CN1201917C - 喷注模压机的液压启动机构及喷注模压机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷注模压机的液压启动机构，其中多个液压启动器由一个液压泵驱动，在液压启动机构的液压泵中设有可调排泄泵，该可调排泄泵具有在泵处于最高旋转速度时，至少对于每个液压启动器的最大所需要的传送容量，通过辅助压力补偿器的传送切断功能，向可调排泄泵控制传送的液体压力，以无级模式控制旋转的电机驱动所述泵。

Description

喷注模压机的液压 启动机构及喷注模压机

技术领域

本发明涉及一种液压启动机构，尤其涉及一种目的在于在每个液压启动器中节省能源的液压启动机构及使用它的喷注模压机。

背景技术

液压模具夹紧机构是一种用于普通喷注模压机的液压启动机构，它需要有强大的力进行模具夹持，从而液压缸必须具有大的直径，以需要储备大量液压油。由用于普通液压系统并具有恒定速度(1200-1800rpm)的液压泵组成的液压能源，传递所需最高油压和流速，剩余的液压油通过安全阀返回油缸。由此避免较大的能量损失。

为了减少这种能量损失，一些液压系统使用可调流速的泵。但是，这种类型的泵在恒定速度工作(1200-1800rpm)的同时产生很高的噪音。为了解决这个问题，专利3038122提出了一种带有由可调速度电机驱动的固定传送液压泵的液压启动机构和多个液压驱动机构，其中固定传送液压泵是一种稳定的输送泵，它能够根据至少所有液压驱动机构的最大消耗量而传送流速和液压，电机的旋转速度能够与操作中液压驱动机构的消耗量和/或消耗的压力成比例地得到控制，控制器部分中编入的程序可控制旋转速度变化的斜率。

对于用在专利3038122中公开的液压启动机构的AC转换器电机，由于电机转子的惯性，泵的加速和减速很缓慢，从而很难进行控制，如增加开始和停止的启动器的速度(无论转换器频率改变得多快，也很难跟上电机的加速度)。由此有可能延迟由液压启动器移动的操作部分的位置控制，从而产生超过正常范围的问题。另外，为了在泵具有旋转速度时进行压力控制，每个液压驱动机构需要检压器，但这样进行压力控制会使液压机构很昂贵。

另外，有时多个启动器会同时工作(确定主要启动器的流速和压力，对于其它的启动器，可分流并循环使用部分液压液体，用减压阀控制压力，用流速控制器节制流速)。同时，泵的传送压力必须是恒定的，从而在泵的传送口处必须设有压力检测器。

发明内容

本发明的目的是提供一种液压启动机构，其中每个启动器可快速得到控制，易于进行位置控制，液压循环很简单，甚至在液压液体具有可调的流速和压力(启动器的能量)时，液压泵和驱动泵的电机的效力还能够增加。

为了解决上述问题，本发明提出的装置，其结构和方法在下列各项中描述。

(1)在喷注模压机的液压启动机构中，多个液压启动器由一个液压泵驱动，液压启动机构的液压泵是可调的排泄泵，该泵在泵的最高转速时，具有至少对于每个液压启动器所需的最大传送容量，通过压力辅助补偿器的传送切断功能对可调排泄泵控制传送的液体压力，并且泵由电机驱动，该电机的旋转可以无级模式进行控制。

(2)在项目(1)中描述的喷注模压机的液压启动机构中，以无级模式控制可调排泄泵的旋转的电机，是转换器控制的电机或AC伺服电机。

(3)在项目(1)或(2)中描述的液压启动机构的控制方法中，控制液压启动器的最大荷载(流速X压力)，以便与特征示意图配合，其中可调排泄泵的流速X压力是恒定的。

(4)在项目(1)或(2)描述的液压启动机构的控制方法中，可调排泄泵的液体压力切断控制，是采用定比压力阀对操作可调排泄泵的液体压力切断机构进行程序控制。

(5)在喷注模压机中，通过使用项目(1)或(2)中的液压启动机构，液压驱动两个或更多个包含喷注喷嘴接触装置的驱动装置，模具夹紧装置，模具开/关装置，螺栓驱动装置，喷注装置和产品顶出装置，其它驱动装置为电动装置。

(6)在项目(5)描述的喷注模压机中，模具开/关装置，喷注装置和螺栓驱动装置为电动装置。

(7)在项目(5)或(6)描述的喷注模压机的控制方法中，控制液压启动器的最大荷载(流速X压力)，从而与特征示意图配合，其中可调的排泄泵的流速X压力是恒定的。

(8)在项目(5)或(6)描述的喷注模压机的控制方法中，可调的排泄泵的液体压力切断控制，是采用定比压力阀对操作可调排泄泵的液体压力切断机构进行程序控制。

本发明提供一种喷注模压机的液压启动机构，其中多个液压启动器由一个液压泵驱动，在所述液压启动机构的液压泵中设有可调排泄泵，该可调排泄泵具有在所述泵处于最高旋转速度时、至少对于每个所述液压启动器的所需的最大传送容量，传送的液体压力通过对所述的可调排泄泵起辅助作用的压力补偿器的传送切断功能来控制，以无级模式受控旋转的电机驱动所述泵。

在根据本发明的喷注模压机的液压启动机构中，作为液压泵，采用具有对于每个液压启动器来说所需的最大传送容量的可调排泄泵，用压力补偿器的传送切断功能控制泵的传送液体压力，并且驱动泵以便以无级模式控制旋转。由此，在喷注模压机中，由可调的排泄泵的液压油驱动的程序是独立的，如果通过程序预先设定油压，流速和每个程序所必须操作的时间，则只通过可调排泄泵的直接程序控制，就可进行对喷注模压机的液压操作的控制，并还可用压力补偿器切断油缸端部等处的持续流速。由此不需要设有安全阀，这样可降低液压操作中的能量损失。而且在维持程序中，降低了液压泵的旋转速度，并将其控制到低速旋转，从而在整个工作中减小噪音。另外，因为组成部件的数目很少，所以生产成本降低，由于驱动液压泵的电能降低，也可降低运行成本。

如果驱动可调排泄泵的电机是转换器控制电机或AC伺服电机，当高荷载与具有液压模具夹紧装置和液压喷注装置情况下，电机以高速旋转，可得到最高的操作效率。而且，在启动器具有低速并且与具有产品顶出装置和液压喷嘴接触装置情况下的速度相同时，电机的旋转速度降低，并且泵上的荷载减低，由此在减小摩擦损失的情况下进行操作，可使操作效率高。

另外，在上述液压启动机构中，如果根据与液压启动器的荷载配合的流速-压力示意图，来控制可调排泄泵的传送量和液体压力，其中最大的荷载(流速X压力)施加于喷注模压机的液压启动器上(方法)，不会在泵的驱动电机和可调排泄泵上施加超大荷载，从而电机功率不必有余量就可以得到最高的工作效率。

另外，如果用定比压力阀程序控制可调排泄泵的液体压力切断控制，则在程序中选择最适于每个启动器的油压。

在带有多个驱动装置的喷注模压机中，如果用一个可调排泄泵通过上述方法控制模具夹紧装置，喷注喷嘴接触装置，产品顶出装置和螺栓驱动装置，并且模具开/关装置，喷注装置和螺栓驱动装置是电动机构，则在喷注模压机中易于进行综合的控制，并可达到降低成本的要求。

附图说明

图1是局部剖面侧视图，示出了根据本发明第一实施例的喷注模压机的结构，框图示出了喷注模压机的控制系统；

图2是示意图，示出了用在图1所示的喷注模压机的油压控制系统中可调排泄泵的压力补偿器，进行控制的压力-流速特征；

图3是示意图，示出了用可调排泄泵进行功率常数控制的压力-流速特征；

图4是局部剖面侧视图，示出了根据本发明第二实施例的喷注模压机的结构，框图示出了喷注模压机的控制系统。

具体实施方式

[第一实施例]

图1示出了根据本发明第一实施例的喷注模压机结构的局部剖面侧视图，框图示出了喷注模压机的控制系统，图2为示意图，示出了在图1中所示的喷注模压机的油压控制系统中，采用可调排泄泵的压力补偿器控制的压力流速特征，图3示出了采用可调排泄泵进行功率常数控制的压力流速特征示意图。

图1所示的喷注模压机10主要包括固定在基板1上的固定模具板2；安装在固定模具板2上的固定模具4；可在基板1上移动的移动模具板3，其面对固定模具板2；安装在移动模具上的移动模具5；每一个都插在移动模具板3的插入孔3b中的推杆31，以在夹紧模具时将移动模具板3连接固定模具板2；每个都与多个等间距形成于推杆31中的环形槽配合的对开螺母33，以将推杆31固定在移动模具板3的外例；在基板1上可移动的组合运输板41；与固定在组合运输板41上喷注油缸6形成整体的喷注油缸板37；螺栓驱动电机板42，该板可旋转地支撑喷注螺栓7，同时又在轴向制动螺栓7并且可在组合运输板41上移动；以及喷注螺栓驱动伺服电机9。

用于操作上述主要元件的装置，包括电模具开/关装置11，液压模具夹紧装置12，液压产品顶出装置13，电螺栓驱动装置14，以及液压喷注装置15。作为向液压启动器提供压力液压油的液压能源，在泵达到最快的旋转速度时，采用可调排泄泵54，该排泄泵具有所需最大的，至少向每个液压启动器传递的输送能量。泵54的传送油压由辅助压力补偿器55的传送切断功能(图2中所示的特征曲线)控制。另外，泵54由AC电机53驱动，AC电机53的旋转速度由转换器52控制，从而可以以无级模式控制旋转速度。

由于形成有电模具开/关装置11，从而伺服电机23的功率通过能量喷注装置26，转到支撑于固定在基板1上的承载板24和25的球形螺杆21，与球形螺帽22配合安装的移动模具板3在模具开/关操作方向上移动，该球形螺帽22与球形螺杆21螺纹配合。伺服电机23控制移动模具板3，从而移动模具板3根据编入控制器51中的模具夹紧移动速度控制程序而缓慢加速，在以固定速度移动之后，移动模具板3开始减速，以便恰好在移动模具板5与固定模具4接触之前停止。

对于液压模具夹紧装置12来说，液压启动器包括具有短行程和大直径的液压模具夹紧油缸2a，和在油缸2a内滑动的大直径活塞32。在固定模具板2内设有多个(本实施例为四个)模具夹紧油缸2a。活塞32与推杆31连接成为整体。当对开螺母33与推杆31中等间距形成的环形槽配合之后，推杆31固定在移动模具板3的外侧，转换四通开关阀56。由此，通过夹紧模具4和5，将液压油送入图中模具夹油缸22a左侧中。通过可调排泄泵54的最大油压，可确定模具夹紧油压。泵54的传送油压由辅助压力补偿器55的传送切断功能(图2中所示的特征曲线)控制。在压力补偿器55中的定比压力阀中，用于终止流速的一组压力由控制器51的命令程序控制。

在完成模具夹紧操作之后，四通开关阀56的每一孔口都关闭，以维持模具夹紧油缸2a中的模具夹紧油压。在喷注后释放模具的同时，进行维持压力和冷却过程，当转换四路转换阀56时，打开两路转换阀57，由此相同的油压作用在活塞32两侧，从而由于油压启动面积中的差值而产生活塞32上的模具释放力(活塞32左侧的油压启动面积由于推杆31的面积而变小。)

液压产品顶出装置13由液压油缸34，活塞35，顶出杆36等组成。通过四通开关阀61转换从可调排泄泵54传送的液压油，以操作顶出杆36，利用顶出杆将产品凸伸出并从移动模具5中取出。

电螺栓驱动装置14带有螺栓驱动电机板42，该电机板转动地支撑喷注螺栓7，同时沿轴向限制喷注螺栓。伺服电机9直接连接在喷注螺栓7上，安装螺栓驱动电机板42。根据编入控制器51的喷注螺栓旋转速度控制程序而驱动伺服电机9，通过伺服电机9控制喷注螺栓7的旋转速度。当螺栓7转动，并且熔融树脂塑化时，熔融树脂积聚在喷注螺栓7的顶端。定比压力阀59控制塑化过程中的背压。

液压喷注装置15具有与喷注油缸6成为整体的喷注油缸板37，并且喷注油缸板37设有一对相对于喷注油缸6的中心轴平行对称设置的液压油缸37a和液压活塞38。通过操作这些液压油缸37a和活塞38，喷注螺栓沿直线方向途经活塞杆39和螺栓驱动电机板42被驱动。尤其是，由于形成有液压喷注装置15，根据控制器51中编入的喷注螺栓前进/后退速度控制程序，用四通开关阀58转换从可调排泄泵54传送的液压油，由此可调整可调的排泄泵54的旋转速度，从而可控制喷注螺栓7的前进速度。

由于形成有液压喷嘴接触装置16，通过用四路转换阀62从某种状态转换，在所述某种状态中，喷注油缸26的喷嘴与固定模具板2分离，从可调排泄泵54传送的液压油被送到图1中液压油缸43的左侧腔室中，活塞44在向左的方向中移动，杆45将喷注油缸37拉到左侧，由此喷注油缸6的喷嘴与固定模具板2接触。

下面描述喷注模压机10的每一个过程和每个驱动装置之间的关系。

喷注油缸6的喷嘴通过喷嘴接触装置16与固定模具板2接触，液压油缸43的右侧腔室中的油压在喷注过程的准备工作中保持不变，由此可从完全打开模具的状态开始工作，在该状态中，移动模具板3位于后退端部。

通过球形螺栓轴21在模具关闭方向上旋转，移动模具5和移动模具板3移动，并且恰好在模具4和5彼此接触之前停止。在用锁定装置，如对开螺母33，使移动模具板3移出并被束缚之后，将液压油送入液压油缸2a中，以对模具4和5进行模具夹紧。

在模具夹紧过程的开始，四路转换阀56首先打开液压油供应管，以向模具夹紧油缸2a供应液压油，可调泵54在油压作用下，和由控制器51的命令的控制器中的流速程序作用下开始启动(同时，将油压设置在模具夹紧压力设置值处)。当将液压油传送到图1中模具夹紧油缸2a的左侧腔室中时，活塞32移动以减小模具4和5之间的狭窄间缝，从而模具4和5彼此接触，液压油受压缩，由此增加压力。当油压达到模具夹紧压力的设置值时，压力补偿器55作用在可调排泄泵54的传送变化机构(斜板)上，同时维持油压以进行流速的切断控制。在切断控制之后，仅供应从模具夹紧油缸2a漏出的压力油，从而减小可调排泄泵54的旋转速度，以减少电源消耗量和噪音。

当关闭四通开关阀56的所有部分时，模具4和5的继续夹紧，液压喷注装置15开始工作，以将积聚在喷注油缸6的喷注螺栓7顶端处的熔融树脂喷注到模具4和5的空腔中。在模具空腔中的熔融树脂冷却，并在维持压力的状态中凝固以形成产品。在熔融树脂凝固的过程中，可调排泄泵54处于停止状态，同时维持油压。

随后进行模具4和5的模具释放过程。在释放过程中，将四通开关阀56转换到与上述模具夹持过程中相同的转换位置，打开两通转换开关阀57，由此可调排泄泵54在控制器51的流速程序作用下开始工作。向模具夹紧油缸2a中的活塞32两侧的油腔中供应设定油压，由于活塞32两侧之间的油压启动面积差，活塞32受到模具释放方向的力，由此固定模具4和移动模具5彼此释放。同时，液压油几乎不流到外侧。

锁定装置，如对开螺母33反向工作，以提高推杆31相对于移动的模具板3的约束力，由此用电开/关装置11移动移动模具板3。模具4和5完全打开后，产品顶出装置13进行液压操作以便伸出顶杆36，由此将产品排出移动模具5。当排出产品后，下一个模具关闭操作开始启动。

注射模压机10工作完成之后从固定模具板2拆下喷注油缸6的喷嘴，以进行树脂清理，去除树脂，更换模具等操作，将液压喷嘴接触装置16反向操作。

如上所述，尽管每个过程的液压操作都有维持油压的程序，但排出和供给液压油的所有过程都是独立的。由此，可调排泄泵54与每个过程必需的液压和流速相配合，由程序预先设定持续的小时和时间。由此，仅通过直接对可调排泄泵54进行程序控制，即可对喷注模压机10进行液压操作控制。另外，压力补偿器55可终止油缸等端部在维持高压时的流速。这样，不必使用安全阀，可减小液压操作流速中的能量损失。如果在维护高压期间减小可调排泄泵54的旋转速度，则可进一步减小能量损失和泵的噪音。

当在具有液压模具夹紧装置12和液压喷注装置15的情况下，需要采用可调排泄泵54的全部容量时，AC电机53高速旋转，可调排泄泵54在有效的限定输出量状态下被启动，并且开始进行程序控制，由此得到图3所示的沿功率常数特征曲线变化的压力和流速。这样，不会在AC电机53和可调排泄泵54上加超大负载，并且得到最高的操作效率。另外，因为使用低压和高流速进行模具释放程序，并且采用如图3中在范围A和C中的高压和低流速进行维持模具夹紧程序，如果电源是恒定的，可选择具有比高压×高流速的电源低的电源的电机。

当启动器具有低流速，并且可具有与带有液压产品顶出装置13和液压喷嘴接触装置16情况中相同的低传送速度，AC电机53的旋转速度得到降低，加在可调排泄泵54上的荷载也减小，由此可在减小摩擦损失的情况下进行操作，从而使操作更有效。

[第二实施例]

图4为局部剖面侧视图，示出了根据本发明第二实施例的喷注模压机的结构，框图示出了喷注模压机的控制系统。

第二实施例的喷注模压机70采用电喷注装置17，替代第一实施例中喷注模压机10的液压喷注装置15。喷注模压机70的结构与图1示出的喷注模压机10的结构相同，从而取消时共同部分的结构和功能的阐述。因为喷注模压机10不带有液压喷注装置15，所以就不需要有四通开关阀58。

电喷注装置17具有一对对称的位于喷注油缸6两例的球形螺杆73，该对球形螺杆73旋转地支撑在喷注油缸板76上，同时沿轴向被约束。另外，在电喷注装置17中，与球形螺杆73螺纹配合的球形螺帽74安装在螺栓驱动电机板75上，由控制器71通过一对安装在喷注油缸板76上的对称旋转的伺服电机72控制喷注螺栓7的喷注速度。

在与可调排泄泵54有关联的启动过程中，因为没有液压喷注装置，省去进行重叠的调速过程的部分，从而仅需要对可调排泄泵54进行程序控制，由此传递出适于驱动每个启动器的压力和流速。

Claims (4)

1、一种喷注模压机的液压启动机构，其中多个液压启动器由一个液压泵驱动，在所述液压启动机构的液压泵中设有可调排泄泵，该可调排泄泵具有在所述泵处于最高旋转速度时、至少对于每个所述液压启动器的所需的最大传送容量，传送的液体压力通过对所述的可调排泄泵起辅助作用的压力补偿器的传送切断功能来控制，以无级模式受控旋转的电机驱动所述泵。

2、根据权利要求1所述的喷注模压机的液压启动机构，其中可以无级模式控制可调排泄泵的旋转的电机，是转换器控制的电机或AC伺服电机。

3、一种喷注模压机，其中两个或更多个驱动装置包括喷注喷嘴接触装置，模具夹紧装置，模具开/关装置，螺栓驱动装置，喷注装置，以及产品顶出装置，这些装置通过使用根据权利要求1或2的液压启动机构由液压驱动，其它的驱动装置是电动装置。

4、根据权利要求3所述的喷注模压机，其中所述模具开/关装置，喷注装置和螺栓驱动装置是电动装置。

Images