CN102470595B - 用于注射成型机的合模单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于注射成型机的合模单元，包括可移动夹紧板(2)、支撑板(3)以及在所述可移动夹紧板(2)和所述支撑板(3)之间起作用的驱动装置，该驱动装置具有至少一个电动机(21，121)和至少一个连杆(10-13；110-113)，其中所述电动机(21，121)直接或间接地加载于所述至少一个连杆(10-13；110-113)，以打开、关闭和/或施加合模力。根据本发明，除了所述电动机(21，121)以外，建议设置至少一个单独的液压驱动机构(116，116’，116”)，所述液压驱动机构单独地铰接在一连杆上，并且并行于且独立于所述电动机至少有时起作用，以打开、关闭和/或施加合模力。

Description

用于注射成型机的合模单元

技术领域

本发明涉及用于注射成型机的合模单元。

背景技术

合模单元在注射成型机中用于容纳大多两件式构造的模具，在闭合状态下在塑化单元中制造的塑料熔体注射到该模具中以形成产品。在此，两个模具在注射过程中必须以高的压力保持在一起。在将塑料产品冷却和时效硬化之后，打开合模单元并由此打开模具，以便能够取出由此制造的产品（DE10 2004 029 269A1，WO 2005/118718A1）。

合模单元通常分为所谓的两板式合模单元以及三板式合模单元，所述两板式合模单元具有模具夹持在其上的可移动夹紧板和固定夹紧板，所述三板式合模单元具有固定夹紧板、可移动夹紧板和支撑板。

在后一种设计中，通常一驱动装置在支撑板与可移动夹紧板之间起作用，该驱动装置构造为打开和关闭所述合模单元，但在每种情况下都施加合模压力。在此一方面打开和关闭的操作阶段、另一方面施加合模压力的操作阶段对其要求的构型显著不同。在打开和关闭时，可移动夹紧板应尽可能快地移动，其中仅仅必须克服质量惯性矩和摩擦力。还经常在较长的路径上进行移动。在施加合模力时，通常几乎不必克服路径。在此涉及到施加极大的合模力，以能够以所需的力使模具彼此挤压。

在用于大型部件的合模单元中（对于该合模单元需要极大的合模力），迄今通常使用纯液压的驱动机构。

然而，在用于较小合模力的合模单元（较小的机器）中，最近已使用电驱动机构代替液压驱动机构，该电驱动机构具有一些优点。一方面可以实现显著的能量节省。该节省在当今的时代中对于机器运转的高的能量成本特别重要。然而，用于电动驱动机构的购置成本随着其尺寸而过多增加。这导致至今特别是在较大的机器中不能使用电动机，因为必须承担过高的成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种合模单元，其特别适用于大合模力、可能量高效地运行、可快速操作并且在结构上是有利的。

该目的通过具有以下特征的用于注射成型机的合模单元实现，即：用于注射成型机的合模单元包括：

可移动夹紧板；

支撑板；以及

在所述可移动夹紧板与所述支撑板之间起作用的驱动装置，该驱动装置具有至少一个电动机和至少一个连杆，其中所述电动机直接或间接地对所述连杆加载，以打开、关闭合模单元和/或施加合模力；除了所述电动机以外，设置至少一个单独的液压驱动机构，所述液压驱动机构单独地铰接在一连杆上，并且并行于且独立于所述电动机至少有时起作用，以打开、关闭合模单元和/或施加合模力。

在此，本发明的核心构思在于，至少一大部分打开和关闭操作在该合模单元中借助于电动机实现。在此电动机特别是用于打开和关闭合模单元，该电动机可能量高效且迅速地实现这一点。在该运转阶段中，当在制动可移动夹紧板时的制动能量经由电动机再次返回到电网中时，可以有利地实现良好的能量效率。

电动机还用于施加至少一部分合模力、可能是大部分的合模力。然而，除了电动机以外，并行地设置单独的液压驱动机构，其单独地铰接在合模单元的驱动机构的连杆上，并且并行于且独立于电动机起作用，可能是用于有时打开和关闭，但特别是用于共同施加合模力。

根据本发明的一种特别的实施形式，液压驱动机构在形成合模力时仅仅用于支持。因此，电动机可被设计为使得其在高效率范围内工作并施加例如30－80％的合模力。其余由液压驱动机构实现。

因此，人们可利用电动机的主要优点，即迅速地操作合模单元以及能量高效。但对此可能的是，还以简单的方式实现高的合模力。根据本发明，在接入液压驱动机构时不必使用转换或闭锁机械装置。

此外，根据本发明的装置简单地构造，因为例如对于液压驱动机构可以使用简单且通用的活塞缸系统，该活塞缸系统易于获得。该活塞缸系统可优选构造为双作用的，从而例如一方面其能够用于施加合模力，但另一方面也能够在打开过程开始时支持性地用于拉开合模单元。

优选地，液压缸经由简单的阀与液压供应装置连接。对于该阀可涉及简单的换向阀，其能够可选地沿两个方向加载双作用活塞或将该双作用活塞置于“空转”。在这种空转位置，活塞可自由地往复移动，其中仅仅很少的液压流体量（例如0.5至3升的范围内）必须移动。

为了将压缩流体供应给液压缸，液压缸可经由前述换向阀与相应的液压源连接。优选地，在此以有利的方式适于使用已在注射成型机中存在的具有蓄能器的液压驱动系统，在蓄能器中提供具有预定压力的液压流体。这种蓄能器系统特别是在所谓的快速注塑成型机中使用，其中必须获得高的注射速度。当模具关闭时，必须特别是获得该注射速度。在模具本身关闭时，注射装置的运转至少不再必需，从而可使用用于液压驱动机构的液压源或合模单元的液压驱动机构。

在该情况下仅仅需要非常少的用于已有零件的附加单元，即商业上通用的液压缸和简单的换向阀，该换向阀连接到已有的蓄能器上，以实现相应的力施加。节流阀可能是用于在切换过程中减小负载峰值。

本发明可以与多个常规的电驱动机构一同实现。一方面，本发明可以与本身已知的经多年证实的方式使用的曲柄杠杆驱动机构（例如4点式曲柄杠杆或5点式曲柄杠杆）结合。为此，液压活塞必需嵌接在曲柄杠杆的与可移动夹紧板或支撑板连接的连杆上。例如，液压活塞可作用在从支撑板朝滑块的方向延伸的连杆中间，其中液压缸可中间连接在该连杆与支撑板之间。

另一方面，附加液压驱动机构的中间连接也可以在从滑块朝可移动夹紧板延伸的连杆中间进行。在此，液压缸中间连接在该连杆与可移动的板之间并铰接在这些元件上。

另一实现可能性由本身已知的曲柄传动机构（即Z形传动机构）已知。在此，一曲柄被旋转地驱动，该曲柄操作相应地与支撑板或可移动夹紧板铰接的连杆。根据旋转操作或旋转度在此实现用于可移动夹紧板的打开、关闭或施加合模力。在此，合模力通常在侧向的死点位置实现。

这种曲柄驱动机构优选具有连杆，所述连杆一方面位于支撑板与曲柄单元之间，另一方面位于曲柄单元与可移动夹紧板之间。在此，附加的液压驱动机构又可作用在两个连杆上。在第一变型方案中，附加液压驱动机构作用在支撑板与第一类型的连杆之间，在第二变型方案中，附加液压驱动机构作用在第二类型的连杆与可移动夹紧板之间。

这种系统可以多样变化。例如，两个曲柄单元可设有对应数量的连杆，其中各个连杆优选以系统化方式和方法通过液压驱动机构加载。

但还可能的是，液压驱动机构这样在两个连杆之间切换，即在压缩加载液压驱动机构时，通过使两个连杆相对于彼此挤压，实现合模力的增大。

本发明具有如下优点：除了电驱动机构以外还可使用液压驱动机构，更确切地说，在没有另外的机械元件（例如闭锁装置、联接机构等）的情况下使用液压驱动机构。因此仅仅出现由各个驱动机构产生的两个力的叠加，所述两个力在合模力或拉开力方面相互补充。

附图说明

下文中参照附图鉴于各个实施例更为详细地阐释本发明。附图示出：

图1a：根据本发明的具有曲柄轴驱动机构的合模单元处于闭合位置的示意图；

图1b：根据本发明的具有曲柄轴驱动机构的合模单元处于打开位置的示意性的部分视图；

图2：根据本发明的具有曲柄杠杆和液压缸的第一结构的合模单元的另一实施形式的示意图；

图3：根据本发明的具有曲柄杠杆和液压缸的第二结构的合模单元的另一实施形式的示意图；

图4：根据本发明的具有曲柄杠杆和液压缸的第三结构的合模单元的另一实施形式的示意图；以及

图5：根据本发明的具有曲柄杠杆的合模单元的最后一个实施形式的示意图，其中液压驱动单元中间连接在两个连杆之间。

具体实施方式

在图1a和1b中示出根据本发明的合模单元，其具有本身已知的Z形曲柄机构，在此为双曲柄机构。在此图1a示出处于闭合位置的合模单元，图1b示出处于打开位置的合模单元的上半部。

该合模单元通常集成到注射成型装置中并支承在机架上。特别是设有固定的模具夹紧板1，该固定的模具夹紧板在此与机架（Machinenbett）固定地连接，并且一个模具半部可以设置在该固定的模具夹紧板上。在（未示出的）机架上经由引导元件5可往复移动地承纳可移动夹紧板2，其中在图1a和1b中没有示出模具。支撑板3位于图1a的左端，该支撑板浮动地支承在机架上并用于支撑在下文描述的驱动装置，以便在相应的力消耗下使可移动夹紧板往复移动并施加合模力。

驱动装置在图1a和1b的实施形式中包括两个彼此平行设置和起作用的曲柄驱动机构，其分别具有曲柄单元4（曲柄盘）、分别铰接在支撑板3和曲柄盘上的第一类型的连杆11、以及分别以图1a所示的形式铰接在曲柄盘4与可移动夹紧板2之间的第二类型的连杆12和13。根据结构，曲柄也可构造为两个。

曲柄单元4分别具有齿轮，电动机21的螺杆驱动轴8啮合在该齿轮上。在此，齿轮的轮齿这样构造，即在驱动电动机21运转时经由螺杆驱动轴8沿相反的旋转方向对两个曲柄单元4加载，并根据旋转方向以相应的方式使可移动夹紧板移动。在此，闭合位置在图1a中在侧向的外部的死点位置实现。在图1b中示出最大的打开位置。最终所需的模具高度调节在此可经由四个螺母7实现，所述螺母与横梁6配合作用，所述横梁将支撑板与固定的夹紧板彼此连接，并且可移动夹紧板可选地在所述横梁上引导。

在两个第二类型的连杆12和13上经由接板（Lasche）分别实现侧向错开的铰接点14，在所述铰接点与可移动夹紧板上的铰接点15之间分别设置具有液压缸和液压活塞的液压驱动机构16。所述液压驱动机构的液压缸和液压活塞在此构造为双作用的，从而所述液压驱动机构不仅可加载压力而且可加载拉力。

每个双作用式液压驱动机构16经由液压管道与阀连接，该阀在此构造为简单的三通换向阀，利用该三通换向阀，液压驱动机构16可以切换到一个操作方向、另一个操作方向以及空转。

液压阀17的入口在此与用于（未示出的）注射单元的驱动系统的蓄能器连接。另一方面，三通换向阀的出口经由节流阀与回流容器或油箱连接。根据阀的切换，液压驱动机构可因而切换到空转，或沿两个运转方向之一加载。

通过将液压驱动机构分别铰接在错开的铰接点14上，现在接板可围绕连杆12和13的旋转点与可移动夹紧板12一同运动，从而通过相应地加载液压驱动机构16，可支持曲柄盘4的通过电动机引起的旋转驱动。在此通过计算已证实，在相应的设计中电动机21可在死点位置之前实现最多达约6°的运动。然后开始形成合模力。仅仅对于形成合模力的区域，即除了死点位置以外的最后6°的区域，利用先前所述的液压驱动机构的额外加载是必需的。在此，根据几何形状，驱动最大值例如是在死点位置之前的2－3°。

液压驱动机构在此可以不仅用于施加合模力，而且在打开模具时用于拉开模具。在其他操作阶段，液压活塞可切换到空转，从而该液压活塞在没有任何力作用的情况下“被带动”。在此几乎没有液压流体必须被移动。

在图1a和1b中示出的结构的优点在于：在液压的驱动装置运行时电动机21没有被额外地加载，而相反地被卸载，相应的力完全地相互补充。

这具有如下优点：可使用较小的电动机用于操作合模单元，但传动机构的设计也可选择较弱的。在液压驱动机构的相应设计中，对于电驱动机构可以实现约50％范围的减小。这导致即使利用较小的电驱动机构也可实现具有大合模力的合模单元。如果出于经济原因，现在合模力对于纯电驱动的合模单元限制为600－800吨的合模力，则利用该实施形式在无需大花费的情况下实现最高达1500吨且更高的合模力。

本发明还可与多个其他的现有的纯电驱动机构联接，由另外的图2－5可知，其仅仅以纯示意性的视图并在省去与理解本发明无关紧要的细节的情况下描述本发明的基本构思。

因此在图2中示出曲柄杠杆合模单元，其具有可移动夹紧板102、支撑板103和设置在该可移动夹紧板与支撑板之间的（在此）四点式曲柄杠杆。四点式曲柄杠杆包括在支撑板103与滑块123之间的第一类型的连杆110和111，以及在滑块与可移动夹紧板之间的第二类型的连杆112、113。在滑块123与两个第一类型的连杆110、111与第二类型的连杆112、113之间还设置连接接板124。以多种本身已知的形式，通过螺母丝杠组合的驱动装置，滑块123往复运动，由此在相应地移动连杆时可移动夹紧板也移动。在此在支撑板103上设置电动机121，该电动机旋转地驱动一个驱动丝杠122。该驱动丝杠与固定地设置在滑块123中的螺母配合地实现曲柄杠杆的操作。该技术充分已知。

除了经由电动机驱动曲柄杠杆以外，现在个别连杆可并行地加载力。在根据图2的实施形式中这通过如下方式实现：在两个第二类型的连杆112和113与可移动夹紧板之间以与如图1a和1b的实施形式类似的方式分别设置具有缸和活塞的液压驱动机构，该液压驱动机构以希望的方式可将相应的附加力施加到连杆112和113上。此外在此，经由电驱动机构121作用在曲柄杠杆123上的力与经由液压驱动机构116作用的力相加，因为这些力以相同的方式作用在相应的连杆上，此外在此不需要机械闭锁（Verriegelung）或用于从打开运动或关闭运动转换到施加合模力的其他作用。而且，该附加力可经由附加的液压驱动机构简单地接入。

图3的实施形式与图2的实施形式的不同之处仅仅在于，液压驱动机构116现在设置在第一类型的连杆110和111与支撑板103之间。除此之外，作用方式和运转方式类似于图2的实施形式。

在图4的实施形式中，与图2的实施形式不同地分别在连杆112和113之间选择液压缸116’的另外的结构。

图5的实施形式示出一个或多个液压驱动机构不必强制地铰接在支撑板103或可移动夹紧板102上。还可能的是，液压驱动机构直接嵌入在两个连杆之间（在此在两个第二类型的连杆112和113之间），并且通过液压驱动机构116”的相应的运转，两个连杆112和113彼此挤压，由此该力也补充由电动机121施加的力。

总之，利用本发明可以实现一种合模单元，其一方面利用电驱动机构的优点，另一方面允许实现用于高的合模力的合模单元，而不过多地增加成本。因此，现有的电驱动单元的传动机构、驱动电动机和变流器的设计可以相应地减小，并且高的闭锁力矩自身不对传动单元加载。因此除了低成本以外，还实现驱动机构的电驱动部件的零件的较高的使用寿命和较少的磨损。

附图标记列表

1     固定的模具夹紧板

2     可移动的模具夹紧板

3     支撑板

4     曲柄盘

5         用于可移动模具夹紧板的引导元件

6         横梁

7         支承螺母

8         螺杆驱动轴

9         铰接接板曲柄盘

10、11   第一类型的连杆

12、13   第二类型的连杆

14       在第二类型的连杆上的错开的铰接点

15       在可移动夹紧板上的铰接点

16       具有缸和活塞的液压驱动机构

17       阀

18       节流阀

19       容器

20       液压管道

21       电动机

102      可移动夹紧板

103      支撑板

110、111 第一类型的连杆

112、113 第二类型的连杆

114      错开的铰接点

116      具有缸和活塞的液压驱动机构

121      电动机

122      驱动丝杠

123      具有螺母的滑块

124      连接接板

Claims (15)

1.用于注射成型机的合模单元，包括

可移动夹紧板；

支撑板；以及

在所述可移动夹紧板与所述支撑板之间起作用的驱动装置，该驱动装置具有至少一个电动机(21，121)和至少一个连杆(10－13；110－113)，其中所述电动机(21，121)直接或间接地对所述连杆(10－13；110－113)加载，以打开、关闭合模单元和/或施加合模力，

其特征在于，除了所述电动机(21，121)以外，设置至少一个单独的液压驱动机构(116，116’，116”)，所述液压驱动机构单独地铰接在一连杆上，并且并行于且独立于所述电动机至少有时起作用，以打开、关闭合模单元和/或施加合模力。

2.按照权利要求1所述的合模单元，其特征在于，所述液压驱动机构(116，116’，116”)一方面铰接在一连杆上，另一方面铰接在所述支撑板上或铰接在所述可移动夹紧板上或铰接在另一连杆上，并至少有时起作用，以打开、关闭合模单元和/或施加合模力。

3.按照权利要求1所述的合模单元，其特征在于，设置液压活塞和液压缸，用于所述液压驱动机构。

4.按照权利要求3所述的合模单元，其特征在于，所述液压活塞和液压缸构造为双作用的。

5.按照权利要求3所述的合模单元，其特征在于，所述液压缸经由可开关的阀与液压供应装置连接。

6.按照权利要求5所述的合模单元，其特征在于，所述阀涉及换向阀。

7.按照权利要求6所述的合模单元，其特征在于，在所述阀(17)与一回流容器(19)之间设置节流阀。

8.按照权利要求5至7任一项所述的合模单元，其特征在于，所述液压供应装置具有蓄能器。

9.按照权利要求1至7任一项所述的合模单元，其特征在于，所述驱动装置包括具有螺母丝杠组合(122，123)的曲柄杠杆驱动机构，其中所述丝杠(122)或所述螺母(12)由所述电动机(121)驱动。

10.按照权利要求9所述的合模单元，其特征在于，所述曲柄杠杆包括滑块；设置至少一个第一类型的连杆(110，111)，所述至少一个第一类型的连杆设置在所述支撑板与所述滑块之间；设置至少一个第二类型的连杆(112，113)，所述至少一个第二类型的连杆设置在所述滑块与所述可移动夹紧板之间。

11.按照权利要求10所述的合模单元，其特征在于，所述液压驱动机构(116)设置在所述支撑板与所述第一类型的连杆(110，111)之间。

12.按照权利要求10所述的合模单元，其特征在于，所述液压驱动机构设置在所述第二类型的连杆(112，113)与所述可移动夹紧板之间。

13.按照权利要求1至7任一项所述的合模单元，其特征在于，所述驱动装置包括可旋转驱动的曲柄单元(4)，所述曲柄单元包括至少一个连杆(10－13)，所述至少一个连杆设置在所述曲柄单元(4)与所述支撑板之间或设置在所述曲柄单元(4)与所述可移动夹紧板之间。

14.按照权利要求13所述的合模单元，其特征在于，一个第一类型的连杆(10，11)设置在所述支撑板与所述可旋转驱动的曲柄单元(4)之间，并且一个第二类型的连杆(11，13)设置在所述可旋转驱动的曲柄单元(4)与所述可移动夹紧板之间。

15.按照权利要求13所述的合模单元，其特征在于，设置两个曲柄单元(4)，所述曲柄单元经由一个或两个单独的电驱动装置驱动。