CN100528531C - 驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种尤其用于注塑机的闭合装置、注射装置或喷射装置的驱动装置。可通过液压的力变换器施加很大的轴向力。力变换器(4)的缸(16)可通过保持装置(18)相对于注塑机的机架固定，该保持装置(18)与注塑机的机架(14)上的缸(16)的导向装置在功能上是分开的。

Description

驱动装置

技术领域

本发明涉及一种尤其用于注塑机的闭合装置、注射装置或喷射装置的驱动装置，该驱动装置包括液压的力变换器，所述液压的力变换器具有两个可彼此相对运动并且有效面积不同的活塞装置，这两个活塞装置与可通过导向装置沿轴向移动的中间部件共同限定压力腔，其中较小的活塞装置被驱动，中间部件设计成可通过保持装置相对于位置固定的机架固定，以施加轴向力。

背景技术

近来有给注塑机设置电和液压驱动机构的倾向，其中利用电驱动机构以较小的力进行的高速致动运动，而在较小的致动运动下必须施加很大的轴向力时液压驱动机构尤其有利。

例如在闭合装置或注射装置中或在塑料注塑机的喷射装置的致动中会出现这种需求。例如，为了将塑料注射进模具腔中，塑化蜗杆以较高的轴向速度沿朝向模具的方向运动，直至模具完全充满塑料材料。在随后的通过输入成型材料来补偿工件收缩的保压阶段/增压阶段(Nachdruckphase)期间，必须在塑化蜗杆没有明显的轴向进给的情况下由注射装置施加很大的力。

在用于闭合注塑机的模具的闭合装置中有类似的需求，其中，首先通过电驱动装置快速移动夹紧板以闭合模具，然后，只需经过较短的剩余行程来完全合拢模具并以所需的闭合力使其保持闭合。

从本发明人的申请DE 10121024A1中已知一种注塑机的驱动装置，其中，在保持注塑模具闭合时或者在注射的保压阶段期间，通过液压力变换器施加较大的轴向力。该液压力变换器包括具有较小的有效面积并通过螺杆装置致动的活塞装置。该较小的活塞装置与另一个具有较大的有效面积和可轴向运动的缸的活塞装置共同限定压力腔。可锁定该缸，以施加大的轴向力，因此由于较小的活塞装置的轴向运动压力腔的尺寸减小，根据较小活塞装置和较大活塞装置的面积差，通过较大的活塞装置向待加载的装置(闭合装置/注射装置/喷射装置)施加大的轴向力。在已知的解决方案中，这样来实现力变换器的缸的轴向固定：缸壁由于压力腔中压力的增大而径向向外的方向拱起，从而缸力锁合地固定在缸的导向装置中，并由此不再能够进行轴向运动。

该解决方案的缺点在于，缸的导向面的设计一方面考虑必须最佳的导向性，但是另一方面还要考虑缸形锁合的锁定。因此需要在最佳导向性和良好的夹持效果之间寻找折衷，因此结构不能最佳地设计成同时既满足一种功能又满足另一种功能(夹持、导向)。

发明内容

与之不同，本发明的目的是：提供一种用于注塑机的驱动装置，其中相对于现有技术改善驱动装置的力变换器的中间部件的导向性和力锁合/利用摩擦的锁定。

该目的通过这样的驱动装置来实现，该驱动装置特征在于保持装置具有可与中间部件一起移动并且可利用摩擦锁定在至少一个支承在机架上的支承件上的夹持件，其中，经所述支承件和所述夹持件锁定所述中间部件，所述支承件和所述夹持件在功能上与导向装置分开。本发明的驱动装置包括力变换器，该力变换器具有两个可彼此相对运动并有效面积不同的活塞装置。这两个活塞装置与被可移动地引导的中间部件共同限定压力腔。为了施加大的轴向力，将中间部件设计成可通过夹持件固定在支承于注塑机的机架上的支承件上。换句话说，形锁合地固定中间部件的部件-支承件/夹持件-设计成与中间部件的导向装置分开，从而这些构件可按照各自的任务(导向/夹持)最佳地设计，而不需要功能上的折衷。

在一个优选实施例中，支承在注塑机的机架上的支承件包括支承锚杆(Stützanker)，可径向变形的夹持套筒可沿该支承锚杆移动。该夹持套筒与中间部件这样地作用连接，以便当夹持套筒固定在支承锚杆上时，也在轴向上锁定中间部件。

夹持套筒的径向变形优选通过压力腔中的压力液力地实现。为此，在本发明的一个优选解决方案中，夹持套筒容纳于夹持缸内，该夹持缸的环形压力腔经由压力管路与力变换器的压力腔相连接。

优选通过可在注塑机的横梁(Holm)上被引导的导向板来实现对中间部件和夹持套筒或夹持缸的导向。

在一个结构特别简单的的实施例中，该导向板一方面贴靠在夹持缸上，另一方面贴靠在中间部件上。

如果支承锚杆和/或夹持套筒沿其各自支承位置的方向被弹性地预加载，则可进一步降低用于实现本发明的装置技术上的复杂度。

根据本发明的结构允许对导向板的导向结构进行润滑，因此与常规的解决方案相比较该装置的使用寿命大大延长，在常规的解决方案中不能润滑导向结构，因为否则会损害夹持效果。

力变换器的中间部件优选设计成缸，在该缸中形成具有较小有效面积和较大有效面积的两个活塞装置的活塞和压力腔。

由具体优选实施例可知本发明的其它有利的改进方案。

附图说明

下面将参照示意图说明本发明的优选实施例，该示意图示出注塑机的闭合装置的示意性剖视图。在附图中仅示出结构对称的驱动装置1的上半部分。

具体实施方式

在唯一一个附图中示出的驱动装置1用于致动注塑机的闭合装置，其中，活动的模具夹紧板2首先沿闭合方向高速运动(快速档)，然后，当可移动的半模接触到夹持在固定的夹紧板上的半模时，以大的力进行模具的剩余行程和保持模具闭合。

驱动装置1包括力变换器4，该力变换器4具有有效面积较小的活塞装置6和有效面积较大的力变换器活塞8。力变换器4的缸16通过导向板10在横梁12上被引导，横梁12支承在注塑机的机架14上，在横梁12上还支承有活动的模具夹紧板2。为了向模具夹紧板2施加大的轴向力，可通过保持装置18相对于机架14固定力变换器4的缸16。

在所示实施例中，力变换器4的致动通过包括螺杆/心轴(Spindel)20的螺杆传动装置进行，所述螺杆由包括齿轮或带传动装置的电驱动装置(未示出)驱动。轴向固定的螺杆20与螺杆螺母22接合。在所示解决方案中，螺杆传动装置设计成循环球传动装置(Kugelumlauftrieb)。螺杆螺母22包括轴向突出的支承凸缘24，活塞装置6的多个活塞26支承在该支承凸缘上。还可以使用单个活塞代替多个活塞26。

图中活塞26的右侧端部分别伸入一缸室28中，从而缸室与相配的活塞26共同限定部分压力腔30。力变换器4的各部分压力腔30液力地彼此连通，并形成压力腔的一部分，该压力腔的体积可通过活塞26的轴向移动而改变。

如图所示，缸16包围螺杆螺母22，并通过贴靠肩部32贴靠在支承凸缘24的端面上。在所述贴靠肩部32的范围内在缸16中设有离合器34，优选为电磁离合器，通过所述离合器，缸16可联接到螺杆螺母22上，从而螺杆螺母的轴向运动可传递给缸16。

在缸16远离离合器34的端部，在端侧形成一环形腔36，设计成空心活塞的力变换器活塞8的导向部38在该环形腔内被引导。导向部与环形腔36一起限定力变换器腔40，力变换器腔通过压力管路42与部分压力腔30连通，从而所述部分压力腔和力变换器腔40形成力变换器4的压力腔。

力变换器活塞8的远离导向部38的环形端面间接或直接地接合在活动的模具夹紧板2上。力变换器活塞8由设置在环形腔36中并接合作用在导向部38上的弹簧44沿力变换器腔40的最小体积的方向预加载。

根据附图，缸16在其右侧端部具有径向突出的带动肩部46，包围缸16的导向板10沿轴向支承在该带动肩部上。

在所示实施例中，导向板10包括一个或多个相对于其中轴线48偏置的开口50，在开口中分别装入保持装置18的夹持缸52。优选在周向上设置多个夹持缸；但是，当闭合力较低是，原则上一个夹持缸52也是足够的，但是该夹持缸应相对于缸16同轴地接合作用。

夹持缸52以其内收的台阶式端部54伸入导向板10的开口50。在夹持缸52的端部54上套装有弹簧56，例如板簧组件，该弹簧一方面支承在环58上，另一方面接合作用在导向板10上，从而将夹持缸52以肩部60预紧在导向板10上。开口50设计成与夹持缸52的端部54的外周边具有一定间隙，从而可通过弹簧56对夹持缸52的轴线位置(轴线62)进行一定的调整。

在该夹持缸52中插有夹持套筒64，该夹持套筒与夹持缸52的外壳共同限定环形腔66，该环形腔经由连接通道68与部分压力腔30连通。在所示实施例中，连接通道68从缸16经由导向板10延伸进入夹持缸52。该环形腔66通过密封组件70、72相对于外部密封。夹持套筒64设计成，当以预定的最小压力给环形腔66加载时，该夹持套筒可沿径向变形并从而夹持在支承锚杆(Stützanker)74上。这种形锁合的连接设计成可传递由保持闭合力引起的支承力。

夹持套筒64包围杆状的支承锚杆74，在附图中该支承锚杆的右侧端部还穿过导向板10。支承锚杆74在端侧通过支承装置76支承在注塑机的机架14上。在所示实施例中，支承装置76包括锚固在机架14上的支承托架78，预紧弹簧80支承在该支承托架上。预紧弹簧80接合作用在设置于支承锚杆74上并通过例如弹簧垫圈84沿轴向支承在此处的支承环82上。在附图中支承锚杆74的左侧端面通过预紧弹簧80预紧在机架14的贴靠面86上。

支承锚杆74和夹持缸52的弹性定位使得可以简单地对制造公差进行补偿，因为弹簧允许沿共同的轴线62对中。

弹簧56、80必须设计成具有一定的强度，以便在打开期间能够克服由于模具上和导向装置中的摩擦出现的力。

在所示实施例中使用了多个活塞26。还可使用唯一一个空心活塞来代替这些活塞，该空心活塞的环形端面的有效面积比容纳于环形腔36中的力变换器活塞8的端面的有效面积小很多。

为了更好地理解(本发明)，将说明驱动装置1的功能。

假定在模具夹紧板上夹持的模具是打开的，其中当模具打开时，缸16在示出的位置或者进一步向左侧运动至贴靠在机架14上。

为了按快速档闭合模具，首先，压入离合器34，从而缸16与螺杆螺母22相连接。同时，致动螺杆20的驱动马达，使螺杆20旋转，从而螺杆螺母22相应地沿轴向向右移动(图示)。通过离合器34带动缸16，从而整个力变换器4向右移动，模具夹紧板2沿闭合方向运动。这一闭合运动以较高的速度进行，而螺杆传动装置只需要传递较小的力。

在快速档的轴向移动期间，由部分压力腔30和力变换器腔40形成的缸16的压力腔的体积不变，从而压力腔中的压力相应地保持恒定。

当闭合模具时，释放离合器34以施加较大的闭合保持力，因此在剩余的行程期间缸16不再由螺杆螺母22带动。从而，活塞26插入缸室28内，从而部分压力腔30的体积减小，相应地缸16的压力腔中的压力升高。

为了防止缸16向左侧偏移，通过保持装置18固定夹持缸。在所示实施例中，这是这样来实现的：由于压力腔(部分压力腔30、力变换器腔40)中的并通过连接通道68还作用在环形腔66中的压力升高，夹持套筒64沿径向向内变形并形锁合地固定在支承锚杆74的外周上。预紧弹簧44确保在出现闭合力之前形成夹持力。夹持效果足以沿轴向固定缸16以形成保持闭合力。由于压力腔中的压力升高，有效面积比活塞26大得多的力变换器活塞8根据有效面积的面积比沿模具的闭合方向受到大的力的加载作用，其中(剩余)行程相应地以减小的速度进行。

在整个闭合运动期间和形成闭合保持力期间，缸16通过导向板10在刚性横梁12上被精确地引导。由力变换器4通过力变换器腔40中的压力产生并作用于可移动的半模上的支承力通过缸16、带动肩部46、导向板10以及肩部60传递到夹持缸52，并进一步通过夹持套筒64传递到支承锚杆74，并通过贴靠面86导入注塑机的机架14，从而确保即使在很大的闭合力下也可靠地保持模具闭合。

根据本发明的结构的特征在于结构非常简单，其中支承锚杆74和夹持缸52利用预紧弹簧80、56的松支承使得可以避免对结构高的公差要求。对这些弹簧56、80的要求较低，因为它们仅用来传递摩擦力和用于打开模具的力。

由于缸16的导向与夹持在功能上是分开的，因此可以最优方式对导向板10和横梁12之间的导向结构进行润滑。当缸16固定时，由于保持装置18的几何精度非常高，并且由于松安装夹持缸52和支承锚杆74可相对于彼此和相对于横梁12进行最佳的调整，横梁12的变形极小。

此外，所示的部件的单侧支承使得易于接近驱动装置，并且易于安装和拆卸，从而便于维护。

本发明所公开的是一种尤其用于注塑机的闭合装置、注射装置或者喷射装置的驱动装置，其中可通过液压的力变换器施加大的轴向力。力变换器的缸可通过保持装置相对于注塑机的机架固定，其中该保持装置与在注塑机的机架上的缸的导向装置在功能上是分开的。

参考标号表

1驱动装置                        52夹持缸

2模具夹紧板                      54端部

4力变换器                        56弹簧

6活塞装置                        58环

8力变换器活塞                    60肩部

10导向板                         62轴线

12横梁                           64夹持套筒

14机架                           66环形腔

16缸                             68连接通道

18保持装置                       70密封组件

20螺杆                           72密封组件

22螺杆螺母                       74支承锚杆

24支承凸缘                       76支承装置

26活塞                           78支承托架

28缸室                           80预紧弹簧

30部分压力腔                     82支承环

32止挡肩部                       84弹簧垫圈

34离合器                         86贴靠面

36环形腔

38导向部

40力变换器腔

42压力管路

44弹簧

46带动肩部

48中轴线

50开口

Claims (10)

1.一种用于注塑机的闭合装置、注射装置或喷射装置的驱动装置，包括液压的力变换器(4)，所述液压的力变换器具有两个可彼此相对运动并且有效面积不同的活塞装置(6、8)，这两个活塞装置与可通过导向装置沿轴向移动的中间部件(16)共同限定压力腔(30、40)，其中较小的活塞装置(6)被驱动，中间部件(16)设计成可通过保持装置(18)相对于位置固定的机架(14)固定，以施加轴向力，其特征在于，保持装置(18)具有可与中间部件(16)一起移动并且可利用摩擦锁定在至少一个支承在机架(14)上的支承件上的夹持件，其中，经所述支承件和所述夹持件锁定所述中间部件，所述支承件和所述夹持件在功能上与导向装置分开。

2.根据权利要求1的驱动装置，其特征在于，支承件包括平行于引导中间部件(16)的横梁(12)延伸的支承锚杆(74)，可径向变形的夹持套筒(64)可沿所述支承锚杆(74)运动。

3.根据权利要求2的驱动装置，其特征在于，所述夹持套筒(64)容纳于夹持缸(52)中，该夹持缸的环形腔(66)部分由夹持套筒(64)限定，所述环形腔(66)通过连接通道(68)与力变换器的压力腔(30、40)连通。

4.根据权利要求3的驱动装置，其特征在于，所述中间部件(16)和夹持缸(52)通过导向板(10)在注塑机的至少一个横梁(12)上被引导。

5.根据权利要求4的驱动装置，其特征在于，所述导向板(10)沿轴向一方面贴靠在夹持缸(52)上，另一方面贴靠在中间部件(16)上。

6.根据权利要求2的驱动装置，其特征在于，所述支承锚杆(74)在一侧支承在机架(14)上，夹持套筒(64)可沿该支承锚杆(74)的自由端部移动。

7.根据权利要求2的驱动装置，其特征在于，所述支承锚杆(74)和/或夹持套筒(64)被弹性地预紧在支承位置。

8.根据权利要求4的驱动装置，其特征在于，在横梁(12)和导向板(10)之间的导向结构被润滑。

9.根据权利要求3的驱动装置，其特征在于，所述中间部件是缸(16)，在该缸内容纳有具有较小有效面积和较大有效面积以及压力腔(30、40)的两个活塞装置(6、8)，其中缸(16)包括与压力腔(30、40)相连接的压力接口，所述压力腔通过连接通道(68)与夹持缸(52)的环形腔(66)连通。

10.根据权利要求1的驱动装置，其特征在于，较小的活塞装置为电驱动的。

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