專利名稱：用于注射裝置的驅(qū)動(dòng)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及一注射成型機(jī)的注射裝置，尤其涉及完成注射和擠出功能的注射裝置中的驅(qū)動(dòng)設(shè)備。
有關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)注射成型機(jī)的注射裝置在一正常的工作周期的過(guò)程中基本上提供兩種功能，即注射和擠出。當(dāng)進(jìn)給螺桿向前線性(不是旋轉(zhuǎn))運(yùn)動(dòng)、以迫使塑料熔料進(jìn)入模具時(shí)，進(jìn)行注射功能。當(dāng)進(jìn)給螺桿旋轉(zhuǎn)、以對(duì)用于下一次注射的另外的材料進(jìn)行增塑時(shí)，進(jìn)行擠出功能。在擠出作用過(guò)程中，由于進(jìn)給螺桿旋轉(zhuǎn)，迫使塑料熔料逐漸通過(guò)螺桿的端部，以形成壓力或作用力，由于熔料堆積起來(lái)，使螺桿向后運(yùn)動(dòng)到其預(yù)注射位置。
注射和擠出功能需要一個(gè)在注射裝置中的相關(guān)的驅(qū)動(dòng)設(shè)備。在液壓機(jī)中，注射功能所需的運(yùn)動(dòng)一般是通過(guò)一液壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而擠出過(guò)程所需的進(jìn)給螺桿的旋轉(zhuǎn)一般是由一液壓發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)完成的。尤其是最近，與機(jī)械系統(tǒng)組合的電動(dòng)機(jī)在注射裝置中用作為直接的動(dòng)力源。一些現(xiàn)有技術(shù)的電系統(tǒng)對(duì)于每一個(gè)功能使用單獨(dú)的電動(dòng)機(jī)，即一個(gè)電動(dòng)機(jī)由于旋轉(zhuǎn)進(jìn)給螺桿，第二個(gè)電動(dòng)機(jī)與諸如滾珠絲桿的機(jī)構(gòu)組合，以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成注射所需的線性運(yùn)動(dòng)。其它電動(dòng)機(jī)器使用單個(gè)電動(dòng)機(jī)和一個(gè)龐大的由制動(dòng)器、離合器和被動(dòng)件組成的復(fù)雜系統(tǒng)，以交替地進(jìn)行注射和擠出功能。
雖然兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的方法可以完全獨(dú)立控制，但“單個(gè)”電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)仍能完成必需的功能，還同時(shí)為一較經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)提供潛在的可能性。但是，使用單個(gè)電動(dòng)機(jī)原理的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)需要機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜的動(dòng)力傳遞系統(tǒng)，還常常需要雙份構(gòu)件，這樣就排除了降低成本的潛在可能性。此外，在不增加成本較高的構(gòu)件的情況下，這樣的系統(tǒng)在注射過(guò)程中不能限制進(jìn)給螺桿的旋轉(zhuǎn)。顯然，這種系統(tǒng)的復(fù)雜性對(duì)注射裝置的可靠性有負(fù)面影響。由于注射成型機(jī)一般是以連續(xù)(自動(dòng))方式進(jìn)行工作，常常是每幾秒鐘進(jìn)行注射和擠出動(dòng)作，所以驅(qū)動(dòng)設(shè)備的耐久性和可靠性是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種驅(qū)動(dòng)設(shè)備，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，它能用一個(gè)電動(dòng)機(jī)有效提供擠出和注射功能。
發(fā)明概要簡(jiǎn)而言之，本發(fā)明涉及一注射成型機(jī)中的注射裝置的驅(qū)動(dòng)設(shè)備。驅(qū)動(dòng)設(shè)備交替地使進(jìn)給絲桿旋轉(zhuǎn)，并交替地使一個(gè)將旋轉(zhuǎn)換為線性運(yùn)動(dòng)的諸如一滾珠絲桿機(jī)構(gòu)的裝置工作，以便完成擠出和注射功能。驅(qū)動(dòng)設(shè)備包括一驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、一在進(jìn)給絲桿與一在機(jī)架中的固定構(gòu)件之間的第一單向離合器、一在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)與進(jìn)給絲桿之間的第二單向離合器和一在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)與滾珠絲桿機(jī)構(gòu)之間的第三單向離合器。
注射裝置工作期間，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)以向前方向(順時(shí)針)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行注射功能，反向(逆時(shí)針)旋轉(zhuǎn)而來(lái)進(jìn)行擠出功能。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)向前旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，(a)第三單向離合器嚙合，使?jié)L珠絲桿機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致進(jìn)給絲桿向前(線性)移動(dòng)，以完成塑料熔料的實(shí)際注射；(b)第二單向離合器打滑；以及(c)第一單向離合器嚙合，以防進(jìn)給絲桿在塑料熔料注射過(guò)程中旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)反向旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，(a)第二單向離合器嚙合，使進(jìn)給絲桿以一預(yù)定的速度旋轉(zhuǎn)而增塑材料；(b)第一單向離合器打滑；以及(c)第三單向離合器打滑，允許滾珠絲桿機(jī)構(gòu)自由旋轉(zhuǎn)，滾珠絲桿機(jī)構(gòu)的這種自由旋轉(zhuǎn)與當(dāng)注射量的塑料堆積在進(jìn)給絲桿的前面時(shí)的進(jìn)給絲桿的向后移動(dòng)成適當(dāng)比例的。
如果需要，可在驅(qū)動(dòng)設(shè)置中設(shè)置一小電動(dòng)機(jī)或制動(dòng)機(jī)構(gòu)，以在擠出功能中，當(dāng)進(jìn)給絲桿向后移動(dòng)時(shí)控制滾珠絲桿的旋轉(zhuǎn)，從而控制塑料熔料的背壓。
以下公開(kāi)了每一個(gè)都具有各自獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)設(shè)備的三個(gè)實(shí)施例(I)靠近分開(kāi)的驅(qū)動(dòng)聯(lián)接器安裝一雙軸電動(dòng)機(jī)，用于擠出(進(jìn)給絲桿旋轉(zhuǎn))和注射(滾珠絲桿旋轉(zhuǎn)，進(jìn)給絲桿平移)；(II)一機(jī)械連接于一傳遞裝置的單軸電動(dòng)機(jī)，交替驅(qū)動(dòng)進(jìn)給絲桿和滾珠絲桿；以及(III)與進(jìn)給絲桿與滾珠絲桿機(jī)構(gòu)軸向?qū)R的一空心(或雙)軸電動(dòng)機(jī)，使轉(zhuǎn)子的一端連接于進(jìn)給絲桿，轉(zhuǎn)子的另一端連接于滾珠絲桿機(jī)構(gòu)?？偠灾景l(fā)明為注射裝置中的單個(gè)電動(dòng)機(jī)提供了緊湊的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；它改進(jìn)了可靠性，較快的反應(yīng)超過(guò)了需要一轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)。這些實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)包括方案“II”使用一“標(biāo)準(zhǔn)”的電動(dòng)機(jī)，方案“III”簡(jiǎn)化了對(duì)于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的安裝和連接；方案“I”使用一個(gè)比“III”更經(jīng)濟(jì)的電動(dòng)機(jī)，并有一個(gè)比“II”簡(jiǎn)單的離合器。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是一注射成型機(jī)的注射裝置的側(cè)視圖，該注射裝置包括一本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)設(shè)備。
圖2是一局部剖開(kāi)的放大視圖，它較詳細(xì)地示出了圖1中所示的注射裝置的驅(qū)動(dòng)設(shè)備。
圖3是一類似于圖2的視圖，它示出了本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)設(shè)備的第二實(shí)施例。
圖4是一類似于圖2和3的視圖，它示出了本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)設(shè)備的第三實(shí)施例。
較佳實(shí)施例的說(shuō)明下面通過(guò)用于一典型的注射成型機(jī)中的注射裝置來(lái)描述本發(fā)明。如圖1所示，注射裝置10由一安裝在注射成型機(jī)的一基座8上的水平支承桿4支承。注射裝置10適于沿支承桿4運(yùn)動(dòng)，以便定位，諸如與一安裝于固定工作臺(tái)6的模具(未示出)相連。
注射裝置10的主要構(gòu)件包括一具有一進(jìn)給絲桿14(圖2)的套筒12(圖14)，該進(jìn)給絲桿14用于增塑從漏斗16通過(guò)外殼15進(jìn)入套筒12的熱塑性材料。注射裝置10的運(yùn)行動(dòng)作是由一驅(qū)動(dòng)組件18驅(qū)動(dòng)的。注射裝置10的驅(qū)動(dòng)組件18包括一電氣驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20、注射驅(qū)動(dòng)聯(lián)接器22、擠壓驅(qū)動(dòng)聯(lián)接器24、軸承外殼26、支承外殼28、導(dǎo)向桿30和具有滾珠螺母34的滾珠絲桿32，見(jiàn)圖1和2。如下面的篇幅將要較詳細(xì)地描述的那樣，在擠出作用的過(guò)程中，驅(qū)動(dòng)組件18使進(jìn)給絲桿14旋轉(zhuǎn)，以增塑材料，驅(qū)動(dòng)裝置18還使進(jìn)給絲桿14產(chǎn)生平移運(yùn)動(dòng)，以進(jìn)行注射作用。較佳的是，設(shè)置一輔助電動(dòng)機(jī)36，以在擠出作用的過(guò)程中的控制塑料熔料的背壓(back pressure)。
下面參閱圖2，驅(qū)動(dòng)組件18包括一把電動(dòng)機(jī)20連接到滾珠絲桿32的注射驅(qū)動(dòng)聯(lián)接器22。安裝在電動(dòng)機(jī)20的主軸38上的是一單向離合器42和兩個(gè)滾珠軸承組件44，兩個(gè)滾珠軸承組件44共同支承和配合一帶輪40。如下面將要更全面描述的那樣，雖然電動(dòng)機(jī)20能雙向旋轉(zhuǎn)，但單向離合器42使帶輪40只能單向旋轉(zhuǎn)。在公開(kāi)的內(nèi)容中，每個(gè)描述為“單向離合器”的元件最好是一種機(jī)械凸輪型離合器，它被制造成使一旋轉(zhuǎn)圓筒件與一環(huán)繞件嚙合而單向旋轉(zhuǎn)；當(dāng)旋轉(zhuǎn)圓筒件在相反的方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，基本上沒(méi)有來(lái)自離合器的阻力。摩爾斯工業(yè)、愛(ài)默生動(dòng)力傳遞公司(Morse Industrial，Emerson Power Transmission Corp.)是這類離合器的著名供應(yīng)商。
一第二帶輪48安裝在滾珠絲桿32的軸端部50。連接帶輪40和48的是一驅(qū)動(dòng)帶46。為了進(jìn)一步穩(wěn)定滾珠絲桿32的軸端部50，設(shè)置一支承件52和軸承54。支承件52從一電動(dòng)機(jī)的安裝板51延伸。電動(dòng)機(jī)安裝板51直接連接于軸承外殼26，并構(gòu)造成在支承外殼28上運(yùn)動(dòng)。如所示那樣，電動(dòng)機(jī)20直接座落在安裝板51的頂部。要指出的是，安裝板51最好包括與支承桿30相連的延伸部分53(圖1)，以進(jìn)一步提供穩(wěn)定性。
驅(qū)動(dòng)組件18還包括一使電動(dòng)機(jī)20連接于進(jìn)給絲桿14的擠出驅(qū)動(dòng)聯(lián)接器24。以一類似于上述有關(guān)注射驅(qū)動(dòng)聯(lián)接器22的方法，擠出驅(qū)動(dòng)聯(lián)接器24包括一通過(guò)一單向離合器66和若干軸承68安裝在電動(dòng)機(jī)主軸38上的帶輪64。一擠出驅(qū)動(dòng)聯(lián)接器24中的第二帶輪72連接于進(jìn)給絲桿聯(lián)接器56，并通過(guò)一驅(qū)動(dòng)帶70由帶輪64驅(qū)動(dòng)。
滾珠螺母34裝在支承外殼28內(nèi)，并由于通過(guò)一側(cè)力傳感器(1oad cell)76連接于外殼28而不能旋轉(zhuǎn)。滾珠絲桿32的被動(dòng)端部50連接于帶輪48，絲桿32的相對(duì)端在軸承外殼26內(nèi)連接于滾珠絲桿耦合元件58。耦合元件58可在外殼26內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)，并構(gòu)造成把縱向的(水平)力從滾珠絲桿32傳遞到進(jìn)給絲桿聯(lián)接器56。設(shè)置止推軸承62和滾珠軸承78和60，便于進(jìn)給絲桿聯(lián)接器56與滾珠絲桿32之間力的傳遞。
下面描述圖1和2所示的驅(qū)動(dòng)組件18的工作。為了驅(qū)動(dòng)擠出功能，使電動(dòng)機(jī)20逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)主軸38的旋轉(zhuǎn)使單向離合器66嚙合，以驅(qū)動(dòng)帶輪64，隨后通過(guò)驅(qū)動(dòng)帶70驅(qū)動(dòng)帶輪72。帶輪72的旋轉(zhuǎn)同樣把旋轉(zhuǎn)傳遞給進(jìn)給絲桿聯(lián)接器56，進(jìn)給絲桿聯(lián)接器56又使進(jìn)給絲桿14旋轉(zhuǎn)。當(dāng)進(jìn)給絲桿14旋轉(zhuǎn)時(shí)，漏斗16供應(yīng)的材料通過(guò)外殼15喂入，并在套筒12內(nèi)增塑。進(jìn)給絲桿14的旋轉(zhuǎn)還使材料向前進(jìn)給到套筒12的噴嘴(排出)端，當(dāng)所裝的材料開(kāi)始堆積時(shí)，在絲桿14端部的熔料壓力增加。當(dāng)塑料熔料的壓力達(dá)到一定的程度，將迫使進(jìn)給絲桿14朝后移動(dòng)，由此也使整個(gè)驅(qū)動(dòng)組件18朝注射裝置10的后面運(yùn)動(dòng)(除了支承外殼28保持不動(dòng)之外)。具體地說(shuō)，進(jìn)給絲桿14的向后運(yùn)動(dòng)通過(guò)聯(lián)接器58把一力作用于滾珠絲桿32，使?jié)L珠絲桿32同樣也向后運(yùn)動(dòng)，當(dāng)通過(guò)滾珠螺母34推滾珠絲桿32時(shí)，滾珠絲桿32旋轉(zhuǎn)。
可以用通過(guò)一驅(qū)動(dòng)帶輪80接觸皮帶46的輔助電動(dòng)機(jī)36來(lái)控制進(jìn)給絲桿14(和滾珠絲桿32)的向后運(yùn)動(dòng)的速度。電動(dòng)機(jī)36可以作為一制動(dòng)器使用，使?jié)L珠絲桿32的運(yùn)動(dòng)減速，這樣進(jìn)給絲桿14的向后運(yùn)動(dòng)(但不是旋轉(zhuǎn))減速，由此提高塑料熔料的背壓。或者，用電動(dòng)機(jī)36使絲桿32加速運(yùn)動(dòng)，這樣提高進(jìn)給絲桿向后運(yùn)動(dòng)的速度，由此降低熔料的背壓。
在擠出作用的過(guò)程中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)20逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，單向離合器42在主軸42上打滑，使?jié)L珠絲桿32按上述方式自由旋轉(zhuǎn)。類似地，單向離合器74打滑，以便不影響進(jìn)給絲桿14的旋轉(zhuǎn)和套筒12中的相關(guān)的材料增塑。由于需要對(duì)安裝在固定工作臺(tái)6上的模具的型腔進(jìn)行注入，所以當(dāng)進(jìn)給絲桿14的前面堆積了足夠量的塑料熔料時(shí)，就完成了擠出功能。
為了驅(qū)動(dòng)注射功能，電動(dòng)機(jī)20順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，其結(jié)果是，單向離合器42與主軸38嚙合而使帶輪40旋轉(zhuǎn)，再通過(guò)驅(qū)動(dòng)帶46使帶輪48旋轉(zhuǎn)。在注射過(guò)程中，不驅(qū)動(dòng)輔助電動(dòng)機(jī)36，使它作為“飛輪”靠著驅(qū)動(dòng)帶46。帶輪48的旋轉(zhuǎn)傳遞到滾珠絲桿32，使絲桿32通過(guò)受支承外殼28制約的滾珠螺母34而前進(jìn)。絲桿32的平移(直線的)運(yùn)動(dòng)通過(guò)外殼26中的軸承60、62和聯(lián)接器58傳遞給進(jìn)給絲桿聯(lián)接器56。事實(shí)上，由于它們是同一組件中的構(gòu)件，所以當(dāng)進(jìn)給絲桿14在套筒12中直線移動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)20、注射聯(lián)接器22、擠出聯(lián)接器24和軸承外殼26隨同滾珠絲桿32一起平移移動(dòng)。
進(jìn)給絲桿14的向前運(yùn)動(dòng)使堆積在套筒12端部的塑料熔料被迫離開(kāi)套筒而進(jìn)入模具型腔。注射期間，使單向離合器74與進(jìn)給絲桿聯(lián)接器56嚙合，這樣當(dāng)進(jìn)給絲桿14前移以注射塑料熔料時(shí)，進(jìn)給絲桿14不能順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。(在進(jìn)給絲桿14的行程中的塑料熔料的力形成一個(gè)會(huì)使進(jìn)給絲桿14旋轉(zhuǎn)的扭矩。)當(dāng)完成了注射功能時(shí)，注射裝置10準(zhǔn)備開(kāi)始如前所述的另一個(gè)擠出功能。
圖3示出驅(qū)動(dòng)組件18的另一個(gè)實(shí)施例，其中功能與前述實(shí)施例相同的構(gòu)件用相同的標(biāo)號(hào)表示。在這個(gè)實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20有一單個(gè)輸出軸38。一帶輪90安裝在主軸38上，并通過(guò)一驅(qū)動(dòng)帶92連接于一第二帶輪94。一單向離合器96設(shè)置在帶輪94與進(jìn)給絲桿聯(lián)接器56之間；一第二單向離合器100設(shè)置在帶輪94與滾珠絲桿耦合元件58之間。最好是，軸承98也設(shè)置在進(jìn)給絲桿聯(lián)接器56與帶輪94和進(jìn)給絲桿聯(lián)接器56與滾珠絲桿耦合元件58之間，如圖所示。第三單向離合器102設(shè)置在連接于進(jìn)給絲桿聯(lián)接器56的軸套104與連接于軸承外殼26的外殼延伸件106之間。
在擠出功能期間，電動(dòng)機(jī)20的主軸38逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，由此帶輪94按同樣的方式通過(guò)帶輪90和連接驅(qū)動(dòng)帶92旋轉(zhuǎn)。隨著帶輪94的旋轉(zhuǎn)，離合器96嚙合，從而聯(lián)接器56旋轉(zhuǎn)，這樣使進(jìn)給絲桿14以與上述第一實(shí)施例相同的方式旋轉(zhuǎn)并增塑熱塑性材料。在圖3所示的設(shè)備中，離合器100打滑，使?jié)L珠絲桿聯(lián)接器58(和滾珠絲桿32)自由旋轉(zhuǎn)。當(dāng)塑料熔料在進(jìn)給絲桿14的前部堆積起來(lái)并增壓時(shí)，迫使進(jìn)給絲桿14和驅(qū)動(dòng)組件18向后移動(dòng)。再用通過(guò)一帶輪112、驅(qū)動(dòng)帶110和帶輪108連接于滾珠絲桿32的輔助電動(dòng)機(jī)36來(lái)控制熔料的背壓?？捎幂o助電動(dòng)機(jī)36對(duì)滾珠絲桿32的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行加速或減速，以使熔料如前述那樣獲得所需的背壓。
在注射功能期間，電動(dòng)機(jī)20使主軸38順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，并以同樣的方式通過(guò)驅(qū)動(dòng)帶92和帶輪90使帶輪94旋轉(zhuǎn)。帶輪94的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)通過(guò)耦合元件58使把旋轉(zhuǎn)傳遞到滾珠絲桿32的離合器100嚙合。滾珠絲桿32的旋轉(zhuǎn)使它通過(guò)滾珠螺母34前移，迫使進(jìn)給絲桿14和若干連接件也前移。注射功能過(guò)程中，單向離合器96打滑，離合器102嚙合，以防在注射期間進(jìn)給絲桿14順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
圖4示出驅(qū)動(dòng)組件18的又一個(gè)實(shí)施例。該設(shè)備的結(jié)構(gòu)不包括如前述實(shí)施例的一軸承外殼，而是有一個(gè)含有軸承和相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)耦合元件的空心軸電動(dòng)機(jī)120。尤其是，空心軸電動(dòng)機(jī)120有一圓筒定子122和圓筒轉(zhuǎn)子124。實(shí)際上轉(zhuǎn)子是這類電動(dòng)機(jī)的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員是熟悉的，它包括保持定子122和轉(zhuǎn)子124之間的合適間距的軸承126。與前述實(shí)施例一樣，圖4所示的驅(qū)動(dòng)設(shè)備包括三個(gè)單向離合器128、130和132。離合器128設(shè)置在轉(zhuǎn)子124內(nèi)、并在進(jìn)給絲桿聯(lián)接器56的周圍，軸承60、62是為了傳遞在工作過(guò)程中發(fā)生的力。類似地，離合器130設(shè)置在轉(zhuǎn)子124內(nèi)、并在滾珠絲桿聯(lián)接器136的周圍。有了這種結(jié)構(gòu)，滾珠絲桿聯(lián)接器136和進(jìn)給絲桿聯(lián)接器56在轉(zhuǎn)子124內(nèi)軸線對(duì)齊。進(jìn)給絲桿聯(lián)接器56也設(shè)置有軸承60、62，以支承其旋轉(zhuǎn)和傳遞有關(guān)的力。離合器132設(shè)置在進(jìn)給絲桿聯(lián)接器56與一固定的外殼構(gòu)件134之間，該外殼構(gòu)件134連接于空心軸電動(dòng)機(jī)120的定子122。
由于驅(qū)動(dòng)聯(lián)接器的許多構(gòu)件容納在轉(zhuǎn)子內(nèi)，所以使用該實(shí)施例的空心軸電動(dòng)機(jī)能夠使整個(gè)結(jié)構(gòu)變得較短。但是，如果組件的長(zhǎng)度不是主要的關(guān)注點(diǎn)，可以用一標(biāo)準(zhǔn)的雙軸電動(dòng)機(jī)來(lái)代替空心軸電動(dòng)機(jī)。雙軸電動(dòng)機(jī)保持與進(jìn)給絲桿與滾珠絲桿對(duì)齊，但構(gòu)造進(jìn)給絲桿聯(lián)接器和滾珠絲桿聯(lián)接器，以便嚙合各電動(dòng)機(jī)軸上的單向離合器。驅(qū)動(dòng)設(shè)備的其它構(gòu)件也經(jīng)過(guò)類似的改裝，以適應(yīng)雙軸電動(dòng)機(jī)。
轉(zhuǎn)子124逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)來(lái)驅(qū)動(dòng)擠出功能。有了這種旋轉(zhuǎn)，離合器128嚙合，使進(jìn)給絲桿聯(lián)接器56驅(qū)動(dòng)進(jìn)給絲桿14旋轉(zhuǎn)。離合器132打滑，以便不干擾進(jìn)給絲桿14的旋轉(zhuǎn)。當(dāng)進(jìn)給絲桿14旋轉(zhuǎn)時(shí)，它增塑材料，在進(jìn)給絲桿14的前部產(chǎn)生壓力，這樣使進(jìn)給絲桿14向后移動(dòng)，以便一批材料堆積在套筒12的排出端。如其它實(shí)施例所描述的，引起進(jìn)給絲桿14向后移動(dòng)的力也使電動(dòng)機(jī)120和滾珠絲桿32作相應(yīng)的移動(dòng)，這是因?yàn)樗羞@些零件是相連的。滾珠絲桿32通過(guò)滾珠螺母34的移動(dòng)使?jié)L珠絲桿32旋轉(zhuǎn)?？梢杂幂o助電動(dòng)機(jī)36通過(guò)驅(qū)動(dòng)帶輪108、皮帶110和連接在滾珠絲桿聯(lián)接器136與滾珠絲桿32之間的帶輪112來(lái)控制滾珠絲桿32的旋轉(zhuǎn)速度。
為了注射功能，轉(zhuǎn)子124順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)嚙合離合器130，由此使?jié)L珠絲桿聯(lián)接器136和滾珠絲桿32旋轉(zhuǎn)。滾珠絲桿32的這種旋轉(zhuǎn)使?jié)L珠絲桿32、電動(dòng)機(jī)120和進(jìn)給絲桿14向前進(jìn)給，以進(jìn)行注射。轉(zhuǎn)子124順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，離合器128打滑，而離合器132嚙合，以防進(jìn)給絲桿14旋轉(zhuǎn)。
雖然根據(jù)附圖中所示的較佳實(shí)施例詳細(xì)地示出了本發(fā)明，也詳細(xì)地描述了較佳實(shí)施例，但不應(yīng)以此來(lái)限制本發(fā)明。相反，所有的修改、變化和等同物都應(yīng)落入所附的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)。例如，雖然通常的驅(qū)動(dòng)聯(lián)接器敘述為皮帶和帶輪，但是其它的機(jī)械聯(lián)接器諸如合適的齒系也可用來(lái)完成同樣的功能。
權(quán)利要求
1.在一注射成型機(jī)中，一注射裝置有一進(jìn)給絲桿、一滾珠絲桿機(jī)構(gòu)、一機(jī)架、一驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置，用來(lái)交替旋轉(zhuǎn)進(jìn)給絲桿與滾珠絲桿機(jī)構(gòu)，以分別進(jìn)行在注射裝置中的擠出和注射功能，傳動(dòng)裝置包括(a)一設(shè)置在進(jìn)給絲桿與注射裝置的機(jī)架之間第一單向離合器，(b)一設(shè)置在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)與進(jìn)給絲桿之間的第二單向離合器，(c)一設(shè)置在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)與滾珠絲桿機(jī)構(gòu)之間的第三單向離合器，使得當(dāng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)以向前方向(注射)工作時(shí)，(i)第三單向離合器嚙合，使?jié)L珠絲桿機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致進(jìn)給絲桿平移(向前)運(yùn)動(dòng)，(ii)第二單向離合器打滑，以及(iii)第一單向離合器嚙合，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)以反向(擠出)工作時(shí)，防止進(jìn)給絲桿旋轉(zhuǎn)，(iv)第二單向離合器嚙合，使進(jìn)給絲桿旋轉(zhuǎn)，(v)第一單向離合器打滑，以及(vi)第三單向離合器打滑，允許滾珠絲桿機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，滾珠絲桿的這種旋轉(zhuǎn)與進(jìn)給絲桿的平移(向后)運(yùn)動(dòng)成適當(dāng)比例。
2.如權(quán)利要求1所述的注射裝置，還包括在擠出期間，進(jìn)給絲桿平移(向后)運(yùn)動(dòng)時(shí)控制滾珠絲桿機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)的裝置，從而影響注射裝置中背壓的控制。
3.如權(quán)利要求2所述的注射裝置，其特征在于，控制滾珠絲桿機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)的裝置包括一機(jī)械連接于滾珠絲桿機(jī)構(gòu)的輔助電動(dòng)機(jī)。
4.如權(quán)利要求1所述的注射裝置，其特征在于，傳動(dòng)裝置還包括使驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)連接于進(jìn)給絲桿和使驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)連接于滾珠絲桿機(jī)構(gòu)的一驅(qū)動(dòng)帶和帶輪。
5.如權(quán)利要求1所述的注射裝置，其特征在于，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子位于進(jìn)給絲桿與滾珠絲桿機(jī)構(gòu)之間并與它們軸線對(duì)齊，傳動(dòng)裝置還包括一在轉(zhuǎn)子與進(jìn)給絲桿之間的進(jìn)給絲桿聯(lián)接器和一在轉(zhuǎn)子與滾珠絲桿之間的滾珠絲桿聯(lián)接器。
6.如權(quán)利要求5所述的注射裝置，其特征在于，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子是空心的，具有進(jìn)給絲桿聯(lián)接器、第二單向離合器、滾珠絲桿聯(lián)接器和至少部分在轉(zhuǎn)子內(nèi)的第三單向離合器。
7.如權(quán)利要求1所述的注射裝置，其特征在于，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)子的每一端有一輸出軸，其中第二單向離合器定位成嚙合一個(gè)轉(zhuǎn)子軸，第三單向離合器定位成嚙合在轉(zhuǎn)子的相對(duì)端的軸。
8.如權(quán)利要求1所述的注射裝置，其特征在于，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)有一單個(gè)的轉(zhuǎn)子輸出軸；傳動(dòng)裝置還包括一驅(qū)動(dòng)帶、一在轉(zhuǎn)子軸上的第一帶輪、一第二帶輪、一進(jìn)給絲桿聯(lián)接器和一滾珠絲桿聯(lián)接器；其中進(jìn)給絲桿聯(lián)接器和滾珠絲桿聯(lián)接器與第二帶輪同中心，使第二單向離合器位于第二帶輪與進(jìn)給絲桿聯(lián)接器之間，第三單向離合器位于第二帶輪與滾珠絲桿聯(lián)接器之間。
全文摘要
一電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備使用一電驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)和三個(gè)單向離合器,以在注射成型機(jī)的注射裝置中提供注射和擠出功能。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)以注射方向旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中,一第三單向離合器嚙合,使?jié)L珠絲桿機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn),導(dǎo)致進(jìn)給絲桿前移,第二單向離合器打滑,第一單向離合器嚙合,以防進(jìn)給絲桿前移時(shí)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)以擠出方向旋轉(zhuǎn)時(shí),第二單向離合器嚙合,第一單向離合器打滑,第三單向離合器打滑,允許滾珠絲桿機(jī)構(gòu)相對(duì)應(yīng)于進(jìn)給絲桿的后移旋轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)B29C45/46GK1202129SQ96198398
公開(kāi)日1998年12月16日 申請(qǐng)日期1996年10月1日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月17日
發(fā)明者威廉·A·賴因哈特 申請(qǐng)人:辛辛那得米勒克朗公司