CN1980782A - 驱动装置 - Google Patents

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Abstract

一种驱动装置，特别是用于注射成型机的顶出器或注射装置的驱动装置，其包括具有心轴和心轴螺栓的冲程心轴装置，以及用来对所述心轴(26)预加应力的预应力装置，该预应力装置在所述冲程心轴装置的位移阶段可以排料，并在心轴被驱向相向方向时可以进料，其特征在于所述冲程心轴装置和所述预应力装置由相同的组件直接或间接地支撑，并提供载荷测量装置对作用在所述心轴上的载荷进行测量并吸收作用在所述组件(54)上的力。

Description

驱动装置
技术领域
本发明涉及一种驱动装置，特别是用于注射成型机的顶出器或注射装置的驱动装置。
背景技术
US5,980,235中揭示了此种驱动装置。图4显示了顶出器的驱动装置，其包括一由心轴和心轴螺帽构成的行程心轴装置，顶出板沿心轴进行轴向移动。心轴螺帽可转动地设置于基板中。行程心轴装置和顶出板之间设置有弹簧，用来在顶出板缩回时支撑行程心轴装置，该弹簧在顶出板向前移动时张紧，顶出板向后移动时放松。
该技术方案的缺点在于弹簧的回缩力大小取决于距离的远近。另一缺点是弹簧会疲劳，因此长时间使用后就必需进行调节。还有，用来调节注射压力的传输力不易采集，这是因为既要采集行程心轴装置施加的压力，又要采集弹簧施加的压力。
WO 02/085599 A1揭示了一种顶出器的驱动装置，该装置通过冲击动量将注模组件排出。行程心轴装置与顶出板形成一个在第一和第二弹簧组之间轴向来回摆动的摆动系统。第一弹簧组被施加预应力并在制动器松开时释放，使其作用在与其相对的第二弹簧组上，使整个弹簧系统发生摆动。为了补偿摩擦损失，行程心轴装置被一马达驱动，与摆动系统的振荡频率对应。
该技术方案的缺点在于弹簧力实际上互相抵消并且本质上不对行程心轴装置的马达驱动力造成支持。行程心轴装置仅起到补偿弹簧组运动损失的作用。还有，将心轴装置的马达起动与振荡频率一致需要昂贵的控制设备。另一缺点是在该技术方案中，注射力特性的采集也同样十分困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种驱动装置，特别是用于注射成型机的顶出器或注射装置的驱动装置，通过简单的结构在输出运动期间支持驱动机构的力，并且由驱动装置施加的力容易采集。
上述目的由具有权利要求1所特征的驱动装置实现。
该驱动装置包括一具有心轴螺栓和心轴的行程心轴装置。该驱动装置包括用来对所述心轴预加应力的预应力装置，该预应力装置在所述冲程心轴装置的位移阶段可以排料，并在心轴被驱向相对方向时可以进料，其特征在于所述冲程心轴装置和所述预应力装置由相同的组件直接或间接地支撑，并提供载荷测量装置对作用在所述心轴上的载荷进行测量，该载荷测量装置吸收作用在所述组件上的力。根据本发明，行程心轴装置和预应力装置直接由相同的组件支持或是通过插接元件支持。还有，根据本发明，提供一种用来测量心轴上传递的力的负荷测量装置，其中，作用在组件上的力被吸收。
该预应力装置对心轴施加预应力，从而使马达施加的用来驱动心轴螺栓的位移力在一个方向上减少。通过负荷测量装置就能够采集作用在行程心轴装置上的力并且可将该力参与到机械的调整控制之中。
在一优选实施例中，该心轴在输出方向上被施加预应力。因此，心轴螺栓的驱动力在注射期间被预应力的量所减少，从而使行程心轴装置，特别是在心轴螺栓与心轴有效啮合的区域的负荷减轻。因此，相应地可以将驱动心轴螺栓的马达的性能设计的弱一些。
收缩也由行程心轴装置完成，这时预应力与心轴位移方向相对。但是，由于收缩是几乎在除预应力以外没有其他力的情况下发生的，马达在驱动心轴螺栓时仅仅需要克服预应力就可以了。如果预应力选择适当，行程心轴装置就必需在出料或进料运动期间与收缩期间吸收相同的力。这可以通过将预应力与有效注射力的一半相对应来实现。
预应力装置最好是由配备有适当的液压贮存机构的至少一个液压缸形成，用来提供持续的预应力。
较好的是，负荷测量装置是一个测力传感器。但是，也可以使用压力变送器或伏特计。
在另一实施例中，预应力装置还配置有弹簧操作贮存机构。
其他实施例在子权利要求中给出。
本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
图1是本发明驱动装置的第一实施例。
图2是发明驱动装置的第二实施例。
2：注射装置    4：驱动装置
5：驱动装置    6：增塑驱动器
8：注射驱动器  10：预应力驱动器
12：延伸部     14：蜗轮
16：增塑缸     18：漏斗
20：采集腔     22：法兰
24：横断面      26：心轴
28：心轴螺栓    30：测力传感器
32：通孔        34：液压缸
36：液压缸      38：液压缸内腔
40：液压缸内腔  42：活塞
44：活塞        46：活塞杆
48：活塞杆      50：液压贮存机构
52：控制阀      54：组件
56：马达        58：齿轮
60：轴套        62：齿轮皮带
64：马达输出齿轮66：马达
68：马达输出齿轮70：齿轮皮带
72：支撑轴承    74：支撑轴承
76：啮合边缘    78：进料线
80：分支线      82：框架
具体实施方式
图1是具有第一实施例的驱动装置4的用于注射成型机的注射装置2。驱动装置4具有增塑驱动器6、注射驱动器8和预应力装置10。
用来增塑的增塑驱动器6由框架82支撑(图中未示)并通过齿轮58与蜗轮14的前侧延伸部12啮合。为了给齿轮58加入防转设计，蜗轮14具有啮合边缘76，这样蜗轮14随着增塑驱动器6的启动而转动。增塑驱动器6与延伸部12进行有效地啮合，从而使后者以及蜗轮14能够轴向移动。
蜗轮14被置于加热的增塑缸16中，该增塑缸16由漏斗18注满注模材料。通过转动蜗轮14，注模材料被带到采集腔20中向增塑缸16前端的前侧注射喷嘴(图中未示)移动并被熔化。延伸部12在与蜗轮14相对的端部具有圆周法兰22，延伸部12通过该圆周法兰被具有支撑轴承72的横断面24支撑。
用来注入注模材料的注射驱动器8具有被设计为钢球轧制螺线的具有心轴26和心轴螺栓28的行程心轴装置。心轴螺栓28被马达(图中未示)驱动并由组件54通过支撑轴承74支撑。在组件54中，形成与心轴26同轴的通孔32用来在收缩(图1中为向右运动)期间在截面方向接纳心轴26。组件54自身通过测力传感器30由框架82支撑。通过测力传感器30可以采集当前施加在心轴26上的负荷，从而得到将注模材料注射到工具中所需要的当前注射力。心轴26穿入横断面24并且与延伸部12的前侧在法兰22处啮合。心轴螺栓28转动时，心轴26进行轴向移动并传送到蜗轮14，从而根据心轴螺栓28的转动方向将蜗轮14引入或引出增塑缸16。
用来对行程心轴装置施加预应力的预应力装置10包括，举例来说，两个或四个液压缸34、36，一个在另一个之后地成对设置，并在横向上由心轴螺栓28的组件54支撑。在本图中，液压缸34、36被整合到组件54中。因此，预应力装置10和行程心轴装置共同由组件54支撑。在液压缸34、36的缸内腔38、40中，提供活塞42、44，其通过活塞杆46、48对横断面24造成冲击，该冲击力等于液压缸34、36内的压力，从而相应地使心轴26被施加预应力。
预应力装置10还包括液压贮存机构50。通过分别与液压缸34、36的缸内腔38、40相连接的进给线78或与进给线78相通的支线80，从而使缸内腔38、40内的压力水平保持恒定，而与活塞42、44的轴向移动无关。液压贮存机构50被施加预应力，这样液压缸34、36在蜗轮14上施加的力，大约相当于施加在注射驱动器8上的力的50％。可以通过控制阀52将液压贮存机构50连接或断开连接。
以下详细说明本发明的驱动装置4的功能。假定蜗轮14完全容纳于增塑缸16中。
为了在完成注射工序后进行增塑，蜗轮14必需向右移动以便打开采集腔20接收新的注模材料。启动心轴螺栓28，从而使心轴26向右进行轴向移动，从而使蜗轮14伸出增塑缸16。在此过程中，行程心轴装置的马达必需克服相反方向的预应力装置10的预应力。同时，液压贮存机构50随着心轴26向右移动而被注满。为了充满正在增大的采集腔20，增塑驱动器6被启动，从而使新鲜的注模材料由漏斗18传送。当采集腔20内被提供了足够量的注模材料时，蜗轮14的回缩运动就被停止。同时，蜗轮14被堆积起来的注模材料向右挤压。
克服预应力不会对注射装置8构成过大的张力，因为收缩是在没有力存在的情况下进行的，但预应力的反作用力除外。如果适当地选择了预应力，注射装置8施加的驱动力在增塑期间和注射期间是相等的，从而注射驱动器8必需在增塑和注射期间必需执行相同的驱动力。举例而言，如果注射期间需要的预应力是注射力大小的一半时就属于这种情况。
在注射期间，启动心轴螺栓28，使心轴26及蜗轮14向左运动，从而使送入采集腔20的注模材料通过注射喷嘴被压入工具。在这一过程中，心轴26的轴向运动由液压缸34、36支持，这样，为了驱动心轴螺栓28，马达只需施加在没有压力支持时所施加的功率的50％。例如，如果注射压力为10吨，那么注射驱动器8只需施加5吨压力，另外5吨的压力由液压预应力装置10提供。注射之后就是后压力工序，在此期间根据特定的压力分布将被注入的注模材料长时间压紧。
通过测力传感器30能够采集到分别作用在心轴26或蜗轮14上的力，该力是组件54支撑心轴26和液压缸34、36所需要的力，这样与本说明书最初描述的需要两个测力传感器的技术方案相比，对于测量技术方面的要求较低。
图2所示为注射成型机的注射装置2，包括本发明第二实施例的驱动装置5，在该装置中注射驱动器8和预应力装置10串联布置。
增塑驱动器6具有在框架82的轴套60内能够轴向移动的马达56。马达56具有马达输出齿轮64，该马达输出齿轮64通过齿轮皮带62驱动位于心轴26第一端部的齿轮58，这样，当马达56启动时，心轴26就被转动从而进行增塑工作。心轴26在前侧由其第二端部与加热增塑缸16中的蜗轮14连接。与前述的实施例一样，增塑缸16包括漏斗18、采集腔20和注射喷嘴(图中未示)。
注射驱动器8具有带有马达输出齿轮68的马达66，通过该马达输出齿轮68心轴螺栓28被齿轮皮带70驱动，同时心轴螺栓28通过钢球轧制螺纹与心轴26啮合，这样心轴26就可以轴向移动而不产生游隙跳动。心轴螺栓28被支撑轴承72、74之间的组件54以防移动的方式支撑。与前述的图1中的实施例一样，组件54又被框架通过测力传感器(图中未示)支撑。
预应力装置10包括单液压缸34，其内设有可移动的活塞42。液压缸34被用来支撑心轴28的组件54的支撑，同样也被分配有与心轴26相同的测力传感器。活塞42通过其活塞杆46在其前侧与心轴26的第一端部啮合。通过与液压缸34由进给线78连通的液压存贮装置50，预应力可以被持续地保存，而与心轴26轴向移动距离无关。
该注射装置的机能与图1的注射装置相同，在此省略对其的说明。
本发明揭示了一种驱动装置，特别是用于注射成型机的注射装置或顶出器的驱动装置，其包括具有心轴和心轴螺栓的冲程心轴装置，以及用来对所述心轴预加应力的预应力装置，该预应力装置在所述冲程心轴装置的位移阶段可以排料，并在心轴被驱向相反方向时可以进料，其特征在于所述冲程心轴装置和所述预应力装置由相同的组件直接或间接地支撑，并提供载荷测量装置对作用在所述心轴上的载荷进行测量，该载荷测量装置30吸收作用在所述组件上的力。

Claims (8)

1.一种驱动装置，特别是用于注射成型机的顶出器或注射装置的驱动装置，其包括具有心轴(26)和心轴螺栓(28)的冲程心轴装置，以及用来对所述心轴(26)预加应力的预应力装置(10)，该预应力装置(10)在所述冲程心轴装置的位移阶段可以排料，并在心轴(26)被驱向相向方向时可以进料，其特征在于所述冲程心轴装置和所述预应力装置(10)由相同的组件(54)直接或间接地支撑，并提供载荷测量装置(30)对作用在所述心轴(26)上的载荷进行测量，该载荷测量装置(30)吸收作用在所述组件(54)上的力。
2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于其中所述的预应力装置(10)在输出方向对所述心轴(26)施加预应力。
3.根据权利要求1或2所述的驱动装置，其特征在于其中所述的预应力装置(10)包括至少一个液压缸(34、36)。
4.根据权利要求3所述的驱动装置，其特征在于将一液压存贮装置(50)分配给所述液压缸(34、36)，以便提供持续的预应力施加在所述行程心轴装置上。
5.前述任一权利要求所述的驱动装置，其特征在于至少提供两个与所述行程心轴装置并联的液压缸(34、36)。
6.前述任一权利要求所述的驱动装置，其特征在于其中所述的负荷测量装置(30)是测力传感器。
7.前述任一权利要求所述的驱动装置，其特征在于其中所述的预应力装置(10)还包括弹簧操作存贮装置。
8.前述任一权利要求所述的驱动装置，其特征在于其中所述的心轴(26)被施加大约为有效注射力一半的预应力。
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