CN101259743A - 用于模具的闭合单元 - Google Patents

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CN101259743A CNA2008100834915A CN200810083491A CN101259743A CN 101259743 A CN101259743 A CN 101259743A CN A2008100834915 A CNA2008100834915 A CN A2008100834915A CN 200810083491 A CN200810083491 A CN 200810083491A CN 101259743 A CN101259743 A CN 101259743A
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Abstract

公开了用于模具的具有两个可相对运动的闭合底板以及布置在液压缸中的用于施加大闭合力的活塞单元的闭合单元，其中至少一个闭合底板可以借助于电驱动的丝杠进行轴向运动。按本发明，可以由夹持装置将活塞单元或用于施加大轴向力的液压缸相对于活动的闭合底板固定。

Description

用于模具的闭合单元
技术领域
本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的用于模具的闭合单元。
背景技术
最近，人们转向为压注机设置电动的和液压的驱动装置，其中通过电动的驱动装置在相对小的力时以高速度实施调节运动，而在相对微小的调节运动中必须施加高的轴向力时，液压的驱动装置是特别优选的。这类要求例如在用于闭合塑料压注机的模具的闭合单元中出现，其中用于闭合模具的活动的闭合底板(紧固底板)首先由电动的驱动装置进行快速运动，并且然后为了以所要求的高闭合力完全驶向并且关闭模具，借助于液压系统仅仅通过短的剩余升程。
这类用于压注机的闭合单元例如由DE 41 11 594 A1公开。在该解决方案中，由液压缸将活动的闭合底板支撑在电动控制的立式丝杠装置上，从而可以快速闭合和打开。通过可以与闭合底板一起移动的液压缸的压力加载液压地施加高闭合力。这类闭合单元的缺点是，全部的反作用力必须由立式丝杠装置承受并且必须传递到机架上。
此外，由DE 103 54 955 A1公开了具有液压的力转换器的驱动单元，其活塞单元由电动控制的立式丝杠装置进行控制。活塞单元与中间部分和活塞一起限制压缩室。在该解决方案中，可以形状配合地将中间部分与压注机的机架锁住，使得液压的力转换器的轴向力由机架承受。该解决方案中的缺点是，为了制造中间部分需要生产工艺上的高耗费。
发明内容
与之相对，本发明的任务是提供一种闭合单元，其中以设备工艺上最小的耗费实现高闭合力。
该任务通过具有权利要求1所述特征的闭合单元得到解决。
按本发明的用于模具的、尤其用于压注模具的闭合单元使用两个可相对运动的闭合底板以及布置在液压缸中的用于施加大闭合力的活塞单元，其中至少一个闭合底板可以借助于电驱动的丝杠进行轴向运动。按本发明，可以由夹持装置将活塞单元或用于施加大轴向力的液压缸相对于活动的闭合底板固定。由此，相对于按DE 103 54 955 A1的现有技术不需要中间部分，从而显著简化了闭合单元的制造。
按本发明的特别优选的实施方式，夹持装置具有形状配合地与相应的锁紧段啮合的啮合段。
当啮合段和锁紧段形成可以沿径向啮合的齿部时已经被证明是特别有利的。
优选地如此构造夹持装置，从而可以实现在不同的轴向位置上的锁紧。
在按本发明的优选的实施方式中，活塞单元与液压缸一起限制两个压缩室，所述压缩室可以分别与高压蓄能器以及/或者低压蓄能器连接。
按本发明的特别优选的实施方式，闭合单元具有平行于丝杠固定在活动的闭合底板上的横臂，该横臂穿过活塞单元，其中活塞单元可以沿径向与横臂啮合。然后，基本上由活塞单元施加大闭合力，其中丝杠可以主动地支持闭合运动。
在闭合单元的作为替代方案的变型方案中，丝杠轴向穿过活塞单元。与丝杠共同作用的丝杠螺母优选地与活塞单元共轴地布置。在此，优选可以借助于夹持装置将液压缸固定在活动的闭合底板上。
在更大的机器中，依赖于模具需要用于打开模具的撕开力，该撕开力不能由丝杠施加。为了施加撕开力，在该实施方式中活塞单元具有两个具有不同作用面的活塞，该活塞相应地在端面侧限制部分压缩室。具有更大作用面的活塞优选地可以朝接触位置的方向以高压或者低压加载到具有更小作用面的活塞上，并且构成用于小活塞的活动的止挡。为了打开模具，可以用高压对具有更小作用面的活塞进行加载。
为丝杠驱动装置设置的电动机可以与至少一个泵和/或液压马达连接，从而可以借助于电动机填充液压蓄能器或者可以通过回收将系统的制动能转化成液压能以及/或者电能。由此可以改善系统的整体效率。
本发明的其它优选的改进方案是其它从属权利要求的主题。
附图说明
下面根据示出的附图对本发明的优选实施例进行详细说明。其中：
图1是按本发明第一实施例的闭合单元的线路图；
图2是图1的闭合单元的作为替代方案的变型方案的线路图；
图3是图1的闭合单元的另一种变型方案的线路图；
图4是具有共轴的液压缸/活塞-装置的闭合单元的按本发明的实施例的线路图；
图5是具有共轴的液压缸/活塞-装置的闭合单元的按本发明的实施例的另一个线路图；以及
图6是具有两个活塞的闭合单元的按本发明的变型方案的线路图。
具体实施方式
图1示出了按本发明的例如没有详细示出的两底板-压注机的用于模具2的闭合单元1的线路图。闭合单元1具有两个可相对运动的闭合底板，在这两个闭合底板中只示出了活动的闭合底板4，该闭合底板可以借助于电驱动的丝杠6进行轴向运动。为了借助于闭合底板4施加大的闭合力，设置了布置在液压缸8内的液压的活塞单元10。活塞单元10具有双作用的活塞12，该活塞具有贯通的空心的活塞杆14，该活塞杆与液压缸8一起限制了两个压缩室16、18。按图1右边的沿打开方向作用的压缩室18通过低压管路24与低压蓄能器22连接。左边的沿闭合方向作用的压缩室16可以通过高压管路26与高压蓄能器20连接。在高压管路26中布置2/2-旁通阀28，该2/2-旁通阀在其示出的工作位置(a)中关闭并且可以切换到其打开位置(b)中。在低压蓄能器22和液压缸8之间从低压管路24分支出连接管路30，该连接管路在2/2-旁通阀28和液压缸8之间汇入高压管路26中。在连接管路30中布置了2/2-旁通阀32，该2/2-旁通阀在示出的工作位置(a)中打开并且可以切换到其闭合位置(b)中。也就是说，液压缸8的右边的压缩室18通过低压管路24持久地与低压蓄能器22连接，并且可以通过阀门32、连接管路30以及高压管路26的一部分与左边的压缩室16连接。活塞12的配属于液压缸8的右边的压缩室18的环形表面34具有相对于配属于左边的压缩室16的环形表面36更大的作用面。
通过不可相对转动地与活动的闭合底板4连接的丝杠6借助于丝杠螺母38实现活动的闭合底板4的快速调节，该丝杠螺母通过轴承40轴向固定地、但可旋转地容纳在壳体42中。丝杠螺母38通过齿形皮带传动机构44由固定在壳体42上的电动机46驱动。液压缸8布置在没有示出的固定的闭合底板中，该闭合底板与壳体42连接。闭合单元1具有平行于丝杠6固定在活动的闭合底板4上的横臂48，该横臂轴向地穿过活塞单元10。为了施加大的轴向力可以由夹持装置50将活塞单元10相对于活动的闭合底板4固定，其中活塞单元10可以沿如通过箭头表明的径向与横臂48啮合，使得液压的活塞单元10的轴向力不通过丝杠6而是通过横臂48作用到活动的闭合底板4上(使丝杠6卸载)。此外，夹持装置50具有啮合段52，该啮合段形状配合地啮合在相应的锁紧段中。证明特别有利的是，啮合段与锁紧段52形成齿部，该齿部可以沿径向啮合。如此构造夹持装置50，从而可以用活塞单元10在不同的轴向位置上实现活动的闭合底板4的锁紧。
在没有示出的实施例中，通过摩擦连接实现横臂48和活塞12之间的锁紧。
下面对根据图1的闭合单元1的功能进行详细解释。
为了闭合模具，首先通过电动的驱动装置46使活动的闭合底板4进行运动(快速运动)。因为活塞12的配属于右边的压缩室18的作用面34比配属于左边的压缩室16的作用面36大并且两个压缩室16、18在初始位置中与低压蓄能器22连接，所以活塞12位于液压缸8的左边的止挡54上。夹持装置50和旁通阀32打开。阀门28关闭，并且由此关闭与高压蓄能器20的连接。旋转的丝杠螺母38将丝杠6、活动的闭合底板4以及横臂48在图1中向右运动。在快要完全闭合模具2(模型)时短暂地停止电动机，且活塞12借助于夹持装置50与横臂48形状配合地连接。然后，直到闭合模具2前或者快要闭合模具2前一直驶向模具2，其中旋转的丝杠螺母38通过丝杠6使活动的闭合底板4向右运动并且通过横臂48使活塞12向右运动，从而将右边的压缩室18的体积减去左边的压缩室16的体积的体积差排到低压蓄能器22中。在快要闭合模具2时，将阀门32关闭并且打开阀门28。高压蓄能器20的压力现在作用在压缩室16的环形表面36上，并且产生相对高的、向右指向的闭合力，将该闭合力传递到横臂48上并且借助于电动机46通过旋转丝杠螺母38来支持该闭合力。也就是说，为了以所要求的高闭合力完全驶向并且关闭模具2，液压地仅仅通过短暂的剩余行程，其中轴向力基本上由横臂48传递到活动的闭合底板4上。
在图2中示出了闭合单元1的作为替代方案的变型方案的线路图，该闭合单元与前面描述的闭合单元的区别基本上在于，为丝杠驱动装置设置的电动机46通过输出轴56与调节泵58连接。调节泵58的第一接头60通过供应管路62与低压蓄能器22连接并且第二接头64通过压力管路66和高压管路26的一部分与高压蓄能器20连接，从而可以借助于液压泵58填充液压蓄能器20、22并且系统的在闭合时出现的制动能可以通过回收转化成液压能和/或电能。由此可以改善系统的整体效率。
根据示出闭合单元1的另一种变型方案的线路图的图3，液压泵可以构造为定量泵68，该液压泵的第一和第二接头60、64再次通过管路62、66与液压蓄能器22、20连接。在管路66中，设置了朝高压蓄能器20的方向打开的单向阀70。在通向泵68的旁路中将2/2-旁通阀74布置在管路62、66之间，从而可以将定量泵68在其作用中进行调节。
在图4中示出了闭合单元1的变型方案的线路图，该闭合单元与前面描述的闭合单元的区别基本上在于，丝杠6轴向穿过活塞12，其中与丝杠6共同作用的丝杠螺母38与活塞10共轴地布置。在该变型方案中，液压缸76可固定在活动的闭合底板4上，并且将活塞12固定在壳体上地进行构造。此外，液压缸76朝活动的闭合底板4的方向加长，并且可以通过可径向移动的夹持装置78与闭合底板4连接。活塞12与液压缸76一起限制两个压缩室80、82，其中沿闭合方向作用的右边的压缩室82可以通过高压管路84与高压蓄能器20连接，或者通过连接管路86和低压管路88与低压蓄能器22连接。为了控制活塞运动，在高压管路84和连接管路86中分别布置了具有打开位置和关闭位置的2/2-旁通阀90、92。液压缸76的沿打开方向作用的左边的压缩室80可以通过低压管路88的一部分和具有阀门90的连接管路86与右边的压缩室82连接。活塞12的配属于液压缸76左边的压缩室80的环形表面34具有相对于配属于右边的压缩室82的环形表面36更大的作用面。
下面对根据图4的闭合单元1的功能进行详细解释。
为了闭合模具2，首先通过电动的驱动装置使活动的闭合底板4运动(快速运动)。夹持装置78和旁通阀92打开。阀门90关闭。活塞12的配属于左边的压缩室80的作用面34比配属于右边的压缩室82的作用面36大，使得右边的压缩室82是最小的。旋转的丝杠螺母38在图4中向右拉动丝杠6和活动的闭合底板4。在快要完全闭合模具2时，阀门92关闭并且液压缸76的阀门90借助于夹持装置78与活动的闭合底板4通过形状配合进行连接。然后，在闭合模具2或者快要闭合模具2前一直驶向模具2，其中丝杠6和活动的闭合底板4使液压缸76向右运动，使得左边的压缩室80的体积变小且右边的压缩室82的体积变大。左边的压缩室80的体积减去右边的压缩室82的体积的体积差通过连接管路86、打开的旁通阀92和低压管路88排到低压蓄能器22中。在快要闭合模具2时，阀门92关闭并且阀门90打开。高压蓄能器20的压力通过高压管路84将液压缸8的压缩室82加载。该液压缸在图4中向右运动，并且通过夹持装置78产生活动的闭合底板4的高闭合力和关闭力，该力通过丝杠螺母38的旋转得到支持。
在图5中示出了按图4的闭合单元1的作为替代方案的变型方案的线路图。相对于图4的闭合单元，根据图5将闭合方向和打开方向相互交换。相应地，也将压缩室和活塞12上的环形表面相互交换。沿闭合方向作用的现在左边的压缩室82可以通过连接管路86、阀门92和低压管路88的一部分与低压蓄能器22连接，并且沿打开方向作用的现在右边的压缩室80通过低压管路88与低压蓄能器22连接。在该变型方案中，左边的压缩室82可以通过高压管路84和阀门90与高压蓄能器20连接。阀门90构造成中心阀(Sitzventil)，该阀门在示出的工作位置中无泄漏地关闭从高压蓄能器20到压缩室82的压力介质连接。
在图6中示出了闭合单元1的另一种变型方案的线路图，该闭合单元尤其适合于更大的机器，在这些更大的机器中为了打开模具2需要撕开力，该撕开力不能由丝杠6(参见图1)施加。该变型方案与图1中示出的实施例的不同之处基本上在于，活塞单元10为了施加撕开力具有两个具有不同作用面的活塞12、94，所述活塞共同在端面侧限制部分压缩室96(在图6中最小)。部分压缩室96可以通过分支管路98和3/2-旁通阀100在该3/2-旁通阀的工作位置(a)中与低压连接管路102连接或者在旁通阀100的工作位置(b)中与高压连接管路104连接。高压连接管路104通过高压管路106的一部分与高压蓄能器20进行压力介质连接。高压管路106可以通过3/2-旁通阀108在工作位置(a)中与液压缸8的左边的压缩室16连接。此外，低压连接管路102通过3/2-旁通阀108在工作位置(b)中与液压缸8的左边的压缩室16进行压力介质连接。在阀门108的工作位置(b)中，关闭从高压蓄能器20到压缩室16的连接。低压连接管路102通过低压管路110的一部分与低压蓄能器22连接。低压管路110可以通过3/2-旁通阀112在工作位置(a)中与液压缸8的右边的压缩室18连接。此外，高压连接管路104通过3/2-旁通阀112在工作位置(b)中与液压缸8的右边的压缩室18进行压力介质连接。以此，具有更大作用面的活塞94可以朝接触位置的方向以高压或者低压对具有更小作用面的活塞12进行加载，并且构造活动的止挡。为了打开模具2(参见图1)可以用高压对具有更小作用面的活塞12进行加载。在闭合单元1的示出的初始位置中，用高压对大活塞94进行加载并且大活塞通过接触面114抵靠在液压缸8的支撑面116上。
下面对根据图6的闭合单元1的功能进行详细解释。
为了闭合模具2，首先通过电动的驱动装置使活动的闭合底板4运动。因为活塞12的配属于右边的压缩室18的作用面34比配属于部分压缩室96的作用面大，而且以高压对压缩室16以及大的活塞94进行加载，所以小的活塞12支撑在大的活塞94上。夹持装置50打开，旁通阀100、108、112分别位于其工作位置(a)中，横臂48通过活动的闭合底板4和丝杠6(参见图1)相对于活塞12轴向向右移动。在快要完全闭合模具2时，活塞12借助于夹持装置50与横臂48形状配合地连接。然后，直到闭合模具2前或者快要闭合模具2前一直驶向模具2，其中旋转的丝杠螺母38(参见图1)通过丝杠6将活动的闭合底板4向右运动，并且通过横臂48将活塞12向右运动，使得右边的压缩室18的体积减去部分压缩室96的体积的体积差通过低压管路110排到低压蓄能器22中。
在快要闭合模具2时，旁通阀100切换到其工作位置(b)中，其中通过高压管路106、高压连接管路104和分支管路98以高压蓄能器20中的压力介质对部分压缩室96进行加载。因为更大的活塞94具有更大的作用面，所以该活塞保持在其示出的初始位置中，而更小的活塞12向右运动，并且横臂48和活动的闭合底板4通过活塞12也向右运动。高压蓄能器20的压力作用在活塞12的环形表面36上，并且通过横臂48产生高闭合力，该闭合力通过丝杠螺母38的旋转得到支持。变小的右边的压缩室18的体积通过低压管路110排到低压蓄能器22中。
然后，旁通阀100再次切换到其工作位置(a)中，从而部分压缩室96通过低压连接管路102和低压管路110与低压蓄能器22连接并且给系统卸压。
为了随后打开模具2，不使用在横臂48和活塞94之间形状配合连接的解决方案将旁通阀108切换到其工作位置(b)中，使得左边的压缩室16通过低压连接管路102和低压管路110的一部分与低压蓄能器22以及部分压缩室96连接。部分压缩室96通过分支管路98、低压连接管路102和低压管路110的一部分同样与低压蓄能器22连接。将旁通阀112切换到其工作位置(b)，使得右边的压缩室18通过高压连接管路104和高压管路106的一部分与高压蓄能器20连接。以此，小活塞12和横臂48以及由此活动的闭合底板4以相对大的力沿闭合底板4的打开方向运动(撕开)。在此，活塞12的路径可以通过液压缸8的支撑面116伸出，因为大活塞94可以克服低压移动。最后，松开夹持装置50，并且将旁通阀100、108、112再次切换到其工作位置(a)中，使得活塞装置10由于施加的力再次到达其示出的初始位置中。
公开了用于模具2的具有两个可相对运动的闭合底板4和布置在液压缸8、76内的用于施加大闭合力的活塞单元10的闭合单元1，其中至少一个闭合底板4可以借助于电驱动的丝杠6进行轴向运动。按本发明，可以由夹持装置50、78将活塞单元10或用于施加大轴向力的液压缸8、76相对于活动的闭合底板4固定。

Claims (14)

1.用于模具(2)、尤其用于压注模具的闭合单元，具有两个可相对运动的闭合底板(4)以及布置在液压缸(8、76)中的用于施加大闭合力的活塞单元(10)，其中至少一个闭合底板(4)可以借助于电驱动的丝杠(6)进行轴向运动，其特征在于，所述活塞单元(10)或用于施加大轴向力的液压缸(8、76)可以由夹持装置(50、78)相对于活动的闭合底板(4)固定。
2.按权利要求1所述的闭合单元，其中所述夹持装置(50、78)具有形状配合地与相应的锁紧段啮合的啮合段(52)。
3.按权利要求1或2所述的闭合单元，其中所述啮合段和锁紧段(52)形成可沿径向啮合的齿部。
4.按上述权利要求中任一项所述的闭合单元，其中构造所述夹持装置(50、78)，从而可以在不同的轴向位置上实现锁紧。
5.按上述权利要求中任一项所述的闭合单元，其中所述活塞单元(10)与液压缸(8)一起限制两个压缩室(16、18；80、82)，所述压缩室可以分别与高压蓄能器(20)和/或低压蓄能器(22)连接。
6.按上述权利要求中任一项所述的闭合单元，该闭合单元具有平行于丝杠(6)固定在活动的闭合底板(4)上的横臂(48)，该横臂穿过活塞单元(10)，其中所述活塞单元(10)可以沿径向与横臂(48)啮合。
7.按权利要求1到5中任一项所述的闭合单元，其中所述丝杠(6)轴向穿过活塞单元(10)。
8.按权利要求7所述的闭合单元，其中与丝杠(6)共同作用的丝杠螺母(38)与活塞单元(10)共轴地布置。
9.按权利要求7或8所述的闭合单元，其中所述液压缸(76)可以固定在活动的闭合底板(4)上。
10.按上述权利要求中任一项所述的闭合单元，其中所述活塞单元(10)具有两个具有不同作用面的活塞(12、94)，该活塞共同在端面侧限制了部分压缩室(96)。
11.按权利要求10所述的闭合单元，其中具有更大作用面的活塞(94)可以朝接触位置的方向以高压或者低压对具有更小作用面的活塞(12)进行加载。
12.按权利要求10或11所述的闭合单元，其中可以沿闭合以及/或者打开方向以高压对具有更小作用面的活塞(12)进行加载。
13.按上述权利要求中任一项所述的闭合单元，其中电动机(46)与至少一个泵(58、68)和/或液压马达连接。
14.用于闭合按上述权利要求中任一项所述的闭合单元(1)的方法，具有以下步骤：
a)在夹持装置(50、78)松开时，借助于电驱动的丝杠(6)沿闭合方向以快速运动移动活动的闭合底板(4)；
b)在完全闭合模具(2)之前由夹持装置(50、78)将活塞单元(10)或液压缸(8、76)相对于活动的闭合底板(4)固定；
c)驶向模具(2)，其中将压力介质排到低压蓄能器(22)中；以及
d)为了施加大闭合力，由高压蓄能器(20)对活塞单元(10)进行压力加载。
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