用于注射成型机的注射机构.pdf

一用于注射成型机的注射机构，包括：一支承压射缸的前板；一相对于所述前板固定布置并限定出一纵向导轴的导杆；一沿所述导轴相对于前板可动布置并支承注射螺杆的可动板；一布置在与所述前板相对位置上的后板，可动板布置在它们之间。一沿导轴可动地支承可动板并放置在导杆和可动板之间的支承结构。所述支承结构包括一所述导杆上的滚珠接合面和一所述可动板上的滚珠花键螺母，所述滚珠花键螺母与滚珠接合面接合。导杆可以由将前板和后板彼此系在一起的系杆构成。或者该注射机构可以包括一将前板和后板彼此系在一起，与导杆分离的系杆。

1.  一用于注射成型机的注射机构，包括：
一支承压射缸的前板；
一相对于所述前板固定布置并限定出一纵向导轴的导杆；
一沿所述导轴相对于所述前板可动布置并支承着注射螺杆的可动板；
介于所述导杆和所述可动板之间并在所述导杆上沿所述导轴可动地支承可动板的支承结构；
所述支承结构包括一设在所述导杆上的滚珠接合面和一设在所述可动板上的滚珠花键螺母，所述滚珠花键螺母与所述滚珠接合面接合。

2.  如权利要求1所述用于注射成型机的注射机构，还包括一布置在与所述前板相对位置处的后板，并且可动板布置在它们之间，其中所述导杆包括将所述前板和所述后板彼此系在一起的系杆。

3.  如权利要求1所述用于注射成型机的注射机构，还包括一布置在与所述前板相对位置上的后板，其中可动板布置在它们之间，以及一与所述导杆分离的系杆，它限定出与所述导杆的导轴基本平行的第二纵向导轴；所述系杆将所述前板和所述后板被此系在一起。

4.  如权利要求1所述用于注射成型机的注射机构，其中所述注射螺杆具有一基本与所述导轴平行并可转动地承载在所述可动板上的旋转轴，其中所述述多个导杆围绕所述注射螺杆的所述旋转轴沿具有预定半径的圆周以规则的间隔布置。

5.  如权利要求1所述用于注射成型机的注射机构，其中所述支承结构包括多个与所述导杆的所述滚珠接合面接合的滚珠花键螺母。

6.  如权利要求1所述用于注射成型机的注射机构，还包括一使所述可动板沿所述导轴移动的驱动部分，其中所述驱动部分包括一电动机和由所述电动机操纵的进料螺杆装置。

用于注射成型机的注射机构
技术领域
本发明涉及一种用于注射成型机的注射机构。
背景技术
一种用于注射成型机的注射成型机构通常按照这样一种方式构成，即可旋转支承着一注射螺杆的可动板可滑动地连接到平行于注射螺杆的旋转轴线布置的导杆上，并且通过一驱动部分沿着导杆驱动可动板以便于使注射螺杆轴向运动，由此进行注射(或前进)步骤，计量(或后退)步骤等。
例如，日本待审专利公开(Kokai)NO.8-192447(JP8-192447A)公开了一种用于注射成型机的注射机构，其中包括承载着一压射缸的前板，一和前板相对并与之间隔开而且通过多个系杆与前板系在一起的后板，以及布置在前后板之间并且可以沿着这些系杆运动的可动板。该可动板以可旋转但在轴向上不可运动的方式支承着注射螺杆，并且另一方面，通过设在该可动板中的滑动轴承套筒可滑动地连接在用作导杆的系杆上。在此条件下，注射螺杆的旋转轴线通常设置成与系杆的导轴大体上平行。此外，用来使可动板沿着系杆移动的驱动部分被提供作为一电动机和由该电动机操纵的进料螺杆装置。
在如上所述的传统注射机构中，在计量和注射步骤中，可动板通过滑动轴承机构沿注射螺杆的旋转轴线方向在系杆(或导杆)上滑动。因此，在滑动轴承套筒的内圆周面和系杆的外圆周面之间不可避免地出现了间隙，由此导致了滑动轴承套筒和系杆之间出现游隙。因此，当可动板向前或向后移动时，可能在滑动轴承套筒和系杆之间产生偏心或轴倾斜，这会产生所谓的粘滞滑动(stick-slip motion)或使滑动摩擦阻力增加，由此会使注射阶段的注射压力或计量阶段的反压力波动，并且因此注射过程会变得不稳定。具体地说，在其中用于可动板的驱动部分包括一进料螺杆装置的上述布置中，存在这样一种情况，即抵制进料螺杆装置的螺杆轴旋转的反作用力通过安装在后板上并用于支承螺杆轴的进料螺杆装置中的球形螺母传递给系杆(或导杆)。在该情况下，系杆和滑动轴承套筒之间偏心地彼此接合有可能变得显著，因此注射操作和/或计量操作会变得更不稳定。
发明内容
本发明的目的是提供一用于注射成型机的注射机构，其中可动板能够沿导杆平稳地移动，从而该注射机构在注射和计量步骤中都稳定地操作。
为了实现上述目的，本发明提供了一用于注射成型机的注射机构，包括：承载压射缸的前板；相对于前板固定布置并限定了一纵向导轴的导杆；相对于前板沿导轴可动布置并承载注射螺杆的可动板；以及介于导杆和可动板之间并且沿着导轴在导杆上可动地支承可动板的支承结构；所述支承结构包括设在导杆上的一滚珠接合面和与滚珠接合面接合的设在可动板中的滚珠花键螺母滚珠接合。
上述注射机构还可以包括一布置在与前板相对的位置处的后板，并且可动板设置在它们之间，所述导杆可以包括将前板和后板彼此系在一起的系杆。
或者，该注射机构还可以包括一布置在与前板相对的位置上的后板，并且可动板布置在它们之间，以及与导杆分离的系杆，它限定了与导杆的导轴大体上平行的第二纵向导轴；所述系杆将前板和后板彼此系在一起。
此外，注射螺杆可以具有与导轴大体上平行的旋转轴，并且可以可旋转地支承在可动板上，多个系杆可以围绕注射螺杆的旋转轴沿着具有预定半径的圆周以规则的间隔布置。
此外，该支承结构可以包括多个与导杆的滚珠接合面接合的滚珠花键螺母(ball-spline nuts)。
此外，该注射机构还可以包括一使可动板沿导轴移动的驱动部分，所述驱动部分可以包括一电动机和由该电动机操作的进料螺杆装置。
附图说明
从优选实施方案的以下说明中并且结合附图将更加了解本发明的上述和其他目的、特征以及优点，其中：
图1为一局部剖开前视图，示意性地显示出了根据本发明一实施方案的注射机构。
图2是用来解释根据本发明注射机构的滚珠花键型(ball-spline type)支承结构的示意图。
图3为一前视图，显示出在根据本发明另一实施方案中的注射机构后板。
具体实施方式
下面将参照这些附图对本发明的实施方案进行详细说明。在这些附图中，相同或相似的构件用同样的附图标记表示。
参考这些附图，图1示意性地示出了根据本发明一实施例的注射机构10。该注射机构10包括承载着压射缸14的前板12；相对于前板固定布置且带有一纵向导轴16a的导杆16；相对于前板12沿导轴16a可动布置且承载着注射螺杆20地可动板18；布置在与前板12相对的位置处的后板22，其中可动板18布置在前板12和后板22之间；以及设置在导杆16和可动板18之间且在导杆16上沿着导轴16a可动地支承着可动板18的支承结构24。
导杆16由将前板12和后板22彼此系成一整体的系杆16构成。在图示的实施方案中，前板12和后板22的相对表面为矩形轮廓，并且四个系杆16分别紧固在这些相对表面的四个角部处(图1仅示出两个系杆16)。
每根系杆16至少在可动板沿着系杆16在其上运动的所需长度上具有由沿着导轴16a延伸的多条肋或凹槽形成的滚珠接合表面26。换言之，系杆16在设有滚珠接合面26的长度上用作一花键轴。另一方面，可动板18设有多个与相应系杆16的滚珠接合表面26操作接合(或花键连接)的滚珠花键螺母28。系杆16上的滚珠接合表面26和相应的滚珠花键螺母28彼此互相配合从而构成上述支承结构24。
在所述的实施方案中，在设在可动板18上的预定位置处的螺母支承件30上与一根系杆16相关地安装有一对滚珠花键螺母40。可动板18能够通过滚珠花键型支承结构24在导轴16a的方向上沿系杆16移动。与系杆(或导杆)16相接合的支承结构24可以具有一个或3个与系杆16的滚珠接合表面接合的上述滚珠花键螺母28。
可动板18在其中央处设有一通孔，并且其上安装着注射螺杆20的螺杆套筒32通过轴承34按照可旋转但是不可轴向运动的方式安装在该通孔中。因此注射螺杆20以可旋转但不可轴向运动的方式承载在可动板18上，同时其旋转轴线20a设置成与系杆16的导轴16a大体上平行。四根系杆16围绕注射螺杆20的旋转轴线20a沿着具有预定半径的圆周以规则的间隔布置。
用于旋转螺杆的环形滑轮36一体地固定在螺杆套筒32的轴向前端面上(附图中左端面)。用于旋转螺杆的电动机38紧固安装在可动板18外周边中的预定位置上。该电动机38通过一同步皮带(timing belt)42驱动螺杆套筒32和注射螺杆20使之整体旋转，所述同步皮带42环绕在固定于电动机38输出轴上的主动轮40和固定于螺杆套筒32上的滑轮36上并且在它们之间延伸。
进料螺杆装置46的螺杆轴48在其一端处通过轴承44以旋转但不可轴向运动的方式连接在螺杆套筒32的内圆周部分上。用于注射驱动的滑轮50与螺杆轴48相连。另一方面，后板22在其中央处设有一通孔，并且进料螺杆装置46的滚珠螺母(ball nut)52按照能够拧在螺杆轴48上这样一种方式安装在通孔中。滚珠螺母52与紧固在后板22背面上的测力传感器54相连，并且穿过一间隙布置在后板22通孔的内侧。测力传感器54能够检测沿着其轴向方向作用在滚珠螺母52上的力(例如注射压力)。
用于注射驱动的电动机(优选伺服电动机)56固定安装在可动板18外周边的预定位置上，即在与用于旋转螺杆的电动机38相对的区域处。该电动机56通过同步皮带60驱动螺杆轴48旋转，所述同步皮带60缠绕在固定于电动机56输出轴上的主动轮58和固定于螺杆轴48上的滑轮50上并且在它们之间延伸。进料螺杆装置46和电动机56构成了使可动板18沿系杆16的导轴16a移动的驱动部分。
具有上述构造的注射机构10按如下方式操作。在计量阶段，通过电动机38的操作使注射螺杆20旋转，以便熔化和揉和(knead)树脂质材料以及计量该熔融材料。在此步骤期间，注射螺杆20趋向于通过熔融的树脂质材料向轴线后方(图1所示向右)推动和朝螺杆末端进给，因此可动板18和螺杆轴48被向后推动。因为螺杆轴48被安装在后板22上的滚珠螺母52拧紧，所以螺杆轴48由于推力向后移动，同时沿着预定方向旋转。在这一点上，可以启动电动机38以便适当地驱动螺杆轴沿着相反方向旋转，从而调节了螺杆轴48和可动板18的反向运动，由此控制了反压力。
在注射步骤中，通过电动机56的操作使螺杆轴48旋转，以便通过螺杆轴48和安装在后板22上的滚珠螺母52使螺杆轴48和可动板18沿轴向向前(在图1中向左)方向前进。因此，注射螺杆20在压射缸14内部向前移动以便注射熔融树脂质材料。
在如上所述的计量和注射步骤中，可动板18通过多个系杆16的轴向引导而向前/向后移动。在这一点上，如前面所述一样每根系杆16至少在可动板18沿着系杆16在其上运动的所需长度上用作包括有滚珠接合表面26的花键轴，因此在可动板18在其滚珠接合表面26与设在可动板18中的相应滚珠花键螺母28接合或花键连接的情况下在系杆16上移动。因此，在该可动板18的这个移动范围内，消除了在每根系杆16和相应的滚珠花键螺母28之间的游隙，可以防止彼此产生偏心和轴倾斜(即可动板18的旋转和翻转)，并且因此防止另外由偏心和轴倾斜导致产生蠕动和滑动摩擦阻力的增加。
为了更加详细地描述上述功能，参照图2，多个刚性滚珠62介于形成于系杆16上的滚珠接合面26和可动板18的滚珠花键螺母28之间(图1)，以便与与形成在表面26中的多个(图示为3个)凹槽26a和形成在螺母28上的多个(图示为3条)凹槽28a滚动接合。因此，消除了在系杆16的花键轴长度和滚珠花键螺母28之间的游隙以便于它们保持预定位置的相关性(通常指同轴的情况)，此外可以防止系杆16和滚珠花键螺母28之间的相对旋转。在保持位置的相关性时，滚珠花键螺母28在系杆16的花键轴长度上通过刚性滚珠62移动，并且由此其上固定着滚珠花键螺母28的可动板18沿系杆16在轴线方向移动。
按照上述滚珠花键型的支承结构24的功能，即使在上述计量和注射步骤中当通过电动机56驱动螺杆轴48旋转时所产生的反作用力通过滚珠螺母52和后板22传递给系杆16的情况下，也可以通过刚性滚珠62与系杆16的滚珠接合面26的接合来可靠地防止了每一系杆16和各自的滚珠花键螺母28之间相对偏心的情况。因此，在注射机构10中，不管注射驱动部分的进料螺杆装置46是否配备好，与位于传统注射机构中系杆和可动板之间的滑动轴承型支承结构相比，都可以确保有效地防止对应于系杆16的各个滚珠花键螺母28的偏心和轴倾斜，以及由此产生的蠕动(粘滞滑动)和滑动摩擦阻力的增加。因此，在注射机构10中，在计量和注射步骤中都可以平滑地移动可动板16以便于执行稳定的注射过程。
在上述实施方案中，滚珠接合面26分别形成在将前板12和后板22彼此系在一起的多个系杆16上，以便于使系杆16的花键轴长度用作导杆，由此引导可动板18的移动。或者，在本发明的另一实施方案中，通过固定地安置导杆形成花键轴型支承结构，所述导杆包括一位于前板12和后板22之间的滚珠接合面，它可作为与将前后板12，22系在一起的系杆的可分离部件，所述系杆还具有一滚珠花键螺母，它可操作地与可动板18上导杆的滚珠接合面接合。
更具体地说如图3所示，四根导杆64各自包括位于矩形后板22四个角部处相应位置上的滚珠接合面(或花键轴长度范围)。此外，位于前板12和后板22之间的四个系杆66设置在靠近各自导杆64的位置上。每一个导杆64限定了一用于引导可动板18(图1)的纵向导轴64a，并且每一系杆66限定了基本与导轴64a平行的第二纵向导轴66a。在这种布置中，每一系杆66可以包括整个长度上的圆柱形外圆周。此外，可动板18可以具有与导杆64接合的滚珠花键螺母，以及一可滑动容纳系杆66的滑动轴承套筒。
由上述可知，在根据本发明的注射机构中，构成滚珠花键型支承结构的滚珠接合面可以布置在系杆自身上，或布置在与系杆相分离的导杆上。此外，只有一个导杆具有滚珠接合面，且在可动板上所需数量的滚珠花键螺母仅与该导杆接合。在这一布置中，其他将前板和后板系在一起的系杆(或导杆)容纳在滑动轴承套筒中，以便引导可动板移动。依照这些构造，通过花键型支承结构有效地防止了可动板的旋转或翻转，以及因此产生的蠕动。
值得注意的是，从平衡性的观点来看，需要两个或更多个具有滚珠接合面的导杆，并且所述导杆围绕注射螺杆旋转轴线沿着具有预定半径的圆周以规则的间隔布置。在这种构造中，例如如图1所示的实施例里，只用于两个系杆16的滚珠接合面26布置在与注射螺杆20的旋转轴线20a对称的位置上，以便于在可动板18中以花键接合的方式将两个系杆16与滚珠花键螺母28接合，从而取代四个系杆16的滚珠接合面26以规则间隔布置的方式。在这种布置中，传统的滑动轴承型支承结构可以布置在其他系杆16和可动板18之间。或者，仅通过花键型支承结构24引导可动板18，而不必使其他系杆16与可动板18接合(即对于其他系杆16来说，不必具有任何引导功能)。
当结合有效实施例对本发明进行描述时，可以理解的是在不背离下述权利要求的实质和范围下，可以由本领域技术人员进行多种变化和修改。