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    Eine Antriebseinrichtung (9) weist ein Gehäuse (10), eine im Gehäuse (10) gelagerte Antriebswelle (14) mit einer Wellenachse (15) und einen ersten und einen zweiten elektrischen Antrieb (12, 13) auf. Die Antriebswelle (14) ist mittels der Antriebe (12, 13) um die Wellenachse (15) drehbar und entlang der Wellenachse (15) axial verschiebbar. Die Antriebe (12, 13) sind fluchtend zur Wellenachse (15) angeordnet und weisen jeweils einen Stator (16, 19) und einen Rotor (17, 20) auf. Die Statoren (16, 19) sind am Gehäuse (10) befestigt. Die Rotoren (17, 20) sind als Hohlwellen ausgebildet und am Gehäuse (10) gelagert. Der Rotor (20) des zweiten Antriebs (13) ist über eine Linearlagereinrichtung (28) mit der Antriebswelle (14) drehfest, aber axial verschieblich verbunden, der Rotor (17) des ersten Antriebs (12) mit einer Gewindespindel (27) drehfest und axial unverschieblich verbunden. Die Antriebswelle (14) ist mit einer mit der Gewindespindel (27) zusammenwirkenden Gewindemutter (29) drehfest und axial unverschieblich verbunden. Die Antriebswelle (14) weist eine Ausnehmung (31) zur Aufnahme der Gewindespindel (27) auf.A drive device (9) has a housing (10), a drive shaft (14) mounted in the housing (10) with a shaft axis (15) and a first and a second electric drive (12, 13). The drive shaft (14) is rotatable about the shaft axis (15) by means of the drives (12, 13) and axially displaceable along the shaft axis (15). The drives (12, 13) are arranged in alignment with the shaft axis (15) and each have a stator (16, 19) and a rotor (17, 20). The stators (16, 19) are attached to the housing (10). The rotors (17, 20) are designed as hollow shafts and mounted on the housing (10). The rotor (20) of the second drive (13) via a linear bearing device (28) with the drive shaft (14) rotatably, but axially displaceably connected, the rotor (17) of the first drive (12) with a threaded spindle (27) rotatably and connected axially immovable. The drive shaft (14) is non-rotatably and axially immovably connected to a threaded nut (29) cooperating with the threaded spindle (27). The drive shaft (14) has a recess (31) for receiving the threaded spindle (27).
    公开号:DE102004028355A1
    申请号:DE200410028355
    申请日:2004-06-11
    公开日:2006-01-05
    发明作者:Werner Dr. Eberlein；Detlef Dr. Potoradi；Klaus Recker
    申请人:Siemens AG；
    IPC主号:B29C45-50
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung mit einemGehäuse,einer im Gehäusegelagerten Antriebswelle mit einer Wellenachse und einem erstenund einem zweiten elektrischen Antrieb, – wobeidie Antriebswelle mittels der elektrischen Antriebe um die Wellenachsedrehbar und entlang der Wellenachse axial verschiebbar ist, – wobeibeide Antriebe fluchtend zur Wellenachse angeordnet sind und jeweilseinen Stator und einen Rotor aufweisen, – wobeidie Statoren am Gehäusebefestigt sind, – wobeidie Rotoren als Hohlwellen ausgebildet und am Gehäuse gelagertsind, – wobeider Rotor des zweiten Antriebs übereine Linearlagereinrichtung mit der Antriebswelle drehfest, aberaxial verschieblich verbunden ist. The present invention relates to a drive device with a housing, a drive shaft mounted in the housing with a shaft axis and a first and a second electric drive, - wherein the drive shaft is rotatable about the shaft axis by means of the electric drives and axially displaceable along the shaft axis, Wherein both drives are arranged in alignment with the shaft axis and each have a stator and a rotor, Wherein the stators are attached to the housing, - The rotors are formed as hollow shafts and mounted on the housing, - Wherein the rotor of the second drive via a linear bearing device with the drive shaft rotatably, but is axially displaceably connected.
    [0002] Einederartige Antriebseinrichtung ist beispielsweise aus der DE 43 44 335 C2 bekannt.Sie wird eingesetzt, wenn eine Antriebswelle sowohl um ihre Wellenachsedrehbar als auch in Richtung ihrer Wellenachse verschiebbar seinsoll. Ein Beispiel einer derartigen Anwendung ist die Bewegung einer Förderschneckeeiner Spritzgießmaschine.Weitere Anwendungen sind beispielsweise Förderarme, mittels derer einWerkstückvon einer ersten Bearbeitungsstation zu einer zweiten Bearbeitungsstation oderdergleichen transportiert werden soll. Denn bei diesen Förderarmenwird oftmals ein Werkstückzunächstangehoben, danach kreisbogenförmigverschwenkt und sodann wieder abgesenkt. Auch beim Wickeln von Garnenund Drähtenfinden sich solche Bewegungen. Schließlich sind solche Bewegungen insbesondereauch bei Antrieben fürSpindeln von Drehmaschinen denkbar.Such a drive device is for example from the DE 43 44 335 C2 known. It is used when a drive shaft is to be both rotatable about its shaft axis and slidable in the direction of its shaft axis. An example of such an application is the movement of a screw conveyor of an injection molding machine. Other applications include, for example, conveyor arms, by means of which a workpiece is to be transported from a first processing station to a second processing station or the like. Because in these conveyor arms often a workpiece is first raised, then pivoted in a circular arc and then lowered again. Even when winding yarns and wires are such movements. Finally, such movements are conceivable in particular for drives for spindles of lathes.
    [0003] Beider bekannten Antriebseinrichtung ist der zweite Antrieb mit derAntriebswelle indirekt über eineGewindespindel verbunden, die ihrerseits mit der Antriebswelle drehfestund axial unverschieblich verbunden ist. Am Rotor des zweiten Antriebsist ein Antriebszapfen angeordnet, der in eine Ausnehmung der Gewindespindeleingreift und in dieser drehfest, aber axial verschieblich gelagertist. Der Rotor des ersten Antriebs ist mit einer mit der Gewindespindel zusammenwirkendenGewindemutter drehfest und axial unverschieblich verbunden.atthe known drive device is the second drive with theDrive shaft indirectly via aThreaded spindle connected, which in turn rotatably with the drive shaftand axially immovably connected. On the rotor of the second drivea drive pin is arranged, which in a recess of the threaded spindleengages and rotatably mounted in this, but axially displaceableis. The rotor of the first drive is connected to a cooperating with the threaded spindleThreaded nut rotatably and axially immovably connected.
    [0004] Diebekannte Antriebseinrichtung ist fertigungstechnisch kompliziertherzustellen, weil insbesondere in die Gewindespindel die Ausnehmungfür denAntriebszapfen des zweiten Rotors eingebracht werden muss. Weiterhinsind konstruktionsbedingt die beiden Antriebe axial hintereinanderangeordnet, wodurch sich eine große axiale Bauweise der Antriebseinrichtungergibt. Schließlichist der Hebelarm, mit dem der Antriebszapfen des zweiten Antriebsauf die Antriebswelle wirkt, relativ gering, so dass auch nur relativgeringe Drehmomente übertragbarsind und sich nur eine relativ geringe Torsionssteifigkeit ergibt.Theknown drive device is complicated manufacturing technologyproduce, because in particular in the threaded spindle, the recessfor theDrive pin of the second rotor must be introduced. Fartherare by design, the two drives axially behind each otherarranged, resulting in a large axial design of the drive deviceresults. After allis the lever arm with which the drive pin of the second driveacting on the drive shaft, relatively low, so that only relativelylow torques transferableare and results in only a relatively low torsional stiffness.
    [0005] DieAufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Antriebseinrichtungder eingangs genannten Art dahingehend weiter zu entwickeln, dasssie fertigungstechnisch einfacher herstellbar ist und eine hoheTorsionssteifigkeit erreichbar ist.TheThe object of the present invention is a drive deviceof the type mentioned above to further develop thatit is easier to produce and a high productionTorsional stiffness is achievable.
    [0006] DieAufgabe wird dadurch gelöst, – dassder Rotor des ersten Antriebs mit einer Gewindespindel drehfestund axial unverschieblich verbunden ist, – dassdie Antriebswelle mit einer mit der Gewindespindel zusammenwirkendenGewindemutter drehfest und axial unverschieblich verbunden ist und – dassdie Antriebswelle eine Ausnehmung zur Aufnahme der Gewindespindelaufweist. The task is solved by - That the rotor of the first drive with a threaded spindle rotatably and axially immovably connected, - That the drive shaft with a cooperating with the threaded spindle nut is rotatably and axially immovably connected and - That the drive shaft has a recess for receiving the threaded spindle.
    [0007] Denndadurch muss zum Einen in die Gewindespindel keine Ausnehmung mehreingebracht werden, was dazu führt,dass nunmehr eine Standard-Gewindespindel verwendet werden kann.Zum Anderen kann nunmehr die Antriebswelle direkt mit dem Rotordes zweiten Antriebs verbunden werden, was zu einer Übertragbarkeitvon relativ großen Drehmomentenund einer hohen Torsionssteifigkeit führt.BecauseAs a result, on the one hand in the threaded spindle no more recessbe introduced, which leads tothat now a standard threaded spindle can be used.On the other hand, now the drive shaft directly to the rotorbe connected to the second drive, resulting in a transferabilityof relatively large torquesand a high torsional stiffness leads.
    [0008] Wenndie Antriebe in Radialrichtung ineinander verschachtelt sind, kanndarüberhinaus auch eine geringe axiale Baulänge der Antriebseinrichtung erreichtwerden. Vorzugsweise ist dabei der radial innen angeordnete Antriebder erste Antrieb. Denn dadurch wird der konstruktive Aufbau derAntriebseinrichtung noch weiter vereinfacht.Ifthe drives are nested in the radial direction, canabout thatalso achieved a small axial length of the drive devicebecome. Preferably, the radially inner drive is arrangedthe first drive. Because this is the constructive structure ofDrive device even further simplified.
    [0009] AufGrund der radial ineinander verschachtelten Anordnung der Antriebeist vorzugsweise der radial innen angeordnete Antrieb als Innenrotor-Motorausgebildet. Aus dem gleichen Grund ist vorzugsweise der radialaußenangeordnete Antrieb als Außenrotor-Motorausgebildet.OnReason for the radially nested arrangement of the drivesis preferably the radially inner drive arranged as an inner rotor motoreducated. For the same reason is preferably the radialOutsidearranged drive as an external rotor motoreducated.
    [0010] Beieinem Innenrotor-Motor liegt der Stator radial weiter außen alsder Rotor. Bei einem Außenrotor-Motorist es umgekehrt. Beide Statoren liegen somit radial innerhalb derbeiden Rotoren. Der Aufbau der Antriebseinrichtung kann somit dadurch nochweiter vereinfacht werden, dass das Gehäuse ein Ringelement aufweist,das sich in Axialrichtung zwischen die Rotoren der Antriebe erstrecktund die Statoren beider Antriebe trägt. Darüber hinaus kann durch dieseMaßnahmeauch der radial erforderliche Bauraum noch weiter reduziert werden.In an inner rotor motor, the stator is located radially further out than the rotor. In an outer rotor engine, it is the other way around. Both stators are thus radially within the two rotors. The structure of the drive device can thus be further simplified by the fact that the housing has a ring member which extends in the axial direction between the rotors of the drives and carries the stators of both drives. In addition, can be reduced by this measure, the radially required space even further.
    [0011] DasRingelement ist vorzugsweise als Kühleinrichtung für die Statorenausgebildet. Denn dann ist eine hohe Antriebsleistung realisierbar.Dies gilt ganz besonders, wenn das Ringelement einen Ringkanal für ein Kühlmedium,insbesondere Wasser, aufweist.TheRing element is preferably as a cooling device for the statorseducated. Because then a high drive power can be realized.This is especially true when the ring member is an annular channel for a cooling medium,especially water.
    [0012] Aufden Rotor des ersten Antriebs wirken sowohl Axial- als auch Radialkräfte. Erist daher vorzugsweise am Gehäuseradial und axial gelagert, insbesondere über eine Radiallagerung undeine davon getrennte Axiallagerung. Auf den Rotor des zweiten Antriebswirken hingegen nur Radialkräfte.Bezüglich desRotors des zweiten Antriebs ist es daher ausreichend, wenn dieseram Gehäuseausschließlichradial gelagert ist.Onthe rotor of the first drive act both axial and radial forces. Heis therefore preferably on the housingmounted radially and axially, in particular via a radial bearing anda separate axial bearing. On the rotor of the second driveBy contrast, only radial forces act.Regarding theRotor of the second drive, it is therefore sufficient if thison the housingexclusivelyis mounted radially.
    [0013] Wennder erste und/oder der zweite Antrieb als permanenterregter Drehstrom-Synchronmotor ausgebildetist, ergibt sich eine noch kompaktere Bauweise. Prinzipiell können aberauch andere Antriebe verwendet werden, z.B. Drehstrom-Asynchronmotorenoder Gleichstrommotoren.Ifthe first and / or the second drive designed as a permanent-magnet three-phase synchronous motoris, results in an even more compact design. In principle, however, you canalso other drives are used, e.g. AC induction motorsor DC motors.
    [0014] Wennder erste und/oder der zweite Antrieb Permanentmagnete aufweist,die im Rotor des permanenterregten Motors angeordnet sind, ist keinerlei Stromzuführung zubeweglichen Teilen erforderlich, sei es über Schleifringe, sei es über Transformatoranordnungen.Ifthe first and / or the second drive has permanent magnets,which are arranged in the rotor of the permanent-magnet motor, is no power supply tomoving parts, be it via slip rings, be it via transformer arrangements.
    [0015] Wenndem ersten und/oder dem zweiten Antrieb Lagegeber zugeordnet sind,die mit einem dem jeweiligen Antrieb zugeordneten Lageregler verbindbarsind, sind die Dreh- und/oder die Axiallage der Antriebswelle leichtpositionsregelbar. Die Lage des Rotors des zweiten Antriebs korrespondiertdabei mit der Drehstellung der Antriebswelle, die Differenz der Lagedes ersten Antriebs zur Lage des zweiten Antriebs mit der Axialverschiebungder Antriebswelle. Die Umrechnung der Lagedifferenz in die Axialverschiebungergibt sich dabei direkt und unmittelbar unter Heranziehung derSteigung der Gewindespindel.Ifthe first and / or the second drive are associated with position encoders,which can be connected to a position controller assigned to the respective driveare, the rotational and / or the axial position of the drive shaft are lightposition adjustable. The position of the rotor of the second drive correspondsdoing with the rotational position of the drive shaft, the difference in locationof the first drive to the position of the second drive with the axial displacementthe drive shaft. The conversion of the position difference into the axial displacementarises directly and directly using theSlope of the threaded spindle.
    [0016] DieLinearlagereinrichtung weist vorzugsweise mindestens drei in Umfangsrichtunggleichmäßig verteilteLinearlager auf. Denn dann ergibt sich eine besonders zuverlässige Radiallagerungder Antriebswelle relativ zum Rotor des zweiten An triebs. Die Linearlagerweisen dabei vorzugsweise Laufwägen undLinearführungenauf.TheLinear bearing device preferably has at least three in the circumferential directionevenly distributedLinear bearing on. Because then there is a particularly reliable radial bearingthe drive shaft relative to the rotor of the second drive to drive. The linear bearingsin this case preferably have carriages andlinear guideson.
    [0017] Wennzwischen den Laufwägenund den LinearführungenWälzlagerungenangeordnet sind, ist die Antriebswelle besonders leicht und zuverlässig axialverschiebbar. Der konstruktive Aufbau der Wälzlagerungen kann dabei einfachgehalten werden, wenn sie als um die Linearführungen umlaufende Wälzlagerkettenausgebildet sind.Ifbetween the carriagesand the linear guidesRolling Bearingare arranged, the drive shaft is particularly light and reliable axialdisplaceable. The structural design of the rolling bearings can be simpleheld when they circulating around the linear guides rolling bearing chainsare formed.
    [0018] Wenndie Linearführungensich an ihren axial voneinander beabstandeten Enden in Umfangsrichtungkontinuierlich verjüngen,insbesondere abgerundet oder abgewinkelt sind, arbeiten die Wälzlagerungender Linearführungenbesonders zuverlässig.Ifthe linear guidesat their axially spaced ends in the circumferential directioncontinuously rejuvenate,especially rounded or angled, work the rolling bearingsthe linear guidesespecially reliable.
    [0019] Vorzugsweisesind die Laufwägenam Rotor des zweiten Antriebs und die Linearführungen an der Antriebswelleangeordnet. Prinzipiell wärees aber auch möglich,die Laufwägenan der Antriebswelle und die Linearführungen am Rotor des zweitenAntriebs anzuordnen.Preferablyare the carriageson the rotor of the second drive and the linear guides on the drive shaftarranged. In principle would bebut it is also possiblethe carriageson the drive shaft and the linear guides on the rotor of the secondTo arrange drive.
    [0020] Wennzwischen der Gewindespindel und der Gewindemutter eine Kugellagerungangeordnet ist, ist eine Relativdrehung des Rotors des ersten Antriebsrelativ zum Rotor des zweiten Antriebs besonders leichtgängig ineine Axialverschiebung der Antriebswelle umsetzbar.Ifbetween the threaded spindle and the threaded nut a ball bearingis arranged, is a relative rotation of the rotor of the first driverelative to the rotor of the second drive particularly smooth inan axial displacement of the drive shaft can be implemented.
    [0021] Wiebereits eingangs erwähnt,ist die Antriebseinrichtung stets einsetzbar, wenn sowohl eine Drehbewegungder Antriebswelle als auch ein Axialvorschub der Antriebswelle realisierbarsein soll. Eine besonders bevorzugte Anwendung besteht aber alsAntriebseinrichtung füreine Förderschneckeeiner Spritzgießmaschine.Asalready mentioned at the beginning,the drive device is always usable when both a rotational movementthe drive shaft as well as an axial feed of the drive shaft feasibleshould be. However, a particularly preferred application is asDrive device fora screw conveyoran injection molding machine.
    [0022] WeitereVorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibungeines Ausführungsbeispielsin Verbindung mit den Zeichnungen. Dabei zeigen in Prinzipdarstellung:FurtherAdvantages and details will become apparent from the following descriptionan embodimentin conjunction with the drawings. Here are a schematic diagram:
    [0023] 1 einBlockschaltbild einer Spritzgießmaschine, 1 a block diagram of an injection molding machine,
    [0024] 2 einenSchnitt durch eine erfindungsgemäße Antriebseinrichtung, 2 a section through a drive device according to the invention,
    [0025] 3 eineDraufsicht auf die Antriebseinrichtung von 2 und 3 a plan view of the drive device of 2 and
    [0026] 4 einDetail von 3. 4 a detail of 3 ,
    [0027] Gemäß 1 weisteine allgemein mit dem Bezugszeichen 1 versehene Spritzgießmaschineunter anderem einen Einfülltrichter 2 auf, über dender Spritzgießmaschine 1 Kunststoffgranulat 3 zugeführt wird.Das Kunststoffgranulat 3 wird durch Drehen einer Förderschnecke 4 ineinen Plastifizierraum 5 der Spritzgießmaschine 1 gefördert. Dortwird es durch Erhitzen mittels einer schematisch angedeuteten Heizung 6 aufgeschmolzen.Danach wird es durch axiales Verschieben der Förderschnecke 4 ineine Spritzgießform 7 eingespritzt,wo es zum fertigen Spritzgießteilerstarrt.According to 1 has a generally with the reference numeral 1 provided injection molding machine, inter alia, a hopper 2 on, over that of the injection molding machine 1 Plastic pellets 3 is supplied. The plastic granulate 3 is by turning a screw conveyor 4 in a plasticizing room 5 the injection molding machine 1 promoted. There it is heated by means of a schematically indicated heating 6 melted. Then it is by axial displacement of the screw conveyor 4 in an injection mold 7 injected where it is to finished Injection molded part solidifies.
    [0028] DieFunktionsweise der Spritzgießmaschine 1 wirdvon einer Steuereinrichtung 8 gesteuert. Die Steuereinrichtung 8 steuertunter anderem eine Antriebseinrichtung 9 an, welche sowohldie Drehung der Förderschnecke 4 alsauch das axiale Verschieben der Förderschnecke 4 bewirkt.Diese Antriebseinrichtung 9 ist Gegenstand der vorliegendenErfindung. Sie wird nachfolgend in Verbindung mit den 2 bis 4,insbesondere der 2, näher erläutert. Der guten Ordnung halberseid dabei erwähnt,dass die Darstellung der Antriebseinrichtung 9 in 2 imVergleich zu der Anordnung von 1 spiegelbildlichist. Rechts und links sind also in den 1 und 2 vertauscht.The functioning of the injection molding machine 1 is from a controller 8th controlled. The control device 8th controls among other things a drive device 9 indicating both the rotation of the screw conveyor 4 as well as the axial displacement of the screw conveyor 4 causes. This drive device 9 is the subject of the present invention. It will be described below in connection with the 2 to 4 , in particular the 2 , explained in more detail. For the sake of good order, mention is made here that the representation of the drive device 9 in 2 compared to the arrangement of 1 is mirror image. Right and left are so in the 1 and 2 reversed.
    [0029] Gemäß 2 weistdie Antriebseinrichtung 9 ein Gehäuse 10 auf. Über dasGehäuse 10 istdie Antriebseinrichtung 9 mit einem Grundkörper 11 der Spritzgießmaschine 1 verbunden,z.B. verschraubt. Im Gehäuse 10 sindein erster elektrischer Antrieb 12 und ein zweiter elektrischerAntrieb 13 angeordnet. Die Antriebe 12, 13 wirkenauf eine Antriebswelle 14 mit ei ner Wellenachse 15,die im Gehäuse 10 gelagertist. Die Antriebe 12, 13 sind fluchtend zur Wellenachse 15 angeordnet.According to 2 has the drive device 9 a housing 10 on. About the case 10 is the drive device 9 with a basic body 11 the injection molding machine 1 connected, eg screwed. In the case 10 are a first electric drive 12 and a second electric drive 13 arranged. The drives 12 . 13 act on a drive shaft 14 with egg ner shaft axis 15 in the housing 10 is stored. The drives 12 . 13 are aligned to the shaft axis 15 arranged.
    [0030] DieAntriebe 12, 13 sind gemäß 2 in Radialrichtungineinander verschachtelt. Der radial innen angeordnete Antrieb istdabei der erste Antrieb 12.The drives 12 . 13 are according to 2 nested in the radial direction. The radially inner drive is the first drive 12 ,
    [0031] Dererste Antrieb 12 ist als Innenrotor-Motor ausgebildet.Er weist also einen Stator 16 und einen Rotor 17 auf,wobei der Rotor 17 bezüglichdes Stators 16 radial innen angeordnet ist. Der Stator 16 des erstenAntriebs 12, also des radial innen liegenden Antriebs 12,ist dabei an einem Ringelement 18 angeordnet, das Bestandteildes Gehäuses 10 istund sich in Axialrichtung bis überden Rotor 17 des ersten Antriebs 12 erstreckt.The first drive 12 is designed as an internal rotor motor. So he has a stator 16 and a rotor 17 on, with the rotor 17 with respect to the stator 16 is arranged radially inward. The stator 16 of the first drive 12 , So the radially inner drive 12 , is doing on a ring element 18 arranged, the component of the housing 10 is and extends axially over the rotor 17 of the first drive 12 extends.
    [0032] Derzweite Antrieb 13 ist als Außenrotor-Motor ausgebildet.Er weist also ebenfalls einen Stator 19 und einen Rotor 20 auf,wobei der Rotor 20 bezüglichdes Stators 19 jedoch radial außen angeordnet ist. Der Stator 19 deszweiten Antriebs 13, also des radial außen liegenden Antriebs 13,ist dabei ebenfalls am Ringelement 18 angeordnet. Das Ringelement 18 istsomit ein beiden Antrieben 12, 13 gemeinsamesElement, das sich in Axialrichtung zwischen die Rotoren 17, 20 derAntriebe 12, 13 erstreckt und die Statoren 16, 19 beiderAntriebe 12, 13 trägt. Beide Statoren 16, 19 sindsomit – nämlich indirekt über dasRingelement 18 – amGehäuse 10 befestigt.The second drive 13 is designed as an external rotor motor. So he also has a stator 19 and a rotor 20 on, with the rotor 20 with respect to the stator 19 however, is arranged radially outward. The stator 19 of the second drive 13 , So the radially outside drive 13 , is also on the ring element 18 arranged. The ring element 18 is thus a two drives 12 . 13 common element extending axially between the rotors 17 . 20 the drives 12 . 13 extends and the stators 16 . 19 both drives 12 . 13 wearing. Both stators 16 . 19 are thus - namely indirectly via the ring element 18 - on the housing 10 attached.
    [0033] DieAntriebe 12, 13 sind vorzugsweise als permanenterregteDrehstrom-Synchronmotoren 12, 13 ausgebildet,da sich hierdurch ein besonders kompakter Aufbau der Antriebseinrichtung 9 ergibt.Sie weisen also Permanentmagnete 21, 22 auf. Gemäß 2 sinddabei die Permanentmagnete 21, 22 in den Rotoren 17, 20 derAntriebe 12, 13 angeordnet.The drives 12 . 13 are preferably as permanent magnet three-phase synchronous motors 12 . 13 formed, since this is a particularly compact design of the drive device 9 results. So you have permanent magnets 21 . 22 on. According to 2 are the permanent magnets 21 . 22 in the rotors 17 . 20 the drives 12 . 13 arranged.
    [0034] Gemäß 2 weistdas Ringelement 18 einen Kühlkanal 23 für ein Kühlmediumauf. Das Kühlmediumist dabei vorzugsweise Wasser. Das Ringelement 18 ist somitals Kühleinrichtungfür dieStatoren 16, 19 ausgebildet.According to 2 has the ring element 18 a cooling channel 23 for a cooling medium. The cooling medium is preferably water. The ring element 18 is thus as a cooling device for the stators 16 . 19 educated.
    [0035] Wieweiterhin aus 2 ersichtlich ist, sind dieRotoren 17, 20 als Hohlwellen ausgebildet und amGehäuse 10 gelagert.Der Rotor 17 des ersten Antriebs 12 ist dabei über eineRadiallagerung 24 am Gehäuse 10 radial gelagert.Die Radiallagerung 24 kann, wie in 2 dargestellt,insbesondere als Wälzlagerung,z.B. als Kugellagerung, ausgebildet sein. Die Axiallagerung desRotors 17 des ersten Antriebs 12 erfolgt vorzugsweise über einevon der Radiallagerung 24 getrennte Axiallagerung 25.Auch die Axiallagerung 25 ist vorzugsweise als Wälzlagerung ausgebildet,z.B., wie in 2 dargestellt, wieder als Kugellagerung.Der Rotor 20 des zweiten Antriebs 13 ist vorzugsweiseam Gehäuse 10 ausschließlich radialgelagert, und zwar vorzugsweise wieder über eine Wälzlagerung 26, z.B.eine Kugellagerung.How to continue 2 can be seen, are the rotors 17 . 20 designed as hollow shafts and the housing 10 stored. The rotor 17 of the first drive 12 is about a radial bearing 24 on the housing 10 radially mounted. The radial bearing 24 can, as in 2 represented, in particular as a rolling bearing, for example as a ball bearing, be formed. The axial bearing of the rotor 17 of the first drive 12 is preferably via one of the radial bearing 24 separate axial bearing 25 , Also the axial bearing 25 is preferably designed as a roller bearing, for example, as in 2 shown, again as a ball bearing. The rotor 20 of the second drive 13 is preferably on the housing 10 exclusively supported radially, and preferably again via a rolling bearing 26 , eg a ball bearing.
    [0036] DerRotor 17 des ersten Antriebs 12 ist gemäß 2 miteiner Gewindespindel 27 drehfest und axial unverschieblichverbunden. Der Rotor 20 des zweiten Antriebs 13 hingegenist übereine Linearlagereinrichtung 28 mit der Antriebswelle 14 drehfest, aberaxial verschieblich verbunden. Die Antriebswelle 14 wiederumist mit einer Gewindemutter 29 drehfest und axial unverschieblichverbunden. Die Gewindemutter 29 wirkt dabei mit der Gewindespindel 27 zusammen,beispielsweise übereine zwischen der Gewindespindel 27 und der Gewindemutter 29 angeordneteKugellagerung 30. Weiterhin weist die Antriebswelle 14 eineAusnehmung 31 zur Aufnahme der Gewindespindel 27 auf.The rotor 17 of the first drive 12 is according to 2 with a threaded spindle 27 rotatably and axially immovably connected. The rotor 20 of the second drive 13 on the other hand, it has a linear bearing device 28 with the drive shaft 14 rotatably, but axially displaceably connected. The drive shaft 14 in turn is with a threaded nut 29 rotatably and axially immovably connected. The threaded nut 29 acts with the threaded spindle 27 together, for example via one between the threaded spindle 27 and the nut 29 arranged ball bearing 30 , Furthermore, the drive shaft 14 a recess 31 for receiving the threaded spindle 27 on.
    [0037] Werdenbei der Antriebseinrichtung 9 der 2 die Rotoren 17, 20 beiderAntriebe 12, 13 gleichsinnig und mit gleicherDrehzahl gedreht, erfolgt hierdurch eine rein rotatorische Bewegungder Antriebswelle 14 um ihre Wellenachse 15. Die Drehlageder Wellenachse 14 korrespondiert dabei mit der Drehlagedes Rotors 20 des zweiten Antriebs 13. Wird ausschließlich derRotor 17 des ersten Antriebs 12 gedreht, erfolgteine rein translatorische Bewegung der Antriebswelle 14 entlangder Wellenachse 15. Die Axialverschiebung der Antriebswelle 14 entlangder Wellenachse 15 korrespondiert dabei mit der Differenzder Drehlagen der Rotoren 17, 20. Werden die Rotoren 17, 20 beiderAntriebe 12, 13 gleichzeitig gedreht, korrespondiertdie Drehbewegung der Antriebswelle 14 mit der Drehbewegungdes Rotors 20 des zweiten Antriebs 13. Die Axialbewegungder Antriebswelle 14 korrespondiert über die Steigung der Gewindespindel 27 mitder Differenz der Drehbewegungen der Rotoren 17, 20 derbeiden Antriebe 12, 13.Be with the drive device 9 of the 2 the rotors 17 . 20 both drives 12 . 13 In the same direction and rotated at the same speed, this is done by a purely rotational movement of the drive shaft 14 around its shaft axis 15 , The rotational position of the shaft axis 14 corresponds to the rotational position of the rotor 20 of the second drive 13 , Will only be the rotor 17 of the first drive 12 rotated, there is a purely translational movement of the drive shaft 14 along the shaft axis 15 , The axial displacement of the drive shaft 14 along the shaft axis 15 Corresponds with the difference of the rotational positions of the rotors 17 . 20 , Be the rotors 17 . 20 both drives 12 . 13 rotated simultaneously, corresponds to the rotation of the drive shaft 14 with the rotary motion of the rotor 20 of the second drive 13 , The axial movement of the drive shaft 14 corresponds to the pitch of the threaded spindle 27 with the difference in the rotations of the rotors 17 . 20 the two drives 12 . 13 ,
    [0038] Umdurch die Linearlagereinrichtung 28 möglichst auch eine Radialführung derAntriebswelle 14 zu erreichen, weist die Linearlagereinrichtung 28 vorzugsweisemindestens drei Linearlager 32 auf, die – siehe 3 – in Umfangsrichtunggleichmäßig um dieWellenachse 15 herum verteilt sind. Die Linearlager 32 umfassendabei Laufwägen 33 undLinearführungen 34.Gemäß 3 sinddie Laufwägen 33 am Rotor 20 deszweiten Antriebs 13 angeordnet, die Linearführungen 34 ander Antriebswelle 14. Prinzipiell wäre aber auch eine umgekehrteAnordnung möglich.To pass through the linear bearing device 28 possibly also a radial guide of the drive shaft 14 to reach, has the linear bearing device 28 preferably at least three linear bearings 32 on, the - see 3 - In the circumferential direction evenly around the shaft axis 15 are distributed around. The linear bearings 32 include wheels 33 and linear guides 34 , According to 3 are the carriages 33 on the rotor 20 of the second drive 13 arranged, the linear guides 34 on the drive shaft 14 , In principle, however, a reverse arrangement would be possible.
    [0039] Umein möglichstreibungsarmes und damit exaktes Verschieben der Antriebswelle 14 inAxialrichtung zu erreichen, sind vorzugsweise zwischen den Laufwägen 33 undden Linearführungen 34 Wälzlagerungen 35 angeordnet.Die Wälzlagerungen 35 können wiederals Kugellager ausgebildet sein. Unabhängig von einer Ausbildung alsKugel- oder andere Wälzlagerungsind die Wälzlagerungen 35 aber entsprechend 4 vorzugsweiseals um die Linearführungen 34 umlaufendeWälzlagerkettenausgebildet. Um dabei einen möglichststörungsfreienund zuverlässigenBetrieb zu ermöglichen,verjüngensich vorzugsweise die Linearführungen 34 anihren axial voneinander beabstandeten Enden in Umfangsrichtung kontinuierlich.Wie im oberen Teil von 4 dargestellt, können dieLinearführungen 34 beispielsweise abgerundetsein. Alternativ ist es auch möglich, dassdie Linearführungen 34 abgewinkeltsind. Dies ist im unteren Teil von 4 dargestellt.In order to minimize the friction and thus exact displacement of the drive shaft 14 to achieve in the axial direction, are preferably between the carriages 33 and the linear guides 34 Rolling Bearing 35 arranged. The rolling bearings 35 can again be designed as a ball bearing. Regardless of training as ball or other roller bearings are the rolling bearings 35 but accordingly 4 preferably as to the linear guides 34 circumferential rolling bearing chains formed. In order to enable the most trouble-free and reliable operation possible, the linear guides preferably taper 34 at their axially spaced ends in the circumferential direction continuously. As in the upper part of 4 shown, the linear guides 34 for example, be rounded. Alternatively, it is also possible that the linear guides 34 are angled. This is in the lower part of 4 shown.
    [0040] Beiden meisten Anwendungen der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung 9 müssen sowohldie Drehbewegung der Antriebswelle 14 als auch deren Axialvorschubsehr genau erfolgen. Zumindest der Axialvorschub muss aber in allerRegel exakt sein. Dem ersten und dem zweiten Antrieb 12, 13 sinddaher vorzugsweise Lagegeber 36, 37 zugeordnet,die mit einem dem jeweiligen Antrieb 12, 13 zugeordnetenLageregler 38, 39 verbindbar sind. Durch Vorgabeentsprechender Sollwerte α1*, α2* an dieLageregler 38, 39 durch die Steuereinrichtung 8 unddas Erfassen der korrespondierenden Istwerte α1, α2 durch die Lagegeber 36, 37 können daherdie Lageregler 38, 39 sowohl die Drehlage derAntriebswelle 14 als auch deren Axialvorschub genau regeln.In most applications of the drive device according to the invention 9 Both have the rotational movement of the drive shaft 14 as well as their axial feed done very accurately. At least the axial feed must, however, usually be exact. The first and the second drive 12 . 13 are therefore preferably position sensors 36 . 37 associated with a the respective drive 12 . 13 assigned position controller 38 . 39 are connectable. By specifying appropriate setpoints α1 *, α2 * to the position controller 38 . 39 by the control device 8th and the detection of the corresponding actual values α1, α2 by the position encoders 36 . 37 can therefore the position controller 38 . 39 both the rotational position of the drive shaft 14 as well as their axial feed control exactly.
    [0041] Dieerfindungsgemäße Antriebseinrichtung 9 verbindetsomit einen fertigungstechnisch einfachen Aufbau mit einer hohenKompaktheit und Zuverlässigkeit.The drive device according to the invention 9 thus combines a production-technically simple structure with a high degree of compactness and reliability.
    权利要求:
    Claims (21)
    [1]
    Antriebseinrichtung mit einem Gehäuse (10), einerim Gehäuse(10) gelagerten Antriebswelle (14) mit einer Wellenachse(15) und einem ersten und einem zweiten elektrischen Antrieb(12, 13), – wobei die Antriebswelle (14)mittels der elektrischen Antriebe (12, 13) umdie Wellenachse (15) drehbar und entlang der Wellenachse(15) axial verschiebbar ist, – wobei beide Antriebe (12, 13)fluchtend zur Wellenachse (15) angeordnet sind und jeweilseinen Stator (16, 19) und einen Rotor (17, 20)aufweisen, – wobeidie Statoren (16, 19) am Gehäuse (10) befestigtsind, – wobeidie Rotoren (17, 20) als Hohlwellen ausgebildetund am Gehäuse(10) gelagert sind, – wobei der Rotor (20)des zweiten Antriebs (13) über eine Linearlagereinrichtung(28) mit der Antriebswelle (14) drehfest, aberaxial verschieblich verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, – dass derRotor (17) des ersten Antriebs (12) mit einerGewindespindel (27) drehfest und axial unverschieblichverbunden ist, – dassdie Antriebswelle (14) mit einer mit der Gewindespindel(27) zusammenwirkenden Gewindemutter (29) drehfestund axial unverschieblich verbunden ist und – dass dieAntriebswelle (14) eine Ausnehmung (31) zur Aufnahmeder Gewindespindel (27) aufweist.Drive device with a housing ( 10 ), one in the housing ( 10 ) mounted drive shaft ( 14 ) with a shaft axis ( 15 ) and a first and a second electric drive ( 12 . 13 ), - whereby the drive shaft ( 14 ) by means of the electric drives ( 12 . 13 ) around the shaft axis ( 15 ) and along the shaft axis ( 15 ) is axially displaceable, - where both drives ( 12 . 13 ) in alignment with the shaft axis ( 15 ) are arranged and in each case a stator ( 16 . 19 ) and a rotor ( 17 . 20 ), the stators ( 16 . 19 ) on the housing ( 10 ), the rotors ( 17 . 20 ) formed as hollow shafts and on the housing ( 10 ) are stored, - wherein the rotor ( 20 ) of the second drive ( 13 ) via a linear bearing device ( 28 ) with the drive shaft ( 14 ), but axially displaceably connected, characterized in that - the rotor ( 17 ) of the first drive ( 12 ) with a threaded spindle ( 27 ) rotatably and axially non-displaceably connected, - that the drive shaft ( 14 ) with one with the threaded spindle ( 27 ) cooperating threaded nut ( 29 ) rotatably and axially non-displaceably connected and - that the drive shaft ( 14 ) a recess ( 31 ) for receiving the threaded spindle ( 27 ) having.
    [2]
    Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die Antriebe (12, 13) in Radialrichtung ineinanderverschachtelt sind.Drive device according to claim 1, characterized in that the drives ( 12 . 13 ) are interleaved in the radial direction.
    [3]
    Antriebseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,dass der radial innen angeordnete Antrieb der erste Antrieb (12)ist.Drive device according to claim 2, characterized in that the radially inner drive arranged the first drive ( 12 ).
    [4]
    Antriebseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurchgekennzeichnet, dass der radial innen angeordnete Antrieb (12)als Innenrotor-Motor ausgebildet ist.Drive device according to claim 2 or 3, characterized in that the radially inwardly arranged drive ( 12 ) is designed as an internal rotor motor.
    [5]
    Antriebseinrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurchgekennzeichnet, dass der radial außen angeordnete Antrieb (13)als Außenrotor-Motorausgebildet ist.Drive device according to claim 2, 3 or 4, characterized in that the radially outer drive ( 13 ) is designed as an external rotor motor.
    [6]
    Antriebseinrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurchgekennzeichnet, dass das Gehäuse(10) ein Ringelement (18) aufweist, das sich inAxialrichtung zwischen die Rotoren (17, 20) derAntriebe (12, 13) erstreckt und die Statoren (16, 19)beider Antriebe (12, 13) trägt.Drive device according to claim 4 and 5, characterized in that the housing ( 10 ) a ring element ( 18 ), which extends in the axial direction between the rotors ( 17 . 20 ) of the drives ( 12 . 13 ) and the stators ( 16 . 19 ) of both drives ( 12 . 13 ) wearing.
    [7]
    Antriebseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,dass das Ringelement (18) als Kühleinrichtung für die Statoren(16, 19) ausgebildet ist.Drive device according to claim 6, characterized in that the ring element ( 18 ) as a cooling device for the stators ( 16 . 19 ) is trained.
    [8]
    Antriebseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,dass das Ringelement (18) einen Kühlkanal (23) für ein Kühlmedium,insbesondere Wasser, aufweist.Drive device according to claim 7, characterized in that the ring element ( 18 ) a cooling channel ( 23 ) for a cooling medium, in particular water.
    [9]
    Antriebseinrichtung nach einem der obigen Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass der Rotor (17) des ersten Antriebs(12) am Gehäuse(10) radial und axial gelagert ist, insbesondere über eineRadiallagerung (24) und eine davon getrennte Axiallagerung(25).Drive device according to one of the above claims, characterized in that the rotor ( 17 ) of the first drive ( 12 ) on the housing ( 10 ) is mounted radially and axially, in particular via a radial bearing ( 24 ) and a separate axial bearing ( 25 ).
    [10]
    Antriebseinrichtung nach einem der obigen Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass der Rotor (20) des zweiten Antriebs(13) am Gehäuse(10) ausschließlichradial gelagert ist.Drive device according to one of the above claims, characterized in that the rotor ( 20 ) of the second drive ( 13 ) on the housing ( 10 ) is mounted only radially.
    [11]
    Antriebseinrichtung nach einem der obigen Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass der ers te und/oder der zweite Antrieb (12, 13)als permanenterregter Drehstrom-Synchronmotor ausgebildet ist.Drive device according to one of the above claims, characterized in that the first and / or the second drive ( 12 . 13 ) is designed as a permanent-magnet three-phase synchronous motor.
    [12]
    Antriebseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,dass der erste und/oder der zweite Antrieb (12, 13)Permanentmagnete (21, 22) aufweist, die im Rotor(17, 20) des permanenterregten Motors (12, 13)angeordnet sind.Drive device according to claim 11, characterized in that the first and / or the second drive ( 12 . 13 ) Permanent magnets ( 21 . 22 ), which in the rotor ( 17 . 20 ) of the permanent-magnet motor ( 12 . 13 ) are arranged.
    [13]
    Antriebseinrichtung nach einem der obigen Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass dem ersten und/oder dem zweiten Antrieb (12, 13)Lagegeber (36, 37) zugeordnet sind, die mit einemdem jeweiligen Antrieb (12, 13) zugeordneten Lageregler(38, 39) verbindbar sind.Drive device according to one of the above claims, characterized in that the first and / or the second drive ( 12 . 13 ) Positioner ( 36 . 37 ) associated with a respective drive ( 12 . 13 ) associated position controller ( 38 . 39 ) are connectable.
    [14]
    Antriebseinrichtung nach einem der obigen Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die Linearlagereinrichtung (28) mindestensdrei in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilteLinearlager (32) aufweist.Drive device according to one of the above claims, characterized in that the linear bearing device ( 28 ) at least three circumferentially uniformly distributed linear bearings ( 32 ) having.
    [15]
    Antriebseinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,dass die Linearlager (32) Laufwägen (33) und Linearführungen(34) umfassen.Drive device according to claim 14, characterized in that the linear bearings ( 32 ) Carriages ( 33 ) and linear guides ( 34 ).
    [16]
    Antriebseinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,dass zwischen den Laufwägen(33) und den Linearführungen(34) Wälzlagerungen(35) angeordnet sind.Drive device according to claim 15, characterized in that between the carriages ( 33 ) and the linear guides ( 34 ) Rolling bearings ( 35 ) are arranged.
    [17]
    Antriebseinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,dass die Wälzlagerungen (35)als um die Linearführungen(34) umlaufende Wälzlagerkettenausgebildet sind.Drive device according to claim 16, characterized in that the rolling bearings ( 35 ) than around the linear guides ( 34 ) circumferential rolling bearing chains are formed.
    [18]
    Antriebseinrichtung nach Anspruch 15, 16 oder 17,dadurch gekennzeichnet, dass die Linearführungen (34) sichan ihren axial voneinander beabstan deten Enden in Umfangsrichtungkontinuierlich verjüngen,insbesondere abgerundet oder abgewinkelt sind.Drive device according to claim 15, 16 or 17, characterized in that the linear guides ( 34 ) continuously taper in their circumferential direction at their axially spaced apart ends, in particular rounded or angled.
    [19]
    Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis18, dadurch gekennzeichnet,, dass die Laufwägen (33) am Rotor(20) des zweiten Antriebs (13) und die Linearführungen(34) an der Antriebswelle (14) angeordnet sind.Drive device according to one of claims 15 to 18, characterized in that the carriages ( 33 ) on the rotor ( 20 ) of the second drive ( 13 ) and the linear guides ( 34 ) on the drive shaft ( 14 ) are arranged.
    [20]
    Antriebseinrichtung nach einem der obigen Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass zwischen der Gewindespindel (27) undder Gewindemutter (29) eine Kugellagerung (30)angeordnet ist.Drive device according to one of the above claims, characterized in that between the threaded spindle ( 27 ) and the threaded nut ( 29 ) a ball bearing ( 30 ) is arranged.
    [21]
    Antriebseinrichtung nach einem der obigen Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass sie als Antriebseinrichtung für eine Förderschnecke(4) einer Spritzgießmaschine(1) verwendet wird.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that it is used as a drive device for a screw conveyor ( 4 ) an injection molding machine ( 1 ) is used.
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    2016-01-01| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
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    DE200410028355|DE102004028355B4|2004-06-11|2004-06-11|driving means|DE200410028355| DE102004028355B4|2004-06-11|2004-06-11|driving means|
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