CN101259744A - 闭合单元 - Google Patents

Abstract

公开了一种压注机的闭合单元，其中为了驱动液压机而使用在活动的模具紧固底板制动时减少的动能，通过该液压机可以对高压蓄能器进行增压。

Description

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，其中在相对较小的力时通过电动驱动装置以高速度实施调节运动，而在相对微小的调节运动中施加高轴向力时，液压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紧固底板首先由电动的驱动装置快速运动，并且然后为了完全驶向并且关闭模具，借助于液压系统以所要求的高闭合力通过短的剩余行程。

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，由液压缸将活动的紧固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移动的液压缸的压力加载液压地施加高闭合力。

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，可以以压注机的支架锁住中间部分，使得液压的力转换器的轴向力由机架承受。

因为为了使周期时间最小化应该非常快地实现模具的打开和闭合运动，所以必须将紧固底板以及夹紧在其上的模具部分的非常大的质量强烈地加速并且随后再进行制动。在此减少的动能在传统的解决方案中经常在冷却的制动阻力中减少，并且转化为没用的热能，该热能在不利的条件下还额外地导致机器系统的加热。

发明内容

与此相对，本发明的任务是提供一种在能量输入方面优化的闭合单元。

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，使用在闭合单元的活动的部件制动时释放的动能，从而驱动液压机，为了供给闭合单元的驱动单元，通过该液压机对高压蓄能器进行增压或者以压力介质供给其它负载。

在这类机器理念中，可以使用到现在为止在制动时转化为热的大部分能量，从而为驱动负载或者闭合单元从外面只需输入较少的能量。在液压地支持闭合单元的电动的驱动装置的情况中，可以为加速闭合单元通过高压蓄能器使用在制动时释放的动能，从而通过原本的电动的驱动装置相应地只需要施加驱动马达的损耗功率。

在优选的实施例中构造具有两个工作方向的液压机，从而可以使用在闭合单元快速打开和闭合中释放的动能。在这类液压机中，通过增压阀装置实现与高压蓄能器以及必要时与低压蓄能器的压力介质连接，从而在活动的质量制动时对高压蓄能器进行增压。

该增压阀装置例如可以以布置在压力管路中的并且朝高压蓄能器的方向打开的或者可增加的压力阀和布置在吸入管路中的、朝液压机的吸入接头打开的吸入阀进行构造。在具有两个工作方向的液压机中，吸入阀和压力阀相应地配属于每个工作方向，从而实际上实现了输送流的液压整流。

该吸入阀和压力阀是可以主动操作的(分配阀)，或者可被动操作地构造成单向阀。

液压机可以构造成旋转的液压机或者线性的液压机，其中该液压机例如在闭合单元制动时作为用于对液压蓄能器增压的泵起作用，并且在加速或者以恒定速度运行时作为用于驱动负载的液压马达起作用。

在一种实施方式中，液压机与电动的驱动装置的驱动马达耦合，从而在加速或者以恒定速度运行时液压地支持该驱动马达。

线性的液压机优选地构造成柱塞机器，该柱塞机器的活塞或液压缸在与活动的模具紧固底板的有效连接中是可以调节的，从而压力介质可以通过增压阀装置从变小的压缩室朝高压蓄能器输送，以及从低压蓄能器输送到变大的压缩室中。

在优选的实施例中，柱塞机器的液压缸支撑在活动的模具紧固底板上，并且柱形活塞支撑在固定的模具紧固底板上。

当柱形活塞包围电动的驱动装置的丝杠并且在固定在活动的模具紧固底板上的液压缸中导引时，这类闭合单元可以构造得特别紧凑，液压缸本身被丝杠从中穿过。

在一种构造简单的实施方式中，液压机在制动时作为用于对液压蓄能器增压的泵起作用。在闭合单元的活动的构件以恒定速度运行时或者加速时，该泵连接到无压力的循环上。

本发明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优选的实施例进行详细说明。其中：

图1是压注机的电液控制的闭合单元的原理图，该压注机具有在闭合单元制动时可以由液压马达增压的高压蓄能器；

图2是按图1的闭合单元的实施例，其中在打开运动制动时和闭合运动制动时给高压蓄能器加载；

图3是闭合单元的实施例，其中通过线性的液压机和被动控制的吸入阀/压力阀对高压蓄能器进行增压；以及

图4是按图3的实施例，其中为了将高压蓄能器和低压蓄能器与线性液压机进行压力介质连接，使用主动的阀门来代替被动的阀门。

具体实施方式

图1示出了压注机的电动和液压控制的闭合单元1的线路图。因为这类闭合单元的构造已经由开头示例性所述的现有技术公开，所以下面只描述对理解本发明所需要的构件。

压注机的闭合单元主要由没有示出的、支撑在机架上的固定的模具紧固底板以及相对于该模具紧固底板可移动的活动的模具紧固底板2组成。这两个模具紧固底板分别承载模具的一部分，为了压注部件而闭合该模具并且以非常高的闭合力对该模具进行加载，从而可以由喷入装置将熔化的热塑性塑料喷入由模具限制的空腔内。为了将在模具中凝固的成形件脱模，通过移动活动的模具紧固底板2来打开模具并且借助于推料器将成形件推出。然后，再次通过移动模具紧固底板2来闭合模具-开始下一个周期。正是在压注大面积的成形件时，压注机必须构造得非常刚硬，使得活动的模具紧固底板相应地具有大的质量，从而在压注过程中可以传递所需要的闭合力。模具重量同样是巨大的，从而在打开以及闭合模具时必须加速和制动巨大的质量。在具有电动的驱动装置的闭合单元1中，通常通过电动的驱动装置来快速打开以及闭合模具，在该期间液压地施加闭合力。

在示出的实施例中，模具紧固底板2由滚珠丝杠传动机构4进行控制，该滚珠丝杠传动机构具有不可相对转动地与模具紧固底板2连接的丝杠6和可旋转地支承在机架上的丝杠螺母8。该丝杠螺母通过同样支承在机架(机器框架)上的齿形皮带传动机构10和电动机12进行驱动。丝杠螺母8根据电动机12的旋转方向沿一个或者另一个方向旋转，并且丝杠6和活动的紧固底板2沿轴向(参见图1中的箭头)移动，从而闭合或者打开模具。在图1示出的实施例中，在完全或者几乎闭合的模具中为了使丝杠传动机构4卸载可以通过机械的锁紧单元1 4将活动的模具紧固底板2锁住。为此，在示出的实施例中在活动的紧固底板2上布置了与丝杠6平行间隔开地延伸的横臂16，该横臂可以与锁紧单元14传力地或者形状配合地锁紧啮合。然后液压地通过闭合缸18实现完全闭合模具并且施加闭合力，闭合缸具有包围横臂16的活塞20，通过该活塞将闭合缸18的内腔分割成压缩室22和在图1的图示中最小的压缩室24。最后所述的压缩室24通过压力管路26以及高压分配阀28与高压蓄能器HD连接。另一个压缩室22通过低压管路30与低压蓄能器ND处于压力介质连接中。低压管路30可以通过旁通管34以及布置在其中的低压分配阀32与压力管路26连接。阀门28、32分别是2-路-分配阀，该2-路-分配阀可以由机器控制装置来触发。活塞20的限制压缩室22的作用面比限制另一个压缩室24的作用面略大，从而在低压分配阀32打开并且高压分配阀28关闭时在两个压缩室22、24中存在低压，由于在压缩室22中更大的作用面，活塞20向左运动到示出的位置中。为了施加高压并且由此向右移动活塞20，将低压分配阀32切换到其关闭位置并且打开高压分配阀28，使得与横臂16锁住的活塞20以大的力向右移动，其中如此触发电动机12，使得丝杠螺母8一起转动并且允许该闭合运动。关于该电液的闭合单元的构造的其它细节，为了简单起见请参照申请人的同一天备份的标题为“闭合单元”的申请。

如开始所描述的那样，通过滚珠丝杠传动机构4实现模具紧固底板2的快速的打开和关闭运动，其中相应地必须在关闭模具时以及朝打开运动的终点时制动巨大的质量。该制动通常通过电动的驱动装置实现，其中设置在大多数情况下冷却的制动阻力。按本发明，在打开以及/或者闭合模具紧固底板时液压地实现制动。为此，电动机12机械地与液压机36耦合，该液压机在图1中以实线示出的实施例中构造成具有两个输送方向的泵。液压机36的接头P通过增压管路38和布置在其中的朝高压蓄能器HD的方向打开的压力阀40与高压蓄能器HD连接。液压机36的另一个接头S通过吸入管路42与低压管路30连接。

液压机36的两个接头S、P可以通过循环管路46以及布置在其中的循环分配阀48相互连接，方法是将循环分配阀从其示出的关闭位置切换到打开位置中。

例如如果现在要使用在模具的快速闭合运动的制动时释放的能量(回收)，那么将循环分配阀48切换到其示出的关闭位置中，从而由于有待制动的部件的大质量而继续转动的电动机12驱动位于共同的轴上的液压机36，使得压力介质从低压蓄能器ND并且通过接头P和增压管路38以及单向阀40朝高压蓄能器输送并且对其进行增压。贮藏的液压能可以随后例如为了闭合模具由闭合缸18使用。在模具紧固底板2加速或者稳定运动时或者在模具紧固底板2碰上时，将循环分配阀48切换到其打开位置中，使得构造成定量泵的液压机36连接到循环上。

如图1中虚线表明的那样，也可以使用可调节的液压机来代替示出的定量泵，并且以此有针对性地影响制动力。在图1示出的解决方案中，缺点是只使用沿紧固底板2的移动方向减少的动能。

图2示出了线路的基本结构，以该线路可以沿紧固底板2的两个移动方向使用制动能，从而以压力介质供给压注机的其它负载，例如推料器或者喷射单元的液压元件。

在图2示出的实施例中，对于模具紧固底板2的每个运动方向设置用于对高压蓄能器HD进行增压的压力介质流线路。为了简单起见，在下面的描述中对于相应的构件使用与图1中相同的附图标记。相应地，在按图2的方案中，液压机36同样与电动机12耦合，从而-如前面所描述的实施例那样-电动机可以驱动液压机36。液压机36的接头P再次通过增压管路38和压力阀40与高压蓄能器HD连接，而另一个接头S通过吸入管路42和布置在其中的吸入阀44与低压蓄能器ND连接。为了充分利用在另一个运动方向释放的制动能，在接头S和吸入阀44之间的区域内分支出具有另外的压力阀52的另外的增压管路50，并且将该区域与高压蓄能器HD连接。相应地，在接头P和压力阀40之间的区域内分支出具有吸入阀56的另外的吸入管路54，该吸入管路通向低压蓄能器ND。此外，在该变型方案中高压蓄能器HD通过工作管路58与压注机的另外的负载连接，从而可以由高压蓄能器HD向该负载供给压力介质。

现在假定，电动机12的旋转方向以及在示出的实施例中构造成具有两个输送方向的定量泵的液压机36的旋转方向是如此的，即在闭合运动制动时压力介质可以从低压蓄能器ND通过吸入管路42、吸入阀44和液压机36的接头P以及打开的压力阀40和增压管路38朝高压蓄能器HD输送并且可以以此通过工作管路58向其它负载输送。该功能相应于图1的实施例中的功能。

在快速的打开运动的制动时，电动机12和液压机36沿反向转动，从而接头S作为高压接头，并且接头P作为吸入接头。相应地，压力介质从低压蓄能器ND通过另外的吸入管路54、另外的吸入阀56、液压机36、另外的增压管路50和打开的另外的压力阀52朝高压蓄能器HD的方向输送，从而在打开运动制动时也对该高压蓄能器进行增压。原则上也可以在按图2的线路中再次设置循环阀，从而在模具紧固底板加速或者在其以恒定速度移动时使液压机36连接到无压力的循环上。

在前面描述的实施例中使用旋转的液压机36。当然也可以使用其它液压机类型，例如可线性调节的液压机。下面根据图3和4来解释这类实施例。

在图3示出的实施例中，使用一种柱塞泵作为线性的液压机60，从而在活动的紧固底板2打开和闭合运动制动时对高压蓄能器HD进行增压。类似于在图1中示出的实施例，通过滚珠丝杠传动机构4实现活动的紧固底板2的驱动，该滚珠丝杠传动机构具有固定在紧固底板2上的丝杠6和沿轴向移动丝杠的、可旋转地支承在机架上的丝杠螺母8。丝杠螺母通过齿形皮带传动机构10由电动机12驱动。

线性液压机60具有与模具紧固底板2连接的液压缸壳体62，该液压缸壳体包围丝杠6的一段，其中丝杠在端面侧从液压缸壳体62中伸出。在液压缸壳体62中轴向可移动地导引柱形活塞64。该柱形活塞构造成空心活塞并且被丝杠6从中穿过。在柱形活塞64的活塞裙66上构造径向突出的活塞带68，该活塞带与液压缸壳体62的两个端壁段限制空间70和空间72。活塞裙66的在图3右侧连接活塞带68的部分从液压缸壳体62的端壁74中穿过并且支撑在机架上。以此，在调节活动的紧固底板2时将液压缸壳体62的两个空间70、72相反地变大或者说变小。类似于按图2的实施例，沿紧固底板2的两个运动方向将高压蓄能器HD增压。然后可以通过工作管路58将存储的能量用于向压注机的其它负载供给压力介质。在示出的实施例中，左边(按图3的视图)的压缩室70通过吸入管路42和吸入阀44与低压蓄能器ND连接，并且通过增压管路38和压力阀40与高压蓄能器HD连接。右边的压缩室72通过另外的吸入管路54和另外的吸入阀56与低压蓄能器ND处于压力介质连接中，并且通过另外的增压管路50和另外的压力阀52与高压蓄能器HD处于压力介质连接中。吸入管路42和另外的吸入管路54可以通过循环管路46和循环分配阀48相互连接，使得液压机60在紧固底板2加速或者恒定运动时连接到循环上，其中直接相互连接两个空间70、72。

在图3中向右移动紧固底板2(闭合模具)时，在阀门48关闭时将压力介质从变小的压缩室70通过压力阀40朝高压蓄能器HD或者朝附加负载输送。然后，低压蓄能器ND通过另外的吸入阀56和另外的吸入管路54与变大的压缩室72连接，使得压力介质流入该压缩室。在施加闭合力以及随后的打开运动时，通过打开循环分配阀48将液压机60连接到循环上。将循环分配阀48再次关闭，用于打开运动的制动，使得压力介质从从现在起变小的压缩室72通过另外的压力阀52和另外的增压管路50朝高压蓄能器HD输送，并且通过吸入阀44和吸入管路42从低压蓄能器ND输送到压缩室70中。在这类具有被动的吸入阀/压力阀40、44、52、56的实施例中，液压蓄能器HD不能没有问题地用于模具紧固底板2的加速。可以排除该缺点，方法是使用可主动切换的阀门来分别替换被动的阀门40、44、52、56。在图4中示出这类线路。

在该实施例中，仅仅构造成单向阀的吸入阀44、56和压力阀40、52由吸入分配阀74、另外的吸入分配阀78或者说压力分配阀76和另外的压力分配阀80代替。在其它方面，构造相应于图3的构造，从而另外的说明不是必要的。在模具紧固底板2的闭合运动(在图4中向右的运动)制动时，将阀门切换到其在图4中示出的位置中，使得压缩室70通过压力分配阀76与高压蓄能器连接，并且变大的压缩室72通过另外的吸入分配阀78与低压蓄能器连接。为了使用在打开运动制动时释放的动能，两个阀门76、78切换到其关闭位置中且两个阀门80、74相应地打开，使得压力介质从压缩室72朝高压蓄能器输送，以及从低压蓄能器输送到变大的压缩室70中。为了支持紧固底板2的加速，可以分别连接高压蓄能器HD，从而由作为液压马达起作用的线性液压机60支持滚珠丝杠传动机构4。也就是说，例如为了将模具紧固底板2沿闭合方向加速，打开另外的压力分配阀80和吸入分配阀74，从而以相应于活塞带68的作用面和高压蓄能器中的压力的力沿闭合方向额外地将模具紧固底板2加速。

加速的这类任意的连接不能以图2和3的视图中的被动控制元件实现。

显然，在按图1的变型方案中也可以使用相应于图3和4中的实施例的线路，从而同样可以为支持加速而使用旋转的液压机36。

公开了压注机的闭合单元，其中为了驱动液压机，使用在活动的模具紧固底板制动时减少的动能，通过该液压机可以对高压蓄能器进行增压。

Claims (12)

1.压注机的或者类似机器的闭合单元，具有活动的模具紧固底板(2)，该模具紧固底板可以借助于电动的驱动装置(4)相对于固定的模具紧固底板运动，其特征在于液压机(36、60)，该液压机可以在活动的模具紧固底板制动时驱动，从而对高压蓄能器进行增压或者向其它负载供给压力介质。

2.按权利要求1所述的闭合单元，其中构造具有两个工作方向的液压机(36、60)，并且可以通过增压阀装置(40、44、52、56；74、76、78、80)在两个输送方向上与高压蓄能器(HD)或低压蓄能器(ND)连接。

3.按权利要求2所述的闭合单元，其中所述增压阀装置具有朝高压蓄能器的方向打开的、布置在增压管路(38、50)中的压力阀(40、52、76、80)和布置在吸入管路(42、54)中的、朝液压机(36、60)的低压接头的方向打开的吸入阀(44、56、74、78)。

4.按权利要求3所述的闭合单元，其中为每个工作方向配属了吸入阀和压力阀(40、44、52、56；74、76、78、80)。

5.按权利要求3或4所述的闭合单元，其中所述吸入阀和压力阀(40、44、52、56；74、76、78、80)可以被动地或者主动地进行操作。

6.按权利要求1到5中任一项所述的闭合单元，其中所述液压机是旋转的液压机(36)，该液压机在制动时作为用于对高压蓄能器(HD)增压的泵起作用，并且在活动的模具紧固底板(2)加速或者以恒定速度运行时作为用于驱动负载的液压马达起作用。

7.按权利要求6所述的闭合单元，其中所述液压机与电动的驱动装置(4)的电动机(12)耦合。

8.按权利要求1到5中任一项所述的闭合单元，其中所述液压机是线性的液压机(60)，该液压机在制动时作为用于对液压蓄能器增压的泵起作用，并且在活动的模具紧固底板(2)加速或者以恒定速度运行时作为用于驱动负载的液压马达起作用。

9.按权利要求8所述的闭合单元，其中所述线性的液压机是柱塞机器，该柱塞机器的柱形活塞(64)或液压缸壳体(62)在与活动的模具紧固底板(2)的有效连接中是可以调节的，从而压力介质可以在制动时通过增压阀装置(40、44、52、56；74、76、78、80)从变小的压缩室(70、72)朝高压蓄能器(HD)输送，以及从低压蓄能器(ND)输送到变大的压缩室(72、70)中。

10.按权利要求9所述的液压机，其中所述液压缸壳体(62)支撑在活动的模具紧固底板(2)上，并且柱形活塞(64)支撑在机架上。

11.按权利要求9或10所述的闭合单元，其中所述柱形活塞(64)包围电动的驱动装置(4)的丝杠(6)并且在固定在活动的模具紧固底板(2)上的液压缸壳体(62)中导引，液压缸壳体本身被丝杠(6)从中穿过。

12.按上述权利要求中任一项所述的闭合单元，具有用于连接液压机(36、60)的两个接头的循环阀(48)。

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