CN1997498B - 驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种特别是用于闭合装置、注射装置、滑块、或注射成型机的喷射器的驱动装置。该驱动装置包括双作用的力传递元件，该元件具有设置在气缸内的小活塞装置和大活塞装置。大活塞装置适于在输入和输出方向上均以较大的力来受压。根据本发明，与气缸相关的大活塞装置和与小活塞装置的驱动部的可移动元件相关的气缸均为弹簧预加压的。

Description

驱动装置

技术领域

本发明涉及一种特别是用于闭合装置、注射装置、滑块、或者注射成型机的喷射器的驱动装置。

背景技术

近来，人们已经给注射成型机配备了电力和液压驱动，其中高速驱动是由电力驱动用相对较低的力来施加的，而如果不得不用相对较小的驱动施加高的轴向力，液压驱动就显得格外有利。

就注塑成型机的闭合装置来说，例如，驱动装置移动机器的活动工具面板。这样，驱动装置必须实现两个重要的不同目标。一方面，它要尽可能快地移动工具面板以闭合和打开模具，从而保持注塑部件的制造周期尽可能的短。另一方面，它要用高的夹紧力冲击工具面板，从而注塑期间工具可由于高的内部压力而保持闭合。因此，驱动装置必须被设置为使其适于在高速下进行驱动并且以相对较小的冲程施加高的压力。这类的要求不但针对闭合装置，而且也针对注射成型机的喷射器或注射装置的驱动。

申请人的DE101 21 024A1(特别是参照附图26、34)公开了一种可实现前述要求的驱动装置。这种驱动装置包括一个液压力传递元件，其较小的活塞装置通过电力驱动冲程心轴装置被驱动以闭合工具。较小的活塞装置可包括一个单独的较小活塞或多个小活塞。这些装置与气缸或接口及力传递装置的一个或几个大活塞一同构成了一个压力室，其中通过将小活塞移入压力室，可产生高的压力，通过大活塞(动力活塞)的大的作用表面作用于活动工具面板，后者通过高的压力而保持闭合。在用较低压力进行工具的快速闭合期间，接口与心轴装置的轴螺母间接连接，这样具有更小直径的活塞装置、动力活塞以及接头都被心轴装置共同移动。为施加高的压力，接头被固定在注射成型机的框架上，这样工具的进一步闭合运动就通过将较小活塞装置移入压力室以及力传递元件的大活塞的相应的轴向运动来确定。

在DE101 21 024A1(图34)的一个实施例中，气缸至冲程心轴装置的连接以液压方式完成。为此目的，由小活塞装置的一部分限定的室以及气缸受到高压存储装置的压力冲击，使得室内的压力介质起刚性牵引机构的作用并且气缸参与了冲程心轴装置的闭合冲程并因而参与了小活塞装置的闭合冲程。

在DE101 21 024A1的图26的一个实施例中，小活塞装置在快速运动中借助电磁接头与大活塞连接。该大活塞又通过一个预加压的对中弹簧装置而相对气缸对中对齐。该对中弹簧装置的预加压被选择为使得小活塞装置的轴向移动在快速运动期间通过接头被传至大活塞，再从那里通过对中弹簧装置传至气缸以将其一同带动。

在两种已知的方案中，力传递元件被设计为双作用的，因此，为撕开工具，当小活塞装置在打开方向移动时有极大的撕开压力通过力传递元件作用于工具。在施加针对预加压的压力弹簧的撕开力期间，实现小活塞在打开方向上的运动。

起初提到的已知结构(图34)的缺陷在于，为了在快速运动期间在室体内施加高的压力，需要具有高压存贮装置的相对复杂的电路以及电控方向控制阀，因此电路变型是非常昂贵的并且还需要相当大的结构空间。

在DE101 21 024A1的图26的方案中，由于整合接头的关系，大活塞必须被设计为具有非常大的表面，因此这样的结构不可能实现结构紧凑的方案。

发明内容

相反，本发明的目的在于提供特别是用于闭合装置、喷射装置、滑块、或注射成型机的喷射器的具有简单结构的紧凑型驱动装置。

本发明的目的通过一种驱动装置来实现，该驱动装置包括双作用的液压力传递元件，该液压力传递元件包括可相对彼此移动的具有不同作用表面的大活塞装置和小活塞装置，这些作用表面与气缸一同限定了压力室，其中所述小活塞装置由电力驱动，并且用于施加大的轴向力的气缸适于通过液压驱动的夹紧装置来相对机器的框架固定，该驱动装置还包括用于使所述大活塞装置相对气缸对中的对中弹簧装置，以及预加压压力弹簧，利用该预加压压力弹簧，气缸由驱动部的可移动元件来间接或直接支撑。

在根据本发明的方案中，大活塞装置相对气缸以及气缸相对驱动部的对中借助弹簧来实现，这样驱动装置可被设计为比前述用液压预加压的方案简单得多。气缸和大活塞装置和气缸以及驱动部之间的弹簧仅需要极小的结构空间，因此驱动装置可被设计的简洁并且结构短小。

根据本发明，优选如果支撑板借助压力弹簧顶在气缸的邻肩上，驱动部的输出运动就通过邻肩被传递至气缸。支撑板与驱动部的轴向移动装置的连接优选通过电力驱动的接头来完成。

在本发明的一个优选实施例中，驱动部通过心轴装置完成，其中心轴的旋转被转换为心轴螺母的轴向运动。

将大活塞装置相对气缸对中的对中弹簧装置优选以预加压的方式结合。

在本发明的一个实施例中，对中弹簧一方面包括弹簧，为输出大活塞装置必须克服其预加压，另一方面包括撕开弹簧，在施加撕开力期间需要克服其预加压。撕开弹簧接合相对气缸邻接部可移动的弹簧盖，藉此大活塞装置被上述弹簧预加压。弹簧盖的两个前表面优选被均压。

在一个特别优选的实施例中，弹簧盖包括一个从撕开弹簧的弹簧室延伸进入容纳大活塞装置的凸起并且藉此大活塞装置被预加压。此外，弹簧盖还包括一个密封地陷入撕开弹簧的弹簧室内的压力室的活塞凸起，该凸起连接于大活塞装置限定的气缸室。该连接优选由穿过弹簧盖并另一方面进入压力空间并且还进入气缸式的一个孔实现。

小活塞装置包括具有活塞环的活塞，气缸室被该活塞分割为压力室和后侧被活塞的活塞杆穿过的环室。活塞杆与驱动部一起，优选与轴向移动的心轴螺母处于操作连接。

在本发明的一个实施例中，环室通过一个撕开通道连接于在打开方向上作用的用于大活塞装置的容纳元件的环室。在该环室中，优选地还容纳有对中弹簧装置的弹簧。

活塞环限定的前压力室通过压力通道连接于容纳元件的气缸室。

优选地，压力室和环室中的更大压力者装有一个双向阀门并且导向由夹紧套筒限定的夹紧室。该夹紧套筒随着夹紧室的足够压力径向形变以相对机器框架夹紧气缸。

根据本发明，被设计为差动活塞的小活塞装置的活塞表面积关系等于也被设计为差动活塞的大活塞装置的活塞表面积关系。

附图说明

以下，通过一张附图来更详细地说明本发明的优选实施例。附图示出了注射成型机的闭合装置的驱动装置1的功能示意图，其中为简化问题仅说明驱动装置1的上半部分。

具体实施方式

用于闭合装置的驱动装置1包括力传递元件2，通过该元件，为了工具的闭合、保持闭合或进给(feed)，工具面板(未示出)适于分别被移动或被保持闭合或撕开力冲击。力传递元件2被轴向可移动地安装在注射成型机的框架4上并且借助电力驱动心轴装置6而被驱动。

心轴装置6包括旋转地安装在框架4上的心轴8并且其通过滚珠螺纹与心轴螺母10接合，该心轴螺母10以耐扭力的方式安装并且轴向可移动。该驱动当然也可设计为动力可逆的。

力传递元件2包括气缸12，例如其被轴向可移动地安装在框架4的梁上，该梁在图中未示出。力传递元件包括小活塞装置，在示出的实施例中该小活塞装置包括多个活塞14。每个活塞14包括活塞环16以及活塞杆18。活塞环16把气缸12的室分割为压力室20和被活塞杆18穿过的环室22。活塞杆18伸出气缸12进入室24，心轴螺母10与支承法兰26一起陷入室24中，其中活塞杆18被支撑或固定于支承法兰26。

心轴螺母10的支撑法兰26的远离活塞杆18的前表面与被导向为在气缸12的导向孔30内可轴向移动的支撑板28相邻。导向孔30通过前表面32而沿径向扩大，在前表面32处支撑板28与所示基本位置处的邻接肩部34相接。支撑板28在该位置通过由气缸12的内部前表面38支撑的压力弹簧36预加压。

支撑板28还包括电力驱动接头40以与心轴螺母10的支撑法兰26连接。这就意味着，如果接头40通电，支撑板28就被心轴螺母10一同带动。

力传递元件2包括由实施例所示的多个动力活塞42构成的大活塞装置。动力活塞42的整个作用表面大于活塞14的整个作用表面，其中各作用表面之间的关系确定了力传递元件的传动比。

动力活塞42被设计为差动活塞并且在气缸12的容纳元件内导向。该容纳元件被动力活塞环44再分割为气缸室6和被与活动工具面板接合的动力活塞杆50穿过的后侧环室48。环室侧环的前表面与活塞42的气缸室侧的前表面之间的表面关系等于小活塞装置的活塞环16的环前表面与其前表面的表面关系。

动力活塞42通过对中弹簧装置52而相对气缸12对中。该对中弹簧装置52一方面包括设置在环室48内的被气缸的内表面56支撑并且与活塞环44的环前表面接合的弹簧54。另一方面，对中弹簧装置52包括容纳在弹簧室60内并且接合弹簧盖62的撕开弹簧58。该弹簧盖62包括密封地穿过弹簧室60和动力活塞42的容纳元件之间的壁并且在基本位置处邻近动力活塞42的相邻前表面的轴向凸起63(如图)。弹簧54、58都被预加压。在所示基本位置处弹簧盖62被撕开弹簧58预加压而顶着邻近表面59，从而凸起64的陷入气缸室46的深度受限。

在凸起64相反的方向上活塞凸起66延伸进入弹簧室60的压力介质室68。它与气缸室46通过弹簧盖62的孔70连接，这样相同尺寸的凸起66、64的两个前表面被均压。根据附图，弹簧室向外通风，这样内部就不形成压力。

在所示实施例中，环室22通过撕开通道72连接于环室48，并且环室20通过压力通道74连接于环室46。撕开通道72和压力通道74内的压力通过两个攻丝(tapping)通道76、78被导向至双向阀80的输入，该双向阀80的输出通过输出通道82连接于夹紧室84。夹紧室84的外部由当夹紧室84受压时径向膨胀的夹紧套筒86限定，并且随后在例如梁或类似物的框架4处通过摩擦力而保持入位。

除了所述的液压双向阀80，阀也可被设计为电力调节的。夹紧套筒86当然也可设置为使其径向向内变形以用于夹紧。如上所述，除了多个小活塞14和大动力活塞42，也可使用单个小活塞和单个大动力活塞。

为了闭合工具，活动工具面板首先要被快速进给。为此目的，心轴8被电力驱动，从而其旋转运动通过心轴螺母10被转化为轴向向前运动。在快速运动期间接头40被通电，这样支撑板28被心轴螺母10一同带动。通过在前表面32处的邻肩34的邻接，气缸12相应地也被轴向移动。动力活塞42通过分别被分配给动力活塞42的对中弹簧装置52而相对气缸12对中，使得动力活塞42与气缸12作为一个装置来一同移动。

在模具闭合后，接头40被断电并且因此被打开，这样当心轴螺母10进一步移向右边时支撑板28停止。通过心轴螺母10的轴向运动，压力室20通过活塞环16减小，使得其中的压力以及通过压力通道24连接于压力室20的气缸室46内的压力增大。环室22由于活塞环16的轴向移动而增大，使得其内的压力以及通过撕开通道72连接的环室48内的压力也相应地变低。双向阀80被移向所示位置，在此位置压力室20通过输出通道82连接于夹紧室84，夹紧套筒86径向形变并在框架4的导向表面处相接，使得气缸12相对框架4被夹紧。直到该夹紧发生，弹簧54随着工具进给，气缸12才滑向左边。通过心轴螺母10的进一步移动并且活塞44因此的移动，压力室20内的压力并且因此气缸室46内的压力增大，使得动力活塞42相应于小和大活塞装置之间的表面关系，而大的力作用于工具面板并且保持其闭合。但是，仅当施加的闭合力大于弹簧54的预加压时该保持闭合力才增大。施加闭合力时，撕开活塞42从凸起64被提升并且移至附图的右边对抗弹簧54的力。

模制部件大量注射后以及后压力阶段之后，首先解除闭合力以打开工具。为此目的，心轴8的驱动在相反方向被启动，这样心轴倒转并且心轴螺母10从其闭合位置(抬离支撑板28)被移至左边直至接触支撑板28。

在解除闭合力期间，气缸12起初仍被夹紧，这样由于活塞14的向左运动，压力室20增大并且环室22减小。相应地，气缸室46内的压力减小同时环室48内的压力增大，这样动力活塞42从其保持闭合位置移至左边直至接触预加压凸起64。闭合力接着被大部分解除并且夹紧被释放。为施加作用于左边的撕开力，心轴1连续被向后起动，使得心轴螺母10从所示基本位置进一步移向左边。随着心轴螺母10进一步移向左边，支撑板28与其邻肩34一起逆着压力弹簧36的压力而离开气缸12的前表面32并且移向左边。小活塞(或多个)14执行一个相应的冲程，这样环室22的体积减小，相应地，压力室20的体积增大。这就意味着在环室22及与其连接的环室48内的压力被增大，同时压力室20和与其连接的气缸室46内的压力相对较低。藉此，双向阀80从所示位置被转换，使得夹紧室84现在被连接于环室22，气缸12在撕开过程期间再次被夹紧。直至该夹紧发生，撕开弹簧58防止气缸12移至右边，因此夹紧压力可以前述方式增大。这样，环室48内的压力与动力活塞42的环前表面之和的乘积减去撕开弹簧58的力，导致作用于动力活塞42的向左撕开力增大。但是，只有作用于动力活塞42上的力大于撕开弹簧58的预加压时该撕开力才增大。

随后，动力活塞42逆着撕开弹簧58的力而移至左边，这样弹簧盖62被一同带动并且与其活塞凸起66一起更深地陷入压力室68内。该撕开力增大直至工具被快速撕开。撕开后，夹紧室84内的压力降低，因此气缸12被压缩的压力弹簧的压力移至左边。结果，压力室20减小并且环室22增大。同时，动力活塞42由于环室48内减小的压力，通过撕开弹簧58的力而移至右边，直至其回到所示基本位置，其中该动力活塞被弹簧54和撕开弹簧58预加压，也就是说，在撕开工具后，撕开活塞42相对气缸12对中，并且夹紧室84内、压力室20内以及环室内的压力降低至最初值。随后，活动工具面板快速被进给，同时心轴螺母10的轴向运动通过预加压压力弹簧36被传至气缸12。注射成型机的闭合装置准备好下一个循环。

本发明公开了一种特别是用于闭合装置、注射装置、滑块、或注射成型机的喷射器的驱动装置。该驱动装置包括双作用力传递元件，具有设置在气缸内的小活塞和大活塞装置。大活塞装置适于在输入和输出方向上通过较大的力而受压。根据本发明，大活塞装置相对气缸和气缸相对小活塞装置的驱动的可移动元件均为弹簧预加压的。

附图标记列表

1   驱动装置

2   力传递元件

4   框架

6   心轴装置

8   心轴

10  心轴螺母

12  气缸

14  活塞

16  活塞环

18  活塞杆

20  压力室

22  环室

24  室

26  支撑法兰

28  支撑板

30  导向孔

32  前表面

34  邻肩

36  压力弹簧

38  内前表面

40  接头

42  动力活塞

44  动力活塞环

46  气缸室

48  环室

50  动力活塞杆

52  对中弹簧装置

54  弹簧

56  内表面

58  撕开弹簧

59  邻近部

60  弹簧室

62  弹簧盖

64  凸起

66  活塞凸起

68  压力介质室

70  孔

72  撕开通道

74  压力通道

76  攻丝通道

78  攻丝通道

80  双向阀

82  输出通道

84  夹紧室

86  夹紧套筒

Claims (12)

1.一种用于闭合装置、注射装置、滑块或者注射成型机的喷射器的驱动装置，包括双作用的液压力传递元件(2)，该液压力传递元件(2)包括可相对彼此移动的具有不同作用表面的大活塞装置和小活塞装置，这些作用表面与气缸(12)一同限定了压力室(20，46；22，48)，其中所述小活塞装置由电力驱动，并且用于施加大的轴向力的气缸(12)适于通过液压驱动的夹紧装置(84，86)来相对机器的框架(4)固定，该驱动装置还包括用于使所述大活塞装置相对气缸(12)对中的对中弹簧装置(52)，以及预加压压力弹簧(36)，利用该预加压压力弹簧(36)，气缸(12)由驱动部(10，8)的可移动元件来间接或直接支撑。

2.如权利要求1所述的驱动装置，其中所述预加压压力弹簧(36)被支撑板(28)支撑，该支撑板(28)又包括接头，以连接所述驱动部(10)的可移动元件，并且通过所述预加压压力弹簧(36)，顶着所述气缸(12)的前表面(32)而与邻肩(34)一起被预加压。

3.如权利要求1或2所述的驱动装置，其中所述电力驱动部为具有心轴螺母(10)和心轴(8)的心轴装置。

4.如权利要求1或2所述的驱动装置，其中所述对中弹簧装置(52)被预加压。

5.如权利要求4所述的驱动装置，其中所述大活塞装置的动力活塞(42)在打开方向上通过预加压弹簧(54)并且在闭合方向上通过预加压撕开弹簧(58)而受压，该撕开弹簧(58)由适于向邻近部(59)移动并且能与所述动力活塞(42)邻接的弹簧盖(62)支撑预加压。

6.如权利要求5所述的驱动装置，其中所述弹簧盖(62)包括凸起(64)以在所述动力活塞(42)处相接，以及包括延伸进入用于所述撕开弹簧(58)的弹簧室(60)的后部活塞凸起(66)，所述活塞凸起(66)陷入压力介质室(68)，该压力介质室(68)与由所述动力活塞(42)限定的第一压力室(46)连接。

7.如权利要求6所述的驱动装置，其中所述弹簧盖(62)被一方面开向所述压力介质室(68)并且另一方面开向所述第一压力室(46)的孔(70)穿过。

8.如权利要求5所述的驱动装置，其中所述小活塞装置包括将所述气缸(12)的室分割为第二压力室(20)和后侧第一环室(22)的活塞环(16)，该后侧第一环室(22)被所述小活塞装置的活塞杆(18)穿过，该活塞杆(18)又与所述驱动部(10)的可移动元件可操作地连接。

9.如权利要求8所述的驱动装置，其中所述第一环室(22)通过撕开通道(72)与用于所述大活塞装置的动力活塞(42)的容纳元件的第二环室(48)相连，该动力活塞(42)在打开位置有效，其中所述预加压弹簧容纳于所述第二环室(48)内。

10.如权利要求9所述的驱动装置，其中所述第二压力室(20)通过压力通道(74)连接于所述第一压力室(46)。

11.如权利要求10所述的驱动装置，包括双向阀(80)，该双向阀的输入连接于所述撕开通道(72)和所述压力通道(74)，该双向阀的输出通过输出通道(82)连接于被夹紧套筒(86)限定的夹紧室(84)。

12.如权利要求1或2所述的驱动装置，其中所述小活塞装置的活塞环表面与环前表面之间的表面关系等于所述大活塞装置的动力活塞(42)的底表面与环前表面之间的表面关系。