CN102655999B - 肘杆式合模单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种肘杆式合模单元,包括:固定模具夹紧板(1)和可动模具夹紧板(2);支撑板(3)和在所述支撑板(3)与所述可动模具夹紧板(2)之间的肘杆机构。肘杆机构具有至少一个传递力的上部肘杆传动杆(6.1,6.2)和至少一个传递力的下部肘杆传动杆(6.3,6.4)。另外设置有用于使上部和下部肘杆传动杆(6.1,6.2,6.3,6.4)在相应于肘杆式合模单元开启位置的折拢状态与相应于肘杆式合模单元闭合位置的伸展状态之间移动的装置。本发明的特征在于,在上部和下部肘杆传动杆(6.1,6.2,6.3,6.4)之间设置有一可旋转驱动且能轴向沿设备纵轴线(L)移动的元件(12),特别是交叉头(12),该元件与肘杆传动杆(6.1,6.2,6.3,6.4)传递力地相连接,从而被旋转驱动的所述元件(12)的旋转用来使上部和下部肘杆传动杆(6.1,6.2,6.3,6.4)移动。

Description

肘杆式合模单元
技术领域
本发明涉及一种肘杆式合模单元,特别是用于注射成型设备。
背景技术
在肘杆式合模单元中,运动过程“闭合”和“开启”以及闭合力建立后的形状锁合式锁止均以机械方式实现。为此,与肘杆传动杆传递力地保持连接的交叉头通过液压或者电动机械方式沿设备纵轴线移动。在电动机械驱动的情况下,通常是一丝杠借助于被旋转驱动的丝杠螺母进行轴向移动。旋转驱动器的旋转运动因此便通过丝杠被转换为交叉头的直线运动(Johannaber,“Kunststoff-Maschinenführer(塑料机械设备指南)”,2004年第4版,Carl Hanser出版社,慕尼黑,维也纳,第2.2.2.1章)。
由EP1586433A1已知一种具有空心轴电动机和5点式肘杆传动杆(5-Punkt-)的肘杆式合模单元,其中,空心轴电动机的转子通过传动杆与肘杆机构的交叉头在传动技术上相连接并且该交叉头沿设备纵轴线可以抗扭地移动。转子的旋转运动通过传动杆被转换为交叉头的直线运动。
已知的肘杆式合模单元的缺点是:在传递力的杠杆的伸展位置中,由于高传动比之原因,交叉头的轴向移动行程要求较长。鉴于典型的干式运转时间,长的移动行程将产生负面作用。另外,合成的反力通常被导入支撑板的中心并且导致其挠曲。只有通过对支撑板的铸造结构提高材料使用量,才能防止或者基本避免这种挠曲。
发明内容
以此为出发点,本发明的目的是,提供一种肘杆式合模单元,其特点是减少了典型的干式运转时间,并且在支撑板为铸造结构时能够实现节省(材料)。
为此,本发明提供一种肘杆式合模单元,包括:固定模具夹紧板和可动模具夹紧板;支撑板和在所述支撑板与所述可动模具夹紧板之间的、用于使所述可动模具夹紧板移动以及用于产生闭合力的肘杆机构,其中,所述肘杆机构具有至少一个传递力的上部肘杆传动杆和至少一个传递力的下部肘杆传动杆,并且设置有用于使所述上部和下部肘杆传动杆在相应于所述肘杆式合模单元开启位置的折拢状态与相应于所述肘杆式合模单元闭合位置的伸展状态之间移动的装置,其特征在于:在所述上部肘杆传动杆和下部肘杆传动杆之间设置有一可旋转驱动并且能轴向沿设备纵轴线移动的元件,该元件与所述上部和下部肘杆传动杆传递力地相连接,从而被旋转驱动的所述元件的旋转用来使所述上部和下部肘杆传动杆移动,其中,所述可旋转驱动的元件具有两个相互对置的端头,所述端头一个可移动地与所述上部肘杆传动杆相连接、另一个可移动地与所述下部肘杆传动杆相连接,并且在所述可旋转驱动的元件与所述上部肘杆传动杆之间以及在所述可旋转驱动的元件与所述下部肘杆传动杆之间分别设置有一个或者多个连杆。
由于一个可旋转驱动的且能轴向沿设备纵轴线(L)移动的元件被设置在上部和下部肘杆传动杆之间且与所述肘杆传动杆传递力地相连接,从而被旋转驱动的元件的旋转用来使上部和下部肘杆传动杆移动,因此,被旋转驱动的元件只需微小的旋转运动就能使肘杆机构快速伸展移动(闭合合模单元)和在伸展位置中产生闭合力。实际上约90°至180°的旋转运动已经足够,就是说,只需要旋转1/4圈至最大半圈。通过这种方式将典型的干式运转时间降到最低。另外的优点在于,支撑板不遭受轴向引入的力,而仅需满足对旋转驱动的力矩支撑,这样在支撑板为铸造结构中能够实现节省(材料)。另外,旋转驱动的转子的旋转运动不必被转换成可旋转元件的直线运动。这一点节省了传动机构中的变速传动级;特别是可以放弃通常使用的、以易磨损而闻名的丝杠。
可旋转驱动的元件可以是肘杆机构的交叉头。通过交叉头与上部和下部肘杆传动杆之间的合适的连杆该交叉头的旋转被转换为肘杆传动杆的已知的运动。根据连杆的旋转方向和布局,沿一个方向的旋转运动使肘杆传动杆相离移动,即合模单元“闭合”,以及沿相反方向返回的旋转运动使肘杆传动杆聚拢移动或者折叠并且因此使合模单元“开启”。为此,可旋转驱动的元件或者交叉头具有两个相互对置的端头,所述端头一个可移动地与上部肘杆传动杆传递力地相连接、另一个可移动地与下部肘杆传动杆传递力地相连接。根据实施方式在可旋转驱动的元件或者交叉头与肘杆传动杆之间可以设置一个或者多个连杆。在下述条件下形成特别简单的构成,即在上部肘杆传动杆中和在下部肘杆传动杆中分别设置相对设备纵轴线横向延伸的横梁,该横梁首先与位于设备纵轴线两侧的单杆固定连接以及其次与可旋转驱动的元件或者交叉头传递力地相连接。可旋转驱动的元件或者交叉头的旋转因此便通过连杆被转换为横梁的向上和向下运动,并且因此被转换为与横梁相连接的单杆的向上和向下运动。与横梁相连接的连杆被构造成可以相对该横梁移动。当可旋转驱动的元件或者交叉头旋转时,与横梁相连接的连杆的铰接点沿该横梁的纵轴线移动。
可旋转驱动的元件当然也可以是旋转驱动器的转子,即上部和下部肘杆传动杆可以通过适当的连杆直接与旋转驱动器的转子相连接。在这种情况下因此不用交叉头。
可以通过不同的方式来产生用于可旋转驱动的元件或者交叉头的旋转运动的驱动力矩。该驱动力矩能够直接或者通过机械传动级由被固定在支撑板上的旋转驱动器产生,例如由电动机或者液压马达产生。在这种情况下,旋转驱动器的转子以适当的方式与可旋转驱动的元件或者交叉头在传动技术上相连接,例如通过具有花键齿的旋转轴。当然也可以由线性致动器,例如液压缸和由该线性致动器操纵的偏心轮产生所述驱动力矩。
附图说明
下文将借助实施例和参照附图1至8进一步阐述本发明。附图中:
图1为闭合状态的肘杆式合模单元的侧视图;
图1a为从支撑板的视角观察的交叉头的顶视图;
图2为半开启或者半闭合状态的肘杆式合模单元的侧视图;
图3为完全开启状态的肘杆式合模单元的侧视图;
图4为图1所示的肘杆式合模单元的透视图;
图5为图2所示的肘杆式合模单元的透视图;
图6为图3所示的肘杆式合模单元的透视图;
图7为半开启或者半闭合状态的、具有空心轴电动机的肘杆式合模单元的侧视图,第一变型方案;
图8为半开启或者半闭合状态的、具有空心轴电动机的肘杆式合模单元的侧视图,第二变型方案。
具体实施方式
图1至3中所示出的肘杆式合模单元作为主要组成部分包括固定模具夹紧板1、可动模具夹紧板2以及支撑板3,该支撑板通过支柱4与固定模具夹紧板1抗拉地连接。半模5a,5b被固定在模具夹紧板1、2上。在支撑板3与可动模具夹紧板2之间设置有用于使可动模具夹紧板2移动和产生闭合力的肘杆机构。肘杆机构由四根相同的、同时发生作用的肘杆传动杆6.1、6.2、6.3、6.4组成,这些肘杆传动杆分别成对地、关于设备纵轴线L镜像对称地设置。每个肘杆传动杆6包括两根通过铰点7.1相互连接的单杆8.1和8.2,所述单杆一方面通过铰点7.2与支撑板3相连接、另一方面通过铰点7.3与可动模具夹紧板2相连接。在上部和下部单杆8.1之间设置有连接杆或者横梁10a和10b,该横梁使单杆8.1分别传递力地相互连接。
在设备纵轴线L上设置有可旋转驱动的元件12并且与在此未被示出的旋转驱动器耦联,这样其能够-如在图1中双箭头所示的那样-围绕设备纵轴线L往复旋转。可旋转驱动的元件12在通常已知的肘杆式合模单元中相当于所谓的交叉头。元件12或者交叉头12具有两个相互对置的端头12a和12b,该端头与连杆13a和13b铰接连接。这种铰接连接象征性地通过线14a和14b表示。在图1a中示出的是从支撑板3的视角观察的交叉头12的顶视图。连杆13a和13b又与横梁10a和10b铰接连接,这样交叉头12与上部和下部肘杆传动杆6.1至6.4在传动技术上相连接。当操纵肘杆机构时,元件12或者交叉头12沿设备纵轴线L移动,并因此以适当的方式轴向移动地被设置在所述设备纵轴线L上。
交叉头12的旋转使连杆13a和13b以及横梁10a和10b产生竖直运动。这个竖直运动根据运动方向使肘杆传动杆6.1至6.4驶向设备纵轴线L的方向并且因此开启合模单元,或者使肘杆传动杆6.1至6.4驶离设备纵轴线L朝向肘杆机构的伸展位置的方向并且因此闭合合模单元。
图1示出的是肘杆传动杆6.1至6.4处于其伸展位置中的合模单元的闭合状态。通过旋转交叉头12,连杆13a向下运动,而连杆13b向上运动。在这种情况下,一方面上部横梁10a以及上部肘杆传动杆6.1和6.2随其共同向下移动,而另一方面下部横梁10b以及下部肘杆传动杆6.3和6.4随其共同向上移动。在交叉头12围绕设备纵轴线旋转约90°后达到图2中所示的状态,在该状态中合模单元处于半开启状态中。通过继续旋转交叉头12,合模单元能够进入完全开启状态,如其在图3中所示的那样。
通过图4、5和6中的透视图对本发明的合模单元的构造和作用原理,特别是关于被旋转驱动的交叉头以及其与上部和下部肘杆传动杆的连接进行说明。就此而言,图4相当于图1中的情况,图5相当于图2中的情况,图6最后相当于图3中的情况。
根据肘杆机构的构成会出现如此情况,即如同在本例中的情况那样上部和下部肘杆传动杆在折叠时,就是说在合模单元开启时不得不相互交会运动。为了实现这一点,上部和下部肘杆传动杆必须通过适当的方式被相互错开设置。图4至6示出了实现这一点的可能方案。
连杆13a和13b处于与设备纵轴线L正交的平面内并且在交叉头12旋转时相对该设备纵轴线L横向移动。连杆13a和13b与横梁10a和10b的连接因此被构造成可以相对所述横梁10a和10b移动。
倘若横梁10a、10b与单杆8.1固定相连的话,在肘杆传动杆运动时它们在空间内相对前述平面的位置发生改变,并且由此它们关于连接杆13a和13b的位置发生改变。因此,在连接杆13a、13b与横梁10a、10b之间设置有铰接连接,例如通过设置另外的连杆15a、15b,所述连杆分别以其一端具有与连杆13a和13b相连的铰点9并且以其另一端可移动地被固定在横梁10a、10b上。
如果相反横梁10a、10b被铰接地固定在单杆8.1中,即能够围绕其纵轴线相对单杆8.1旋转的话,可以放弃所述另外的连杆15a和15b,连杆13a和13b能够直接与横梁10a,10b相连接并且可以沿该横梁移动。
可以通过不同的方式来产生用于元件12或者交叉头12的旋转运动的驱动力矩。交叉头12能够直接或者通过机械传动级由被固定在支撑板3上的旋转驱动器(例如由电动机或者液压马达)进行旋转驱动。在这种情况下,旋转驱动器的转子以适当的方式与交叉头12在传动技术上相连接。
图7示意性地示出具有作为旋转驱动器的空心轴电动机的实施方式。空心轴电动机16基本上包括与支撑板3固定连接的定子16.1和可旋转地设置于其中的转子16.2。旋转轴11具有花键齿17,该花键齿与转子16.2中的相应花键齿嵌接并且与该花键齿轴向不可移动地相连接。另一方面该花键齿17与交叉头12内部的相应的花键齿17嵌接,并且所述交叉头12轴向可移动地支承在旋转轴17上。
为了操纵肘杆传动杆6.1至6.4,原则上也可以直接将连杆13a和13b铰接地固定在旋转驱动器的转子上。图8示意性地示出具有空心轴电动机16的这样的布局。空心轴电动机16基本上包括与支撑板3固定连接的定子16.1和可旋转以及可轴向移动地设置于其中的转子16.2。连杆13a和13b借助铰销18被直接固定在转子16.2的端面上。在圆周方向看,铰销18相互间隔180°,所以在图8所示的合模单元的状态中只能看到连接连杆13a与定子16.2的铰销18。将连杆13b固定在转子16.2上的第二铰销18处于视向的后部并且因此无法看到。如另外在图8中还可以看到的那样,转子16.2的长度大于定子16.1的长度。定子16.1的长度是根据该定子在合模单元开合运动过程中沿设备纵轴线L走过的移动行程所确定的。应该如此确定该长度:使得在合模单元的任何状态下转子16.2都在定子的整个长度上贯穿定子16.1。
也可以由线性致动器例如液压缸和由该线性致动器操纵的偏心轮来产生用于交叉头12或者被旋转驱动的元件12的驱动力矩。例如,在图1至3中,旋转轴11可以在支撑板3的背面从该支撑板伸出一段,并且与可由线性致动器驱动的偏心轮相接合,这两个部件(线性致动器及偏心轮)同样是安置在支撑板3的背面上。
附图标记列表
1        固定模具夹紧板
2        可动模具夹紧板
3        支撑板
4        支柱
5a       固定半模
5b       可动半模
6.1,6.2 成对的上部肘杆传动杆
6.3,6.4 成对的下部肘杆传动杆
7.1-7.3  铰点
8.1,8.2 单杆
9        铰点
10a      上部横梁
10b      下部横梁
11       旋转轴
12       可旋转驱动的元件或者交叉头
12a      元件12或者交叉头12的第一端头
12b      元件12或者交叉头12的第二端头
13a      连到上部横梁的连杆
13b      连到下部横梁的连杆
14a;14b 旋转轴线
15a      上部另外的连杆
15b      下部另外的连杆
16       空心轴电动机
16.1     定子
16.2     转子
17       花键齿
18       铰销

Claims (8)

1.肘杆式合模单元,包括:固定模具夹紧板(1)和可动模具夹紧板(2);支撑板(3)和在所述支撑板(3)与所述可动模具夹紧板(2)之间的、用于使所述可动模具夹紧板(2)移动以及用于产生闭合力的肘杆机构,其中,所述肘杆机构具有至少一个传递力的上部肘杆传动杆(6.1,6.2)和至少一个传递力的下部肘杆传动杆(6.3,6.4),并且设置有用于使所述上部和下部肘杆传动杆在相应于所述肘杆式合模单元开启位置的折拢状态与相应于所述肘杆式合模单元闭合位置的伸展状态之间移动的装置,其特征在于:在所述上部肘杆传动杆(6.1,6.2)和下部肘杆传动杆(6.3,6.4)之间设置有一可旋转驱动并且能轴向沿设备纵轴线(L)移动的元件(12),该元件与所述上部和下部肘杆传动杆传递力地相连接,从而被旋转驱动的所述元件(12)的旋转用来使所述上部和下部肘杆传动杆移动,其中,所述可旋转驱动的元件(12)具有两个相互对置的端头(12a,12b),所述端头一个可移动地与所述上部肘杆传动杆(6.1,6.2)相连接、另一个可移动地与所述下部肘杆传动杆(6.3,6.4)相连接,并且在所述可旋转驱动的元件(12)与所述上部肘杆传动杆(6.1,6.2)之间以及在所述可旋转驱动的元件(12)与所述下部肘杆传动杆(6.3,6.4)之间分别设置有一个或者多个连杆(13a,13b,15a,15b)。
2.如权利要求1所述的合模单元,其特征在于:作为所述上部和下部肘杆传动杆,分别在上部和下部设置一对肘杆传动杆,并且每个肘杆传动杆包括两根通过铰点相互连接的单杆,其中一根单杆通过铰点与所述支撑板(3)相连接、另一根单杆通过铰点与所述可动模具夹紧板(2)相连接,在所述上部肘杆传动杆(6.1,6.2)中和在所述下部肘杆传动杆(6.3,6.4)中,设置有分别相对所述设备纵轴线(L)横向延伸的横梁(10a,10b),所述横梁分别将属于上部肘杆传动杆(6.1,6.2)的并且与所述支撑板(3)铰接的两个单杆(8.1)相互连接、将属于下部肘杆传动杆(6.3,6.4)的并且与所述支撑板(3)铰接的两个单杆(8.1)相互连接,所述横梁与所述可旋转驱动的元件(12)通过所述连杆(13a,13b,15a,15b)传递力地相连接。
3.如权利要求2所述的合模单元,其特征在于:在横梁(10a,10b)和连接于该横梁(10a,10b)的连杆(15a,15b)之间的传递力的连接是按下述方式构造的,即,使所述连杆(15a,15b)能够沿所述横梁的纵轴线移动。
4.如权利要求1至3之任一项所述的合模单元,其特征在于:所述可旋转驱动的元件(12)是所述肘杆机构的交叉头(12),以及,所述交叉头(12)能够轴向自由运动地支承在一旋转轴(11)上,该旋转轴被轴向固定地支承在所述支撑板(3)中并且与注射轴线或者设备纵轴线(L)一致。
5.如权利要求4所述的合模单元,其特征在于:设置有电动机或者液压马达,其转子(16.2)与所述旋转轴(11)传递扭矩地相连接。
6.如权利要求4所述的合模单元,其特征在于:设置有线性致动器和安装在所述旋转轴(11)上的、能由该线性致动器操纵的偏心轮。
7.如权利要求1至3之任一项所述的合模单元,其特征在于:设置有旋转驱动器(16),其转子(16.2)构成所述可旋转驱动的元件(12),其中,在所述转子(16.2)的朝向所述可动模具夹紧板(2)的端面上铰接地安装有连杆(13a,13b),所述连杆与所述上部和下部肘杆传动杆传递力地相连接。
8.如权利要求7所述的合模单元,其特征在于:所述转子(16.2)的轴向长度是按下述方式确定的,即,在考虑所述转子(16.2)当所述合模单元开合移动时沿设备纵轴线(L)走过的移动行程的情况下,所述转子(16.2)在所述合模单元的任何状态下都在定子的整个长度上贯穿定子(16.1)。
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