專(zhuān)利名稱(chēng)：用于轉(zhuǎn)動(dòng)和平移一軸的驅(qū)動(dòng)組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于轉(zhuǎn)動(dòng)和平移一軸的裝置。本發(fā)明對(duì)驅(qū)動(dòng)注射成型機(jī)的擠塑螺桿特別有用。更具體一些，本發(fā)明涉及用于轉(zhuǎn)動(dòng)和往復(fù)移動(dòng)注射成型機(jī)的擠塑螺桿的驅(qū)動(dòng)裝置，其中，螺桿用空心的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)并用液壓活塞往復(fù)移動(dòng)。
本發(fā)明的背景用空心電動(dòng)機(jī)和液壓活塞去驅(qū)動(dòng)并轉(zhuǎn)動(dòng)擠塑螺桿是已知的。不過(guò)，沒(méi)有一個(gè)已知的系統(tǒng)建議綜合用空心電動(dòng)機(jī)去轉(zhuǎn)動(dòng)擠塑螺桿，同時(shí)用一個(gè)液壓活塞去沿縱向移動(dòng)螺桿這兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
授予Stubbe的美國(guó)專(zhuān)利NO.4105147描述了一種螺桿式擠出機(jī)，它通過(guò)齒輪傳動(dòng)用一電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，并且沿縱向通過(guò)液壓活塞移動(dòng)。螺桿有一做有花鍵的軸端，以允許轉(zhuǎn)軸穿過(guò)齒輪傳動(dòng)滑動(dòng)。
授予Fanuc Ltd.的美國(guó)專(zhuān)利4895505描述了一種直線電動(dòng)機(jī)，以用于沿直線移動(dòng)一注射螺桿。直線電動(dòng)機(jī)包括一連串固定在電動(dòng)機(jī)電極上的永久磁鐵，它們與供給周?chē)亩ㄗ永@組的交流電起作用，產(chǎn)生電樞和安裝在電樞上的螺桿軸的直線運(yùn)動(dòng)。該專(zhuān)利描述了用空心電動(dòng)機(jī)去直線地移動(dòng)螺桿軸。
96年7月30日發(fā)出的、授予Krauss-Maffei的美國(guó)專(zhuān)利5540495描述了一擠出螺桿驅(qū)動(dòng)裝置，它包括一用于螺桿的平移運(yùn)動(dòng)的第一電動(dòng)機(jī)和一用于轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿的第二電動(dòng)機(jī)。所描述的實(shí)施例示出兩個(gè)空心電動(dòng)機(jī)。用于平移螺桿的滑動(dòng)裝置和用于轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿的驅(qū)動(dòng)裝置彼此配合在其中。
授予Reinhart的美國(guó)專(zhuān)利NO.5645868描述了一種用于注射單元的驅(qū)動(dòng)設(shè)備，它包括一通過(guò)三個(gè)離合器與螺桿軸接合的電動(dòng)機(jī)。一個(gè)離合器提供螺桿的旋轉(zhuǎn)，第二個(gè)離合器使螺桿向前移動(dòng)，而第三個(gè)離合器則在螺桿向前移動(dòng)時(shí)防止其旋轉(zhuǎn)。不采用液壓?jiǎn)卧?br> 授予Jaroschek等人的美國(guó)專(zhuān)利NO.5747076描述了一種注射成型機(jī)，它采用一液壓活塞去協(xié)助一驅(qū)動(dòng)齒條和一小齒輪機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)，使螺桿前進(jìn)。
授予Fanuc Ltd.的美國(guó)專(zhuān)利5804224描述了一種結(jié)構(gòu)，其中，在轉(zhuǎn)子軸上一體地形成一滾動(dòng)螺桿。與其共軸線地放置的電動(dòng)機(jī)使?jié)L動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)。
99年6月4日發(fā)出的、授予Sumitomo的美國(guó)專(zhuān)利5891485描述了一種注射設(shè)備，它包括兩個(gè)空心軸電動(dòng)機(jī)。一個(gè)電動(dòng)機(jī)指定用于轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿軸，而另一個(gè)電動(dòng)機(jī)則使螺桿軸沿縱向移動(dòng)。兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子都與軸接合。每個(gè)轉(zhuǎn)子位于單獨(dú)的室中。
授予Kestle等人的美國(guó)專(zhuān)利NO.6068810描述了一種注射單元，它有一在一活塞中的套筒，使螺桿由于液壓的作用而縮回或伸出。一電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)該套筒，后者通過(guò)花鍵連至活塞上，從而轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿。電動(dòng)機(jī)安裝在套筒的端部上。
授予Shearer等人的美國(guó)專(zhuān)利NO.6108587描述了一種注射成型系統(tǒng)，它包括一電動(dòng)機(jī)和一液壓活塞，前者用于驅(qū)動(dòng)齒輪，以轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿，而后者則用于平移螺桿。
授予Schad的美國(guó)專(zhuān)利NO.6478572描述了一種注射單元，它采用一單獨(dú)的電動(dòng)機(jī)，以轉(zhuǎn)動(dòng)擠出螺桿，并對(duì)液壓蓄能器增壓。蓄能器中的增壓旨在使擠出螺桿往復(fù)。
美國(guó)專(zhuān)利NO.6499989描述了一種用于從一模子中取下盤(pán)子的裝置。在所述的實(shí)施例中，一空心電動(dòng)機(jī)用于轉(zhuǎn)動(dòng)取出軸，而一直線電動(dòng)機(jī)則用于直線地移動(dòng)該軸。空心電動(dòng)機(jī)通過(guò)一齒輪箱驅(qū)動(dòng)軸，該齒輪箱使軸的速度變化。作為另一種方案，專(zhuān)利建議，可以用一氣動(dòng)缸或液壓缸去直接地移動(dòng)軸。在所述的實(shí)施例中，直線制動(dòng)器位于旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器的外面。這就提供了一個(gè)比較大而且不太經(jīng)濟(jì)的組件。
授予Emoto等人的美國(guó)專(zhuān)利NO.6517336和授予Emoto的歐洲專(zhuān)利NO.0967064 A1公開(kāi)了一種注射成型系統(tǒng)，它有一空心電動(dòng)機(jī)，后者轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿軸并且同時(shí)使軸借助一與滾動(dòng)螺桿軸/花鍵軸單元的連接向前進(jìn)。一單獨(dú)的計(jì)量電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿，將螺桿裝以樹(shù)脂。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)一帶和帶輪裝置提供，后者可獨(dú)立于空心電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。空心電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子裝在螺桿軸的做有花鍵的部分上，并且用于轉(zhuǎn)動(dòng)做有花鍵的部分，后者又轉(zhuǎn)動(dòng)一滾動(dòng)螺桿，以驅(qū)動(dòng)一滾動(dòng)螺母，從而沿縱向移動(dòng)軸。
授予Emoto的美國(guó)專(zhuān)利6530774描述了一種注射成型系統(tǒng)，它用一電動(dòng)機(jī)和一齒輪系去轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿，并用一空心軸電動(dòng)機(jī)，經(jīng)由一做有花鍵的軸連接，通過(guò)驅(qū)動(dòng)一滾動(dòng)螺桿軸去沿縱向移動(dòng)螺桿。
授予Emoto等人的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)NO.2002/0168445描述了一種注射系統(tǒng)，它同樣包括一計(jì)量電動(dòng)機(jī)和一空心軸電動(dòng)機(jī)，以分別轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿和沿縱向移動(dòng)螺桿。
01年12月12日發(fā)行的、授予Krauss-Maffei的歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)1162053描述了一種雙電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，一個(gè)電動(dòng)機(jī)提供螺桿軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而另一個(gè)電動(dòng)機(jī)則提供螺桿軸的平移運(yùn)動(dòng)。離合器裝置用于使電動(dòng)機(jī)分別操作和一起操作。
86年11月25日發(fā)行的、授予Sumitomo的日本專(zhuān)利描述了一種雙電動(dòng)機(jī)注射系統(tǒng)，它采用了兩個(gè)空心電動(dòng)機(jī)和一個(gè)滾動(dòng)螺桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和一做有花鍵的軸。
雖然這些參考文獻(xiàn)描述了許多用于注射成型機(jī)的螺桿的電力和液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組合，但是它們沒(méi)有描述一個(gè)將下列獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)綜合起來(lái)的系統(tǒng)，即用空心電動(dòng)機(jī)更好地控制螺桿的定位，由液壓注射單元提供高注射功率。本發(fā)明提供一緊湊的單元，它同時(shí)具有電力和液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的概況本發(fā)明提供一用于平移和轉(zhuǎn)動(dòng)-軸的新式驅(qū)動(dòng)單元。該單元包括一空心電動(dòng)機(jī)和至少一個(gè)液壓缸，以及用于將軸的至少一部分連至電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上的裝置。該連接裝置包括一允許軸沿縱向移動(dòng)的裝置。液壓缸連至軸上，由此，軸可以用電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)并用液壓缸沿縱向移動(dòng)。
按照本發(fā)明的一個(gè)大概的方面，驅(qū)動(dòng)單元是用于注射成型機(jī)的注射單元的一部分，它有轉(zhuǎn)動(dòng)注射螺桿的空心電動(dòng)機(jī)和往復(fù)移動(dòng)螺桿的液壓活塞。
更具體一些，本發(fā)明提供一用于注射成型機(jī)的注射單元，該注射單元包括一空心電動(dòng)機(jī)和一液壓缸，液壓缸的第一缸壁結(jié)合至空心電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上，液壓缸的第二缸壁連至空心電動(dòng)機(jī)的靜止部分上；一活塞，它可沿第一和第二缸壁的內(nèi)表面滑動(dòng)，活塞的第一端部與第一缸壁接合，而活塞的第二端部則與第二缸壁接合；一轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，它固定在轉(zhuǎn)子上，以轉(zhuǎn)動(dòng)活塞，該轉(zhuǎn)動(dòng)裝置允許活塞沿缸壁滑動(dòng)；第一通路裝置，它提供液壓液，以沿向前的方向驅(qū)動(dòng)活塞；以及第二通路裝置，它提供液壓液，以沿相反的方向驅(qū)動(dòng)活塞，以及有一注射螺桿，它固定在活塞的一端上。
在一優(yōu)選的實(shí)施例中，液壓?jiǎn)卧辽俨糠值匚挥诳招碾妱?dòng)機(jī)內(nèi)，以由此提供一較小而更緊湊的組件。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1為按照本發(fā)明的基本驅(qū)動(dòng)單元的剖視示意圖；圖2為用于注射成型機(jī)的驅(qū)動(dòng)單元的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例的側(cè)面剖視圖，其中，驅(qū)動(dòng)單元處于伸出的位置；圖2A為用于圖2所示的驅(qū)動(dòng)單元的活塞頭的剖視圖；圖2B為一局部剖視圖，它示出通向圖2所示的驅(qū)動(dòng)單元的活塞的液壓供應(yīng)通路；圖2C為活塞與花鍵插件的一部分的剖視圖；圖2D為同步帶與編碼器的剖視圖；圖3為用于注射成型機(jī)的驅(qū)動(dòng)單元的優(yōu)選實(shí)施例的側(cè)面剖視圖，其中，驅(qū)動(dòng)單元處于縮回位置；圖4為優(yōu)選的驅(qū)動(dòng)單元的活塞與花鍵插件的透視圖；圖5為本發(fā)明的另一實(shí)施例的剖視示意圖；
圖6A和6B為本發(fā)明的另一實(shí)施例的剖視圖，它具有包圍空心電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)缸；圖7為本發(fā)明的又一實(shí)施例的側(cè)面剖視圖；圖7A為圖7所示的實(shí)施例沿剖面線7A-7A的剖視圖。
優(yōu)選的實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明圖1用一簡(jiǎn)單的形式示出本發(fā)明。如圖1所示，一空心軸電動(dòng)機(jī)45有殼體61、一定子46和一轉(zhuǎn)子47。所示定子46安裝在殼體61的壁上。轉(zhuǎn)子46固定在缸48上。缸48有一在其內(nèi)表面上形成的花鍵部分49。一配合在缸48上的插入件可以代替花鍵部分49?；ㄦI部分49與活塞50上的花鍵62(示出一個(gè))嚙合。與活塞50做成一體或固定在其上的軸(未示出)經(jīng)由轉(zhuǎn)子47與活塞58之間的相互連接用電動(dòng)機(jī)45轉(zhuǎn)動(dòng)。
固定在活塞50上的軸通過(guò)經(jīng)過(guò)缸48的壁上的孔51和52向活塞50的頭部的任一側(cè)供應(yīng)的流體壓力沿縱向移動(dòng)。當(dāng)將驅(qū)動(dòng)單元用在注射成型機(jī)中時(shí)，流體可以是液壓油或水基石墨溶液?；钊?0在花鍵部分49上滑動(dòng)，并在由減摩環(huán)53a和流體密封53b提供的軸承中旋轉(zhuǎn)。整個(gè)轉(zhuǎn)子47、缸48和活塞50的組件可旋轉(zhuǎn)地支承在軸承63和64中并沿軸向位于其中。
雖然圖1示出了本發(fā)明的基本示意圖，但是，專(zhuān)家們能夠?qū)Π凑毡景l(fā)明的可以接受的驅(qū)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)作出必要的少量的改進(jìn)。例如，可以提供不同于花鍵軸的裝置，以允許軸滑動(dòng)，同時(shí)又保持軸可以旋轉(zhuǎn)。也可以用單個(gè)的沿一鍵槽滑動(dòng)的鍵。
現(xiàn)在參考用于注射成型機(jī)的擠塑螺桿描述驅(qū)動(dòng)單元。本發(fā)明特別適合于用在這樣的系統(tǒng)中，其中，需要轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿，以熔化注射材料，并且以足夠大的驅(qū)動(dòng)力沿縱向移動(dòng)螺桿，以將材料注射入模子中。
參看圖2和3，一螺桿4位于一圓筒2中，并可在其中旋轉(zhuǎn)并沿軸向移動(dòng)。注射材料如塑料顆粒經(jīng)過(guò)開(kāi)口4送入螺桿1中。圓筒2安裝在注射座3中，并用一圓筒保持板5保持在應(yīng)有的位置上。槽6設(shè)計(jì)成去接納一工具，以將螺桿1保持在適當(dāng)?shù)奈恢蒙?，而活?3則被轉(zhuǎn)動(dòng)，以在做有螺紋的接頭29處從螺桿1上擰下活塞23。活塞擋塊7設(shè)計(jì)成在活塞23從螺桿1上縮回時(shí)防止工具旋轉(zhuǎn)，并確定活塞23的完全伸出的位置。提供這一裝置是為了在必要時(shí)能取下并更換螺桿1。
活塞23的前面部分通過(guò)活塞環(huán)45與缸壁18接觸。在螺桿1前進(jìn)或縮回時(shí)，活塞23沿軸向沿壁18移動(dòng)?；ㄦI齒17在花鍵插件15中滑動(dòng)，以使活塞23能沿縱向移動(dòng)。
空心電動(dòng)機(jī)30轉(zhuǎn)動(dòng)活塞23，從而轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿1，后者固定在活塞23上。接線盒8通過(guò)電線通道9向電動(dòng)機(jī)30提供動(dòng)力。定子12被通電，以轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子16。電動(dòng)機(jī)30最好有一永久磁鐵轉(zhuǎn)子，不過(guò)，也可以用任何空心電動(dòng)機(jī)去轉(zhuǎn)動(dòng)活塞23和螺桿1。轉(zhuǎn)子16用冷縮配合在缸壁18上。轉(zhuǎn)子16可以用任何其它方式固定在壁18上，只要轉(zhuǎn)子16和壁18能作為一個(gè)單元移動(dòng)?；ㄦI插件15用螺釘44連在缸壁18上?；ㄦI插件15在活塞23的外壁上與花鍵齒17嚙合(在圖4中最清楚地示出)。這樣，當(dāng)轉(zhuǎn)子16旋轉(zhuǎn)時(shí)，缸壁18與活塞23也旋轉(zhuǎn)，因而在缸壁18與活塞23之間沒(méi)有相對(duì)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
在電動(dòng)機(jī)殼體11上設(shè)置冷卻通道10，以使電動(dòng)機(jī)30冷卻。
活塞頭24通過(guò)螺釘31固定在活塞23的后端上，并且在區(qū)域32和33之間包括許多通道孔37(見(jiàn)圖2A和4)。這使活塞23有最小的厚度?；钊^24旋轉(zhuǎn)并借助活塞45a在缸壁22上滑動(dòng)。液壓液如液壓油經(jīng)過(guò)后座26中的液壓液通道55供至區(qū)域32和33并朝前推動(dòng)活塞23和螺桿1，以將材料注射入模子中。
活塞23和所固定的螺桿1借助螺桿1的頭部的材料的增加按本技術(shù)中已知的方式縮回。為了防止熔液中的空洞，一低壓經(jīng)過(guò)區(qū)域32作用在活塞23的鏜孔側(cè)。在花鍵插件15中做有槽38(見(jiàn)圖2C)，以保證區(qū)域34和35之間的流體連通。
缸壁18支承在滾動(dòng)軸承座圈13和14上，以有利于組件用最小的摩擦損失旋轉(zhuǎn)。滾動(dòng)軸承座圈13支承在端部件41上，而滾動(dòng)軸承座圈14則由環(huán)89支承。
定位銷(xiāo)釘27從電動(dòng)機(jī)殼體11伸入端件41和缸環(huán)36中。銷(xiāo)釘27防止端件41和缸環(huán)36有任何由于旋轉(zhuǎn)壓力而相對(duì)于電動(dòng)機(jī)定子12旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，而該旋轉(zhuǎn)壓力是由轉(zhuǎn)子16和活塞23的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的。
定位銷(xiāo)釘28從后座26伸入缸壁22中，以防止缸壁有任何響應(yīng)活塞頭24的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。
缸壁22與缸環(huán)36和后座26作有密封的接合。由于這些密封只受徑向應(yīng)力，它們不太可能比同時(shí)受到徑向和軸向應(yīng)力的密封易泄漏或破裂。
桿19從后座26伸至圓筒保持板5和座3，以將整個(gè)驅(qū)動(dòng)組件一起夾緊。
Temposonic桿20固定在后座26上并經(jīng)過(guò)一個(gè)開(kāi)口伸入活塞頭24中?；钊^24上的磁性組件21響應(yīng)活塞頭24的移動(dòng)經(jīng)過(guò)桿20發(fā)出一信號(hào)，后者用熟悉注射成型技術(shù)的人十分理解的方式指出活塞頭24因而是螺桿1的位置。
螺桿1的轉(zhuǎn)速和位置借助一同步帶39和編碼器40用熟悉伺服電機(jī)控制的人十分理解的方式確定。
在操作時(shí)，區(qū)域32通過(guò)口25被加壓。它推動(dòng)活塞23和所附的注射螺桿1向前移動(dòng)。在螺桿1前面的塑料被注入模型腔中。在注射結(jié)束時(shí)，區(qū)域32短時(shí)間保持較低的壓力。以后，區(qū)域32就去掉壓力，并對(duì)區(qū)域35加壓，以使螺桿縮回一短距離?？招碾妱?dòng)機(jī)30接通，轉(zhuǎn)動(dòng)活塞23和所附的螺桿1，以熔化通過(guò)開(kāi)口4供至螺桿1的塑料顆粒。在此期間，在區(qū)域32中可能需要保持較低的壓力，以防止在熔液中形成空洞和氣泡。當(dāng)螺桿1縮回至預(yù)定的位置時(shí)，電動(dòng)機(jī)30就停止?？赡墚a(chǎn)生螺桿1的進(jìn)一步縮回，以釋放熔液壓力。在螺桿1完全縮回以后，就開(kāi)始下一個(gè)注射循環(huán)，并且重復(fù)注射步驟，向模型腔提供熔液。
圖5示意地示出本發(fā)明的另一實(shí)施例。在此實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子54牢固地固定在活塞55上，并且有一至少同將活塞55的行程長(zhǎng)度和定子56的寬度綜合起來(lái)的寬度一樣的寬度。活塞頭57在缸58中往復(fù)。
所示缸58有一單一的流體入口159?？梢栽O(shè)置第二入口，不過(guò)，在某些應(yīng)用中也可以不需要第二入口。例如，在用于注射成型機(jī)的擠塑螺桿的情況下，塑性注射材料在螺桿端部的增加可以在螺桿上提供足夠的壓力，將活塞往回移至其注射位置。
此實(shí)施例有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即將整個(gè)電動(dòng)機(jī)保持在驅(qū)動(dòng)裝置的液壓部分的外面，而且不需要花鍵軸連接，因?yàn)榛钊?5能在軸承59和60上自由旋轉(zhuǎn)和平移。
圖5中的實(shí)施例可以進(jìn)一步改進(jìn)成將定子56做得長(zhǎng)一些，將轉(zhuǎn)子54做得短一些。驅(qū)動(dòng)單元按同樣的方式工作，但是減小的轉(zhuǎn)子54的尺寸將減少在活塞56上的重量，并降低電動(dòng)機(jī)的成本。
在圖6A和6B中所示的本發(fā)明的實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)缸包圍空心電動(dòng)機(jī)。靜止的缸座70在軸承72和73上支承一不旋轉(zhuǎn)的活塞71。軸承72和73允許活塞71沿縱向移動(dòng)。座70和活塞71形成一活塞腔74。一圓環(huán)形活塞面75從活塞71伸出，以提供一用于組件的縱向移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)表面?；钊?5被活塞環(huán)88包圍。
空心電動(dòng)機(jī)的定子76固定在活塞71的內(nèi)表面上，與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子77成運(yùn)轉(zhuǎn)上的關(guān)系。轉(zhuǎn)子77固定于軸78。
采用這種結(jié)構(gòu)，空心電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子77旋轉(zhuǎn)，從而轉(zhuǎn)動(dòng)軸78。軸78被軸承79支承，并在其中旋轉(zhuǎn)。
在活塞面75的任一側(cè)提供流體壓力，都能沿縱向移動(dòng)活塞71、定子76、轉(zhuǎn)子77和軸78的整個(gè)組件。
圖6A示出處于縮回位置的軸78。圖6B示出處于其伸出位置的軸78。
圖6A和6B中所示的結(jié)構(gòu)有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即有短的長(zhǎng)度，但是不需要組件的大部分沿縱向移動(dòng)。此實(shí)施例還不需要花鍵軸或相當(dāng)?shù)难b置。
圖7和7A示出對(duì)圖7A和7B所示的實(shí)施例的改進(jìn)，其中，不用單個(gè)的圓環(huán)形活塞，而是設(shè)置兩個(gè)單獨(dú)的活塞。在此實(shí)施例中，活塞固定，而缸平移。
如圖7所示，軸80用軸承81和82支承并在其上旋轉(zhuǎn)。定子繞組83固定在殼體84上。殼體84還包圍分別位于缸187和188中的活塞85和86。在缸187和188上設(shè)置流體連接(未示出)，以按本技術(shù)中都非常了解的方式驅(qū)動(dòng)活塞85和86。空心電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子87固定在軸80上。
在工作時(shí)，定子83的通電使轉(zhuǎn)子87旋轉(zhuǎn)，并從而轉(zhuǎn)動(dòng)軸80。向活塞85和86提供流體壓力迫使殼體84沿縱向移動(dòng)。殼體84的縱向移動(dòng)迫使定子83、轉(zhuǎn)子87和軸80也沿縱向方向移動(dòng)。
圖7所示的實(shí)施例是緊湊的，并且不需要單獨(dú)的大圓環(huán)形缸或花鍵傳動(dòng)。不過(guò)，它需要包括空心電動(dòng)機(jī)和缸的整個(gè)殼體組件沿縱向移動(dòng)。
本發(fā)明的合適的實(shí)施例的選擇由所提出的使用方面的要求決定。例如，只有有限的長(zhǎng)度可以利用，則可以選擇圖6A和6B或圖7所示的實(shí)施例，而在軸上的重量有重要關(guān)系時(shí)，則其它實(shí)施例可能更適合。
熟悉本技術(shù)的人應(yīng)當(dāng)明白，本發(fā)明并不限于此處所描述的例示，后者視為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式，而且在形狀、尺寸、各部分的布置和操作細(xì)節(jié)方面都允許修改。本發(fā)明意圖包含所有這種修改，它們都在其由權(quán)利要求書(shū)規(guī)定的精神與范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一用于注射成型機(jī)的注射單元，上述注射單元包括一空心電動(dòng)機(jī)和一液壓缸，上述液壓缸的第一缸壁結(jié)合至上述空心電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上，上述液壓缸的第二缸壁連至上述空心電動(dòng)機(jī)的靜止部分上；一活塞，它可沿上述第一和第二缸壁的內(nèi)表面滑動(dòng)，上述活塞的第一端部與上述第一缸壁接合，而上述活塞的第二端部則與上述第二缸壁接合；許多花鍵，它們沿上述活塞的中間部分和花鍵插件延伸，上述插件固定地連至上述轉(zhuǎn)子上并與上述花鍵嚙合；第一通路裝置，它用于提供液壓液，以沿向前的方向驅(qū)動(dòng)上述活塞；以及第二通路裝置，它用于提供液壓液，以沿相反的方向驅(qū)動(dòng)上述活塞；以及用于將一注射螺桿固定在上述活塞上的裝置，由此，當(dāng)被液壓驅(qū)動(dòng)時(shí)，上述活塞沿縱向沿上述花鍵插件滑動(dòng)，而在上述電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，以轉(zhuǎn)動(dòng)上述轉(zhuǎn)子時(shí)，上述活塞被上述花鍵連接轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.一用于注射成型機(jī)的注射單元，上述注射單元包括一空心電動(dòng)機(jī)和一液壓缸，上述液壓缸的第一缸壁結(jié)合至上述空心電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上，上述液壓缸的第二缸壁連至上述空心電動(dòng)機(jī)的靜止部分上；一活塞，它可沿上述第一和第二缸壁的內(nèi)表面滑動(dòng)，上述活塞的第一端部與上述第一缸壁接合，而上述活塞的第二端部則與上述第二缸壁接合；轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，它固定在上述轉(zhuǎn)子上，用于轉(zhuǎn)動(dòng)上述活塞，上述轉(zhuǎn)動(dòng)裝置允許上述活塞沿上述缸壁滑動(dòng)；第一通路裝置，它提供液壓液，以沿向前的方向驅(qū)動(dòng)上述活塞；以及第二通路裝置，它提供液壓液，以沿相反的方向驅(qū)動(dòng)上述活塞；以及用于將一注射螺桿固定在上述活塞上的裝置，由此，當(dāng)被液壓驅(qū)動(dòng)時(shí)，上述活塞沿縱向沿上述缸壁滑動(dòng)，而在上述電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，以轉(zhuǎn)動(dòng)上述轉(zhuǎn)子時(shí)，上述活塞被上述轉(zhuǎn)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.如權(quán)利要求2所規(guī)定的注射單元，其特征為，上述轉(zhuǎn)動(dòng)裝置包括上述第一缸。
4.如權(quán)利要求1、2或3所規(guī)定的注射單元，其特征為，上述第二缸壁有比上述第一缸壁大的直徑。
5.如權(quán)利要求1、2或3所規(guī)定的注射單元，它進(jìn)一步包括用于探測(cè)上述活塞的旋轉(zhuǎn)位置和轉(zhuǎn)速的裝置。
6.如權(quán)利要求1、2或3所規(guī)定的注射單元，它進(jìn)一步包括用于探測(cè)上述活塞的旋轉(zhuǎn)位置和轉(zhuǎn)速的裝置，其特征為，上述用于探測(cè)的裝置包括一同步帶(timing belt)和一編碼裝置。
7.如權(quán)利要求1、2或3所規(guī)定的注射單元，它進(jìn)一步包括一固定在上述第一和第二端部上的temposonic桿，以探測(cè)上述活塞在上述缸中的縱向位置。
8.如權(quán)利要求1、2或3所規(guī)定的注射單元，它進(jìn)一步包括一在上述液壓缸的上述第二缸壁與后座之間的定位銷(xiāo)釘(dowel)裝置，上述定位銷(xiāo)釘裝置防止上述第二缸壁相對(duì)于上述后座的轉(zhuǎn)動(dòng)。
9.如權(quán)利要求1、2或3所規(guī)定的注射單元，它進(jìn)一步包括一在上述電動(dòng)機(jī)的殼體構(gòu)件和支承上述殼體構(gòu)件的缸環(huán)之間的定位銷(xiāo)釘裝置，以防止上述定子相對(duì)于上述缸環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)。
10.如權(quán)利要求1、2或3的用于注射成型機(jī)的注射單元，其特征為，上述轉(zhuǎn)子配合在上述第一缸壁上。
11.如權(quán)利要求1、2或3的用于注射成型機(jī)的注射單元，其特征為，上述第一缸壁在球軸承座圈上旋轉(zhuǎn)。
12.一用于注射成型機(jī)的注射單元，上述注射單元包括一空心電動(dòng)機(jī)和一液壓缸，上述液壓缸的第一缸壁結(jié)合至上述空心電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上，上述液壓缸的第二缸壁連至上述空心電動(dòng)機(jī)的靜止部分上；一活塞，它可沿上述第一和第二缸壁的內(nèi)表面滑動(dòng)，上述活塞的第一端部與上述第一缸壁接合，而上述活塞的第二端部則與上述第二缸壁接合；一轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，它固定在上述轉(zhuǎn)子上，用于轉(zhuǎn)動(dòng)上述活塞，上述轉(zhuǎn)動(dòng)裝置允許上述活塞沿上述缸壁滑動(dòng)；用于提供液壓液，以沿上述缸壁驅(qū)動(dòng)上述活塞的裝置，以及用于將一注射螺桿固定在上述活塞上的裝置，由此，當(dāng)被液壓驅(qū)動(dòng)時(shí)，上述活塞沿縱向沿上述缸壁滑動(dòng)，而在上述電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，以轉(zhuǎn)動(dòng)上述轉(zhuǎn)子時(shí)，上述活塞被上述轉(zhuǎn)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)。
13.如權(quán)利要求12所規(guī)定的用于注射成型機(jī)的注射單元，其特征為，上述轉(zhuǎn)動(dòng)裝置包括一與上述活塞上的花鍵嚙合的花鍵插件。
14.一用于注射成型機(jī)的注射單元，上述注射單元包括一空心電動(dòng)機(jī)和一液壓缸，上述液壓缸的第一缸壁結(jié)合至上述空心電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上，上述液壓缸的第二缸壁連至上述空心電動(dòng)機(jī)的靜止部分上；一活塞，它可沿上述第一和第二缸壁的內(nèi)表面移動(dòng)，上述活塞的第一端部與上述第一缸壁的上述內(nèi)表面接合，而上述活塞的第二端部則與上述第二缸壁的上述內(nèi)表面接合；一轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，它固定在上述轉(zhuǎn)子上，用于轉(zhuǎn)動(dòng)上述活塞，上述轉(zhuǎn)動(dòng)裝置允許上述活塞沿上述缸壁移動(dòng)；用于提供液壓液，以沿上述內(nèi)壁驅(qū)動(dòng)上述活塞的裝置，以及用于將一注射螺桿固定在上述活塞上的裝置，由此，當(dāng)被液壓驅(qū)動(dòng)時(shí)，上述活塞沿縱向沿上述缸壁移動(dòng)，而在上述電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，以轉(zhuǎn)動(dòng)上述轉(zhuǎn)子時(shí)，上述活塞被上述轉(zhuǎn)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)。
15.如權(quán)利要求14所規(guī)定的用于注射成型機(jī)的注射單元，其特征為，上述轉(zhuǎn)動(dòng)裝置包括一與上述活塞上的花鍵嚙合的花鍵插件。
16.如權(quán)利要求12、13、14或15所規(guī)定的注射單元，其特征為，上述轉(zhuǎn)動(dòng)裝置包括上述第一缸。
17.如權(quán)利要求12、13、14或15所規(guī)定的注射單元，其特征為，上述第二缸壁有比第一缸壁大的直徑。
18.如權(quán)利要求12、13、14或15所規(guī)定的注射單元，它進(jìn)一步包括用于探測(cè)上述活塞的旋轉(zhuǎn)位置和轉(zhuǎn)速的裝置。
19.如權(quán)利要求12、13、14或15所規(guī)定的注射單元，它進(jìn)一步包括用于探測(cè)上述活塞的旋轉(zhuǎn)位置和轉(zhuǎn)速的裝置，其特征為，上述用于探測(cè)的裝置包括一同步帶和一編碼裝置。
20.如權(quán)利要求12、13、14或15所規(guī)定的注射單元，它進(jìn)一步包括一固定在上述第一和第二端部上的temposonic桿，以探測(cè)上述活塞在上述缸中的縱向位置。
21.如權(quán)利要求12、13、14或15所規(guī)定的注射單元，它進(jìn)一步包括一在上述液壓缸的上述第二缸壁與后座之間的定位銷(xiāo)釘裝置，上述定位銷(xiāo)釘裝置防止上述第二缸壁相對(duì)于上述后座的轉(zhuǎn)動(dòng)。
22.如權(quán)利要求12、13、14或15所規(guī)定的注射單元，它進(jìn)一步包括一在上述電動(dòng)機(jī)的殼體構(gòu)件和支承上述殼體構(gòu)件的缸環(huán)之間的定位銷(xiāo)釘裝置，以防止上述定子相對(duì)于上述缸環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)。
23.如權(quán)利要求12、13、14或15所規(guī)定的注射單元，其特征為，上述轉(zhuǎn)子配合在上述第一缸壁上。
24.如權(quán)利要求12、13、14或15所規(guī)定的注射單元，其特征為，上述第一缸壁在球軸承座圈上旋轉(zhuǎn)。
25.一用于平移并轉(zhuǎn)動(dòng)一軸的驅(qū)動(dòng)單元，上述單元包括一空心電動(dòng)機(jī)和至少一個(gè)流體缸，用于將上述軸的至少一部分連至上述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上的裝置，允許上述軸沿縱向移動(dòng)的裝置，和將上述流體缸連至上述軸上的裝置，由此，上述軸可以用上述電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)并用上述流體缸沿縱向移動(dòng)。
26.一用于平移并轉(zhuǎn)動(dòng)一軸的驅(qū)動(dòng)單元，上述單元包括一空心電動(dòng)機(jī)和至少一個(gè)流體缸，用于將上述軸的至少一部分連至上述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上的裝置，上述連接裝置包括允許上述軸沿縱向移動(dòng)的裝置，和將上述流體缸連至上述軸上的裝置，由此，上述軸可以用上述電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)并用上述流體缸沿縱向移動(dòng)。
27.一用于平移并轉(zhuǎn)動(dòng)一軸的驅(qū)動(dòng)單元，上述單元包括一空心電動(dòng)機(jī)和至少一個(gè)包圍上述空心電動(dòng)機(jī)的流體缸，用于將上述軸的至少一部分連至上述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上的裝置，上述連接裝置包括允許上述軸沿縱向移動(dòng)的裝置，和將上述流體缸連至上述軸上的裝置，由此，上述軸可以用上述電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)并用上述流體缸沿縱向移動(dòng)。
28.一用于平移并轉(zhuǎn)動(dòng)一軸的驅(qū)動(dòng)單元，上述單元包括一空心電動(dòng)機(jī)和至少一個(gè)流體缸，用于將上述軸的至少一部分連至上述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上的裝置，上述轉(zhuǎn)子包圍上述流體缸，上述連接裝置包括允許上述軸沿縱向移動(dòng)的裝置，和將上述流體缸連至上述軸上的裝置，由此，上述軸可以用上述電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)并用上述流體缸沿縱向移動(dòng)。
29.如權(quán)利要求25所規(guī)定的驅(qū)動(dòng)單元，其特征為，上述允許上述軸沿縱向移動(dòng)的裝置包括一在上述缸的壁上的花鍵插件和在上述軸上的花鍵。
30.如權(quán)利要求26或28所規(guī)定的驅(qū)動(dòng)單元，其特征為，上述連接裝置包括一在上述缸的壁上的花鍵插件和在上述軸上的花鍵。
31.如權(quán)利要求29或30所規(guī)定的驅(qū)動(dòng)單元，其特征為，上述缸包括一固定在上述軸的一端上的活塞。
32.如權(quán)利要求25、26、28、29、30或31中任何一個(gè)所規(guī)定的驅(qū)動(dòng)單元，其特征為，上述電動(dòng)機(jī)的上述轉(zhuǎn)子牢固地固定在上述缸的外壁上。
33.如權(quán)利要求29或30所規(guī)定的驅(qū)動(dòng)單元，其特征為，上述花鍵插件在上述缸的一個(gè)內(nèi)壁上。
34.如權(quán)利要求25或26所規(guī)定的驅(qū)動(dòng)單元，其特征為，上述電動(dòng)機(jī)包括一定子，而上述轉(zhuǎn)子則有一明顯大于上述定子的寬度。
35.如權(quán)利要求34所規(guī)定的驅(qū)動(dòng)單元，其特征為，上述轉(zhuǎn)子有一基本上等于上述定子和上述缸中的活塞的行程的綜合寬度的寬度。
36.如權(quán)利要求34或35所規(guī)定的驅(qū)動(dòng)單元，其特征為，上述轉(zhuǎn)子牢固地固定在上述活塞上，并沿縱向與上述活塞一起移動(dòng)。
37.如權(quán)利要求25或26所規(guī)定的驅(qū)動(dòng)單元，其特征為，上述電動(dòng)機(jī)包括一定子，而上述定子則有一明顯大于上述轉(zhuǎn)子的寬度。
38.如權(quán)利要求37所規(guī)定的驅(qū)動(dòng)單元，其特征為，上述定子有一基本上等于上述轉(zhuǎn)子和上述缸中的活塞的行程的綜合寬度的寬度。
39.如權(quán)利要求37或38所規(guī)定的驅(qū)動(dòng)單元，其特征為，上述轉(zhuǎn)子牢固地固定在上述活塞上，并沿縱向與上述活塞一起移動(dòng)。
40.如權(quán)利要求25、26、28、29、30、31、32或33所規(guī)定的驅(qū)動(dòng)單元，其特征為，上述缸在固定的電動(dòng)機(jī)殼體上的軸承上旋轉(zhuǎn)。
41.如權(quán)利要求40所規(guī)定的驅(qū)動(dòng)單元，其特征為，上述缸包括一活塞，上述缸、活塞和轉(zhuǎn)子作為單個(gè)的單元旋轉(zhuǎn)，而上述活塞則在上述缸中沿縱向移動(dòng)。
42.如權(quán)利要求25所規(guī)定的驅(qū)動(dòng)單元，其特征為，上述單元包括一電動(dòng)機(jī)殼體，而上述缸則固定在上述殼體的一個(gè)外壁上。
43.如權(quán)利要求42所規(guī)定的驅(qū)動(dòng)單元，其特征為，上述電動(dòng)機(jī)包括一定子，而上述轉(zhuǎn)子則有一明顯大于上述定子的寬度。
44.如權(quán)利要求43所規(guī)定的驅(qū)動(dòng)單元，其特征為，上述轉(zhuǎn)子有一基本上等于上述定子和上述缸中的活塞的行程的綜合寬度的寬度。
45.如權(quán)利要求44所規(guī)定的驅(qū)動(dòng)單元，其特征為，上述轉(zhuǎn)子牢固地固定在上述活塞上，并沿縱向與上述活塞一起移動(dòng)。
46.如權(quán)利要求40所規(guī)定的驅(qū)動(dòng)單元，其特征為，上述電動(dòng)機(jī)包括一定子，而上述定子則有一明顯大于上述轉(zhuǎn)子的寬度。
47.如權(quán)利要求40所規(guī)定的驅(qū)動(dòng)單元，其特征為，上述定子有一基本上等于上述轉(zhuǎn)子和上述缸中的活塞的行程的綜合寬度的寬度。
48.如權(quán)利要求25所規(guī)定的驅(qū)動(dòng)單元，其特征為，上述至少一個(gè)缸包括許多缸。
49.如權(quán)利要求25所規(guī)定的驅(qū)動(dòng)單元，其特征為，上述至少一個(gè)缸包括兩個(gè)缸。
50.如權(quán)利要求48或49所規(guī)定的驅(qū)動(dòng)單元，其特征為，上述軸在電動(dòng)機(jī)殼體上的軸承上旋轉(zhuǎn)。
51.如權(quán)利要求48或49所規(guī)定的驅(qū)動(dòng)單元，其特征為，上述單元包括一殼體，而上述缸則沿上述殼體的周向壁放置。
52.如權(quán)利要求48至51的任一項(xiàng)所規(guī)定的驅(qū)動(dòng)單元，其特征為，上述轉(zhuǎn)子牢固地固定在上述軸上并沿縱向與上述軸一起移動(dòng)。
53.如權(quán)利要求1至26、29、34至39、42至45和48至52的任一項(xiàng)所規(guī)定的驅(qū)動(dòng)單元，其特征為，上述缸至少部分地位于上述空心電動(dòng)機(jī)的界限之內(nèi)。
全文摘要
一用于轉(zhuǎn)動(dòng)和平移一軸的驅(qū)動(dòng)組件，它包括一空心軸電動(dòng)機(jī)(45)和一流體缸(48)?？招妮S電動(dòng)機(jī)(45)轉(zhuǎn)動(dòng)該軸，而流體缸(48)則沿縱向移動(dòng)該軸。驅(qū)動(dòng)裝置在注射成型機(jī)的注射單元中特別有用。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，注射單元包括一空心軸電動(dòng)機(jī)(45)和一液壓缸。液壓缸的第一缸壁結(jié)合至空心軸電動(dòng)機(jī)(45)的轉(zhuǎn)子(47)上。缸的第二缸壁連至空心軸電動(dòng)機(jī)的靜止部分上。一活塞(50)有兩個(gè)端部?；钊?50)的一個(gè)端部與第一缸壁接合，而活塞(50)的另一端部則與第二缸壁接合。用于轉(zhuǎn)動(dòng)活塞的裝置固定在轉(zhuǎn)子(47)上。用于轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置還允許活塞(50)端部沿缸壁滑動(dòng)。一個(gè)通路裝置提供液壓液，以沿向前的方向驅(qū)動(dòng)活塞(50)，而另一通路裝置則提供液壓液，以沿相反的方向驅(qū)動(dòng)活塞(50)。提供用于將注射螺桿固定在活塞(50)上的裝置。在優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中，缸(48)至少部分地位于空心軸電動(dòng)機(jī)中。
文檔編號(hào)H02K7/14GK1819909SQ03826967
公開(kāi)日2006年8月16日 申請(qǐng)日期2003年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月25日
發(fā)明者A·滕, J·R·高爾特, M·R·凱斯特勒 申請(qǐng)人:赫斯基注射器成型系統(tǒng)有限公司