CN107073800B - 双轴式开模控制机构 - Google Patents

Abstract

控制皮夹式模具(4)的开模和合模控制机构(16)，皮夹式模具包括右半型模(5)和左半型模(6)，右半型模和左半型模围绕共用铰链(11)彼此铰接地进行安装，该控制机构包括：右连杆(17)，其在前端围绕右外轴(18)在转动方面连接于右半型模(5)；左连杆(20)，其在前端围绕左外轴(21)在转动方面连接于左半型模(6)；致动系统(23)，其包括曲柄(24)，曲柄围绕相对于皮夹式模具的铰链(11)固定的旋转轴(25)进行铰接，曲柄分别围绕彼此隔开的右内轴(26)和左内轴(27)在转动方面连接于右连杆(17)和左连杆(20)。

Description

双轴式开模控制机构

技术领域

本发明涉及对皮夹式模具开模的控制。皮夹式模具通常包括两个半型模，它们围绕共用铰链一个相对于另一个铰接安装在合模位置与开模位置之间，在合模位置，半型模一个贴靠在另一个上，在开模位置，半型模呈角度地彼此分开。

背景技术

在用吹制或者拉制吹制法从塑料坯件制造容器的制造机械中，我们经常发现这种模具。在开模位置，半型模可加载坯件，坯件被预先加热至高于材料玻璃化转变温度的温度(对于聚对苯二甲酸乙酯PET塑料来说，约为80℃)。半型模接合在合模位置，共同限定待成型容器的型腔。

模具一般以一系列类似的模具安装在一个转盘的周边，形成批量制造容器的工业用机器。每个模具的开模和合模由一个机构控制，法国专利FR 2 843 714(Sidel)及其美国等效专利US 7 249 944提出这种机构的实施例。该机构包括两个长度相同的连杆，每个都转动地在前部(模具一侧)分别连接于一个半型模，在后部(转盘一侧)围绕一个公共轴彼此铰接接合。致动系统控制连杆的公共轴的径向移动。该系统包括控制杆(所述专利中称为连杆)和曲柄(称为控制臂)，控制杆在一端包括在一凸轮上移动的导轮，曲柄由第一端部连接于连杆，由相对的一端连接于连杆的公共铰接轴。

导轮按照模具相对于转盘底座的角位置进行的径向移动，致使控制杆和曲柄围绕其旋转轴线枢转，致使连杆的公共轴沿圆弧移动，从而使卡钳打开(或闭合)，因而使模具合模(或开模)。

现在，该机构装备许多容器制造机械，其生产进度达每小时数万个容器。坯件输入到模具中的时间与成型容器脱模的时间之间的成型周期时间，一般不到2.5秒。对于机械配有的每个模具来说，每小时的周期数(保括开模和合模)大于1500。因此，对于假设机械每天工作两班每班八小时来说(假定吹制机在第三班停机，进行维护保养或者调节等各种操作)，每个装备该机械的模具全年每星期七天，每年的周期数大于八百万。

因此，显然，开模和合模机构是关键部件，机械的可靠性和耐久性基本上取决于其良好运转。因此，该机构的构件必须正确确定尺寸，以提高其抗疲劳性能，必须充分润滑，以提高其耐磨损强度。

开模和合模作用力由凸轮传输到导轮，然后通过控制杆和曲柄传输到连杆。

我们发现，在FR 2 843 714提出的机构中，导轮上作用力达到很大最高值，开模时尤其如此。借助于应力计进行的测试表明，这些作用力最高值可达到甚至超过1800牛顿。因此，如上所述，显然，可确定导轮、控制杆、曲柄和连杆的尺寸，但是，会增大加载总量，不利于机械重量、其惯性以及确保所需生产进度的运转的电能消耗。

发明内容

本发明的一个目的是提出一种机构，其结构可减小作用力，以限制活动构件的疲劳和磨损，也减小装载总量。

本发明的另一目的是提出一种机构，确保开模和合模控制中的更好的精确度。

为此，首先，本发明提出控制皮夹式模具的开模和合模的控制机构，皮夹式模具包括右半型模和左半型模，右半型模和左半型模围绕共用铰链彼此铰接地安装在合模位置与开模位置之间，在合模位置，左半型模和右半型模一个贴靠在另一个上，在开模位置，左半型模和右半型模呈角度地彼此分开，该控制机构包括：

-右连杆，其在前端围绕右外轴在转动方面连接于右半型模；

-左连杆，其在前端围绕左外轴在转动方面连接于左半型模；

-致动系统，包括曲柄，曲柄围绕相对于皮夹式模具的铰链固定的旋转轴进行铰接，曲柄分别围绕彼此隔开的右内轴和左内轴在转动方面连接于右连杆和左连杆。

连杆的内轴的该间距可限制活动构件中的作用力(约25％)，从而使之合理确定尺寸，有利于减轻装载总量。另外，事实表明，该结构可提高对开模和合模控制的精确度。

单独或组合地，可包括各种附加特征：

-曲柄的旋转轴、右内轴和左内轴是共面的；

-右内轴比左内轴更接近曲柄的旋转轴；

-右连杆的轴间距小于左连杆的轴间距；

-外轴到铰链的距离是相同的；

-致动系统包括控制杆，控制杆固连于曲柄并带有凸轮随动件，凸轮随动件与凸轮路径相配合，电动机连接于曲柄的旋转轴并驱动其转动；

-所述控制机构包括至少两个叠置的右连杆和至少两个叠置的左连杆。

其次，本发明提出一种容器模制单元，其包括皮夹式模具和控制机构，所述皮夹式模具包括右半型模和左半型模，右半型模和左半型模围绕共用铰链彼此铰接地安装在合模位置与开模位置之间，在合模位置，左半型模和右半型模一个贴靠在另一个上，在开模位置，左半型模和右半型模呈角度地彼此分开。

第三，本发明提出一种容器制造机械，其包括一个转盘和多个安装在转盘上的所述的容器模制单元。

附图说明

根据下面参照附图对一种实施方式所作的说明，本发明的其它目的和优越性将显而易见，附图如下：

－图1是立体图，局部示出容器制造机械，该图以一模制单元为中心，模制单元配有一个示出在合模位置的模具；

－图2是立体图，沿另一个定向示出模制单元；

－图3沿另一个方向示出图1和2所示的模制单元，未示出模具的支承控制台；

－图4是图3所示模制单元的俯视图；

－图5类似于图1，示出模制单元处于模具的开模位置；

－图6类似于图3，示出模制单元处于模具的开模位置；

－图7类似于图4，示出模制单元处于模具的开模位置；

－图8是曲线图，绘出开模所需作用力的曲线；

－图9是根据另一个实施例的控制机构的细部图。

具体实施方式

图1、2和5上局部示出从用例如PET的塑料制的坯件通过吹制或吹制拉制制造容器的制造机械。

该机械1包括转盘和一系列在转盘上呈星形安装在其周边的模制单元2。下面，术语“外”和“前”意指远离机械1的旋转轴的定位，而相反，术语“内”和“后”意指相对更接近机械1的旋转轴的定位。箭头R示出机械1的转动方向，其对应于附图所示的三角方向(或者反时针方向)。术语“右”和“左”用于说明类似的结构或功能构件分别沿机械1的转动方向定位在上游和下游，即分别定位在图4和6的右部和左部的

每个模制单元2，其中仅示出一个，包括刚性地(例如用螺钉)固定在转盘上的控制台3和安装在控制台3上的模具4。

模具4为皮夹式，包括右半型模5(位于图4和7右部)和左半型模6(位于图4和7左部)，在每个半型模中，分别从平坦的内端面7、8，凹空地形成成品容器的侧壁(或者主体)的半型腔9。

如图5所示，模具4还包括模底10，模底安装成竖直平移且其内形成成品容器底部的型腔。

半型模5、6围绕与控制台3固连的共用铰链11彼此铰接地安装在下列位置之间：

-合模位置，在该合模位置，半型模5、6的内端面7、8一个贴靠在另一个上(图1至4)，以形成接合面12，以及

-开模位置，在该开模位置，半型模5、6呈角度地彼此分开(图5至7)，它们的内端面7、8分别与接合面12(图7上的虚线)形成角度A和角度B。

如图1和5所示，右半型模5承载锁紧模具4的锁紧装置13，锁紧装置包括一系列滑动锁舌14，适于在模具4的合模位置容置于在左半型模6上形成的锁卡件15中。该锁紧装置13加重右半型模5，右半型模因而具有的质量大于左半型模6的质量。这种质量差别(因而惯性差别)很重要，如后所述。

模制单元2还包括控制皮夹式模具4开模和合模的控制机构16。

首先，该机构16包括一对连杆，即：

-右连杆17，其在前端围绕右外轴18转动地连接于右半型模5，右外轴18固连于在右半型模5后部突出的右凸耳19；

-左连杆20，其在前端围绕左外轴21转动地连接于左半型模6，左外轴21固连于在左半型模6后部突出的左凸耳22。

其次，机构16包括致动系统23，致动系统包括曲柄24，曲柄24围绕相对于模具的铰链11固定的旋转轴25进行铰接，且在转动方面连接于连杆17、20，更准确地说：

-围绕右内轴26由右连杆的后端连接于右连杆17；

-围绕左内轴27由左连杆的后端连接于左连杆20。

右连杆17具有轴间距，即其右外轴18与其右内轴26之间的距离L1。类似地，左连杆20具有轴间距，即其左外轴21与其左内轴27之间的距离L2。

根据图4所示的一种优选实施方式，外轴18、21彼此平行并平行于模具的铰链11，其中它们是等距离的。L3标示外轴18、21与铰链11的距离(即到由铰链11限定的旋转轴的距离)。

如图2所示，曲柄24的旋转轴25安装在与控制台3固连(或成一体)的轴颈28中。曲柄24从轴25的上端起延伸。如图3和6所示，致动系统23包括与凸轮路径30(后面仅简称为凸轮)配合的凸轮随动件29，凸轮路径30固连于机械1的固定底座并围绕机械1的中央旋转轴线呈闭环地延伸。运转中，模制单元2沿凸轮30移动，凸轮30保持固定。在所示的实施例中，凸轮随动件29为导轮的形式，优选地安装在轴承上。致动系统23包括与轴25固连的杆31，杆从轴25的下端起延伸至安装有导轮29的端部。

如图1、2、3、5和6所示，凸轮30是具有矩形截面的槽，导轮29在该槽中通行，紧靠在凸轮30的外端面32或者内端面33上，据此加速或者制动半型模5、6的开模(或者合模)运动。

控制杆31在凸轮30的作用下在导轮上的转动引起曲柄24的一体转动并通过连杆17、20使模具4开模，如后面将予更详细说明的。

根据一种优选实施方式，右内轴26和左内轴27彼此平行且平行于曲柄24的旋转轴25。另外，如附图所示，右内轴26和左内轴27彼此隔开。D1表示从右内轴26到曲柄24的旋转轴25的距离，D2表示从左内轴27到曲柄24的旋转轴25的距离，E是内轴26、27的间距。

根据一种优选实施方式，曲柄24的旋转轴25、右内轴26和左内轴27是共面的。换句话说，轴25、26、27与垂直(水平)面的交点是对齐的。如附图所示，右内轴26比左内轴27更接近曲柄24的旋转轴25。换句话说，D1<D2。在这种情况下，E等于D1与D2之差：E＝D2-D1。

连杆17、20各自的轴间距L1和L2可以是相等的(或者基本上相等)，但是，根据一种优选实施方式，右连杆17的轴间距L1小于左连杆20的轴间距L2：L1<L2，这可使机构16进行更好的机械集中，即机构16的径向体积较小。

现在，说明模具4的从其合模位置起的开模运动，其中，导轮29位于凸轮30的一个周边部分30A中，在此导轮29支承在其内端面33上，以及，半型模5、6的平端面7、8一个贴靠在另一个上，形成接合面12。在该位置，锁舌14容置在锁卡件15中，如此将模具4锁紧在合模位置。

转盘沿箭头R所示方向的转动(凸轮30保持固定)驱动控制台3和整个模制单元2相对于凸轮30的转动，直至导轮到达凸轮30的相对于周边部分30A部分径向向内移位的一个部分30B。从此时开始，锁紧装置13控制成锁舌14与锁卡件15分离，以解锁模具4。因此，导轮29支承在凸轮30的外端面32上，外端面32其沿箭头S所示的方向向内作用导轮29。导轮29连带地驱动控制杆31转动，且通过轴25驱动曲柄24转动，曲柄24的转动通过连杆17、20引起对轴18、21的拉力，趋于沿箭头T1、T2所示的相反方向开启右半型模5和左半型模6。

控制开模和合模的控制机构16的几何结构导致模具4不对称开模。实际上，我们发现，右半型模5的开模角度A小于左半型模6的开模角度B，其比率约为1至2。

图8上曲线为：

-实线曲线，其表示在由控制开模和合模的控制机构16控制模具4开模的整个阶段，导轮29上引起的作用力随着模制单元2在机械1的转盘上的角度的变化(按照惯例，零角是模具4开模开始的角度)；

-虚线曲线，其表示模具由普通机构进行开模时该作用力的变化。

如图所示，在图1至7所示的上述机构16的情况下，待提供的做功(等于每条曲线之下的区域)在下，而开模角度相同。因此，由机构16的结构得出结论，在模具4的相等角开度下，最重半型模5的角行程小于最轻半型模6的角行程。另外，对导轮29施加的最大作用力的降低可提高生产进度，同时限制导轮29与凸轮30之间界面的磨损。

因此，模具4的控制开模和合模的控制机构16的结构，特别是连杆17、20的内轴26、27的间隔，可限制活动构件中的作用力，因而可合理确定它们的尺寸(特别是连杆17、20)，有利于减轻机载总量。其也会使控制开模和合模的控制机构有更好的精确度，尤其是因为每个连杆17、20分别对每个半型模5、6施加的作用力进行更好的分布。

控制机构16的这种结构也允许毫无困难地双倍地布置连杆17、20，以及证实图9所示的实施例，其中，机构16包括至少两个叠置的右连杆17和至少两个叠置的左连杆20。在这种情况下，作用力的承受在每对连杆17、20之间分担，有利于机构16的坚固性、可靠性和使用寿命。

在所述实施例中，致动系统23是机械系统，包括控制杆31，控制杆31承载导轮29。但是，在其它实施例中，可使之机动化：为此，致动系统23例如包括电动机，电动机连接于曲柄24的轴25，以驱动曲柄24转动。该电动机例如由操控装置控制，操控装置控制电动机的转动(并因此，控制轴25转动，轴25又驱动曲柄24，且通过连杆17、20驱动半型模5、6)。模具4的开模和合模由操控装置根据模制单元2的角位置加以控制，模制单元2的角位置例如由安装在机械1的旋转轴上的角度传感器(例如装备仪器的轴承)提供。

这种机动化不改变模具4开模和合模所需的任何力矩值，其保持小于公知机构的力矩值。

Claims (10)

1.控制皮夹式模具(4)的开模和合模的控制机构(16)，皮夹式模具包括右半型模(5)和左半型模(6)，右半型模和左半型模围绕共用的铰链(11)彼此铰接地安装在合模位置与开模位置之间，在合模位置，左半型模(5)和右半型模(6)一个贴靠在另一个上，在开模位置，左半型模(5)和右半型模(6)呈角度地彼此分开，该控制机构包括：

-右连杆(17)，其在前端围绕右外轴(18)在转动方面连接于右半型模(5)；

-左连杆(20)，其在前端围绕左外轴(21)在转动方面连接于左半型模(6)；

-致动系统(23)，包括曲柄(24)，曲柄围绕相对于皮夹式模具的铰链(11)固定的旋转轴(25)进行铰接，曲柄在转动方面在右连杆和左连杆的各自的后端连接于右连杆(17)和左连杆(20)，

该控制机构的特征在于，曲柄(24)分别围绕彼此隔开的右内轴(26)和左内轴(27)在转动方面连接于右连杆(17)和左连杆(20)。

2.根据权利要求1所述的控制机构(16)，其特征在于，曲柄(24)的旋转轴(25)、右内轴(26)和左内轴(27)是共面的。

3.根据权利要求1所述的控制机构(16)，其特征在于，右内轴(26)比左内轴(27)更接近曲柄(24)的旋转轴(25)。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的控制机构(16)，其特征在于，右连杆(17)的轴间距(L1)小于左连杆(20)的轴间距(L2)。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的控制机构(16)，其特征在于，右外轴(18)和左外轴(21)到铰链(11)的距离(L3)是相同的。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的控制机构(16)，其特征在于，致动系统(23)包括控制杆(31)，控制杆固连于曲柄(24)并带有凸轮随动件(29)，凸轮随动件与凸轮路径(30)相配合。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的控制机构(16)，其特征在于，致动系统(23)包括电动机，电动机连接于曲柄的旋转轴(25)并驱动曲柄转动。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的控制机构(16)，其特征在于，所述控制机构包括至少两个叠置的右连杆(17)和至少两个叠置的左连杆(20)。

9.容器模制单元(2)，其包括皮夹式模具(4)和前述权利要求中任一项所述的控制机构(16)，所述皮夹式模具包括右半型模(5)和左半型模(6)，右半型模和左半型模围绕共用铰链(11)彼此铰接地安装在合模位置与开模位置之间，在合模位置，左半型模(5)和右半型模(6)一个贴靠在另一个上，在开模位置，左半型模(5)和右半型模(6)呈角度地彼此分开，所述控制机构控制皮夹式模具(4)的开模。

10.容器制造机械(1)，其包括一个转盘和多个安装在转盘上的根据权利要求9所述的容器模制单元(2)。