CN102380935A - 锁模单元 - Google Patents

Abstract

公开了一种具有定模板和动模板的锁模单元，可以利用快速驱动装置使这些模板打开或闭合。设置一种具有闭模缸的压板，用来施加很高的闭锁力，通过液压控制装置给闭模缸供应压力介质。在这种情况下，可以通过所述液压单元使得压力介质可以在闭模缸的作用于闭锁方向的压力腔和作用于开模方向的压力腔之间双向移动。

Description

锁模单元

技术领域

本发明涉及按照权利要求1前序部分所述的一种锁模单元。

背景技术

此类锁模单元可用于压铸机，尤其可用于注塑机、压力机、橡胶机械或者类似机械。在WO 96/16786 A1中公开了一种具有双板锁模单元的全液压的注塑机，其中设置一定模板和一动模板，在这些模板上分别张紧一种半模。以电动方式或者通过快速液压缸执行快速的开模运动与锁模运动，在这种已知的解决方案中，通过由一个或者多个横断面比较大的液压缸构成的压板施加很高的闭锁力或者闭模力，其中在该压板施力时锁定快速缸。这种具有双板锁模单元的全液压机械尤其可用于中等和很高注射重量的注塑机。已知除了全液压注塑机之外，还有一些使用电驱动装置来执行快速运动并且施加闭锁力的设计方案。这类全电动机械的缺点在于，如果注射重量特别高并且因此需要很高的闭锁力，就需要比较大而且成本不菲的电机。此外电动系统只能通过肘杆系统施加所述很高的闭锁力，因此无法充分利用双板锁模单元的结构性优点，即紧凑、简单的设计。例如在DE 10 2005 040 560 A1中就描述了一种这样的全电动的注塑机。

除了上述全电动和全液压系统之外，市面上还有一些所谓的混合系统，其中例如使用比较小的电机来执行快速运动，并且通过液压地施加很高的闭锁力。例如在本申请人的DE 10 2004 027 279 A1中就描述了这样一种混合系统。

关于不同类型注塑机的概述，也可访问网址www.skz.de参阅“Die Spritz-gieβtechnologie(注射技术的变迁)”这篇文章。据此，在双板锁模单元中通常需要液压的压板来建立起比较高的闭锁力。这里在锁定电动的或液压的快速传动装置以及快速建立起闭锁力方面存在将循环时间减小到最低程度的挑战。为了干净利落地进行锁定，在这种情况下，精确地对于压板进行定位是一种重要的前提条件，因为这样才能减小空行程(安全区)并且因此减小停机时间。将压板的液压闭死容积减小到最低程度也是快速建立闭锁力的关键因素。在大多数已知的机器中均使用四个压板(每个拉杆各一个压板)，但是也可以有不同数量的压板。在这种情况下必须保证这些压板能够对称地建立、保持和卸除其闭锁力。

使用传统型的注塑机只能以不够充分的方式满足这些要求，或者必须投入特别高的设备技术和调节技术费用才能满足这些要求。

发明内容

因此本发明的任务在于：提供一种锁模单元，其中能够液压地以快速而且可以重现的方式施加闭锁力，并且能够精地确定位所述压板。

采用具有权利要求1所述特征的一种锁模单元，即可解决这一任务。

根据本发明，所述锁模单元具有定模板和动模板，可利用电动的或者液压的传动装置使其快速移动而将模具打开或者闭合。此外锁模单元还有至少一个用来施加闭锁力的液动闭模缸(压板)。按照本发明所述，设置一种泵装置，通过该泵装置使得压力介质在作用于闭模缸闭锁方向的压力腔和作用于闭模缸开模方向的压力腔之间移动，从而建立或者卸除所述闭锁力。这时可根据压力腔中的压力对泵进行控制。也能够适宜地将泵作为液压马达进行工作，从而也能通过泵卸除压力。因此通常也将该单元称作液压单元。

按照本发明所述的解决方案，通过泵装置从其中一个压力腔抽取压力介质，并且供应给另一个压力腔，从而能够快速地建立所述闭锁力，使得循环时间短于开头所述的解决方案。所述的泵可以是一种由马达、尤其是电机旋转驱动的常见挤压式机械或者说容积式机械。可想而知，也可以使用一种双作用的液压缸作为液压单元，通过线性马达形式的电机或者通过旋转电机来驱动所述双作用的液压缸，其中在后一种情况下通过转换装置(滚珠丝杠，皮带传动机构或者类似装置)从电机的旋转运动产生一种线性运动。

可以通过较小的空行程(安全区)缩短循环时间。如果对闭模缸的所述两个压力腔预充压力，则还可以进一步加速建立闭锁力并且因此缩短循环时间。这时适宜的是，如此来选择预充压力，使其与用来施加闭锁力所需的闭锁压力大致一样高。

如果将闭模缸设计成具有相同油缸面积比的等速缸，则锁模单元的结构特别简单。

为了建立和卸除闭锁力，适宜采用具有泵/马达且输送方向可以逆转的泵/马达装置，其中作用于闭锁方向的压力腔通过闭模管路与液压单元的其中一个油口相连，而作用于开模方向的压力腔则通过卸压管路与液压单元的另一个油口相连。液压单元和驱动电机的旋转方向最好能够逆转。如果采用泵/马达形式的液压缸(柱塞泵)，当使用直线电机时就需要能够逆转驱动电机的运动方向，并且在使用旋转驱动电机时则有很大好处，因为可以避免机械转换结构。

使用具有可变的工作容积的液压单元，有助于降低驱动电机的功率。

如果将液压单元和压力腔布置在闭合回路之中，使得油箱不必直接对应于闭模缸，从而使得结构空间最小，则压板的构造特别简单。也可以使得必须在其中建立压力的管路死点容积保持得最小。

为了保持很高的闭锁力，可以在上述闭模管路中采用截止阀。

如果在闭模管路和卸压管路之间布置压力平衡阀，从而可以在绕过泵时直接以打开压力平衡阀的方式平衡所述压力腔中的压力，就能特别迅速地卸除闭锁力。

可以采用压力传感器来控制液压单元，可以通过该压力传感器检测所述压力腔中至少一个压力腔里的压力，从而根据由压力传感器输出的信号来控制液压单元。但也可以根据闭模缸的活塞位置或者根据其它条件，例如根据拉杆伸长量或者模具腔内的升压或者类似变量来控制液压单元。这里所述的控制在含义上也包括调整和改变所述转速或者线性速度。

可以采用供油泵来补偿闭合回路中的泄漏，可以通过该供油泵将压力介质从油箱供应给所述压力腔中的至少一个压力腔。

可以通过供油截止阀来切断压力介质与该供油泵之间的连接。

按照本发明所述，适宜采用具有可变供油量的供油泵。

在相应地设计供油泵时，可以使其给其它消耗器供应压力介质，其中仅仅为了补偿泄漏需要将压力介质体积流量分流到所述闭模缸。

本发明特别适用于具有带有电的快速驱动装置的双板锁模单元的注塑机。

其它从属权利要求的主题均为本发明的其它有益改进实施方式。

附图说明

以下将根据示意附图详细解释本发明的优选实施例。相关附图示出：

附图1 一种注塑机的双板锁模单元的液压压板(Druckkissen)控制图；

附图2 附图1所示压板的压力变化曲线，以及

附图3 附图1所示压板的一种变型方案。

具体实施方式

附图1以强烈简化的方式示出了一种具有双板一锁模单元的注塑机的液压压板1的线路图，该注塑机具有混合驱动装置，该混合驱动装置不必是所述机器的液压驱动装置。这种锁模单元具有动模板2和定模板4，通常利用四个拉杆6将这些模板相互连接起来，附图1中仅仅绘出了其中一个拉杆的示意图。通过一种快速驱动装置使得动模板2相对于固定在机架上的定模板4移动，这可以采用电动或液压或者其它形式或方式的快速驱动装置来实现，在随后的附图中没有绘出该快速驱动装置。压板1在将所述模具进行闭锁的过程中处在静止状态。视设计方案而定，拉杆6可以与动模板2一起运动，或者固定在定模板4上-关于此类锁模单元的原理构造，可参阅开头所述的文章。在其它形式的机器的情况下，也可以调换动模板、定模板和压板1之间的配置关系，使得靠近压板的板4可以运动。

在绷紧在板2、4上的模具被闭锁之后，通过附图所示的压板1施加比较高的闭锁力。可以给每个拉杆6分配一压板1，从而总计有四个压板。也可以采用中央的压板。如果采用多个压板，则要注意同步升压和卸压，以避免开头所述的缺点。采用本发明所述的锁模单元构造，能够以很高精度快速地建立起闭锁力，并且能够对于锁定实现精确定位。

这种锁模单元的压板1具有一种闭模缸8，在附图所示的实施例中，该闭模缸是面积比f为1∶1的等速缸或者说等行程缸(Gleichgangzylinder)。所述闭模缸8具有活塞10，该活塞带有两个活塞杆12、14，其中在附图1中的右侧活塞杆14在将所述模具锁闭之后通过图中没有绘出的锁定机构与动模板2形成作用连接。在示意图中，该活塞杆14作用于拉杆6，但是原则上并不需要如此，而是也可以将压板与拉杆6分开。据此，活塞10仅仅产生用于使锁定机构进行定位、使模具完全闭合以及升压和可能卸压的较小运动。

通过活塞10将闭模缸8的压力腔划分为具有相同端面的两个压力腔16、18。通过旋转驱动的液压单元20给闭模缸8供应压力介质，所述液压单元具有两个供油方向，并且可选用恒定不变或者可变的工作容积。所述液压单元20也可以设计用于四象限运行模式(Vierquadrantenbetrieb)。在附图所示实施例中，所述液压单元20具有一种恒定不变的工作容积，并且具有用来调整供油流量的、转速可调的驱动电机22。但原则上也可使用液压调整单元。液压单元20的一油口通过闭模管路24与作用于闭锁方向的闭模缸8的压力腔18相连。液压单元20的另一个油口通过卸压管路26与作用于锁模单元打开方向的压力腔16相连。

如附图1所示，压力腔16、18与液压单元20构成一种闭合的液压回路，从而可在其中一供油方向通过液压单元20从压力腔16吸入压力介质，并且可通过闭模管路24将其输送到增大后的压力腔18之中。当逆转供油方向时，为了卸除闭模力，就会通过液压单元20从压力腔18将压力介质输送到压力腔16之中，该压力腔因此就会增大，使得所述两个板2、4相互分离地运动，从而卸除闭模力。由此可以松开锁定机构，以便通过所述快速驱动装置使得两个板相互靠拢。在该实施例中通过驱动装置22的转速来调整所述闭模力建立或者卸除的速度。在该实施例中根据压力腔16、18中的压力来控制所述液压单元20或者更准确地说是控制所述驱动装置22，通过两个压力传感器25、27测定该压力，然后将其输出信号提供给图中没有绘出的控制单元，该控制单元根据这些压力以及模腔内的所需升压特性(Dtuckaufbauprofil)将控制信号输出给液压单元20或者驱动装置22。这样就能在闭环调节回路中调节闭模力。也可以采用其它信号替代压力传感器。

在附图所示实施例中，液压单元20具有泄油口L，泵区域中出现的漏油可以通过该泄油口排向油箱T。

为了补偿闭合的液压回路中的这种泄漏，可以给压板1分配供油泵28。如附图1所示的实施例，该供油泵可以设计为变量泵，或者设计为具有定速驱动装置的定量泵，或者设计为具有变速驱动装置的变量泵或者定量泵。供油泵28的进油口连接到相同的油箱T。该供油泵28的压力油口通过供油管路30与所述管路24、26的其中一个管路相连，在附图所示的实施例中与卸压管路26相连。为了避免压力介质在卸除或者建立闭模力时回流，在供油管路30中设置一止回阀32和一与其串联的、用来调节流量或者限制流量的节流阀34。从供油方向观察，在节流阀34上游布置供油截止阀36，通过弹簧将该供油截止阀向其截止方向进行预紧，给电磁开关通电即可使该阀进入到导通位置中，从而可以通过供油泵28将压力介质输送到压力腔16之中。从供油截止阀36的输入油口和供油泵28的压力油口之间的压力介质流动路径分支出一压力导管38，可通过该压力导管能将压力介质供应给其它消耗器。也就是说，供油泵28可以是给其它消耗器供应压力介质的本来就存在的泵，该泵仅用来补偿泄漏而将压力介质供应给压板1。最好按照需要施加的闭锁力，在液压单元20的供油流量和需要建立的压力方面来对其进行设计。

按照本发明述，适宜的是，通过供油泵28对闭模缸8的所述两个压力腔16、18施加预紧力，该预紧力适宜地处在用于施加所述闭锁力所需的那种压力的范围之内。

在上述实施例中，必须在整个注射期间保持所述力有效，也就是说，驱动电机22在闭锁力建立期间以及在注射期间始终提供扭矩。在这种情况下，最好将液压单元20设计成可在保压过程中回摆、从而减小所需驱动力矩的调整单元。通过已被夹紧的闭模缸8以及闭合的液压回路达到很高的定位精度，其中这种定位精度能够使得板2和与其一起运动的部件对于锁定单元的误差很窄，并且减小或者完全消除不必要的安全间距。此外还可通过较高的定位精度和升压与卸压的迅速性来减小循环时间。

也可以在电机22上使用止动器(Haltebremse)来保持所述闭锁力。视动态要求而定，电机22可以是同步电机或者异步电机。

根据本发明所述的解决方案能够使得压板1结构非常紧凑，因为可以用法兰将液压单元20和泵驱动装置22直接连接在闭模缸8上，从而不必考虑软管或者管道安装。充其量需要一些供应少量压力介质的附加管路来用于连接所述供油泵28。

在附图2中根据时间T在原理上示出了在锁闭所述锁模单元时在所述两个压力腔16、18中调节的压力变化曲线。上边的点划线表示作用于闭锁方向的压力腔18中的压力变化曲线，下边的实线表示作用于开模方向的压力腔16中的压力变化曲线。假设在工作缸/压板开始运动之前已经将两个压力腔在初始位置中大致预先充压到为了施加闭锁力所需的压力，例如200巴(bar)。然后闭模缸8的活塞10就会处在一种预定的基本位置中，从而相对于板2的锁定位置特别精确地调整好所述压板。在活塞10和整个压板尚处在静止状态期间，首先通过图中没有绘出的快速驱动装置、例如通过电动螺杆传动机构使得动模2闭合，接着以图中没有详细绘出的方式利用压板1的活塞10将其锁定。完成上述锁定之后，通过所述压板或者四个以下的压板1使得模具完全驶合(Zufahren)，其中通过图中没有绘出的控制单元来控制液压单元20，使得动模板2首先朝向定模板4执行少许锁模运动，用来使得两个半模之间尚且存在的微小间隙闭合。这时可通过液压单元20将压力介质从正在变小的压力腔16开始，输送到正在变大的压力腔18，其中压力腔16中的压力首先略微下降，并且压力腔18中的压力略微升高，直至模具完全闭合。在闭合状态下，所述两个压力腔16、18中的压力再次处在之前所调节的压力水平，例如大约200bar(巴)。在附图2中这就是第一条垂直虚线之前的时间。

若要建立闭锁力，可在相同的供油方向继续控制所述液压单元20，从而将压力介质从压力腔16取出，并且以压力加载地输送到压力腔18之中。由于所述预充压力，就使得压力腔16中的压力减小，并且使得作用于闭锁方向的压力腔18中的压力升高，就会由于在所述两个压力腔16、18之间调节出来的压力差而在极短的时间内调节出所需的闭锁力，并且也可通过适当地控制所述液压单元20来进行非常精确地调整。如附图2所示，在所述两个压力腔中的压力并非一定以反向相等的方式进行变化，而是与压力腔的容积和压力介质流量有关。从可能较小的压力腔16中抽出一定量的压力介质，会使得在这里压力下降幅度大于供应该压力介质量使得较大的压力腔18中的压力升高的幅度。附图2中两个垂直虚线之间示出的就是用来建立闭锁力的压力的变化。之后在两个压力腔16和18之间的压力差就会产生闭模力或者说闭锁力。

按照所述的实施例，尽管将闭模缸8设计成等速缸的形式，原则上也可以利用不同的面积比来实现本发明所述的解决方案，其中需要通过供油泵28或者通过液压蓄能器来补偿压力介质体积。

在上述的解决方案中，不仅可通过液压单元20，必要时也可通过供油泵28以很高的精度非常迅速地使得(活塞和闭模缸8的)所述压板进行定位并且建立闭锁力。

附图3示出了一种实施例，该实施例的基本结构与附图1所示的基本结构大体相应，因此仅需对一些附加元器件加以说明。在附图3所示实施例中也将闭模缸8设计成带有具有相同面积比1∶1的两个压力腔16、18的等速缸。这些压力腔16、18与液压单元20布置在闭合回路之中。

与上述解决方案的区别在于，将一种例如以闭合锥形式的防止泄露的截止阀40布置在闭模管路24之中，该截止阀在其弹簧预紧的基本位置中可在建立起很高的闭模力的情况下防止压力介质从压力腔18回流到液压单元20，但是允许将压力介质供应给压力腔18。通过给电磁开关通电即可使得截止阀40进入到导通位置中，从而可在液压单元20换向时通过液压单元20将压力介质从压力腔18输送到压力腔16之中。

为了快速地在所述两个压力腔16和18之间进行压力平衡，按照附图3所示的实施例，在卸压管路26和闭模管路24之间接入平衡管路42，将压力平衡阀46安装于该平衡管路之中，该压力平衡阀是一种二位二通换向座阀，类似于截止阀40。在其弹簧预紧的基本位置中切断管路24、26之间经由平衡管路42的压力介质连接，在两个方向均没有泄漏。通过将压力平衡阀46换向，即可在所述两个压力腔16、18之间形成直接的压力介质连接，从而能够以极快的速度形成压力平衡，同时使得活塞10往回运动。也就是说，通过将该压力平衡阀44打开，就能独立于液压单元20的控制和供油量来卸除所述闭模力。

也可以对阀46进行如此设计，使其在操动状态下就如同从压力腔18朝向压力腔16开启的止回阀一样发挥作用。尔后就不需要在减压之后在过渡到运动状态中时的转换。

在按照附图3中所示的实施例里，供油泵28并非与一个而是与两个压力腔16、18相连，从而可以同时将压力介质输送到两个压力腔16、18之中以用于补偿泄漏或者用于调整预紧力。为此，供油管路30在供油截止阀36的下游分支为两个供油分支管路46、48，这些分支管路与卸压管路26或者与闭模管路24相连，并且在其中分别布置止回阀32和节流阀34，从而可以将由供油泵28已经提供的压力介质体积流量划分为供应给压力腔16、18的两股部分体积流量。原则上也可以选择单侧或者两侧供油。

此外，附图3中所示的实施例相应于开头所述的实施例，因此就此而言可参阅相应的说明部分。

公开了一种具有定模板和动模板的锁模单元，可以利用快速驱动装置使这些模板打开或闭合。采用具有闭模缸的一个或多个、例如4个压板来施加很高的闭模力，通过液压单元给所述闭模缸供应压力介质。在此可以通过所述液压单元使得压力介质在闭模缸的作用于闭锁方向的压力腔和作用于开模方向的压力腔之间进行双向移动。

所述锁模单元也可以允许施加一种所谓的“较大的开裂力”。这种开裂力可类似于闭锁力那样在开启方向来施加。它克服了通过被注射的材料所引起的闭模力而使得半模分离。

Claims (15)

1.用于注塑机、压铸机或吹塑机、压力机或类似机械、尤其用于双板注塑机的锁模单元，具有优选是固定的模板(4)和动模板(2)，能够利用电动或者液压驱动装置使得这些模板相对运动，从而打开并闭合模具，并且具有至少一个用来施加闭锁力的液压操动的闭模缸(8)，其特征在于液压单元(20)，通过该液压单元(20)能够使得压力介质在闭模缸(8)的作用于闭锁方向的和作用于开模方向的压力腔(18，16)之间双向移动。

2.根据权利要求1所述的锁模单元，其中根据压力腔(18，16)中的压力来控制液压单元(20)。

3.根据权利要求1或2所述的锁模单元，其中将压力腔(16，18)预先充压到较高的压力。

4.根据权利要求3所述的锁模单元，其中预充压力大致相应于闭锁压力。

5.根据上述权利要求中任一项所述的锁模单元，其中所述闭模缸(8)是一种等速缸。

6.根据上述权利要求中任一项所述的锁模单元，其中所述液压单元(20)的供油方向能够逆转，并且其中作用于闭锁方向的压力腔(18)通过闭模管路(24)与液压单元的一油口相连，而作用于开模方向的压力腔(16)则通过卸压管路(26)与液压单元的另一油口相连。

7.根据权利要求6所述的锁模单元，其中所述液压单元(20)具有可变的工作容积。

8.根据权利要求6或7所述的锁模单元，其中所述液压单元(20)与压力腔(16，18)布置在闭合回路之中。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的锁模单元，在闭模管路(24)中有截止阀(40)。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的锁模单元，具有在闭模管路和卸压管路(24，26)之间延伸的平衡管路(42)，将压力平衡阀(46)布置在该平衡管路之中。

11.根据上述权利要求中任一项所述的锁模单元，具有至少一个用来对所述压力腔(16，18)中的至少一个压力腔里的压力进行检测的压力传感器(25，27)，并且具有用来生成控制信号以对泵(20)进行控制的控制单元。

12.根据上述权利要求中任一项所述的锁模单元，其中存在供油泵(28)，能够通过该供油泵将压力介质从油箱(T)输送给所述压力腔(16，18)中的至少一个压力腔。

13.根据权利要求12所述的锁模单元，其中将供油截止阀(36)布置在供油管路(30)之中。

14.根据权利要求12或13中任一项所述的锁模单元，其中能够通过工作容积调整或者转速调整来改变供油泵(28)的供油流量。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的锁模单元，其中将供油泵(28)分配给多个液压消耗器。

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