CN102753325B - 注射成型机的喷嘴按压装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种喷嘴按压装置或具有注射单元(3)的对应的注射成型机，该注射单元(3)包括可向模具(30)移位的喷嘴(25)，其中，设有驱动单元以使具有喷嘴的注射单元的至少部分相对于模具移位，其中，所述驱动单元包括两个连接侧，所述两个连接侧连接至待驱动部件并在驱动时可相对于彼此移位，其中，所述驱动单元的一个连接侧设置于注射成型机的机架或机床上，且另一连接侧设置于注射单元的可移位部件上或者有效地连接于所述可移位部件，其中，具有设置于机架或机床上的驱动单元的连接侧的所述驱动单元由弹簧元件(10，10’)支撑，以便通过使弹簧元件发生弹性变形而提供喷嘴按压力。

Description

注射成型机的喷嘴按压装置

技术领域

本发明涉及一种注射成型机，该注射成型机具有包括可向模具移位的喷嘴的注射单元，并且涉及在注射过程中确保使喷嘴压紧模具的喷嘴按压装置。

背景技术

注射成型机的应用广泛，具体用于生产塑料部件。就此而言，注射成型机关键包括两个结构性单元，即用于开放与闭合对应的模具的夹具以及用于将流体材料注入模具中的注射单元。

注射单元通常可相对于模具发生位移，于是，在注射过程中关键的是，喷嘴必需压紧模具，被注射的材料经由该喷嘴离开注射单元，从而一方面可保持注射压力，另一方面没有因为喷嘴和模具之间的泄漏而损失待注射的材料。

现有技术公开了喷嘴按压装置，所述喷嘴按压装置可确保在注射过程中、具体地还在将待注射的材料注入模具中后，使喷嘴安全而牢固地压紧模具。这种情况的例子由DE4232533A1和EP1364765A1给出。在上述专利文件中所述的两个装置中，用于使注射单元向模具移动的驱动单元包括主轴电机和螺纹轴，该驱动单元在轴螺母和分配给可移位轴螺母的注射单元的可移位部件之间具有螺旋弹簧形式的弹簧元件，该弹簧元件通过其弹性变形以提供喷嘴按压力。

然而，这些喷嘴按压装置的缺点为喷嘴按压力易受到外部影响，由于弹簧元件设置于各移动部件之间，因此不能以充分的精度进行调整。而且，所述弹簧设置为相对于由注射筒和喷嘴限定的注射轴偏移，结果，在注射单元上可出现额外的力矩，所述力矩还影响喷嘴按压力的精确而规定的接触。

而且，弹簧的结构复杂，并且为期望目的所使用的螺旋弹簧不令人满意，这是因为，由于刚度的原因，通常必须将螺旋弹簧设计为具有相对长的弹性位移，于是用于力累积的时间也长。

发明内容

本发明的目的

因此，本发明的目的在于制造一种注射成型机或对应的喷嘴按压装置，它们能够克服现有技术的缺点，具体地有助于精确、规定地施加喷嘴按压力，并且特别在注射单元的驱动单元不进一步致动的情况下可保持该喷嘴按压力。鉴于此，相应的装置构造简单且使用方便而安全。

技术方案

通过具有权利要求1的特征的注射成型机和具有权利要求10的特征的喷嘴按压装置可实现上述目的。从属权利要求的目的为优选实施例。

本发明始于下述认识，即可简便而有效地使用能够使包含喷嘴的注射单元相对于模具运动的驱动单元以产生喷嘴按压力。在这种连接关系中，假设将驱动单元设计为包括两个连接侧，这两个连接侧设置为连接于待驱动部件。此处，在注射单元相对于机架或机床运动的情况下，待驱动部件一方面例如可由注射单元代表，另一方面可由注射成型机的机架或机床代表。借助于驱动单元的各连接侧的相对运动，所述各连接侧于是一方面设置于可移位注射单元上，而另一方面设置于固定的机架或机床上，因此，可通过介入可弹性变形的弹簧元件而产生用作喷嘴按压力的弹簧力。

这一点可根据本发明而优选地通过以下措施实现，即，将弹簧元件设置于机架或机床上，并且将驱动单元的连接侧连接于弹簧元件，或者使所述连接侧支撑于弹簧元件，于是驱动单元可使弹簧元件发生变形，从而产生喷嘴按压力。在机架或机床上设置弹簧元件，可使反作用力最优地施加于机架或机床中，并且便于按规定地施加精确的喷嘴按压力，各种不同的弹簧元件根据弹簧元件的种类和设计可以适于这种应用。此外，简化了弹簧元件的设置。

驱动单元可以为驱动器和用于产生平移运动的单元，其中，可设想出各种不同的实施例。例子包括促使驱动杆作直线运动的致动器，或者是具有与轴螺母配合的电机驱动式螺纹轴的主轴电机。螺纹轴的旋转可改变轴螺母和主轴电机间的距离，从而产生相应的平移运动。或者，在主轴驱动的情况下，可驱动轴螺母而不驱动螺纹轴，因此，螺纹轴相对于轴螺母作直线运动。具体来说，可采用螺距小的主轴驱动，即具体地采用将其螺距优选地选择为小的主轴驱动。

而且，可设想出很多不同形式的用于产生平移运动的驱动单元。例如，致动器可以为使活塞杆进行平移运动的液压传动或气动传动。

于是，上述驱动单元的连接侧一方面可由电机、即主轴电机形成，另一方面可由轴螺母形成，或者由致动器和通过该致动器而使其作直线运动的致动杆形成。

驱动单元的每个连接侧可设置于弹性弹簧元件上，或者有效地连接于该弹性弹簧元件。例如，在主轴驱动中，轴螺母或主轴电机可固定于弹性弹簧元件上。

驱动单元的又一连接侧可位于机架或机床上的任意合适点处，具体来说位于机架的横梁或定压板（stationary platen）上的任意合适点处。

驱动单元的连接侧可直接连接于弹簧元件，或者经由相应的刚性连接元件而连接于弹簧元件。具体来说，驱动单元的连接侧可通过固定轴承而被支撑，以便在运动学上是确定的。

弹簧元件例如可以板簧的形式构造为棒或板，或者由机架或机床的相应构成部分构成。值得特别考虑的是，可提供相对于注射方向为横向的适度弹性的机架的横梁以用作弹簧元件。可仅通过以相应的弹性钢进行制造，从而实现对应的弹性构造。

相应的弹簧元件可具有短位移（即弹性变形），例如是小于或等于10mm、尤其是1～3mm范围内的最大弯曲，于是可确保短位移进而确保快速的力累积。

相应的弹簧元件不仅可以简单的方式设置于注射成型机上，而且，具体地还可设置为以注射轴为中心，于是，弹簧元件的弹性位移与注射轴平行或同轴，或者位于经过注射轴的平面内。具体来说，棒或板在与注射方向相反的方向上的弯曲可设置为弹性位移，于是，相应产生的喷嘴按压力在模具的方向充分按压喷嘴。

因此，弹簧元件和/或该弹簧元件上设有的驱动单元的连接侧的部分可设置为与注射轴或喷嘴尖同轴。

然而，弹簧元件和/或该弹簧元件上设有的驱动单元的连接侧的部分可设置为与注射轴偏移，具体来说，在相对于注射轴为横向但经过注射轴的方向上偏移。

为了在机架或机床上支撑弹簧元件，可提供无力矩支撑，从而避免了由额外的力或力矩效应所施加的相应影响。例如，若使弹簧元件的端部刚性地支撑于机架或机床上，则弹簧元件的变形会在支撑点上产生额外的力，这种力会妨碍对所产生的喷嘴按压力的精确设定和判断。这种情况可通过相应的支撑方式而避免，这种支撑方式可实现弹簧元件在支撑点的最大可动性。例如，优选地可在杆状连接元件上设置经由旋转接头的支撑，于是弹簧元件的端部可通过旋转接头而自由旋转，从而由于弹簧元件的变形而发生的弹簧元件的任意位移或所述位移的部分可能被杆状连接元件的弹性变形而至少部分地补偿。

在与驱动单元的连接关系中，可在弹簧元件的区域中设有定心装置，从而确保驱动单元在弹簧元件发生弹性变形的情况下可以无障碍地运动。

具体来说，本发明可适用于例如DE102007050689A1所述的无系杆（tiebar-less）注射成型机，这是因为本发明中提出的机架概念可实现弹簧元件的相应的简单设置，并实现喷嘴按压力的反作用力经由弹簧元件而直接施加于机架中。因此，将DE102007050689A1中公开的全部内容通过引用并入此处。

附图说明

参照附图，根据以下对各实施例的详述，更有利于理解本发明的优点、特征和特点。附图完全以示意图的形式进行图示：

图1为本发明的注射成型机的立体图；

图2为本发明的注射成型机的另一实施例的仰视图；

图3为本发明的注射成型机的另一实施例的仰视图；

图4为本发明的注射成型机的第四实施例的仰视图；

图5为在使喷嘴按压模具的状态下的类似于图4的本发明的注射成型机的视图；

图6为根据图4或图5的注射成型机的弹簧元件的局部放大图；并且

图7为根据另一实施例的弹簧元件的支撑结构的局部放大图。

具体实施方式

图1表示本发明的注射成型机1的立体图。这种注射成型机1基本上已公知，并且例如在DE102007050689A1中详述了注射成型机1，借以将DE102007050689A1中公开的全部内容通过引用并入此处。

注射成型机1包括夹具2和注射单元33。注射单元33包括可移位注射单元3，例如，通过可移位注射单元3将塑料聚合物经由喷嘴而注射至模具中，在该模具中，塑料凝固以生成对应的注塑成型产品。夹具2对模具部件进行致动，以便打开模具，并且可从模具中移除完成的注塑成型产品。对于下一次注射操作，相应地通过夹具2以闭合模具。模具的一部分设置于可移位夹具2上，而模具的其它部分设置于定压板11上，包含喷嘴的注射单元3通过定压板11而与模具接触，以便将聚合物注射至模具的开口中。图1表示布置于夹具2上的可移位压板12，并且在压板12上可设有半模。可将定压板11视为注射单元33与夹具2之间的分隔物。

根据本发明，如图1所示的注射成型机1具有驱动单元(图1中未图示)，该驱动单元可使注射单元3向定压板11移动或移位。

在这种连接关系中，包含各连接侧的驱动单元一方面设置于可移位注射单元3上，而另一方面支撑于弹簧元件10，弹簧元件10作为横梁而连接于侧壁5和侧壁6上，这些构件包围注射单元3。

在图1所示的实施例中，注射成型机1包括框架结构，在该框架结构的侧壁5、侧壁6、侧壁4、侧壁7之间设有横梁13、横梁14、横梁31以及介入的压板11。所对应的框架构造支撑于机床8、机床9上，机床8和机床9可具有与侧壁、横梁同样的设计。

本发明的注射成型机不仅设有图示的具备紧凑框架的注射成型机1的设计，在该设计中，可极大地省却用于引导可移位注射单元3及对应的夹具2的可移位部件的系杆（tiebar）装置，而且本发明的注射成型机还可设有具备适当系杆装置的注射成型机的常规设计。于是，本发明的注射成型机包括无系杆注射成型机和具备系杆装置的常规注射成型机。

由图1显然可见，用于产生喷嘴按压力的弹簧元件10例如可构造为机架的横梁，并且优选地以注射轴15为中心而设置，注射轴15沿注射方向穿过注射筒和喷嘴的中心。

虽然图1未图示用于移动注射单元3的驱动单元，但易于设想的是，例如，若将驱动单元布置于注射单元3的后端16和弹簧元件10之间，则驱动单元的致动会增加各连接侧的间距，从而产生这样一种移动，即，使注射单元3和弹簧元件10彼此移开直到注射单元3的喷嘴紧靠模具为止。假设驱动单元继续产生驱动力，则弹簧元件10变得弹性紧缩，所获得的弹簧力代表喷嘴对于模具的接触压力，当驱动单元在对应位置停止移动时可保持所述接触压力。该按压力用于在注射过程中使喷嘴牢固地压紧模具，具体来说，确保后注射过程不会在喷嘴和模具之间产生可使材料经由其漏出的间隙。

图2表示本发明的注射成型机的另一实施例的更详细的仰视图。在这种连接关系中，还如对其它实施例的随后说明中所述，相同的附图标记用于相同或类似的构件，从而避免在以下实施例中对类似或相同构件的重复说明。

图2表示注射单元3，通过在各可移位横梁19上设有的各滑动元件17，注射单元3可经由图2所示的两个可移位横梁19而沿注射轴15移位，所述滑动元件设置于侧壁5和侧壁6上的对应的轨道装置18中，以便构成用于注射单元3的直线滑轨。

注射单元3具有喷嘴25，喷嘴25穿过定压板11而突出，并且与模具30的注射开口接触。

为了沿轨道装置18移动注射单元3，在注射单元3上设有驱动单元，该驱动单元包括驱动器20、驱动杆21以及用于驱动杆21的紧固件22。

当驱动器20沿模具30的方向推动驱动杆21时，包含喷嘴25的注射单元3沿模具30的方向移动，直到喷嘴25与模具接触为止。由驱动器20产生的进一步的驱动力使驱动杆进一步移动，并且弹簧元件10发生弹性弯曲，直到弹簧力匹配驱动单元的驱动力为止。然后，如果使驱动杆21在此定位不动，则保持弹性弹簧元件的弹簧力，从而弹簧力使喷嘴25按压模具30。因此，制造了简单而有效的喷嘴按压装置。

具体来说，驱动器20、驱动杆21、紧固件22以及弹簧元件10可围绕中心而布置，具体来说与注射轴15同轴地布置，从而，由于弹簧元件10的弹性变形而施加喷嘴按压力时，将喷嘴直接按压在模具30上。通过避免施加喷嘴按压力时的力矩，可以极其精确地设定喷嘴按压力。然而，还可设置相对于注射轴15偏移的驱动单元和/或弹簧元件10。

驱动器20可由能使注射单元3作直线运动的任何适当的驱动装置形成。例如，驱动器20可以为能使驱动杆21往复运动的任何致动器。

然而，具体来说，如图3的实施例所示，所述驱动装置可以为用于驱动螺纹轴的主轴电机。因此，图3的实施例与图2的实施例的不同之处仅在于，设有主轴电机20’以替代致动器形式的驱动器20，主轴电机20’驱动与轴螺母23配合的螺纹轴21’。轴螺母23设置于紧固件22上以转动，从而使所述轴螺母进而牢固地连接于可移位注射单元3。螺纹轴21’通过主轴电机20’的致动使螺纹轴21’旋入或旋离轴螺母23，以便使注射单元3沿注射轴15发生位移，从而可使喷嘴25与模具30进行接触或者分开。

与图2同样地，在喷嘴25与模具30接触后，螺纹轴21的进一步致动使弹簧元件10弯曲，以便弹性弹簧力产生喷嘴按压力，该喷嘴按压力可以抵消注塑成型时的注射压力或注塑后的保持压力，于是确保了喷嘴与模具牢固地接触。

由图3还显然可见，包含螺纹轴21’的主轴电机20’以注射轴15为中心而设置，以使得对应的力、即由弹簧元件10产生的弹簧力可沿中心传递给注射单元3，于是传递给喷嘴25。不仅可选择使螺纹轴21’的主轴电机20’及轴螺母23与注射轴15或喷嘴25完全同轴布置，还可选择其中使各个构件以一个方向偏移的中心布置。

图4表示本发明的又一注射成型机，该注射成型机与图2、图3的实施例的不同之处在于，弹簧元件10’作为单独的构件而形成，而不是由机架的横梁形成。因此，在机架上设有弹簧元件10’的专用装置，在后面详述所述装置。

此外，图4的实施例与图2、图3的实施例的不同之处在于，驱动装置或主轴电机20’未固定在机架上或设置在机床上，而是设置在可移位注射单元3上，从而所述驱动装置或主轴电机20’可随着注射单元3运动。

通过将主轴电机20’设置在可移位注射单元3的横梁19上，与螺纹轴21’配合的轴螺母23固定在弹簧元件10’上，弹簧元件10’经由支撑件而连接于机架。通过螺纹轴21’的驱动，上面牢固地固定有主轴电机20’的注射单元3通过与轴螺母23配合的螺纹轴21’的螺纹而沿轨道装置18作往复运动。一旦喷嘴25开始与模具30接触，并且主轴电机20’进一步移动以使注射单元3沿模具30的方向发生移位，则弹簧元件10’承受载荷并且由于弹性变形而发生弯曲。这种弹性变形进而提供喷嘴按压力，通过这种按压力使喷嘴25按压模具30。

这种情况图示于图5中，该图表示发生弯曲的弹簧元件10’。

图6更详细地表示将弹簧元件10’设置于机架的横梁50上。或者，弹簧元件可设置于定压板上。

经由螺纹连接而牢固地定位于横梁50上的是两个固定元件41，所述固定元件41具有从方形基底延伸的杆和铰链头46。在每种情况下，弹簧元件10’经由旋转接头40而收容于铰链头46上。

设置在弹簧元件中间的是螺纹螺母23，螺纹螺母23具有设置于弹簧元件10’中的开口，螺纹轴21’穿过该开口而被引导。螺纹轴21’与轴螺母23配合，以使得螺纹轴21’可相对于轴螺母23和弹簧元件10’往复运动。

相应地，设置于横梁50中的还有开口，可通过该开口而引导螺纹轴21’。

为了引导螺纹轴21’，将定心单元42设置于横梁50上，所述单元具有滑动轴承套43，该滑动轴承套43与弹簧元件10’上设有的定心销44配合。定心销44活动地收容于滑动轴承套43中，以使得定心销44可在滑动轴承套43中以轴向移位。定心销44具有钻孔，螺纹轴21’可通过该钻孔引导。在其中螺纹轴不需要贯穿定心单元的其它实施例中，例如，当将主轴电机设置于弹簧元件上，或者使致动器安装于注射单元3并致动固定于弹簧元件的活塞杆时，可省却定心销中的钻孔。然而，即使在此情况下，仍可设有相应的定心单元以便在弹簧元件弯曲时引导弹簧元件。

滑动轴承套43以及定心单元42可在弹簧元件10’发生弯曲的情况下，使得穿过钻孔44而被精确引导的螺纹轴21’不会发生因卡滞等产生的影响。而且，在旋转接头40和固定元件41上的弹簧元件10’的轴承确保了可通过弹簧元件10’的变形而提供精确、规定的喷嘴按压力，而不会发生因另外生成的力矩或力而出现的任何损伤。通过旋转接头40和固定元件41的铰链头46而设置弹簧元件10’确保了弹簧元件10’的各端可关于与图6的平面垂直的轴而自由旋转，于是这种支撑不会对弹簧元件10’产生弯曲力矩。此外，固定元件41的细杆47可通过杆47的相应的弹性变形而使旋转接头40向螺纹轴21’移位，结果，未另外施加显著的力或力矩。因此，例如在弹簧元件和横梁之间可利用推动元件提供固定连接以替代松散支撑，从而可简化所述构造。

然而，在图6的实施例中，固定元件41直接设置于机架的横梁50上，图7表示这样的实施例，其中，固定元件41经由弯角构件48而设置于机架的侧壁5上。

此处，也正如上述实施例那样，确保了作用于弹性弹簧元件10或10’的支撑装置的反支撑力的力可直接施加给机架，该机架用作整个注射成型机的紧凑而稳定的框架。

如上所述，虽然本发明还可用于与具有系杆结构的其它注射成型机连接，但例如图1所示，具体优选地用于具有紧凑而稳定的机架构造的无系杆注射成型机的情况，这是因为确保了将喷嘴按压力或者相应的反作用力这些力最优地施加给机架。然而，如果具备连接侧、即轴螺母或主轴电机的驱动单元经由弹簧元件而设置于机床上，则本发明的优点还可适用于具有系杆的其它类型的注射成型机。

虽然参照各实施例详述了本发明，但对于本领域技术人员不言而喻的是，本发明不限于这些实施例，而是还可涵盖省略了单个特征的变型例，或者在不脱离所附的权利要求的范围内可对所提供的特征作出其它类型的组合。具体来说，本发明包括所提出的单个特征的所有组合。

Claims (13)

1.注射成型机，其包括注射单元(3)，该注射单元(3)具有可向模具(30)移位的喷嘴(25)，其中，设有驱动单元以使具有所述喷嘴的所述注射单元的至少部分相对于所述模具移位，其中，所述驱动单元包括两个连接侧，所述两个连接侧用于连接至待驱动部件并在驱动时可相对于彼此移位，其中，所述驱动单元的一个连接侧设置于所述注射成型机的机架或机床上，且另一连接侧设置于所述注射单元的可移位部分上或者有效地连接于所述可移位部分，其特征在于，

具有设置于所述机架或机床上的所述驱动单元的连接侧的所述驱动单元由弹簧元件(10，10’)支撑，以便通过使所述弹簧元件发生弹性变形而提供喷嘴按压力。

2.如权利要求1所述的注射成型机，其特征在于，所述驱动单元包括驱动器(20，20’)和用于产生平移运动的单元。

3.如权利要求1所述的注射成型机，其特征在于，所述驱动单元包括电机和由所述电机驱动的螺纹轴(21，21’)、以及与所述螺纹轴配合的轴螺母(23)。

4.如权利要求2所述的注射成型机，其特征在于，在所述弹簧元件(10，10’)上布置有所述驱动器，所述驱动器为所述驱动单元的电机。

5.如权利要求3所述的注射成型机，其特征在于，在所述弹簧元件(10，10’)上布置有所述螺纹轴(21，21’)的可移位端，所述可移位端为所述轴螺母。

6.如权利要求1～5中任一项所述的注射成型机，其特征在于，所述驱动单元的连接于所述弹簧元件(10，10’)的连接侧(23；20，20’)以固定轴承的形式而直接连接至所述弹簧元件。

7.如权利要求1～5中任一项所述的注射成型机，其特征在于，所述弹簧元件(10，10’)由所述机架或机床的部分而形成为棒或板。

8.如权利要求7所述的注射成型机，其特征在于，所述弹簧元件(10，10’)由相对于注射方向为横向布置的横梁而形成为棒或板。

9.如权利要求1～5中任一项所述的注射成型机，其特征在于，所述弹簧元件(10，10’)具有弹性位移，该弹性位移平行于注射轴或者与所述注射轴同轴。

10.如权利要求1～5中任一项所述的注射成型机，其特征在于，所述弹簧元件(10，10’)和/或所述驱动单元的布置于所述弹簧元件(10，10’)上的连接侧的部分(23；20，20’)与注射轴或喷嘴尖同轴布置，或者沿着与所述注射轴或所述喷嘴的中心点对称偏移的轴而布置。

11.如权利要求1～5中任一项所述的注射成型机，其特征在于，所述弹簧元件(10，10’)被如此支撑，以使得不会施加力以改变所期望的弹性位移的弹性变形，其中，所述弹簧元件根据所述弹簧元件的支撑点上的默认的弹性位移而发生弹性变形，并通过杆状连接元件上的旋转接头而提供支撑。

12.如权利要求1～5中任一项所述的注射成型机，其特征在于，用于所述驱动单元的定心装置设置于所述弹簧元件的区域中。

13.喷嘴按压装置，其用于使注射成型机的喷嘴(25)按压模具(30)，所述喷嘴按压装置具有驱动单元(20，20’；21，21’；23)，所述驱动单元包括两个连接侧，所述两个连接侧连接至待驱动部件并在驱动时可相对于彼此发生位移，其中，所述驱动单元的一个连接侧设置于所述注射成型机的机架或机床上，且另一连接侧设置于注射单元或注射成型机的可移位部分上或者有效地连接于所述可移位部分，其特征在于，

在所述驱动单元的设置于所述机架或机床上的连接侧上设有弹簧元件，以使得所述驱动单元的设置于所述机架或机床上的连接侧由所述弹簧元件支撑，从而可通过使所述弹簧元件发生弹性变形而提供喷嘴按压力。