CN100415483C - 配有椭圆齿轮传动机构的推料装置 - Google Patents

配有椭圆齿轮传动机构的推料装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种推料装置，用于可电动机控制地从压铸模中推出压铸件。为此提出，中间连接一个椭圆齿轮传动机构。椭圆齿轮传动机构可以安置在用于活动模具的驱动装置的外面。这样，在活动模具的中心区可获得较多自由空间，以便于通过其驱动装置达到更好利用的目的。椭圆齿轮传动机构具有与曲柄传动机构非常相似的传动性能，但精确限制从动轴上的力。从而可将曲柄传动机构的优点用于推料装置，在活动的模具的传动侧的可贵中心区有更大的自由空间。

Description

配有椭圆齿轮传动机构的推料装置
技术领域
本发明涉及一种推料装置，它经过推料器更确切地说经过推料器底板的冲击运动，可以电动机控制地从压铸模中推出压铸件。
背景技术
压铸机都具有一个固定的模具夹紧板和一个活动的模具夹紧板。在这两个模具夹紧板上分别固定着一个半模，这两个半模在关闭的位置上形成所谓的模窝或模腔以用于压铸件。活动的模具夹紧板利用一个关闭机构加以推移，从而使压铸工具进入关闭位置和进入打开位置。与此同时，关闭机构还用来施加模具闭合压力。
关闭机构必须传递巨大的力，因此必须做得很紧固。大家最熟悉的是所谓的肘杠式闭锁机构，它既可以电机驱动，也可以液压驱动。最近日益广泛地使用曲柄传动。对二者来说，共同之处是：坚固的结构，和充分利用在关闭机构和活动模具之间范围中的几乎每一公分。
所制造的压铸件利用一个或几个推料器在打开模具时或已打开模具时从模具中被推出来。在脱模不良的压铸件的情况下，问题可能是由于模具的复杂几何构形之故，或者是由于附着加大之故，这时往往需要多次来回推动推料器，以便将压铸件从模具中松脱。为了使敏感的压铸件不受损伤，必须小心进行推料。
US-PS 4 207 051中公开一种推料器。对抛料销子的运动负责的曲柄传动机构包含一个曲柄盘，该曲柄盘是作为齿轮设计的。齿轮的齿可与两个齿条的齿相配合，其中一个齿条与活动的模具夹紧板牢固相连，另一个齿条则与固定的模具夹紧板牢固相连，使活动的模具夹紧板利用关闭机构运行，从而使上述运动经过齿条传递至曲柄盘上，该曲柄盘经过偏心地安置在其上的杠杆操纵着抛料销子。推料器运动是直接与模具夹紧板的运动相耦合的。
EP-PA 0 657 271中提出了另一种解决方案。这一专利文件中提出的任务是如此设计一种装置，使抛料销子的运动与模具夹紧板的运动脱耦，从而使特定产品的抛料特性成为可能，与此同时可实现从曲柄传动机构到抛料销子的完全对称的力传递。作为解决方案，EP 0 657271还提出如下建议：曲柄传动机构由两个彼此平行地安置的曲柄盘组成，这两个曲柄盘是可以同步驱动的，在它们之间支承着移动滑座的杠杆。可称之为优点的是，本发明提出的曲柄传动机构具有稳定的结构，借此另外还可保证向抛料销子的完全对称的力传递。于此，如从现有技术所知道的，曲柄盘可作为齿轮加以设计，它们的齿与相应的一个齿轮的齿相啮合，曲柄盘安置在由电动机所驱动的轴上。因此，抛料时间点、抛料速度和抛料力，都可以经驱动装置按被脱模的压铸件单独进行调定。抛料运动可以有选择地在模具的开运动过程中就开始，或者在已打开模具时才开始。速度曲线和力曲线可以如此调定，就是在抛料销子的行程的最初几个毫米上在小速度情况下施加一个大的力，借以使压铸件脱模，然后用较小的力和较大的速度结束抛料运动。同样地，抛料器冲程也可根据被制造的压铸件的种类加以调整。在脱模不良的压铸件情况下，利用本发明提出的装置就可很简单地首先符合目标地实现抛料销子的多次来回运动。
EP 0 657 271提出的方案的缺点是空间要求。推料装置所需空间所处的范围也是关闭机构所用各元件的运动所发生的范围。关闭机构所需的空间和推料器所需空间决定了具有关闭机构的活动模具整个部分所需长度尺寸。
本发明的任务是尽可能地取得前面所述的优点特别是曲柄传动装置的优点，当然还要减小关闭机构和活动的模具夹紧板之间的空间要求。
发明内容
本发明提出一种推料装置，其用于经过一个推料器底板的线性驱动冲击运动能借助驱动电动机电动机控制地从压铸模中推出压铸件，其中，推料装置具有一个椭圆齿轮传动机构，该传动机构同一个减速齿轮箱形成一个结构单元，并在模具驱动范围之外牢固地与活动的半模相连。
发明人认为：对于推料器来说，就所需的力曲线和速度曲线而言，曲柄传动装置当然是理想的。但其缺点是：曲柄必须安置在线性力必需导入的地方即关闭机构的力作用的中心。椭圆齿轮传动机构具有与曲柄传动机构相似的特性，而且提供这样的可能性：如曲柄一样，在第一阶段利用一个具有最大力传递和最小速度的范围；在第二阶段可利用一个大的速度和减小的力。椭圆齿轮传动机构是一种非线性的传动机构，而且从几何构形来看具有与盘形凸轮相似的特性。椭圆齿轮传动机构的最大优点在于：从空间上说，它可以安置在关闭机构的力作用范围之外。
椭圆齿轮传动机构最好具有两个椭圆齿轮，其中，椭圆齿轮传动机构直接与一个电动驱动装置相连，而且安置在模具驱动区域之外。根据一个最佳的解决方案，推料器底板的冲击运动是通过一个齿条传动装置来实现的，该齿条传动装置经过一个主动轴同椭圆齿轮传动机构相连接。这样便可很有利地解决所提出的任务。这一解决方案还具有曲柄方案的优点，没有那种不得已的结构上占据空间的缺点。
曲柄传动机构具有这样一个特点：在死点附近从理论上说会产生一个趋向无穷大的力。实际上，死点区仍须加以避免，因为运动和力的合成的相互作用是很不好掌握的。正在推出压铸件时不希望有的是，在释放冲程开始时施加一个“无穷的”力。任何过高的力都可能意味着对模具范围内重要零部件造成损害的危险。椭圆齿轮传动机构的优点是，根本不会有一种相应的在理论上具有无穷大的力的死点区。
齿条传动装置的齿啮合是如此设计的：主动轴的过渡齿轮(
Figure C0380496300071
)的力啮合大致处在齿条的中轴线上。为了力传递目的，齿条的作用轴线与曲柄传动机构的相应作用轴线相一致。椭圆齿轮传动机构最好在模具驱动区域之外牢固地与活动的半模相连，与驱动电动机用法兰连在一起，并与活动的模具一起运动。
椭圆齿轮传动机构可以同一个减速齿轮箱形成一个结构单元，依此，椭圆齿轮传动机构最好是按1∶3至1∶8特别最好按1∶4至1∶6的传动比加以设计。驱动电动机和椭圆齿轮传动机构之间的减速级具有一个大约1∶30的比例。此外还提出如下建议：推料器单元具有一个推料件组件，包括一个齿条过渡齿轮、一个相对模具支撑的支承板以及带有抛料销子的可移动的推料器底板。特别有利的是，将行星齿轮装置的机械传动部件及具有两个椭圆齿轮的椭圆齿轮传动机构组装在一个变速箱外壳中而作为传动机构单元。
椭圆齿轮传动机构所选择的回转范围是大约20°至300°，包含转矩的一个最大值和转矩的一个最小值，更确切地说传递速度的一个最小值和传递速度的一个最大值。
为了使整个推料过程实现最佳化，就位移功能和力功能提出如下建议：电机驱动装置是一伺服电动机。
对本发明的简短描述
下面将参照几个实施例对本发明做进一步的详细说明。附图表示：
图1具有两个椭圆齿轮的椭圆齿轮传动机构示意图；
图2配有一椭圆齿轮传动机构的一种推料器组合件；
图3图4中的III-III断面示意图；
图4图2中箭头IV所示推料器组件的前视图；
图5力曲线和速度曲线与椭圆齿轮的两个全回转运动的关系。
具体实施方式
图1和2表示一个椭圆齿轮传动机构1，其中两个椭圆齿轮2和3相互啮合。椭圆形状凭肉眼是几乎看不出的，相反倒是可以看到回转轴4相对于椭圆齿轮2的明显位错及回转轴5相对于椭圆齿轮3的明显位错。回转轴4和5有一个共同的中线6，齿啮合点7位于此中线上。回转轴4同驱动电动机9的轴8处在一个共同的平面(8’，8*)中。在旋转完整的一圈情况下，椭圆齿轮2以它的最外的齿圆10走过一个圆形轨迹11。按此意义，椭圆齿轮3以它的最外齿圆12走过一个圆形轨迹13。经过半圈之后，齿啮合点7向齿啮合点7’移动。于此，十分重要的是：根据优选的方案，椭圆齿轮2以一个半径r而椭圆齿轮3则以一个大约两倍大的半径R处于啮合状态中。按虚线所示情况是，椭圆齿轮2以最大可能的半径R’而椭圆齿轮3则以最小可能的半径r’处于啮合状态中。由于半径比的变化，而导致从动轴14的可传递的转矩及回转速度的相应变化。在驱动电动机9和椭圆齿轮传动机构1之间是一个减速齿轮箱15，它可以具有例如1∶30的减速比。椭圆齿轮传动机构可以按1∶3至1∶8最好是1∶4至1∶6的减速比设计。从动轴14在椭圆齿轮传动机构1中是一端以轴承16支承和在另一个端支承在一个立式轴承17中，该立式轴承是推料器组件20的一部分。推料器组件20具有一个支承板21，该支承板经过短的导轨22而牢固地与活动的模具23相连。一个推料器底板24可移动地在导轨22上被引导，并朝活动的模具23的方向支承着抛料销子25。推料器底板的线性驱动是经过一个齿轨26实现的，该齿轨是经过一个小齿轮27驱动的。小齿轮27固定地布置在从动轴14上。
因此，运动或者说力传递是由驱动电动机9经过减速齿轮箱15、椭圆齿轮传动机构1、从动轴14、小齿轮27和齿条26及带有抛料销子25的推料器底板24加以实现的。利用一条虚线大致标记出整个推料器组件所需空间。椭圆齿轮传动机构1固定在活动的模具23的后面空间的外面，模具23的下方，如以螺栓28所示。
在图3和4中以不同视图绘示出活动的模具23及带有推料器底板24的支承板21。图3中绘出三个抛料销子25，图4中绘出五个抛料销子。抛料销子的数目当然视具体要求而定，可以从一至任意多个。
图5表示速度30和转矩31在椭圆齿轮传动机构输出端相对于相应值的情况。在椭圆齿轮传动机构输入端经过椭圆齿轮2和3的两个全回转。以一个四边形32表示一个可有利地利用的从大约30°至270°即大约240角度的局部。这个可用的局部分为一个区段A，释放区段。在这里需要最大的力，以比例数2作为最大值加以表示。然后是一个区段B，具有一个大大减小的力，这个力达到接近比例数0.5。在这个区域内不仅叠合力传动；而且同时产生一个大的但却是缓慢上升的起动速度，如从曲线30可以清楚看出的。在区段C中只需要最小可能的力。可用的速度在区段C的一端稍有减小。在区段C的末端发生一个运动反向。椭圆齿轮2和3以反转过来的旋转方向从位置Z再回转到位置X。这是通过驱动电动机9的旋转方向反转加以实现的。为此最好采用伺服电动机，使得从其内部控制/调节便可达到精确的位置识别。为了防止损坏，伺服电动机可以有一个转矩限制。

Claims (13)

1. 推料装置，用于经过一个推料器底板(24)的线性驱动冲击运动，能借助驱动电动机(9)电动机控制地从压铸模中推出压铸件，其特征在于：推料装置具有一个椭圆齿轮传动机构(1)，该传动机构同一个减速齿轮箱(15)形成一个结构单元，并在模具驱动范围之外牢固地与活动的半模(23)相连。
2. 按权利要求1所述的推料装置，其特征在于：椭圆齿轮传动机构(1)具有两个椭圆的齿轮(2，3)。
3. 按权利要求1或2所述的推料装置，其特征在于：椭圆齿轮传动机构(1)同一个电动驱动装置直接相连，并被安置在模具驱动区域的外面。
4. 按权利要求1所述的推料装置，其特征在于：推料器底板(24)的冲击运动是通过一个齿条传动机构实现的，后者经过一个主动轴(14)与椭圆齿轮传动机构(1)相连。
5. 按权利要求4所述的推料装置，其特征在于：齿条传动机构的齿啮合点(7，7’)是如此设计的，使得主动轴(14)的过渡齿轮的力啮合点大致处在齿条(26)的中轴线上。
6. 按权利要求1所述的推料装置，其特征在于：椭圆齿轮传动机构(1)同驱动电动机(9)用法兰连在一起。
7. 按权利要求1所述的推料装置，其特征在于：椭圆齿轮传动机构(1)同一个减速齿轮箱(15)形成一个传动单元，传动单元总体上具有1∶20至1∶60的减速比。
8. 按权利要求1所述的推料装置，其特征在于：椭圆齿轮传动机构(1)设计用于传动比1∶3至1∶8。
9. 按权利要求1所述的推料装置，其特征在于：椭圆齿轮传动机构(1)设计用于1∶4至1∶6的传动比。
10. 按权利要求1所述的推料装置，其特征在于：驱动电动机(9)和椭圆齿轮传动机构(1)之间的减速级是1∶8至1∶12。
11. 按权利要求1所述的推料装置，其特征在于：该推料装置具有一个推料器组件(20)，包含一个齿条过渡齿轮、一个相对模具支撑的支承板(21)及配有抛料销子(25)的可移动的推料器底板(24)。
12. 按权利要求1所述的推料装置，其特征在于：椭圆齿轮传动机构(1)所选择的回转范围20°至300°，包含转矩的一个最大值和转矩的一个最小值，或者说传动速度的一个最小值和传动速度的一个最大值。
13. 按权利要求1所述的推料装置，其特征在于：驱动电动机(9)是一台伺服电动机。
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