專利名稱：閉合單元的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種按權利要求1前序部分所述的閉合單元。
技術背景最近，人們轉向為壓注機設置電動的和液壓的驅動裝置，其中在 相對較小的力時通過電動驅動裝置以高速度實施調節運動，而在相對 微小的調節運動中施加高軸向力時，液壓驅動裝置是特別優選的。這 類要求例如在用于閉合塑料壓注機的模具的閉合單元中出現，其中用 于閉合模具的活動的緊固底板首先由電動的驅動裝置快速運動，并且 然后為了完全駛向并且關閉模具，借助于液壓系統以所要求的高閉合 力通過短的剩余行程。這類用于壓注機的閉合單元例如由DE 41 11 594 Al公開。在該解決方案中，由液壓缸將活動的緊固底板支撐在電動控制的立式絲杠裝 置上，從而可以快速閉合和打開。通過可以與閉合底板移動的液壓缸 的壓力加載液壓地施加高閉合力。此外，由DE 103 54 955 Al公開了具有液壓的力轉換器的驅動單 元，其活塞單元由電動控制的立式絲杠裝置進行控制。活塞單元與中 間部分和活塞一起限制壓縮室。在該解決方案中，可以以壓注機的支 架鎖住中間部分，使得液壓的力轉換器的軸向力由機架承受。因為為了使周期時間最小化應該非常快地實現模具的打開和閉合 運動，所以必須將緊固底板以及夾緊在其上的模具部分的非常大的質 量強烈地加速并且隨后再進行制動。在此減少的動能在傳統的解決方 案中經常在冷卻的制動阻力中減少，并且轉化為沒用的熱能，該熱能 在不利的條件下還額外地導致機器系統的加熱。發明內容與此相對，本發明的任務是提供一種在能量輸入方面優化的閉合 單元。該任務通過具有權利要求1所述特征的閉合單元得到解決。 按本發明，使用在閉合單元的活動的部件制動時釋放的動能，從 而驅動液壓機，為了供給閉合單元的驅動單元，通過該液壓才幾對高壓4蓄能器進行增壓或者以壓力介質供給其它負載。在這類機器理念中，可以使用到現在為止在制動時轉化為熱的大 部分能量，從而為驅動負載或者閉合單元從外面只需輸入較少的能量。 在液壓地支持閉合單元的電動的驅動裝置的情況中，可以為加速閉合 單元通過高壓蓄能器使用在制動時釋放的動能，從而通過原本的電動 的驅動裝置相應地只需要施加驅動馬達的損耗功率。在優選的實施例中構造具有兩個工作方向的液壓才幾，從而可以^吏 用在閉合單元快速打開和閉合中釋放的動能。在這類液壓機中，通過增壓閥裝置實現與高壓蓄能器以及必要時與低壓蓄能器的壓力介質連 接，從而在活動的質量制動時對高壓蓄能器進行增壓。該增壓閥裝置例如可以以布置在壓力管路中的并且朝高壓蓄能器的方向打開的或者可增加的壓力閥和布置在吸入管路中的、朝液壓機 的吸入接頭打開的吸入閥進行構造。在具有兩個工作方向的液壓4幾中， 吸入閥和壓力閥相應地配屬于每個工作方向，從而實際上實現了輸送 流的液壓整流。該吸入閥和壓力閥是可以主動操作的(分配閥)，或者可被動操 作地構造成單向閥。液壓4幾可以構造成旋轉的液壓才幾或者線性的液壓才幾，其中該液壓 機例如在閉合單元制動時作為用于對液壓蓄能器增壓的泵起作用，并 且在加速或者以恒定速度運行時作為用于驅動負載的液壓馬達起作 用。在一種實施方式中，液壓機與電動的驅動裝置的驅動馬達耦合， 從而在加速或者以恒定速度運行時液壓地支持該驅動馬達。線性的液壓機優選地構造成柱塞機器，該柱塞機器的活塞或液壓 缸在與活動的模具緊固底板的有效連接中是可以調節的，從而壓力介 質可以通過增壓閥裝置從變小的壓縮室朝高壓蓄能器輸送，以及從低 壓蓄能器輸送到變大的壓縮室中。在優選的實施例中，柱塞機器的液壓缸支撐 在活動的模具緊固底 板上，并且柱形活塞支撐在固定的模具緊固底板上。當柱形活塞包圍電動的驅動裝置的絲杠并且在固定在活動的模具 緊固底板上的液壓缸中導引時，這類閉合單元可以構造得特別緊湊， 液壓缸本身被絲杠從中穿過。在一種構造簡單的實施方式中，液壓機在制動時作為用于對液壓 蓄能器增壓的泵起作用。在閉合單元的活動的構件以恒定速度運行時 或者加速時，該泵連接到無壓力的循環上。本發明其它優選的改進方案是其它從屬權利要求的主題。
下面根據示出的附圖對本發明優選的實施例進行詳細說明。其中圖1是壓注才幾的電液控制的閉合單元的原理圖，該壓注機具有在 閉合單元制動時可以由液壓馬達增壓的高壓蓄能器；圖2是按圖1的閉合單元的實施例，其中在打開運動制動時和閉 合運動制動時給高壓蓄能器加載；圖3是閉合單元的實施例，其中通過線性的液壓機和被動控制的 吸入閥/壓力閥對高壓蓄能器進行增壓；以及圖4是按圖3的實施例，其中為了將高壓蓄能器和低壓蓄能器與 線性液壓機進行壓力介質連接，使用主動的閥門來代替被動的閥門。
具體實施方式
圖1示出了壓注機的電動和液壓控制的閉合單元1的線路圖。因 為這類閉合單元的構造已經由開頭示例性所述的現有技術公開，所以 下面只描述對理解本發明所需要的構件。壓注機的閉合單元主要由沒有示出的、支撐在機架上的固定的模 具緊固底板以及相對于該模具緊固底板可移動的活動的模具緊固底板 2組成。這兩個模具緊固底板分別承載模具的一部分，為了壓注部件而 閉合該模具并且以非常高的閉合力對該模具進行加載，從而可以由噴 入裝置將熔化的熱塑性塑料噴入由模具限制的空腔內。為了將在模具 中凝固的成形件脫模，通過移動活動的模具緊固底板2來打開模具并 且借助于推料器將成形件推出。然后，再次通過移動模具緊固底板2來閉合模具-開始下一個周期。正是在壓注大面積的成形件時，壓注 機必須構造得非常剛硬，使得活動的模具緊固底板相應地具有大的質 量，從而在壓注過程中可以傳遞所需要的閉合力。模具重量同樣是巨 大的，從而在打開以及閉合模具時必須加速和制動巨大的質量。在具 有電動的驅動裝置的閉合單元1中，通常通過電動的驅動裝置來快速 打開以及閉合模具，在該期間液壓地施加閉合力。在示出的實施例中，模具緊固底板2由滾珠絲杠傳動機構4進行控制，該滾珠絲杠傳動機構具有不可相對轉動地與模具緊固底板2連 接的絲杠6和可旋轉地支承在才幾架上的絲杠螺母8。該絲杠螺母通過同 樣支承在機架(機器框架)上的齒形皮帶傳動機構IO和電動機12進 行驅動。絲杠螺母8根據電動機12的旋轉方向沿一個或者另一個方向 旋轉，并且絲杠6和活動的緊固底板2沿軸向(參見圖1中的箭頭) 移動，從而閉合或者打開模具。在圖1示出的實施例中，在完全或者 幾乎閉合的模具中為了使絲杠傳動機構4卸載可以通過機械的鎖緊單 元14將活動的模具緊固底板2鎖住。為此，在示出的實施例中在活動 的緊固底板2上布置了與絲杠6平行間隔開地延伸的橫臂16,該橫臂 可以與鎖緊單元14傳力地或者形狀配合地鎖緊嚙合。然后液壓地通過 閉合缸18實現完全閉合模具并且施加閉合力，閉合缸具有包圍橫臂16 的活塞20,通過該活塞將閉合缸18的內腔分割成壓縮室22和在圖1 的圖示中最小的壓縮室24。最后所述的壓縮室24通過壓力管路26以 及高壓分配閥28與高壓蓄能器HD連接。另一個壓縮室22通過低壓管 路30與低壓蓄能器ND處于壓力介質連接中。低壓管路30可以通過旁 通管34以及布置在其中的低壓分配閥32與壓力管路26連接。閥門28、 32分別是2 -路-分配閥，該2 -路-分配閥可以由機器控制裝置來觸 發。活塞20的限制壓縮室22的作用面比限制另一個壓縮室24的作用 面略大，從而在低壓分配閥32打開并且高壓分配閥28關閉時在兩個 壓縮室22、 24中存在低壓，由于在壓縮室22中更大的作用面，活塞 20向左運動到示出的位置中。為了施加高壓并且由此向右移動活塞20， 將低壓分配閥32切換到其關閉位置并且打開高壓分配閥28，使得與橫 臂16鎖住的活塞20以大的力向右移動，其中如此觸發電動機12,使 得絲杠螺母8 —起轉動并且允許該閉合運動。關于該電液的閉合單元 的構造的其它細節，為了簡單起見請參照申請人的同 一天備份的標題 為"閉合單元"的申請。如開始所描述的那樣，通過滾珠絲杠傳動機構4實現模具緊固底 板2的快速的打開和關閉運動，其中相應地必須在關閉模具時以及朝 打開運動的終點時制動巨大的質量。該制動通常通過電動的驅動裝置 實現，其中設置在大多數情況下冷卻的制動阻力。按本發明，在打開 以及/或者閉合模具緊固底板時液壓地實現制動。為此，電動機12機 械地與液壓機36耦合，該液壓機在圖1中以實線示出的實施例中構造成具有兩個輸送方向的泵。液壓機36的接頭P通過增壓管路38和布 置在其中的朝高壓蓄能器HD的方向打開的壓力岡40與高壓蓄能器 HD連接。液壓機36的另一個接頭S通過吸入管路42與低壓管路30 連接。
液壓才幾36的兩個接頭S、 P可以通過循環管路46以及布置在其中 的循環分配閥48相互連接，方法是將循環分配閥從其示出的關閉位置 切換到打開位置中。例如如果現在要使用在模具的快速閉合運動的制動時釋放的能量 (回收)，那么將循環分配閥48切換到其示出的關閉位置中，從而由 于有待制動的部件的大質量而繼續轉動的電動機12驅動位于共同的軸 上的液壓機36,使得壓力介質從低壓蓄能器ND并且通過接頭P和增 壓管路38以及單向閥40朝高壓蓄能器輸送并且對其進行增壓。貯藏 的液壓能可以隨后例如為了閉合模具由閉合缸18使用。在模具緊固底 板2加速或者穩定運動時或者在模具緊固底板2碰上時，將循環分配 閥48切換到其打開位置中，使得構造成定量泵的液壓機36連接到循 環上。如圖1中虛線表明的那樣，也可以使用可調節的液壓機來代替示 出的定量泵，并且以此有針對性地影響制動力。在圖1示出的解決方 案中，缺點是只使用沿緊固底板2的移動方向減少的動能。圖2示出了線路的基本結構，以該線路可以沿緊固底板2的兩個 移動方向使用制動能，從而以壓力介質供給壓注機的其它負載，例如 推料器或者噴射單元的液壓元件。在圖2示出的實施例中，對于模具緊固底板2的每個運動方向設 置用于對高壓蓄能器HD進行增壓的壓力介質流線路。為了簡單起見， 在下面的描述中對于相應的構件使用與圖1中相同的附圖標記。相應 地，在按圖2的方案中，液壓機36同樣與電動機12耦合，從而-如 前面所描述的實施例那樣-電動機可以驅動液壓機36。液壓機36的接 頭P再次通過增壓管路38和壓力閥40與高壓蓄能器HD連接，而另 一個接頭S通過吸入管路42和布置在其中的吸入閥44與低壓蓄能器 ND連接。為了充分利用在另一個運動方向釋放的制動能，在接頭S和 吸入閥44之間的區域內分支出具有另外的壓力閥52的另外的增壓管 路50,并且將該區域與高壓蓄能器HD連接。相應地，在接頭P和壓力閥40之間的區域內分支出具有吸入閥56的另外的吸入管路54,該 吸入管路通向低壓蓄能器ND。此外，在該變型方案中高壓蓄能器HD 通過工作管路58與壓注機的另外的負載連接，從而可以由高壓蓄能器 HD向該負載供給壓力介質。現在假定，電動機12的旋轉方向以及在示出的實施例中構造成具 有兩個輸送方向的定量泵的液壓機36的旋轉方向是如此的，即在閉合 運動制動時壓力介質可以從低壓蓄能器ND通過吸入管路42、吸入閥 44和液壓機36的接頭P以及打開的壓力閥40和增壓管路38朝高壓蓄 能器HD輸送并且可以以此通過工作管路58向其它負載輸送。該功能 相應于圖1的實施例中的功能。在快速的打開運動的制動時，電動沖幾12和液壓才幾36沿反向轉動， 從而接頭S作為高壓接頭，并且接頭P作為吸入接頭。相應地，壓力 介質從低壓蓄能器ND通過另外的吸入管路54、另外的吸入閥56、液 壓機36、另外的增壓管路50和打開的另外的壓力閥52朝高壓蓄能器 HD的方向輸送，從而在打開運動制動時也對該高壓蓄能器進行增壓。 原則上也可以在按圖2的線路中再次設置循環閥，從而在模具緊固底 板加速或者在其以恒定速度移動時使液壓機36連接到無壓力的循環 上。在前面描述的實施例中使用旋轉的液壓機36。當然也可以使用其 它液壓機類型，例如可線性調節的液壓機。下面根據圖3和4來解釋 這類實施例。在圖3示出的實施例中，使用一種柱塞泵作為線性的液壓機60， 從而在活動的緊固底板2打開和閉合運動制動時對高壓蓄能器HD進 行增壓。類似于在圖1中示出的實施例，通過滾珠絲杠傳動機構4實 現活動的緊固底板2的驅動，該滾珠絲杠傳動機構具有固定在緊固底 板2上的絲杠6和沿軸向移動絲杠的、可旋轉地支承在機架上的絲杠 螺母8。絲杠螺母通過齒形皮帶傳動機構10由電動才幾12驅動。線性液壓機60具有與模具緊固底板2連接的液壓缸殼體62,該液 壓缸殼體包圍絲杠6的一,殳，其中絲杠在端面側/人液壓缸殼體62中伸 出。在液壓缸殼體62中軸向可移動地導引柱形活塞64。該柱形活塞構 造成空心活塞并且被絲杠6從中穿過。在柱形活塞64的活塞裙66上 構造徑向突出的活塞帶68,該活塞帶與液壓缸殼體62的兩個端壁段限制空間70和空間72。活塞裙66的在圖3右側連接活塞帶68的部分從 液壓缸殼體62的端壁74中穿過并且支撐在機架上。以此，在調節活 動的緊固底板2時將液壓缸殼體62的兩個空間70、72相反地變大或者 說變小。類似于按圖2的實施例，沿緊固底板2的兩個運動方向將高 壓蓄能器HD增壓。然后可以通過工作管路58將存儲的能量用于向壓 注機的其它負載供給壓力介質。在示出的實施例中，左邊(按圖3的 視圖)的壓縮室70通過吸入管路42和吸入閥44與低壓蓄能器ND連 接，并且通過增壓管路38和壓力閥40與高壓蓄能器HD連接。右邊的 壓縮室72通過另外的吸入管路54和另外的吸入閥56與低壓蓄能器ND 處于壓力介質連接中，并且通過另外的增壓管路50和另外的壓力閥52 與高壓蓄能器HD處于壓力介質連接中。吸入管路42和另外的吸入管 路54可以通過循環管^各46和循環分配閥48相互連接，使得液壓機60 在緊固底板2加速或者恒定運動時連接到循環上，其中直接相互連接 兩個空間70、 72。在圖3中向右移動緊固底板2 (閉合模具)時，在閥門48關閉時 將壓力介質從變小的壓縮室70通過壓力閥40朝高壓蓄能器HD或者朝 附加負載輸送。然后，低壓蓄能器ND通過另外的吸入閥56和另外的 吸入管路54與變大的壓縮室72連接，使得壓力介質流入該壓縮室。 在施加閉合力以及隨后的打開運動時，通過打開循環分配閥48將液壓 機60連接到循環上。將循環分配閥48再次關閉，用于打開運動的制 動，使得壓力介質從從現在起變小的壓縮室72通過另外的壓力閥52 和另外的增壓管路50朝高壓蓄能器HD輸送，并且通過吸入閥44和吸 入管路42從低壓蓄能器ND輸送到壓縮室70中。在這類具有被動的吸 入閥/壓力閥40、 44、 52、 56的實施例中，液壓蓄能器HD不能沒有 問題地用于模具緊固底板2的加速。可以排除該缺點，方法是使用可 主動切換的閥門來分別替換,皮動的閥門40、 44、 52、 56。在圖4中示 出這類線路。在該實施例中，僅僅構造成單向閥的吸入閥44、 56和壓力閥40、 52由吸入分配閥74、另外的吸入分配閥78或者i兌壓力分配閥76和另 外的壓力分配閥80代替。在其它方面，構造相應于圖3的構造，從而 另外的說明不是必要的。在模具緊固底板2的閉合運動(在圖4中向 右的運動)制動時，將閥門切換到其在圖4中示出的位置中，使得壓縮室70通過壓力分配閥76與高壓蓄能器連接，并且變大的壓縮室72 通過另外的吸入分配閥78與低壓蓄能器連接。為了使用在打開運動制 動時釋放的動能，兩個閥門76、78切換到其關閉位置中且兩個閥門80、 74相應地打開，使得壓力介質從壓縮室72朝高壓蓄能器輸送，以及從 低壓蓄能器輸送到變大的壓縮室70中。為了支持緊固底板2的加速， 可以分別連接高壓蓄能器HD，從而由作為液壓馬達起作用的線性液壓 機60支持滾珠絲杠傳動機構4。也就是說，例如為了將模具緊固底板 2沿閉合方向加速，打開另外的壓力分配閥80和吸入分配閥74，從而 以相應于活塞帶68的作用面和高壓蓄能器中的壓力的力沿閉合方向額 外地將模具緊固底板2加速。加速的這類任意的連接不能以圖2和3的^L圖中的被動控制元件 實現。顯然，在按圖1的變型方案中也可以使用相應于圖3和4中的實 施例的線3各，從而同樣可以為支持加速而^f吏用旋轉的液壓機36。公開了壓注機的閉合單元，其中為了驅動液壓機，使用在活動的 模具緊固底板制動時減少的動能，通過該液壓機可以對高壓蓄能器進 行增壓。ii
權利要求
1.壓注機的或者類似機器的閉合單元，具有活動的模具緊固底板(2)，該模具緊固底板可以借助于電動的驅動裝置(4)相對于固定的模具緊固底板運動，其特征在于液壓機(36、60)，該液壓機可以在活動的模具緊固底板制動時驅動，從而對高壓蓄能器進行增壓或者向其它負載供給壓力介質。
2. 按權利要求1所述的閉合單元，其中構造具有兩個工作方向的 液壓機(36、 60),并且可以通過增壓閥裝置(40、 44、 52、 56; 74、 76、 78、 80)在兩個輸送方向上與高壓蓄能器(HD)或低壓蓄能器(ND) 連接。
3. 按權利要求2所述的閉合單元，其中所述增壓閥裝置具有朝高 壓蓄能器的方向打開的、布置在增壓管路(38、 50)中的壓力閥(40、 52、 76、 80)和布置在吸入管路(42、 54)中的、朝液壓機(36、 60) 的低壓接頭的方向打開的吸入閥(44、 56、 74、 78)。
4. 按權利要求3所述的閉合單元，其中為每個工作方向配屬了吸 入閥和壓力閥(40、 44、 52、 56; 74、 76、 78、 80)。
5. 按權利要求3或4所述的閉合單元，其中所述吸入閥和壓力閥 (40、 44、 52、 56; 74、 76、 78、 80)可以被動地或者主動地進行操作。
6. 按權利要求1到5中任一項所述的閉合單元，其中所述液壓機 是旋轉的液壓機(36 ),該液壓機在制動時作為用于對高壓蓄能器(HD ) 增壓的泵起作用，并且在活動的模具緊固底板(2)加速或者以恒定速 度運行時作為用于驅動負載的液壓馬達起作用。
7. 按權利要求6所述的閉合單元，其中所述液壓機與電動的驅動 裝置(4)的電動機(12)耦合。
8. 按權利要求1到5中任一項所迷的閉合單元，其中所述液壓機 是線性的液壓機(60),該液壓機在制動時作為用于對液壓蓄能器增 壓的泵起作用，并且在活動的模具緊固底板(2)加速或者以恒定速度 運行時作為用于驅動負載的液壓馬達起作用。
9. 按權利要求8所述的閉合單元，其中所述線性的液壓機是柱塞 機器，該柱塞機器的柱形活塞(64)或液壓缸殼體(62)在與活動的 模具緊固底板(2)的有效連接中是可以調節的，從而壓力介質可以在 制動時通過增壓閥裝置(40、 44、 52、 56; 74、 76、 78、 80)從變小的壓縮室(70、 72)朝高壓蓄能器(HD)輸送，以及從低壓蓄能器(ND) 輸送到變大的壓縮室(72、 70)中。
10. 按權利要求9所述的液壓機，其中所述液壓缸殼體(62)支 撐在活動的模具緊固底板(2)上，并且柱形活塞(64)支撐在機架上。
11. 按權利要求9或IO所述的閉合單元，其中所述柱形活塞(64) 包圍電動的驅動裝置(4)的絲杠(6)并且在固定在活動的模具緊固 底板(2)上的液壓缸殼體(62)中導引，液壓缸殼體本身被絲杠(6) 從中穿過。
12. 按上述權利要求中任一項所述的閉合單元，具有用于連接液 壓機(36、 60)的兩個接頭的循環閥(48)。
全文摘要
公開了一種壓注機的閉合單元，其中為了驅動液壓機而使用在活動的模具緊固底板制動時減少的動能，通過該液壓機可以對高壓蓄能器進行增壓。
文檔編號B22D17/20GK101259744SQ20081008349
公開日2008年9月10日 申請日期2008年3月7日 優先權日2007年3月8日
發明者J·丹特爾格拉伯 申請人:羅伯特.博世有限公司