CN1062209C - 用于关闭塑料加工机械模具的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于关闭吹塑机构的模具的方法和装置，其带有：一套由两部分构成的模具、一个运行驱动件和两个关闭驱动件，其中关闭驱动件带有一个液压缸、一个活塞和一个活塞杆，其中活塞杆的端部有与配合件配合的闭锁件，而且，以较大的力关闭模具的所有关闭驱动件由一共用的控制器或调节器控制，模具的整个关闭移动以连续和关闭过程无中断的方式进行。这样只需采用简单且成本低廉的设计即可实现经济的作业方式。

Description

用于关闭塑料加工机械模具的方法和装置
本发明涉及一种用于关闭塑料加工机械，尤其是吹塑机械模具的方法，该塑料加工机械具有：
-一套至少由两部分构成的模具，该模具由至少两块模具夹板支承；
-至少一个运行驱动件，该驱动件在相对较小力的情况下经大的行程将模具由开启位置移向关闭位置；
-至少两个关闭驱动件，该驱动件在相对较大力的情况下经小的行程将模具移至关闭位置，其中关闭驱动件分别由一液压活塞-缸系统构成，该系统带有一个液压缸、一个活塞和一个活塞杆，并且在液压缸上备有一个液压油入口和一个液压油出口，其中活塞杆的端部有一闭锁件，该闭锁件与一配合件配合，并且其中当模具接近其关闭位置时，才实现旨在加入关闭力的活塞杆与配合件的闭锁。
另外，本发明还涉及一种用于实施此方法的装置。
具有前序部分特征的塑料加工机械的模具关闭方法的基本构思是，对制成的型件脱模时必须完成使整个模具开启的全行程，该行程分成两个区段：在第一个区段中用很小的力使两个半模由脱模位置(开启位置)移向关闭位置，其中典型的方式是该区段需占要移动的整个行程的90％以上；而且主要由具有小活塞面积的长冲程缸的运行驱动件完成此移动。在第二个区段中由关闭驱动件施加大的模具关闭力，以便视应用情况施加对例如吹塑坯料的挤压力、抵消风压的闭合力或压铸时的闭合力；这种移动主要由具有大活塞面积的短冲程缸完成。
上述结构的一个公知难题是由运行驱动向关闭驱动过渡的控制。为此在已有技术中已有大量的解决方案。
在DE 3416871C2中记载了吹塑机械的一种合模装置，该合模装置有一个在关闭方向上作用于两个吹塑半模的移动装置，并有一个在关闭位置上闭锁两个吹塑半模的闭锁装置。为了有效并且均匀地分配关闭力和闭合力，装置的结构应使在到达关闭位置前有一个关闭移动的中断，在此中断时实现闭锁，此后通过施加关闭力将尚留下的模具开口缝完成闭合；所以此关闭移动的中断避免了过渡问题。但这种移动中断也有其缺点，它会随之产生循环周期过长的问题。
在DE-AS 1604575中记载了另一种关闭方法。在此文献中为合模采用了丝杠-螺母-驱动。通过采用相对较为昂贵的同步系统避免了对半模进行的无倾斜关闭：通过仅由一台电机驱动的循环链驱动多根丝杠，该丝杠对模具实施关闭。在最后的行程区段内，当需要大的关闭力时，另一短冲程丝杆将加以配合并加大力的作用。这将导致整个装置需相应付出大的技术代价且昂贵。
在依照EP 0050227B1的装置中，首先借助运行驱动件做模具贴近关闭位置的运行。然后使键销沿垂直于模具关闭移动方向进入与之相配的凹槽内，这样通过键销作用就会产生很大的关闭力。但这里为了实现键销配合的精确的时间调节，也需要付出很大的代价。对模具进行连续的无冲击的关闭几乎是不可能的。
公知的关闭方法或装置存在的缺点是，要想实现可靠的设计，常常在实现关闭系统时付出很大的代价。此外还有关闭系统的调节问题，尤其是从第一个关闭区段向第二个关闭区段过渡时的调节问题同时还有运行移动与关闭移动间的控制或调节技术上的传递难题。所以大多数情况下，对每个关闭驱动件必须设置单独的关闭调节回路。此外，相应的技术代价大的系统还存在着极易受到干扰的问题。
所以本发明的目的在于，提出一种关闭模具的方法和一种相应的装置，采用此方法或装置可以避免上述缺点。也就是说，要提出一种结构简单、价格低廉及工作可靠的装置。必须在节约作业程序的前提下实现从运行阶段向关闭阶段的过渡以及关闭的完成。
实现本发明目的的方案所具有的特征是，通过共同的控制或调节件来控制关闭驱动件以较大的力关闭模具，从而在各关闭驱动件之间不必设置同步装置并且模具的整个关闭过程是以连续的且无关闭过程中断的方式进行的。
此方案是通过下述措施来实现的，用配合件将活塞杆闭锁后经入口将一定的液压流(dV/dt)注入液压缸，其中入口和出口用一条管路连接在一起，在管路中设置有一个止回阀，使液压油可从出口流入入口并且出口通过一压力阀与一液压罐连接。
因此，采用费用低廉的液压线路实现了由运行移动向关闭移动的平稳过渡。通过集中对所有的关闭驱动件加载并与所述的管路配合实现了最佳时间的作业循环。
另外在用配合件将活塞杆闭锁之前，宜将活塞杆移至一定的位置，尤其是移至前止动位置。即在各活塞杆运行进入闭锁棘爪内的时刻，各活塞杆要位于一确定的位置，由此实现了在闭锁过程之前各关闭驱动件的活塞杆位于该确定的位置，由此可以省去依照已有技术对某些活塞杆位置进行的调节监督。此方法步骤使结合上述措施对关闭过程进行的集中控制得以极其简单地进行。
依照本发明的装置的特征在于，设有在用配合件将活塞杆闭锁后经入口将一定的液压流(dV/dt)注入液压缸的部件，入口和出口用一条管路连接在一起，在管路中设置有一个止回阀，液压油可以从出口流入入口，并且通过一个压力阀将出口与一个液压油罐连接在一起。
依照本发明的进一步设计，关闭驱动件的液压缸的长度L应足以使在更换模具时可将活塞杆连同在其端部的闭锁件完全从模具部分或模具夹板部分上拆下。
在附图中对本发明的实施例做了说明，其中，
图1是吹塑机结构的示意图；
图2是关闭液压缸的液压线路的示意图；
图3是半模的移动速度与时间的关系曲线。
依照图1的吹塑机包含机座20，在机座上设置有两块模具夹板3和4。每块夹板上有一吹塑模具的半模1和2。图中未示出制备吹塑坯料并将坯料由上加入到模具部分内的储集头，在模具部分内用已知方式通过吹塑工序对坯料进行再加工。为了一方面实现吹塑，并且另一方面实现制成工件的脱模，模具夹板3和4可移动地设置在机座上，此点在图中通过设置在夹板3、4和机座20之间的滚轮示出。
通过运行驱动件5实现了模具1、2由完全开启的位置向闭合位置的移动。一行程传感器6检测其某时的行程并将信号传递给图中未示出的控制机构。为了使两个模具夹板3和4对称地进行反向和相向移动，运行驱动件5作用于同步件7上，同步件7使两个半模1、2对称地沿图中未示出的关闭机构的中轴移动。当然如果采用两个运行驱动件5、也会获得相同的效果。此时的驱动件5涉及的是带有小活塞面积的液压长冲程缸，即涉及的是用相对较小的力可以实现大的调节移动的部件。当然另一替代方案是，完全可以采用电动或气动运行驱动件。
当走过了总关闭行程的大半个行程时，由关闭驱动件8将关闭力施加到模具1、2上。此时涉及的是液压活塞-缸系统，该系统通过短的行程可以产生大的关闭力。液压缸9内有一个活塞10，活塞10与活塞杆11连接在一起。在本情形中，液压缸与模具夹板4动力可传递的连接。为了传递关闭力，在进一步关闭模具1、2时采用配合件13对活塞杆11实施闭锁。配合件13在这里位于半模1上，但也可以以当时的模具安装标高为准进行调整，将配合件调整到所需要的位置上，此调整在图1中用双箭头表示。位于活塞杆11端部的闭锁件12可被配合件13咬合并固定；配合件以动力可传递的形式固定在半模1上。
在图2中示出了关闭力的形成过程。通常以公知方式通过入口14将液压油泵入液压缸9内。活塞10因此而移动并且活塞杆11在液压缸内向“关闭”方向移动。
依照本发明，所有用于关闭模具1、2的关闭驱动件8均受一共同的控制或调节件控制，即把容积流同时泵入各入口14内。使各关闭驱动件之间彼此不同步，而且尽管存在从运行驱动件5的移动向关闭驱动件8的移动的过渡，但本发明仍使其以连续的和关闭过程无中断的方式实现从完全开启位置直至模具1、2受力关闭的整个关闭移动。
通过下述设计可以可靠地实现此方案，而无需繁锁的调节技术，也不需将模具或夹板倾斜。
将每个液压缸9的入口14与出口15连接，确切地说，通过一管路16连接。在该管路上设置有一个止回阀17，确定地说，只要保持相应的压力状况，液压油就应可以从出口15流向入口14。此外，出口15通过一压力阀18与液压油罐19连接。可以将压力阀调节到所需要的开闭压力上。
依照本发明，在用配合件13将活塞杆11闭锁后通过入口14将一定的液压流dV1/dt送入液压缸9。由此与通过下述工作方式得出的结果相同，在关闭驱动件中逐步形成平稳的力。
在图3中示出了半模2的速度V与时间t的关系曲线，其中简单表示了一个向固定设置的半模1运行的移动半模2。由此可联想到图1中两个半模1和2以相对速度运行时的类似情况。
通过运行驱动件5可使移动半模加速，确切地说如图3中的部分曲线中阶段Ⅰ所示使半模速度达到Vo。当在阶段Ⅱ中半模做了足够远的运行，直至闭锁件12可以进入配合件13内时，活塞杆11开始与半模1闭锁(阶段Ⅱ的结束时间点，时间点t1-闭锁开始)。直至此时，即在阶段Ⅰ和Ⅱ中，如图2所示，活塞10在液压缸9内保持静止不动，因而也就不会有液压油流动。
图3中示出的情况是，在阶段Ⅱ中速度恒定不变。但也可以在到达阶段Ⅱ终点前速度已经降低。
参见图3，从时间点t1开始，即从活塞杆11开始闭锁时开始，活塞已在液压缸9中移动，这是因为在活塞杆由于运行驱动件5的移动而插入配合件13内之后，活塞杆首先被“咬住”，因而，参见图2，在右缸室(活塞10右侧)的油被挤压出并且重新注入左缸室(活塞10左侧)。这一过程是通过连接接管路16实现的：在对压力阀18进行相应调整时首先通过出口15和管线16向入口14内注入(“循环”)左缸室中必要的油量；鉴于由活塞的有效面积实现的挤压量或重新注入量是不同的(“右”侧挤压出的油多于“左”侧应重新注入的油量)，此油差量通过压力阀18排入液压油罐19。
但依照本发明，在配合件13与活塞杆11的闭锁动作开始后(时间点t1)通过入口14将另外对液压缸9注入一定的液压流dV1/dt(见图2)。此液压流小于或等于左缸室中的有效活塞面积A与速度Vo的乘积。在图3中用虚线记载了容积流dV1/dt的变化过程，但要除以相应的活塞有效作用面积A，从而由容积流换算出速度。
此情形时，容积流dV1/dt是在闭锁开始时直接加入的；但也可以在稍后时间点用此容积流加载。同样也可以不采用恒定不变的容积流，而采用随时间变化的容积流；为清楚起见，在实施例中选用的是恒定不变的流。
因此在速度Vo和容积流dV1/dt给定的情况下通过管路16仅将一微弱的油容积流送入左缸室，如图3所示，通过管路16输送的容积流是速度差△v与有效面积A的乘积；在图3中用阴影线表示导致在管路16中产生流动的相应的(时间和△v)区(阶段Ⅲ)。
在第Ⅲ阶段，本实施例中的半模继续运行，其运行速度不降低，并且仅由运行驱动件5驱动。但当接近关闭位置时，就会出现增大的阻力，例如由于这时开始对吹塑管进行挤压而增大了阻力。运行驱动件5由于其动力有限不再能保持半模的速度v，因此造成速度v降低；但也可以通过有目的的使运行驱动件5的运行速度减慢来实现减速。但此时模具的速度仍高于容积流dV1/dt除以活塞10的有效面积A得出的速度，即总是存在从出口15经管路16到达入口14的油流，以便完成对“左”缸室的容积再注入。当然也可以为运行驱动件5预先设定一个有目的的降低的速度，例如当闭锁件12插入配合件13内时使速度减慢。
如图3中的阶段Ⅳ所示，当移动半模接近固定半模时，速度应逐步降低，以便在两个半模接触时速度降到零。由于关闭力继续上升，因而运行驱动件已不再能实现模具的继续移动。这时仅由关闭驱动件8实现对模具的继续关闭。在此阶段时速度已降到低于v1值，因而这时不再有平衡容积流流经管路16。确切地说，只要预先设定容积流dV1/dt，该容积流将被继续注入入口14，直至模具完全关闭。当然此容积流将依照所需要的速度图形(参见图3中阶段Ⅳ的曲线)持续减小，直至在时间点t2模具被完全关闭，此点是通过相应的控制和调节实现的。
速度变化过程正如在关闭的最后阶段所示是很重要的。所以通常规定，在阶段Ⅳ中即将关闭模具时速度再次短时间加大(见阶段Ⅳ结束前的“峰起”)。其原因在于，最后关闭阶段的速度对产品接缝的形成起着关键作用。在吹塑模关闭即将结束时再次加大速度，以便通过所谓的再冲击使残余膜和在后面工序中需去除的毛边保持在尽可能小的程度。
由运行驱动向关闭驱动过渡的关键时间点是t*，自这个时间点以后运行驱动件5的移动不再起作用，而仅由关闭驱动件8实施移动。在关闭液压缸9中，从t*开始自动建立压力，通过此压力产生关闭力。配合件13对活塞杆11的闭锁必须最迟在时间点t*结束。在此时间点所达到的速度v1=(dV1/dt)×1/A(见图3)。
在关闭模具1、2时，首先，关闭驱动件8的活塞10向其“前面的”止档面运行；在图1中示出了两个关闭驱动件8中上面一个关闭驱动件的此位置。通常这仅取决于，在液压缸9中可以接受的活塞杆11的位置。即因此实现了在采用上述关闭方法继续关闭过程中不必考虑活塞杆11的移动；至于在已有技术中很普遍的对活塞杆实时位置进行查询以及控制时的相应考虑已不再必要。
为使制成的工件脱模，通过关闭驱动件8，使活塞杆11进行返回运行，从而使活塞杆不致对脱模造成妨碍。在图1中描绘的两个关闭驱动件8中下面一个关闭驱动件5示出了此位置。在完成吹塑过程之后由运行驱动件5实施对模具的开启。
采用所述的装置设计和工作方式保证了：
-由运行驱动向关闭驱动的平稳过渡；
-简单的、成本低廉的且可靠的关闭装置的实现；
-在运行驱动和关闭驱动工作方式间不存在校准或调节问题，因此最终实现了，
-对所有关闭驱动件8可以采用集中的且共同的控制或调节，对各个关闭驱动件而言不再需要同步装置，其中同时保证了连续的、无中断的关闭过程的实现。
在优选的设计中，关闭液压缸9的长度可以大大长于利用所述方式关闭模具时的必要的长度。因此实现了，在更换模具时可以将活塞杆11完全移出模具1、2或模具夹板3、4的范围之外。因此易于更换模具。
虽然这些实施例涉及的是模具的关闭，但也可以类推应用本发明的方法，实现在完成吹塑过程后重新对模具的开启。
附图标记对照表：1、2半模3、4模具夹板5   运行驱动件6   行程传感器7   同步件8   关闭驱动件9   液压缸10  活塞11  活塞杆12  闭锁件13  配合件14  入口15  出口16  管路17  止回阀18     压力阀19     液压油罐20     机座v(t)   模具的关闭速度dV/dt  液压油的容积流A      活塞面积

Claims (3)

1、用于关闭塑料加工机械模具的方法，该塑料加工机械具有：
-一套至少由两部分构成的模具(1、2)，该模具由至少两块模具夹板(3、4)支承；
-至少一个运行驱动件(5)，该驱动件在相对较小的力的情况下经大的行程将模具(1、2)由开启位置移向关闭位置；
-至少两个关闭驱动件(8)，该驱动件在相对较大力的情况下经小的行程将模具(1、2)移至关闭位置，
其中关闭驱动件(8)分别由一液压活塞-缸系统构成，该系统带有一个液压缸(9)、一个活塞(10)和一个活塞杆(11)，并且在液压缸(9)上设有一个液压油入口(14)和一个液压油出口(15)，其中活塞杆(11)的端部有一闭锁件(12)，该闭锁件与一配合件(13)配合，并且其中当模具(1、2)接近其关闭位置时，才实现旨在加入关闭力的配合件(13)对活塞杆(11)的闭锁，其特征在于：以较大的力关闭模具(1、2)的所有关闭驱动件(8)由一共用的控制器或调节器控制，在各关闭驱动件(8)间不设置同步装置并且模具(1、2)的整个关闭移动以连续和无关闭过程中断的方式进行，
其中，在用配合件(13)将活塞杆(11)闭锁后通过入口(14)将一定的液压流(dV/dt)注入液压缸(9)中，其中入口(14)与出口(15)用一条管路(16)连接在一起，在管路上设有一个止回阀(17)，从而使液压油可以从出口(15)流向入口(14)并且其中出口(15)通过一压力阀(18)与一液压油罐(19)连接。
2、依照权利要求1所述用于关闭模具的方法，其特征在于：在用配合件(13)闭锁活塞杆(11)之前，活塞杆被移至一个确定的位置，移至一个前止动位置。
3、用于实施依照权利要求1所述方法的装置，具有：
-一套至少由两部分构成的模具(1、2)，该模具由至少两块模具夹板(3、4)支承；
-至少一个运行驱动件(5)，该驱动件在相对较小力的情况下经大的行程将模具(1、2)由开启位置移向关闭位置；
-至少两个关闭驱动件(8)，该驱动件在相对较大力的情况下经小的行程将模具(1、2)移至关闭位置，
其中关闭驱动件(8)分别由一液压活塞-缸系统构成，该系统带有一个液压缸(9)、一个活塞(10)和一个活塞杆(11)，并且在液压缸(9)上设有一个液压油入口(14)和一个液压油出口(15)，其中活塞杆(11)的端部有一闭锁件(12)，该闭锁件与一配合件(13)配合，并且其中当模具(1、2)接近其关闭位置时，才实现旨在加入关闭力的配合件(13)对活塞杆(11)的闭锁，其特征在于：设有在用配合件(13)将活塞(11)闭锁后通过入口(14)向液压缸(9)注入一定液压流(dV/dt)的部件，入口(14)与出口(15)用一条管路(16)连接在一起，在管路上备有一个止回阀(17)，从而可以使液压油从出口(15)流向入口(14)并且出口(15)通过一个压力阀(18)与一液压油罐(19)连接，
其中，关闭驱动件(8)的液压缸(9)的长度(L)应足以在更换模具(1、2)时使活塞杆(11)连同位于其端部的闭锁件(12)完全由模具部分或模具夹板部分(3、4)中拆下。
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