CN108422633A - 用于成型机的合模单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于成型机的合模单元(1)，所述合模单元具有：机架(2)、能相对于机架(2)运动的模具夹紧板(3)、固定的模具夹紧板(4)、用于使能运动的模具夹紧板(3)运动的闭合机构(5)和用于测定模具夹紧板(3、4)彼此间平行度的测定装置(6)，其中所述测定装置(6)具有至少一个测量单元(7)，其中，所述测量单元(7)设置在闭合机构(5)与所述能运动的模具夹紧板(3)之间和/或在装配在模具夹紧板(3、4)上的成型模具(8)与所述两个模具夹紧板(3、4)之中的一个模具夹紧板之间。本发明还涉及一种成型机，其具本发明的合模单元。

Description

用于成型机的合模单元
技术领域
本发明一方面涉及一种用于成型机、尤其是注塑机的合模单元，所述合模单元具有：机架、能相对于机架运动的模具夹紧板、固定的模具夹紧板、用于使能运动的模具夹紧板运动的闭合机构和用于测定模具夹紧板彼此间的平行度的测定装置，其中，所述测定装置具有至少一个测量单元。
背景技术
对于在成型机中制造的产品(例如压铸部件)的质量至关重要的是，成型模具的安装在模具夹紧板上的模具半部在注射熔体时尽可能地彼此保持平行并且闭合力相同地分布在一个或多个型腔上。由此，构成在成型模具中的所述至少一个型腔也保持在期望的形状或位置中，从而所注射的熔体在凝固时精确地呈现型腔的形状。特别是在高精度产品、例如光学镜头中，这是非常重要的。
通常已知，测量模具半部彼此间的或模具夹紧板彼此间的平行度。从该测量出发，在出现不平行度的情况下便可以采取相应的预防措施，以便重新达到期望的平行度。
例如从EP 0 712 710 B1中得知一种注塑机，在所述注塑机中在一个模具半部上紧固有测力计。这些测力计在分型面中与另一个模具半部的各一个接触部件接触。但也可能的是，使用紧固在所述两个模具夹紧板上的距离测量传感器。可以通过该手段来检查平行位置或通过利用压力介质受闭环控制地操控补偿缸来自动地调整平行位置。
也从AT 008 829 U1得知，在模具夹紧板的四个角点的区域中设置有各一个行程测量装置(具体地超声波测量仪)，利用所述行程测量装置可以测量在所述两个模具夹紧板之间的距离。还存在板平行度调节装置，其中，在确定各测量信号之间有差别的情况下这样地调整调节阀，使得通过从所述四个缸室中不同地排油来平衡由模具引起的偏心的反压力。由此，在开模行程期间确保所述两个模具夹紧板的平行度。
以相似的方式从AT 007 859 U1中得知一种用于监控注塑机的闭合力的方法。在此，在模具半部的端面的至少一个位置上借助至少一个传感器测定施加给端面的压力或所述模具半部彼此间的距离。
从DE 10 2007 043 855 C5中实现模具夹紧板的故意的倾斜位置。在此，也在多个位置上测量和监控在模具半部之间的距离。特别是在模具的四个角部区域内在所述模具的分型面中设有行程接收器，从而形成四个位移行程。于是可以在所述位移行程中预定合适的偏移，因此模具半部占据稍微倾翻的位置。
从DE 10 2015 012 216 A1中得知，在成型机的杆上设置有位移测量传感器。在注射压制过程期间，由位移测量传感器检测的位置值借助由同样存在的力传感器检测的力值在考虑所测定的变形值表的情况下被校正。结果是，非常准确地知道在注射压制模具上的压制间隙的实际的平行度(或必要时模具部件彼此间不平行的定向)，而不依靠附加的传感器。
发明内容
本发明的任务是提供一种备选于现有技术的或相对于现有技术改进的合模单元。尤其是，应该能尽可能准确地并且有说服力地识别出不平行度和/或闭合力分布。
这通过具有权利要求1的特征的合模单元解决。因此按照本发明规定，所述至少一个测量单元设置在闭合机构与能运动的模具夹紧板之间和/或在装配在模具夹紧板上的成型模具与所述两个模具夹紧板之中的一个模具夹紧板之间。由此能够测定在模具夹紧板上的力分布并且能够识别出压铸部件的或成型模具的倾斜位置。因此能够直接测定不平行度，因为相对靠近于成型模具的所述至少一个型腔进行测量。
按照一个优选的实施例在第二变型方案中规定，所述至少一个测量单元设置在成型模具与固定的模具夹紧板之间。
为了尽可能地避免例如由于摩擦或阻尼元件对测定结果的影响或失真，优选规定，所述至少一个测量单元将闭合机构与能运动的模具夹紧板和/或成型模具与模具夹紧板之中的一个模具夹紧板连接。特别优选地，仅测量单元将驱动装置与能运动的模具夹紧板和/或成型模具与模具夹紧板之中的一个模具夹紧板连接。因此，在施加闭合力时，整个力流分布在所述至少一个测量单元上。
通常可能的是，模具夹紧板由杆贯穿。因此，这样的成型机是指竖直的或水平的杆式机床。备选地但也可以规定，端板与固定的模具夹紧板通过拉板连接。因此，这样的成型机是指竖直的龙门机器或龙门压床。
本发明另一方面涉及一种用于成型机的无杆的合模单元，该合模单元具有：基本上C形的具有两条臂的机架、能相对于机架运动的模具夹紧板、支承在机架的一条臂上的固定的模具夹紧板、支承在机架的另一条臂上的用于使能运动的模具夹紧板运动的闭合机构。
这样的合模单元例如从AT 514 247 B1已知。该文献示出一种无杆的合模单元，其中设有用于调整或调节板平行度的装置。具体地，这通过构造为能加热的金属杆的被调温的调整环节实现。
本发明这方面的任务在于，提供一种改进的无杆的合模单元。尤其是应该改善精度。
这通过具有权利要求4的特征的无杆的合模单元解决。因此，按照本发明设有用于测定模具夹紧板彼此间的平行度的测定装置。
在这样的无杆的合模单元中优选地规定，固定的模具夹紧板在下部区域中通过支撑元件、优选通过压杆支撑在机架的横杆上并且在上部区域中支撑在机架的两个侧部上。
为了测定平行度优选地规定，测定装置具有至少两个测量单元。为了能实现尽可能精确的测定或测量，优选地规定，各测量单元之中的一个测量单元设置在机架的侧部之中的一个侧部上或设置在所述一个侧部与固定的模具夹紧板之间。
为了实现还要更准确的测定或测量，优选地规定，测定装置具有至少三个测量单元，其中，在各一个侧部上或分别在两个侧部中的一个侧部与固定的模具夹紧板之间设置有各一个测量元件。特别地，还优选地规定，测量单元之中的一个测量单元设置在支撑元件上或在支撑元件与固定的模具夹紧板之间。
当测量单元设置在侧部与固定的模具夹紧板之间时优选地规定，侧部与模具夹紧板仅通过测量单元连接。当一个测量单元设置在支撑元件与固定的模具夹紧板之间时也优选地规定，支撑元件与固定的模具夹紧板仅通过测量单元连接。
特别是对于无杆的合模单元要说明，在一个或两个模具夹紧板和框架之间使用“智能框架”或关节(优选弯曲关节)作为用于模具夹紧板否则——主要由于闭合力——而打开的补偿。有可能这些补偿部件也可以探测和处理测量值(例如借助于应变仪)，以便防止或避免打开。优选地，这些补偿部件构成为与测定装置分开地用于测定模具夹紧板的平行度。但不应排除：为了补偿而测定的测量值也在测定装置中附加地用于测定平行度。由闭合力引起的不平行度的另一例子是在双板式合模单元中不相等地施加压力垫。补偿由于(纯)闭合力引起的可能的不平行度不是本发明的主题，因为其在注射之前已经存在。本发明涉及由(附加的)注射力引起的不平行度。
在以下提出适用于本发明的两个方面的优选的实施例。因此，可以优选地规定，所述至少一个测量单元具有测量主体和至少一个安装在测量主体上的测量传感器。测量主体可以构成为测量膜、测量盒、压力栓或弯曲元件。测量传感器例如可以构成为应变仪或压电传感器。
与此有关地可以优选地规定，在测量主体上围绕机器纵轴线设置有多个测量传感器。对于良好地识别出不均匀的闭合力分布有利的是，测量传感器以彼此间有规律的距离设置。特别是附加地有利的是，各测量传感器以相同的相对于机器纵轴线的距离设置。
可以利用所述至少一个测量单元本身进行任意一种型式的测量或计算。不过优选地规定，通过测量单元实现力测量、应力测量和/或距离测量。
还优选地规定，测定装置具有评估单元，其中，由所述至少一个测量单元测量的值能在信号技术上馈送给所述评估单元并且能由评估单元评估、优选比较所馈送的值。所述评估单元例如可以是整个成型机的开环控制单元的或闭环控制单元的一部分。此外，也还优选地规定，在测定装置的值彼此有偏差的情况下能输出警告信号，能输出平行度偏差值，和/或校正装置、优选热力长度变化元件或压电执行器触发模具夹紧板之中的一个模具夹紧板的校正运动。当校正装置以一个或多个压电执行器的形式构成时，所述压电执行器便同时也同样是测量单元。利用热力长度变化元件例如可以加热或冷却侧部或杆。长度变化元件也可以以能加热的、优选金属的杆的形式构成，如这在AT 514 247 B1中描述的那样。
最后，对于具有按照本发明的合模单元的成型机也还要求保护。
附图说明
以下借助附图说明参考在示图中示出的实施例更详细地阐明本发明的另外的细节和优点。在图中：
图1以侧视图示出在闭合机构与能运动的模具夹紧板之间具有测量膜的杆式机器，
图2以主视图示出在固定的模具夹紧板与成型模具之间具有测量膜的龙门机器，
图3示出在图2中的测量膜的俯视图，
图4以主视图示出在闭合机构与能运动的模具夹紧板之间具有测量膜的龙门机器，
图5示出在图4中的测量膜的俯视图，
图6以主视图示出在固定的模具夹紧板与成型模具之间具有压力栓形式的测量单元的龙门机器，
图7示出在图6中的模具半部连同压力栓的俯视图，
图8示出无杆的合模单元的透视图，
图9示出在侧部和支撑元件上具有测量单元的无杆的合模单元的侧视图，
图10示出在侧部或支撑元件与固定的模具夹紧板之间具有测量单元的无杆的合模单元的侧视图，
图11以侧视图示出安装在侧部的活动半径内的和安装在支撑元件的压杆上的应变仪，和
图12示出在闭合机构与能运动的模具夹紧板之间具有测量膜的无杆的合模单元的侧视图。
具体实施方式
在图1中以侧视图示出成型机的合模单元1。具体地示出所谓的三板式机器的合模单元，其具有端板20、能运动的模具夹紧板3和固定的模具夹紧板4(未示出机架2)。全部板由优选4根杆9贯穿。该合模单元1具有能由驱动装置19(发动机)驱动的曲柄连杆机构形式的闭合机构5。通过闭合机构5，能运动的模具夹紧板能相对于端板20并且相对于固定的模具夹紧板4沿着机器纵轴线L直线地运动。在闭合机构5与能运动的模具夹紧板3之间设置有测量单元7。特别地，仅通过测量单元7实现将闭合力从闭合机构5传递到能运动的模具夹紧板3上。在这种情况下，测量单元7构成为测量膜，其中，在图1中仅能看出测量单元7的测量主体15。
在图2中示出所谓的竖直的龙门机器形式的合模单元1。在此，固定的模具夹紧板4构成为底架26并且通过拉板21而与端板20连接。示意性表示的闭合机构5在端板20与能运动的模具夹紧板3之间起作用。在能运动的模具夹紧板3上安装有成型模具8的模具半部22。由模具半部22和模具半部23在闭合状态下形成成型模具8的型腔K。测量单元7位于固定的模具夹紧板3与模具半部23之间。在这种情况下，除了测量主体15之外还示出测量传感器16。测量传感器16设置在测量主体15的相对薄的并且由此可变形的测量电桥24上，所述测量电桥在施加闭合力情况下首先变形。该测量单元7构成为测量膜。
图3示出在图2中以侧视图示出的测量单元7的俯视图。可以看出，测量传感器16以彼此间有规律的距离并且全部以相同的相对于机器纵轴线L的距离设置在测量主体15上。
如在图2中示意性示出的那样，测量单元7连同评估单元17形成用于测定模具夹紧板3和4彼此间的平行度(或不平行度)的测定装置6。将各个由测量传感器测量的值以相应的信号S的形式传输给评估单元17。该评估单元比较各个测量传感器16的值。因为测量传感器16全部以相同的相对于机器纵轴线L的距离设置，所以在模具夹紧板3和4彼此精确平行地运动情况下全部测量传感器16检测到同一个值。不过当存在偏差时，可以由评估单元17输出相应的警告信号。但也例如可以通过在此未示出的校正装置18来实现板的倾斜位置的校正。评估单元17可以是整个成型机的开环控制单元的或闭环控制单元的一部分。通过未示出的注射单元来实现将塑料熔体注射到型腔K中。
图4与图2区别如下，即，测量单元7设置在闭合机构5与能运动的模具夹紧板3之间。在其它方面，平行度测定和测量传感器6的设置(参看图5)与在图2中相同。
在图6中，测量单元7(不同于图2)未构成为测量膜，而是测量单元7具有多个压力栓。这些压力栓形成测量主体15并且将成型模具8与固定的模具夹紧板4连接。
图7示出测量单元7的测量主体15的俯视图。如从图7中可见，各个测量主体15全部具有相同的相对于机器纵轴线L的距离。在这种情况下，机器纵轴线L与模具半部23的中心轴线重合并且因此与模具夹紧板3和4的中心重合。在各个压力栓上分别设置有未示出的例如应变仪形式的测量传感器16。
图8以透视图示出无杆的合模单元1。在这种情况下，机架2构成为C形的。在机架2的臂11上支承有用于使能运动的模具夹紧板3运动的闭合机构5。固定的模具夹紧板4支承在机架2的另一条臂10上。在上部区域中，固定的模具夹紧板4支承在机架2的臂10的两个侧部14上。在下部区域中，固定的模具夹紧板支撑在横杆13上。为此，在固定的模具夹紧板4与横杆13之间设置有支撑元件12。该支撑元件具有压杆。
如从图9中得知，在支撑元件12的该压杆上安装有测量单元7。此外，在两个侧部14上安装有测量单元7。在这种情况下，测量单元7构成为测量盒。通过测量单元7可以检测侧部14的和支撑元件12的变形。因为这些测量单元7是未示出的测定装置6的一部分，所以可以通过这些测量单元7测定固定的模具夹紧板4的倾斜位置。特别是，为此可以将当前的测量值与存储的值进行比较。在精确的板平行度有偏差的情况下，可以通过校正装置18进行校正。在这种情况下，支撑元件12的压杆同时形成校正装置。由于通过借助合适的调温装置(例如加热带)加热或冷却压杆而触发的热力长度变化，可以如此程度地影响固定的模具夹紧板4的位置，使得重新给出期望的板平行度。这可以以闭环控制的形式通过测定装置6的评估单元17(在此未示出)实现。
不同于图9，在图10中测量单元7设置在C形机架2的臂10的侧部14与固定的模具夹紧板4之间。在支撑元件12与固定的模具夹紧板4之间也设置有测量单元7。由此，能够还要更精确地测定平行度偏差。
按照图11，将测量传感器16(具体地各一个应变仪)安装在C形机架2的侧部14的活动半径内。这些测量传感器与固定的模具夹紧板4的支承面相距大约90mm。为了监控水平的平行度，在操作侧和背侧上观测在侧部14的活动半径内的应力。附加地，至少一个测量传感器16(应变仪)在侧面大致安装在支撑元件12的压杆的中心(如示出的那样)。优选，两个测量传感器16在上部和下部优选居中地安装在支撑元件12的压杆上。为了监控竖直的平行度，观测压杆(栓)的平均的应力和在侧部14上的平均的应力。
图12示出一个变型方案，在该变型方案中在无杆的合模单元1中测量单元7(以测量膜的形式)设置在闭合机构5与能运动的模具夹紧板3之间。该测量单元7可以附加于或备选于在图9和图10中示出的测量单元7而设置。
利用本发明给出如下的优点：
-不是测量作为整体的力，而是测定在模具夹紧板上的力分布或测定压铸部件的或模具的倾斜位置。
-非常准确的测量是可能的。特别是当直接在模具夹紧板后面测量时，在测量仪器前不会出现摩擦或阻尼效应。
-在没有机械模具支承的应用时(力仅来自塑料饼)，识别出闭合力分布或倾斜位置。因此，可以识别出次品或这可以利用附加的缸、执行器(例如压电)或机电驱动器来调节。
-优选地，测量单元同时是执行器并且也可以均衡调节力分布。
-可以识别出在不平行的模具合模时的非对称的力(在导向栓情况下不同的摩擦)。由此实现保护模具。
-可以应用于竖直的和水平的机器。这与使用哪个闭合系统无关。
-根据在模具夹紧板上是否装配有(在测量膜情况下)膜内环或膜外环，可以将力分布进一步向外或向板中心引导。
-测量膜可以这样地构造，使得可以有意地(例如在无杆的机器中)允许或也测量能运动的或固定的模具夹紧板的偏转。
附图标记列表：
1 合模单元
2 机架
3 能运动的模具夹紧板
4 固定的模具夹紧板
5 闭合机构
6 测定装置
7 测量单元
8 成型模具
9 杆
10 臂
11 臂
12 支撑元件
13 横杆
14 侧部
15 测量主体
16 测量传感器
17 评估单元
18 校正装置
19 驱动装置
20 端板
21 拉板
22 模具半部
23 模具半部
24 测量电桥
26 底架
L 机器纵轴线
K 型腔

Claims (15)

1.用于成型机的合模单元(1)，所述合模单元具有：机架(2)、能相对于机架(2)运动的模具夹紧板(3)、固定的模具夹紧板(4)、用于使能运动的模具夹紧板(3)运动的闭合机构(5)和用于测定模具夹紧板(3、4)彼此间的平行度的测定装置(6)，其中，所述测定装置(6)具有至少一个测量单元(7)，其特征在于，所述测量单元(7)设置在闭合机构(5)与能运动的模具夹紧板(3)之间和/或在装配在模具夹紧板(3、4)上的成型模具(8)与两个模具夹紧板(3、4)之中的一个模具夹紧板之间。
2.按照权利要求1所述的合模单元，其特征在于，优选地仅测量单元(7)将闭合机构(5)与能运动的模具夹紧板(3)和/或成型模具(8)与模具夹紧板(3、4)之中的一个模具夹紧板连接。
3.按照权利要求1或2所述的合模单元，其特征在于，所述模具夹紧板(3、4)由杆(9)贯穿。
4.用于成型机的无杆的合模单元(1)，所述合模单元具有：基本上C形的具有两条臂(10、11)的机架(2)、能相对于机架(2)运动的模具夹紧板(3)、支承在机架(2)的一条臂(10)上的固定的模具夹紧板(4)、支承在机架(2)的另一条臂(11)上的用于使能运动的模具夹紧板(3)运动的闭合机构(5)，其特征在于，设有用于测定模具夹紧板(3、4)彼此间的平行度的测定装置(6)。
5.按照权利要求4所述的合模单元，其特征在于，所述固定的模具夹紧板(4)在下部区域中通过优选具有压杆的支撑元件(12)支撑在机架(2)的横杆(13)上并且在上部区域中支撑在机架(2)的两个侧部(14)上。
6.按照权利要求4或5所述的合模单元，其特征在于，所述测定装置(6)具有至少两个测量单元(7)。
7.按照权利要求5和6所述的合模单元，其特征在于，各测量单元(7)之中的一个测量单元设置在机架(2)的侧部(14)之中的一个侧部上或设置在所述一个侧部(7)与固定的模具夹紧板(4)之间。
8.按照权利要求5至7之一所述的合模单元，其特征在于，所述测定装置(6)具有至少三个测量单元(7)，其中，在各一个侧部(14)上或分别在两个侧部(14)中的一个侧部与固定的模具夹紧板(4)之间设置有各一个测量单元(7)。
9.按照权利要求5和6所述的合模单元，其特征在于，所述测量单元(7)之中的一个测量单元设置在支撑元件(12)上或在支撑元件(12)与固定的模具夹紧板(4)之间。
10.按照上述权利要求中至少一项所述的合模单元，其特征在于，所述至少一个测量单元(7)具有优选测量膜、压力栓或弯曲元件形式的测量主体(15)和至少一个安装在测量主体(15)上的优选应变仪或压电传感器形式的测量传感器(16)。
11.按照权利要求10所述的合模单元，其特征在于，在所述测量主体(16)上，优选以彼此间有规律的距离、围绕机器纵轴线(L)、优选以相同的相对于机器纵轴线(L)的距离设置有多个测量传感器(15)。
12.按照上述权利要求之一所述的合模单元，其特征在于，通过所述至少一个测量单元(7)实现力测量、应力测量和/或距离测量。
13.按照上述权利要求之一所述的合模单元，其特征在于，所述测定装置(6)具有评估单元(17)，其中，由所述至少一个测量单元(7)测量的值能在信号技术上馈送给所述评估单元(17)并且能由评估单元(17)评估、优选比较所馈送的值。
14.按照权利要求13所述的合模单元，其特征在于，在测定装置(6)的值彼此有偏差的情况下能输出警告信号，能输出平行度偏差值，和/或校正装置(18)、优选热力长度变化元件或压电执行器触发模具夹紧板(3、4)之中的一个模具夹紧板的校正运动。
15.成型机，其具有按照权利要求1至14之一所述的合模单元(1)。
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