form of a single-shaft extruder or a two-shaft extruder be designed. Then you can be provided after the extruder memory devices in which the melting material can be temporarily accumulated, so that for example, in a discontinuous injection molding machine the extruder can be operated continuously, and during the Injection process, the material melted in the extruder cacheable is.

Da eine solche getrennte Einheit – insbesondere mit einem Zwei-Wellen-Extruder – auch zum Compoundieren von Material verwendet werden kann, wird in diesem Zusammenhang oftmals auch von Spritzgieß-Compoundern gesprochen. Ein Beispiel eines solchen Spritzgieß-Compounders ist in der DE 101 56 522 A1 dargestellt, wobei hier die Speichereinrichtung in der Plastifiziereinrichtung integriert ist.Since such a separate unit - especially with a two-shaft extruder - can also be used for compounding material, in this context is often spoken of injection molding compounders. An example of such an injection molding compounder is in DE 101 56 522 A1 illustrated, in which case the storage device is integrated in the plasticizing.

Bislang wird die Kolben-Zylinder-Einrichtung (nachfolgend auch als Shot-Pot bezeichnet) in der Regel hydraulisch angetrieben.So far is the piston-cylinder device (also referred to as shot pot referred to) usually driven hydraulically.

In den letzten Jahren ist jedoch vermehrt der Ruf nach vollelektrischen Maschinen laut geworden. Solchen Maschinen wird eine reduzierte Leistungsaufnahme wie auch eine gute Wiederholgenauigkeit während des zyklischen Betriebs nachgesagt.In In recent years, however, the call for fully electric Machines become loud. Such machines will be a reduced Power consumption as well as a good repeatability during the cyclic Operation said.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik ein vollelektrisches Einspritzaggregat für einen Spritzgieß-Compounder zu schaffen.task The present invention is based on the abovementioned state The technology is a fully electric injection unit for one To create injection molding compounder.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.These The object is achieved by the features specified in claim 1.

Ausgegangen wird dabei vom Grundprinzip einer nach Plastifizierung und Einspritzung geteilten Einspritzeinrichtung. Insofern ist zunächst eine Plastifiziereinheit zur Erzeugung der Materialschmelze vorgesehen. Diese Plastifiziereinheit wird mittels einer Antriebseinrichtung, vorzugsweise einer elektrischen Antriebseinrichtung drehangetrieben. Als elektrische Antriebseinrichtung eignet sich ein elektrischer Motor, der entweder unmittelbar und ohne Zwischenschaltung eines Getriebes mit der Plastifizierschnecke verbunden sein kann (z. B. High-Torque-Motor) oder aber über Zwischenschaltung eines Getriebes mit der oder den Plastifizierschnecken verbunden ist.The starting point is the basic principle of an injection device divided after plasticizing and injection. In this respect, a plasticizing unit for producing the molten material is first vorgese hen. This plasticizing unit is rotationally driven by means of a drive device, preferably an electric drive device. The electric drive device is an electric motor which can either be connected directly to the plasticizing screw (eg high-torque motor) or without the interposition of a gearbox, or else is connected to the plasticizing screw (s) via the intermediary of a gearbox.

Zudem ist eine Kolben-Zylinder-Einspritzeinrichtung vorgesehen, die mit der Plastifiziereinheit in Strömungsverbindung steht oder bringbar ist und von dieser die Materialschmelze erhält.moreover a piston-cylinder injector is provided with the plasticizing unit in flow communication is or can be brought and receives from this the molten material.

Der Kolben in der Kolben-Zylinder-Einrichtung ist vor und zurück bewegbar, wobei sich beim Zurückbewegen des Kolbens die Kunststoffschmelze im Zylinder ansammeln kann. Durch das Nachvorneschieben des Kolbens kann dann die Schmelze in die Kavität eines nicht dargestellten Werkzeugs einer Schließeinheit überführt werden.Of the Piston in the piston-cylinder device is movable back and forth, being when moving back of the piston can accumulate the plastic melt in the cylinder. By Nachvorneschieben the piston can then melt in the cavity a tool, not shown, a closing unit to be transferred.

Ein Kerngedanke der vorliegenden Erfindung liegt nun darin, dass die Kolben-Zylinder-Einspritzeinrichtung ebenfalls elektrisch antreibbar ist, und zwar über eine Doppelkurbeleinrichtung, die über zumindest eine Verbindungslasche erster Art mittelbar oder unmittelbar mit dem Kolben in Verbindung steht und diesen hin- und herbewegen kann. Die Doppelkurbeleinrichtung ist mit dem Elektromotor verbunden, der sie antreibt.One The core idea of the present invention lies in the fact that the Piston-cylinder injector also electrically driven is, over a double crank device, which has at least one connecting link first type indirectly or directly with the piston in connection stands and can move this back and forth. The double crank mechanism is connected to the electric motor that drives it.

Die Kurbeleinrichtung an sich gestattet bei entsprechendem Betrieb eine kraftoptimale Umsetzung des Drehantriebs in eine Linearbewegung. Dabei wird beispielsweise auf ein Prinzip zurückgegriffen, wie es in der DE 203 14 443 U1 bereits für die Schließeinrichtung angesprochen ist.The crank mechanism per se allows a power-optimal implementation of the rotary drive in a linear movement with appropriate operation. Here, for example, a principle is used, as it is in the DE 203 14 443 U1 already addressed for the locking device.

Bei der Doppelkurbeleinrichtung kann gegenüber der normalen Kurbeleinrichtung der Hub verdoppelt werden. Dafür ist zusätzlich zur Verbindungslasche erster Art eine Verbindungslasche zweiter Art vorgesehen, wobei die Verbindungslasche erster Art eine mittelbare oder unmittelbare Verbindung zwischen dem Kurbelantrieb und dem Kolben und die Verbindungslasche zweiter Art die Verbindung zwischen dem Kurbelantrieb und einer Abstützeinrichtung herstellt. In diesem Fall muss die Kurbeleinrichtung natürlich auch hin- und herbeweglich ausgeführt sein, wobei sie vorzugsmäßig auf einer Gleiteinrichtung auf einem Maschinenbett angeordnet ist.at the double crank mechanism can be compared to the normal crank mechanism the hub will be doubled. Therefore is additional for connection tab of the first kind, a connection tab second Art provided, wherein the connecting strap of the first kind an indirect or direct connection between the crank drive and the Piston and the connecting strap of the second kind the connection between the crank drive and a support device manufactures. In this case, of course, the crank mechanism running back and forth be preferential on a sliding device is arranged on a machine bed.

Es hat sich zudem noch als vorteilhaft erwiesen, zwischen der Verbindungslasche erster Art und dem Einspritzkolben eine dazwischengeschaltete Einspritzplatte anzuordnen, die zusammen mit dem Kolben hin und her verschieblich auf dem Maschinenbett aufgenommen ist. Der Kolben wird in diesem Fall an der Einspritzplatte abgestützt. Auf der anderen Seite der Einspritzplatte ist die Verbindungslasche erster Art angelenkt.It has also proved to be advantageous between the connection tab first type and the injection piston an injection plate interposed therebetween to arrange, which together with the piston reciprocally displaceable recorded on the machine bed. The piston is in this Case supported on the injector plate. On the other hand the injection plate is articulated the connecting strap of the first kind.

Auch die Einspritzplatte kann sich auf einer Gleiteinrichtung des vorgenannt bereits erwähnten Maschinenrahmens bewegen. Um eine in sich stabile Einheit herzustellen, die keinerlei Zug-, Torsions- oder Dehnungskräfte auf den Maschinenrahmen überträgt, können zwischen dem Zylinder, der Einspritzeinrichtung und der vorgenannten Abstützeinrichtung Zugelemente – beispielsweise Zugholme – vorgesehen sein, wie sie auch aus dem Bereich der Schließeinheiten bekannt sind. Der Zylinder der Einspritzeinrichtung kann dabei an einer Platte befestigt sein, wobei dann die Platte zum Befestigen der Zugholme dient.Also the injection plate can be on a slide of the aforementioned already mentioned Move the machine frame. In order to produce a stable unit, which transmits no tensile, torsional or stretching forces on the machine frame, can between the cylinder, the injector and the aforementioned support means Tension elements - for example Tow bars - provided be, as they are also known in the field of clamping units. Of the Cylinder of the injector can be attached to a plate be, in which case the plate is used to attach the Zugholme.

Die Kurbeleinrichtung kann eine oder mehrere Kurbel oder Kurbelscheiben besitzen, die mittels des Antriebs drehangetrieben ist. Die Verbindungslaschen entweder erster oder zweiter Art, von denen ebenfalls ein oder mehrere parallel zueinander angeordnete Exemplare vorgesehen sein können, sind dann exzentrisch an der Kurbel oder der Kurbelscheibe angelenkt. Ist eine Doppelkurbeleinrichtung vorgesehen, so können die beiden Kurbellaschen mit gleicher Exzentrizität diametral gegenüberliegend an der Kurbelscheibe angelenkt sein.The Crank device may have one or more crank or crank disks own, which is rotationally driven by means of the drive. The connecting straps either first or second kind, of which one or more are arranged parallel to each other copies can be provided are then articulated eccentrically on the crank or the crank disk. If a double crank mechanism is provided, the two can Crank links with the same eccentricity diametrically opposite be hinged to the crank disk.

Es hat sich bei den Untersuchungen ergeben, dass bei einer Verdrehung der Kurbelscheibe um einen Winkel von etwa 120° die Verfahrgeschwindigkeit des Kolbens über die ersten 90° im wesentlichen konstant bleibt. Lediglich bei den letzten 30° der Drehbewegung wird der Kolben bezüglich seiner Vorschubgeschwindigkeit langsamer. Allerdings erhöht sich hierbei auch das übertragbare Moment bzw. die übertragbare Kraft. Um diesen Umstand auszunutzen, sollten die Verbindungslaschen so an der Kurbelscheibe angeordnet sein, dass eine Verdrehung der Kurbelscheibe um insgesamt ca. 120° möglich ist.It has revealed in the investigations that at a twist the crank disc at an angle of about 120 ° the travel speed of the piston over the first 90 ° in the remains essentially constant. Only at the last 30 ° of the rotary motion the piston is relative to its feed speed slower. However, it increases here also the transferable Moment or the transferable Force. To exploit this circumstance, the connecting straps should be arranged on the crank disk such that a rotation of the Crank disc is possible by a total of about 120 °.

Der Kurbeltrieb besitzt zudem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ein parallel zur Kurbelscheibe ausgerichtetes und mit diesem fest verbundenes Zahnrad, welches mit dem Antriebsmotor in Eingriff steht. So kann auf der Abtriebswelle des Antriebsmotors beispielsweise eine Getriebe-Schnecke angeordnet sein, die mit dem Zahnrad in Eingriff steht. Auf diese Art und Weise lassen sich auch große Kräfte bzw. Momente über den Kurbeltrieb erzeugen. Alternativ kann natürlich auch ein High-Torque-Motor integral mit dem Kurbeltrieb vorgesehen werden, wobei man dann auf ein Getriebe verzichten kann.The crank mechanism also has according to a preferred embodiment, a parallel to the crank pulley aligned and fixedly connected to this gear, which is in engagement with the drive motor. Thus, for example, a gear worm can be arranged on the output shaft of the drive motor, which is in engagement with the gear. In this way, it is also possible to generate large forces or moments via the crank mechanism. Alternatively, of course, a high-torque motor can be provided integrally with the crank mechanism, which then can do without a gearbox.

Vorteilhaft bei der vorliegenden Konstruktion ist die vollelektrische Ausbildung des Einspritzaggregats sowohl im Bereich der Plastifiziereinheit wie auch im Bereich der Kolben-Zylinder-Einspritzeinrichtung. Da die Kraftübertragung beispielsweise über den Doppelkurbelantrieb erfolgt, kann über den anfänglichen Verfahrbereich des Kolbens eine relativ konstante Verfahrgeschwindigkeit erreicht werden. Im Endbereich des Kolbens verlangsamt sich die Fahrgeschwindigkeit. Jedoch erhöht sich die Einspritzkraft.Advantageous in the present design is the all-electric training of the injection unit both in the plasticizing unit as well as in the area of the piston-cylinder injection device. There the power transmission for example about The double crank drive can be done over the initial travel range of the Piston a relatively constant travel speed can be achieved. In the end of the piston, the speed slows down. However, increased the injection force.

Die Einspritzgeschwindigkeit kann insbesondere über die Drehzahl des Antriebsmotors geregelt werden, wird der Einspritz- und Staudruck mittels eines Sensors aufgenommen, so kann dieses Signal auch in die Regelung einbezogen werden. Insgesamt können so über etwa5% des Einspritzweges ein linearer Geschwindigkeitsverlauf für den Kolben mit einer Kraftverstärkung am Hubende erreicht werden. Dies sorgt für einen hohen Einspritzstrom und eine Kraftverstärkungsphase am Ende der Bewegung mit einem hohen Einspritzdruck. Insgesamt lässt sich mit der vorliegenden Erfindung aufgrund der kostengünstigen Bauteile und der hohen Anzahl von Gleichteilen eine kostengünstige Einheit erreichen, wobei man insbesondere auf kostenintensive und anfällige Kugelspindeln oder Planetenrollspindeln verzichten kann. Für den Antrieb kann man einen Standard(synchron)motor verwenden, der ebenfalls günstig beziehbar ist. Zudem lässt sich auch die Druckvolumenregelung kostengünstig erreichen.The Injection speed can in particular on the speed of the drive motor be regulated, the injection and dynamic pressure by means of a Sensors recorded, this signal can also be in the scheme be included. Overall, you can so over about 5% of the injection path is a linear velocity curve for the piston with a power boost be reached at the end of the stroke. This ensures a high injection current and a power boost phase at the end of the movement with a high injection pressure. Overall, can be with the present invention due to the low cost Components and the high number of identical parts a cost-effective unit achieving, in particular, on costly and vulnerable ball spindles or planetary spindles can do without. For the drive one can use a standard (synchronous) motor use that also cheap can be obtained. In addition, leaves also the pressure volume control can be achieved cost-effectively.

Die Vorplastifizierung kann mit einem konstanten L/D-Verhältnis ausgestattet werden, so dass man die Plastifiziereinheit sehr gut auf die Plastifizieranforderung anpassen kann. Überdies wird keine Rückstromsperre im Einspritzbereich benötigt. Insgesamt lässt sich eine flexible Anpassung von Volumen und Druck getrennt von der Plastifiziereinheit erreichen.The Preplasticization can be provided with a constant L / D ratio so that the plasticizing unit can respond very well to the plasticizing requirement can adapt. moreover will not reverse flow lock needed in the injection area. Overall leaves flexible adaptation of volume and pressure separated from reach the plasticizing unit.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und mit Bezug auf die einzige, beigefügte Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt eine schematische Ausführungsform einer erfindungsgemäßen, elektrischen Einspritzeinheit.following the present invention is based on an embodiment and with reference on the only one attached Drawing closer explained. The drawing shows a schematic embodiment of an inventive, electrical Injection unit.

Die vorliegende elektrische Einspritzeinheit umfasst eine getrennte Plastifizier- und Einspritzeinheit.The present electrical injection unit comprises a separate Plasticizing and injection unit.

Die Einspritzeinheit weist eine relativ zum Einspritzzylinder 8 feste Platte 1 auf, an welcher der Einspritzzylinder 8 befestigt ist. Der Einspritzzylinder 8 besitzt einen Zylinderraum, in dem ein Kolben 9 hin und her beweglich aufgenommen und gelagert ist. Der Zylinderraum ist über ein Heißkanalsystem 14 mit der später noch zu beschreibenden Plastifiziereinheit verbunden. Im Heißkanal 14 ist ein Rückschlagventil 14' angeordnet, welches verhindert, dass Schmelze beim Einspritzen zurück zur (später noch zu erläuternden) Plastifizierung fließen kann. Zudem ist ein Kanal zu einer Einspritzdüse an der Spitze des Einspritzzylinders 8 vorgesehen, über welchen die in dem Zylinderraum aufgenommene Kunststoffschmelze mittels des Kolbens 9 in eine Kavität eines nicht dargestellten Werkzeugs eingespritzt werden kann. Der Einspritzkanal weist noch ein schaltbaren Düsenverschluss 15 auf, so dass ein Austreten von Schmelze aus dem Zylinderraum aktiv unterbunden werden kann.The injection unit has a relative to the injection cylinder 8th solid plate 1 on, on which the injection cylinder 8th is attached. The injection cylinder 8th has a cylinder space in which a piston 9 reciprocally received and stored. The cylinder chamber is via a hot runner system 14 connected to the later to be described plasticizing unit. In the hot runner 14 is a check valve 14 ' arranged, which prevents melt during injection back to the (later to be explained) plasticization can flow. In addition, a channel to an injection nozzle at the top of the injection cylinder 8th provided, via which the plastic melt received in the cylinder chamber by means of the piston 9 can be injected into a cavity of a tool, not shown. The injection channel still has a switchable nozzle closure 15 on, so that leakage of melt from the cylinder chamber can be actively prevented.

Die feste Platte 1 ist über Zugholme 3 mit einer auf der rechten Seite des Bildes angeordneten Abstützplatte 2 verbunden.The solid plate 1 is over Zugholme 3 with a support plate arranged on the right side of the image 2 connected.

Der im Zylinderraum aufgenommene Kolben 9 ist an seinem hinteren Ende an einer Einspritzplatte 5 befestigt, auf deren anderer Seite eine Verbindungslasche erster Art 18 angelenkt ist. Die Verbindungslasche erster Art 18 ist an ihrem anderen Ende mit der Kurbelscheibe 16 eines Kurbeltriebs 4 gelenkig gekoppelt. Mit der gleichen Exzentrizität diametral gegenüberliegend an der Kurbelscheibe ist ein Ende einer Verbindungslasche zweiter Art 18' gekoppelt, deren anderes Ende gelenkig (Bezugziffer 17) mit der Abstützplatte 2 abgestützt ist. Der Kurbeltrieb 4 ist somit zwischen der Abstützplatte 2 und der Einspritzplatte 5 angeordnet.The piston received in the cylinder chamber 9 is at its rear end on an injection plate 5 attached, on the other side of a connecting tab of the first kind 18 is articulated. The connecting strap of the first kind 18 is at the other end with the crank disc 16 a crank mechanism 4 articulated coupled. With the same eccentricity diametrically opposite to the crank disc is an end of a connecting strap of the second kind 18 ' coupled, the other end hinged (reference numeral 17 ) with the support plate 2 is supported. The crank mechanism 4 is thus between the support plate 2 and the injection plate 5 arranged.

Natürlich können auch oder mehrere Verbindungslaschen erster Art 18 und Verbindungslaschen zweiter Art 18' verwendet werden, die dann jeweils parallel zueinander angeordnet werden müssen. Eine entsprechende Zahl von Kurbelscheiben ist dann ebenfalls vorzusehen oder die Kurbelscheibe sind geeignet auszubilden.Of course, or more connecting tabs of the first kind 18 and connecting straps of the second kind 18 ' can be used, which must then be arranged in parallel to each other. A corresponding number of crank disks is then also provided or the crank disk are suitable form.

Der Kurbeltrieb 4 ist ebenso wie die Einspritzplatte 5 auf zwei parallel zueinander verlaufenden Schienen 7' auf dem Maschinenbett über Gleitfüße 7 verschieblich gelagert.The crank mechanism 4 is just like the injection plate 5 on two parallel sliding nen 7 ' on the machine bed via sliding feet 7 slidably mounted.

Am Gehäuse des Kurbeltriebs 4 sind zwei Elektromotore 21 und 22 befestigt. Beide Elektromotore 21, 22 besitzen Abtriebswellen, an denen Zahnräder (oder Schnecken) angeordnet sind, die mit einem entsprechend (nicht dargestellten) Zahnrad des Kurbeltriebs 4 kämmen. Von dem Zahnrad wird die Kraft oder das Moment dann auf die fest damit verbundene Kurbelscheibe 16 oder Kurbelscheiben übertragen.On the housing of the crank mechanism 4 are two electric motors 21 and 22 attached. Both electric motors 21 . 22 have output shafts on which gears (or worms) are arranged with a corresponding (not shown) gear of the crank mechanism 4 comb. From the gear, the force or torque is then on the firmly connected crank disc 16 or transferred crank disks.

Um die vor allem beim Einspritzvorgang auftretende Kraft im Einspritzsystem abzufangen, sind zwischen der Abstützplatte 2 und der Platte 1 vier Zugholme 3 angeordnet, welche die Eckbereiche der Platten 1 und 2 verbinden und parallel zueinander verlaufen. Diese Zugholme 3 nehmen ähnlich wie bei einer Schließeinrichtung die Zugkräfte zwischen den Platten 1 und 2 auf.To intercept the force occurring in the injection system, especially during the injection process, are between the support plate 2 and the plate 1 four towbars 3 arranged, which are the corner areas of the plates 1 and 2 connect and run parallel to each other. These towbars 3 take the tensile forces between the plates similar to a locking device 1 and 2 on.

Die Plastifiziereinrichtung weist einen Plastifizierextruder mit einem Zylinder 10 und einer Plastifizierschnecke 11 auf. Die Plastifizierschnecke 11 ist im Plastifizierzylinder 10 drehbar angeordnet. Der Antrieb wird durch einen am Ende der Plastifizierschnecke über eine Kupplung gekoppelten Motor 13 drehangetrieben. Die Kupplung ist in einem Gehäuse 12 mit einer Lagerung aufgenommen. Die Plastifiziereinheit ist über zwei Lagerelemente auf dem Zugholm 3, der sich zwischen der festen Platte und der Abstützplatte 2 erstreckt, gelagert.The plasticizer has a plasticizing extruder with a cylinder 10 and a plasticizing screw 11 on. The plasticizing screw 11 is in the plasticizing cylinder 10 rotatably arranged. The drive is provided by a motor coupled to the end of the plasticizing screw via a coupling 13 rotatably driven. The coupling is in a housing 12 taken up with a storage. The plasticizing unit has two bearing elements on the towbar 3 which is between the fixed plate and the support plate 2 extends, stored.

Nachfolgend wird der Betrieb des vorliegenden, voll-elektrischen Einspritzaggregats erläutert. Durch den Antrieb des Motors 13 wird die Plastifizierschnecke 11 im Plastifizierzylinder 10 in Drehung versetzt, wodurch das über den Einfülltrichter eingefüllte Ausgangsgranulat in der Plastifiziereinheit aufgeschmolzen und nach vorne befördert wird. Über den Heißkanal 14 gelangt die Kunststoffschmelze in den Zylinderraum des Zylinders 8, wobei der Zylinderkolben 9 unter gesteuertem Aufrechterhaltung eines bestimmten Staudrucks zurückgezogen wird. Das Zurückziehen erfolgt durch den geregelten Antrieb der beiden Elektromotoren 21 und 22, die über das vorgenannte Getriebe die Kurbelscheibe 16 in Drehung versetzen. Durch die Rotation der Kurbelscheibe 16 wird bei entsprechender Anlenkungen der Verbindungslaschen 18 und 18' die Einspritzplatte 5 zusammen mit dem Einspritzkolben 9 zurückgezogen, wodurch sich Kunststoffschmelze im Schneckenvorraum ansammeln kann.The operation of the present all-electric injection unit will be explained below. By driving the engine 13 becomes the plasticizing screw 11 in the plasticizing cylinder 10 set in rotation, whereby the filled through the hopper starting granules is melted in the plasticizing and conveyed forward. Over the hot runner 14 the plastic melt enters the cylinder space of the cylinder 8th , where the cylinder piston 9 is withdrawn under controlled maintenance of a certain dynamic pressure. The retraction is carried out by the regulated drive of the two electric motors 21 and 22 , which via the aforementioned gear the crank disc 16 set in rotation. By the rotation of the crank disc 16 is with appropriate linkages of the connecting straps 18 and 18 ' the injection plate 5 together with the injection piston 9 withdrawn, whereby plastic melt can accumulate in the antechamber.

Hat sich eine ausreichende Menge von Kunststoffschmelze im Zylinderraum des Zylinders gesammelt, so wird auf Einspritzen umgeschaltet. Dabei werden die Elektromotore 21 und 22 in die andere Richtung angetrieben. Durch die Drehung der Kurbelscheibe 16 wird die Einspritzplatte 5 zusammen mit dem Einspritzkolben 9 relativ zum Einspritzzylinder 8 nach vorne bewegt. Das Rückschlagventil 14' schließt sich, und über den geöffneten Düsenverschluss 15 wird die Kunststoffschmelze in die Kavität des nicht dargestellten Spritzgießwerkzeugs eingespritzt.If a sufficient amount of plastic melt collected in the cylinder chamber of the cylinder, it is switched to injection. This will be the electric motors 21 and 22 driven in the other direction. By the rotation of the crank disc 16 becomes the injection plate 5 together with the injection piston 9 relative to the injection cylinder 8th moved forward. The check valve 14 ' closes, and over the opened jet shutter 15 the plastic melt is injected into the cavity of the injection molding tool, not shown.

Wurde die Kurbelscheibe beim Zurückfahren über ungefähr20° verdreht, so erfolgt während der ersten 75% der Drehung mit entgegengesetzter Drehrichtung, also über die ersten 90°, ein Nachvorneverschieben des Kolbens mit einer recht gleichmäßigen Geschwindigkeit. Die Einspritzgeschwindigkeit ist dabei relativ hoch. Erst während der letzten 30° der Drehung der Kurbelscheibe verlangsamt sich die Drehgeschwindigkeit, wobei jedoch eine Kraftverstärkung die entsprechende Hebelwirkung auftritt.Has been the crankshaft is rotated about 20 ° when returning, so happens during the first 75% of the rotation with opposite direction of rotation, so over the first 90 °, advancing the piston at a fairly steady speed. The injection speed is relatively high. Only during the last 30 ° of Rotation of the crank disc slows down the rotational speed, whereby but a power boost the corresponding leverage occurs.

Während des Füllens des Zylinderraums des Zylinders 8 bewegen sich sowohl der Kurbeltrieb 4 wie auch die Einspritzplatte 5 nach hinten. Die Platten 1 und 2 bleiben dabei relativ zum Maschinenbett fest.While filling the cylinder space of the cylinder 8th Both the crank drive are moving 4 as well as the injection plate 5 to the rear. The plates 1 and 2 stay fixed relative to the machine bed.

Beim Einspritzen bewegen sich Kurbeltrieb 4 und Einspritzplatte 5 nach vorne. Dabei kann beispielsweise zwischen der Einspritzplatte 5 und der festen Platte 1 ein Kraftsensor 19 angeordnet sein, der die Kraft im vorderen Todpunktbereich feststellt. Auf diese Art und Weise kann der Einspritzdruck sowie der Nachdruck aufgenommen und auch geregelt werden. Natürlich ist eine entsprechende Steuerung und Regelung für einen adäquaten Betrieb der Motoren 13, 21 und 22 vorgesehen. Je nach eingesetzter Sensorik können auch die entsprechenden Informationen an die Steuerung gegeben und damit eine Regelung in gewünschter Weise durchgeführt werden.When injecting move crank mechanism 4 and injection plate 5 Forward. In this case, for example, between the injection plate 5 and the solid plate 1 a force sensor 19 be arranged, which detects the force in the front dead center area. In this way, the injection pressure and the emphasis can be recorded and also regulated. Of course, appropriate control and regulation for adequate operation of the engines 13 . 21 and 22 intended. Depending on the sensor used and the corresponding information can be given to the controller and thus a control can be performed in the desired manner.

Soll die gesamte Einspritzeinrichtung von einer Schließeinheit zyklusweise weggefahren und dann wieder hingefahren werden, so müsste noch ein separater Antrieb vorgesehen sein, der die gesamte, soeben beschriebene Kombination aus Plastifiziereinheit 10, 11 und Einspritzeinheit hin und her bewegt. In diesem Fall würden sich auch die feste Platte 1 und die Abstützplatte zusammen mit allen anderen Elementen, also auch der Einspritzeinheit, nach vorne und hinten bewegen lassen.If the entire injection device is driven away from a closing unit in cycles and then driven back, so would still be provided a separate drive, the whole, just described combination of plasticizing 10 . 11 and injection unit moved back and forth. In this case, would also be the solid plate 1 and let the support plate move forwards and backwards along with all other elements, including the injection unit.

Insgesamt ist mit der vorliegenden Erfindung eine einfache Möglichkeit für eine vollelektrische Konstruktion einer Einspritzeinheit geschaffen. Benutzt man dabei auf der Schließseite einen entsprechenden Kurbelantrieb mit gleich konstruierten Verbindungslaschen, so können standardisierte Teile verwendet werden, was sich besonders günstig auf die Herstellkosten auswirkt. Bezugszeichenliste 1 Platte mit daran befestigten Einspritzzylinder 2 Abstützplatte 3 Zugelemente 4 Kurbeltrieb 5 Einspritzplatte 6 Einspritzeinheit 7 Gleitschuh 8 Einspritzzylinder 9 Einspritzkolben 10 Plastifizierzylinder 11 Plastifizierschnecke 12 Gehäuse mit Lagerung 13 Antriebsmotor 14 Heißkanalsystem 14' Rückschlagventil 15 Schaltbarer Düsenverschluss 16 Kurbelwelle/Kurbelscheibe 17 Gelenkpunkte 18 Koppelungslaschen erster Art 18' Koppelungslaschen zweiter Art 19 Kraftsensor 21, 22 Antriebsmotoren Overall, the present invention provides a simple possibility for a fully electric construction of an injection unit. If one uses a corresponding crank drive with identically constructed connecting straps on the closing side, then standardized parts can be used, which has a particularly favorable effect on the production costs. LIST OF REFERENCE NUMBERS 1 Plate with attached injection cylinder 2 support plate 3 tension elements 4 crankshaft 5 Injection plate 6 Injection unit 7 shoe 8th Injection cylinder 9 Injection piston 10 plasticizing 11 plasticizing 12 Housing with storage 13 drive motor 14 Hot runner system 14 ' check valve 15 Switchable nozzle closure 16 Crankshaft / crank 17 pivot points 18 Coupling tabs of the first kind 18 ' Coupling tabs of the second kind 19 force sensor 21 . 22 drive motors

Claims

Electric injection unit for an injection molding machine comprising - a plasticizing unit ( 10 . 11 ) for producing a molten material, - a piston-cylinder injection device which is in fluid communication with the plasticizing unit or can be brought and from which the material melt receives, the piston ( 9 ) via a drive device ( 4 . 21 . 22 ) is movable back and forth, characterized in that the drive device at least one double crank device ( 4 . 16 . 18 . 18 ' ) having at least one connecting tab of a first type ( 18 ) and at least one connecting tab ( 18 ' ) of a second type, wherein the connecting strap of the first type ( 18 ) an indirect or direct connection between the crank drive ( 4 ) and the piston ( 9 ) and the connection tab of the second kind ( 18 ' ) the connection between the crank drive ( 4 ) and a support device ( 2 ) and the Doppelkurbeleinrichtung ( 4 ) is reciprocable, and that the double crank device ( 4 ) with at least one electric motor ( 21 . 22 ) is rotatably connected, with which it is drivable.

Electric injection unit according to claim 1, characterized in that the connecting strap of the first type ( 18 ) opposite the double crank device on a movable injection plate ( 5 ) is hinged, which on the other side of the injection piston ( 9 ) having.

Electrical injection unit according to one of the preceding claims, characterized in that the injection cylinder ( 8th ) of the piston-cylinder injector on a plate ( 1 ) which is connected by tension elements ( 3 ) with the support device ( 2 ) connected is.

Electric injection unit according to one of the preceding Claims, characterized in that the electric motor as a high-torque motor is formed, which is directly connected to the double crank.

Electrical injection unit according to one of claims 1 to 3, characterized in that the one or more electric motors ( 21 . 22 ) via a transmission with the double crank or the crank disk ( 16 ) are connected.

Electric injection unit according to claim 5, characterized in that a gear comprises a connected to the electric motor axis worm wheel and a meshing with the worm gear, which with the double crank or the crank disc ( 16 ) connected is.

Electric injection unit according to one of the preceding Claims, characterized in that the injection device together with the double crank drive is arranged back and forth.

Electric injection unit according to one of the preceding Claims, characterized in that the plasticizing device as Ein-, Two or more shaft extruder is formed.

Electric injection unit according to claim 8, characterized characterized in that the one, two or multiple shaft extruder batch is operable.

Electric injection unit according to a claim 8, characterized in that the one-, two- or multi-screw extruder is continuously operable and a memory device for buffering Material melt is provided.

Electric injection unit according to one of the preceding claims, characterized in that the plasticizing device ( 10 . 11 ) is held on the injector.