CN104552840A - 一种等容置换内循环直压式锁模装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及合模装置技术领域，提供具有较广使用适应性的一种等容置换内循环直压式锁模装置，由动模板、定模板和锁模油缸组成，锁模油缸包括缸体、活塞、活塞杆和波纹管；活塞将缸体内腔分隔为有杆腔和有管腔及波纹管内腔，一端与活塞杆一端连接，另一端与波纹管连接；波纹管后端与缸体后端连接，波纹管可伸长的最大长度大于等于活塞的最大行程。本发明结构简单合理，可实现真正的“内循环”，即合模时无需将液压油排回油箱，开模时无需从油箱吸油，从而能耗低，升压时间短，反应快，具有节能高效的优点；而且锁模油缸结构相同，同时作用，开合锁模性能和精度高，受力更均匀，使用更稳定可靠，适用于多种规格型号的注塑机。

Description

一种等容置换内循环直压式锁模装置
技术领域
本发明涉及合模装置技术领域，涉及一种注塑机的等容置换内循环直压式锁模装置。
背景技术
现有技术中，内循环直压式合模装置具有锁模性能优异、高效、节能的优点，其特殊的锁模结构和优异的运动特性特别适用于精密特殊制品的注塑成型，充分体现了注塑机朝向精密、节能、高效方面发展的主题。内循环直压式合模装置的工作过程为：在移模时，移模油缸驱动动模板向定模板移动，同时锁模油缸的活塞随动，锁模油缸内的液压油通过打开的活塞阀心从活塞一侧的无杆腔“内循环”至另一侧的有杆腔；在锁模时，锁模油缸的活塞阀心关闭，由于液压油进入有杆腔，封闭的有杆腔维持高压实现锁模。这种合模装置的运动特点为：移模和锁模时，相对静止的拉杆和动模板整体相对于定模板运动，锁模只是在合模的基础上更进一步。
目前，内循环二板直压式注塑机合模装置的典型代表为德国设备生产商Krauss Maffei公司生产的二板式合模装置(专利号为US5336462)。该合模装置采用四缸直锁，在一组对角的两个锁模油缸中的活塞杆(拉杆)内部设置有移模油缸，另一组对角的两个锁模油缸为内循环油缸，即活塞中设置有启闭滑阀可使活塞两侧连通。其特点是移模速度快，锁模稳定，节能效果明显。但拉杆结构复杂，不仅加工制造精度要求高、难度大，而且由于在拉杆里开设移模油缸，大大地降低了合模装置的强度和刚度。
申请号为200520145200.2的“直压式锁模油缸合模机构”公开了一种带调模装置的内循环直压式合模装置，移模采用两个小直径的油缸，锁模采用四个双活塞杆的内循环式油缸。活塞杆穿插在整个油缸中，活塞一侧的行程容积与活塞另一测的行程容积相等，可实现液压油在开合模时真正的“内循环”，即合模时无需将液压油排回油箱，开模时无需从油箱吸油。但是活塞杆长度太长，合模后有很长段的活塞杆伸在外面，极大的增加了合模装置的尺寸，拉杆断裂的危险性也大大增加。
为了克服内循环锁模油缸双活塞杆外伸结构存在的缺点，申请号为200910087805.3的“一种等容积置换四缸直锁二板式合模机构”公开了一种适用于注塑机的等容积置换四缸直锁二板式合模机构，锁模采用四个油缸，单活塞杆结构，其中两个锁模油缸为内循环油缸，另两个锁模油缸的无杆腔与空气相通，可使四个有杆腔的行程容积总和能够等于两个无杆腔的行程容积总和。但是液压油在四个有杆腔和两个无杆腔之间置换，增加了油阻；为满足等容置换，活塞和活塞杆的外径尺寸比例必须是固定的；而且四个油缸结构不同，存在受力不均匀和动作不稳定的缺点。
申请号为200920265549.8的“二板式直压锁模装置”公开了一种锁模装置，锁模采用四个油缸，拉杆为单活塞杆结构，其中三个锁模油缸为内循环油缸，另一个锁模油缸的无杆腔与空气相通，可以实现活塞左右两侧油腔的行程容积相同。但是液压油在三个有杆腔和一个无杆腔之间置换，增加了油阻；为满足等容置换，活塞和活塞杆的外径尺寸比例必须是固定的；而且由于三个油缸和另外一个油缸的结构不同，在开合模过程中的升压与泄压历史差异大、存在受力不均匀和动作不稳定的缺点，增加了活塞杆断裂事故发生的风险。
发明内容
针对现有锁模装置存在结构尺寸长、受力不均匀、结构尺寸比例有限制的问题，本发明的目的是提供结构简单合理，强度和刚度高，受力均匀，使用稳定可靠，具有较广使用适应性的一种等容置换内循环直压式锁模装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种等容置换内循环直压式锁模装置，由动模板、定模板和锁模油缸组成，锁模油缸包括缸体、活塞、活塞杆和波纹管，其特征在于：活塞、活塞杆和波纹管设置在缸体中，活塞将缸体内腔分隔为有杆腔和有管腔及波纹管内腔，活塞一端与活塞杆一端连接，活塞另一端与波纹管连接，波纹管后端与缸体后端连接，波纹管可伸长的最大长度大于等于活塞的最大行程。波纹管可采用金属或塑料材质。
在一个实施方式中，所述锁模油缸固定在定模板上，活塞杆另一端与动模板连接。
在一个实施方式中，所述锁模油缸固定在动模板上，活塞杆另一端与定模板连接。
在一个实施方式中，所述活塞中设置有通孔，通孔将有杆腔和有管腔连通，所述活塞与活塞杆连接处设置有启闭阀，活塞杆中设有液压油孔，用于驱动启闭阀滑动，以打开或关闭通孔；所述波纹管内腔通过通气孔与空气连通。优选地，所述波纹管的平均直径(即内径和外径的平均值)等于活塞杆直径。
在一个实施方式中，所述活塞中设置有通孔，通孔将有杆腔和波纹管内腔连通，所述活塞与活塞杆连接处设置有启闭阀，活塞杆中设有液压油孔，用于驱动启闭阀滑动，以打开或关闭通孔；所述有管腔通过通气孔与空气连通。优选地，波纹管内腔的平均截面积(即根据平均直径计算得到的圆形面积)等于有杆腔的环形截面积(即根据活塞外径计算得到的圆形面积减去根据活塞杆直径计算得到的圆形面积)。
在一个实施方式中，所述活塞与活塞杆连接处还设置有弹簧，活塞杆中设有液压油孔，同弹簧配合用于驱动启闭阀滑动，以打开或关闭通孔。
在一个实施方式中，所述锁模油缸为四个，结构相同，分别设置在定模板或动模板的四个角上，同时工作，四个有杆腔连通。
本发明的有益效果是：
1、采用了波纹管结构，结构简单，通过配置合适的波纹管直径，可使锁模油缸中活塞前后侧的行程容积相等，实现真正的“内循环”，即合模时无需将液压油排回油箱，开模时无需从油箱吸油，或少量排吸油，从而能耗低，升压时间短，反应快，具有节能高效的优点，适用于多种规格型号的注塑机；
2、采用单活塞杆结构和波纹管结构即实现了等容置换，省去了后端外伸活塞杆，不会增加合模装置的尺寸，避免活塞杆由于长度过长而存在的断裂隐患；
3、与其他同类型的合模装置相比，本发明中使用的锁模油缸结构相同，同时作用，无不对称或部分对称结构，因此可大大的提升开合锁模性能和精度，受力更均匀，使用更稳定可靠；
4、可根据锁模力的要求设计调整活塞和活塞杆外径尺寸，无需考虑像同类型的锁模装置必须满足的活塞和活塞杆的外径尺寸比例要求才能达到等容置换；
5、可省去尾板和调模机构，锁模油缸的活塞杆长度及机器外覆件等都得到了减少，相对于传统的肘杆式和单缸直压式合模装置，本发明的长度更短、重量更轻。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图。
图2是本发明实施例2的结构示意图。
图3是本发明实施例1和实施例2的锁模油缸结构示意图。
图4是本发明实施例3的锁模油缸结构示意图。
图5是本发明实施例4的锁模油缸结构示意图。
图中：1—动模板，2—活塞杆，3—定模板，4—缸体，5—有杆腔，6—活塞，7—波纹管，8—通气孔，9—有管腔，10—启闭阀，11—通孔，12—液压油孔，13—波纹管内腔，14—弹簧，D—活塞外径，d—活塞杆直径，d’—波纹管平均直径。
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制；为了更好说明实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明做进一步详细说明。
如图1～图5所示，本发明的一种等容置换内循环直压式锁模装置，由动模板1、定模板3和锁模油缸组成，锁模油缸包括缸体4、活塞6、活塞杆2和波纹管7，其特征在于：活塞6、活塞杆2和波纹管7设置在缸体4中，活塞6将缸体4内腔分隔为有杆腔5和有管腔9及波纹管内腔13，活塞6一端与活塞杆2一端连接，活塞6另一端与波纹管7连接，波纹管7后端与缸体4后端连接，波纹管7可伸长的最大长度大于活塞6的最大行程。波纹管7采用塑料材质。
在实施例1中，锁模油缸为四个，结构相同，分别设置在定模板3的四个角上，同时工作，活塞杆2另一端与动模板1连接，使用过程中活塞杆2和活塞6随动模板1一起运动。锁模油缸的四个有杆腔5连通；活塞6中设置有通孔11，通孔11将有杆腔5和有管腔9连通；活塞6与活塞杆2连接处设置有启闭阀10，活塞杆2中设有液压油孔12，用于驱动启闭阀10滑动，以打开或关闭通孔11；波纹管内腔13通过通气孔8与空气连通，波纹管7的平均直径d’(即内径和外径的平均值)等于活塞杆2的直径d，可使活塞两侧的充油腔横截面积相等，即π(D2-d'2)/4＝π(D2-d2)/4，其中d’为波纹管平均直径，D为活塞外径，d为活塞杆直径。可实现真正的“内循环”，活塞两侧的液压油在移动过程中等容置换，即合模时无需将液压油排回油箱，开模时无需从油箱吸油，从而能耗低，升压时间短，具有节能高效的优点。
实施例2与实施例1的结构、工作原理及效果基本相同。区别在于，锁模油缸为四个，结构相同，分别设置在动模板1的四个角上，同时工作，活塞杆2另一端与定模板1连接，使用过程中活塞杆2和活塞6始终固定不动。
实施例1和实施例2的使用过程为：合模时，液压油孔12中通高压液压油以驱动启闭阀10将通孔11打开，有杆腔5和有管腔9通过通孔11连通，移模油缸驱动动模板1向定模板3方向移动，波纹管7被压缩变短，液压油通过打开的通孔11从有管腔9“内循环”至有杆腔5中；锁模时，液压油孔12中通高压液压油以驱动启闭阀10将通孔11关闭，锁模油缸动作，液压油进入有杆腔5实现高压锁模；开模时，液压油孔12中通高压液压油以驱动启闭阀10将通孔11打开，有杆腔5和有管腔9通过通孔11连通，移模油缸驱动动模板1返回，波纹管7被拉伸变长，液压油通过打开的通孔11从有杆腔5“内循环”至有管腔9中。
实施例3与实施例1的结构、工作原理及效果基本相同。区别在于，活塞6中设置有通孔11，通孔11将有杆腔5和波纹管内腔13连通，有管腔9通过通气孔8与空气连通，波纹管内腔13的平均截面积(即根据平均直径d’计算得到的圆形面积)等于有杆腔5的环形截面积(即根据活塞外径D计算得到的圆形面积减去根据活塞杆直径d计算得到的圆形面积)，即πd'2/4＝π(D2-d2)/4，其中d’为波纹管平均直径，D为活塞外径，d为活塞杆直径。可实现真正的“内循环”，活塞两侧的液压油在移动过程中等容置换。
实施例3的使用过程为：合模时，液压油孔12中通高压液压油以驱动启闭阀10将通孔11打开，有杆腔5和波纹管内腔13通过通孔11连通，移模油缸驱动动模板1向定模板3方向移动，波纹管7被压缩变短，液压油通过打开的通孔11从波纹管内腔13“内循环”至有杆腔5中；锁模时，液压油孔12中通高压液压油以驱动启闭阀10将通孔11关闭，锁模油缸动作，液压油进入有杆腔5实现高压锁模；开模时，液压油孔12中通高压液压油以驱动启闭阀10将通孔11打开，有杆腔5和波纹管内腔13通过通孔11连通，移模油缸驱动动模板1返回，波纹管7被拉伸变长，液压油通过打开的通孔11从有杆腔5“内循环”至波纹管内腔13中。
实施例4与实施例1的结构、工作原理及效果基本相同。区别在于，活塞6与活塞杆2连接处设置有启闭阀10和弹簧14，活塞杆2中设有液压油孔12，同弹簧14配合用于驱动启闭阀10滑动，以打开或关闭通孔11。
实施例4的使用过程为：合模时，由于弹簧14的压紧力，启闭阀10将通孔11打开，有杆腔5和有管腔9通过通孔11连通，移模油缸驱动动模板1向定模板3方向移动，波纹管7被压缩变短，液压油通过打开的通孔11从有管腔9“内循环”至有杆腔5中；锁模时，液压油孔12中通高压液压油以驱动启闭阀10将通孔11关闭，弹簧14在高压液压油作用下被压缩，锁模油缸动作，液压油进入有杆腔5实现高压锁模；开模时，液压油孔12中的高压液压油泄压，启闭阀10被弹簧14压开，通孔11被打开，有杆腔5和有管腔9通过通孔11连通，移模油缸驱动动模板1返回，波纹管7被拉伸变长，液压油通过打开的通孔11从有杆腔5“内循环”至有管腔9中。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种等容置换内循环直压式锁模装置，由动模板、定模板和锁模油缸组成，锁模油缸包括缸体、活塞、活塞杆和波纹管，其特征在于：活塞、活塞杆和波纹管设置在缸体中，活塞将缸体内腔分隔为有杆腔和有管腔及波纹管内腔，活塞一端与活塞杆一端连接，活塞另一端与波纹管连接，波纹管后端与缸体后端连接，波纹管可伸长的最大长度大于等于活塞的最大行程。
2.根据权利要求1所述的一种等容置换内循环直压式锁模装置，其特征在于：所述锁模油缸固定在定模板上，活塞杆另一端与动模板连接。
3.根据权利要求1所述的一种等容置换内循环直压式锁模装置，其特征在于：所述锁模油缸固定在动模板上，活塞杆另一端与定模板连接。
4.根据权利要求1所述的一种等容置换内循环直压式锁模装置，其特征在于：所述活塞中设置有通孔，通孔将有杆腔和有管腔连通，所述活塞与活塞杆连接处设置有启闭阀，活塞杆中设有液压油孔，用于驱动启闭阀滑动，以打开或关闭通孔；所述波纹管内腔通过通气孔与空气连通。
5.根据权利要求4所述的一种等容置换内循环直压式锁模装置，其特征在于：所述波纹管的平均直径等于活塞杆直径。
6.根据权利要求1所述的一种等容置换内循环直压式锁模装置，其特征在于：所述活塞中设置有通孔，通孔将有杆腔和波纹管内腔连通，所述活塞与活塞杆连接处设置有启闭阀，活塞杆中设有液压油孔，用于驱动启闭阀滑动，以打开或关闭通孔；所述有管腔通过通气孔与空气连通。
7.根据权利要求6所述的一种等容置换内循环直压式锁模装置，其特征在于：波纹管内腔的平均截面积等于有杆腔的环形截面积。
8.根据权利要求4和权利要求6所述的一种等容置换内循环直压式锁模装置，其特征在于：所述活塞与活塞杆连接处还设置有弹簧，活塞杆中设有液压油孔，同弹簧配合用于驱动启闭阀滑动，以打开或关闭通孔。
9.根据权利要求1所述的一种等容置换内循环直压式锁模装置，其特征在于：所述锁模油缸为四个，结构相同，分别设置在定模板或动模板的四个角上，同时工作，四个有杆腔连通。
10.根据权利要求1所述的一种等容置换内循环直压式锁模装置，其特征在于：所述波纹管可采用金属或塑料材质。
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