專利名稱：用于可控制地移近并壓下注射噴嘴的方法以及注射設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及借助一個(gè)壓下驅(qū)動(dòng)裝置和一個(gè)移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置可控制地使注射設(shè)備移近和離開并把注射噴嘴壓下到注塑機(jī)的模具或模型上的方法。本發(fā)明還涉及具有用于使注射設(shè)備移動(dòng)并把注射噴嘴壓向注塑機(jī)模具的可控驅(qū)動(dòng)裝置，它包括兩個(gè)可獨(dú)立起動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，即一個(gè)用于獲得壓下力的壓下驅(qū)動(dòng)裝置和一個(gè)用于注射設(shè)備的大移動(dòng)路程的移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置。
·根據(jù)第一工作方式，為了整個(gè)工作時(shí)間，注射噴嘴例如整天被始終壓下在模具側(cè)。
·在某些應(yīng)用場(chǎng)合下，人們希望在每次注料后在模具和注射噴嘴之間產(chǎn)生至少一次熱接觸中斷。
·在第三種情況下，在每次注料后，使噴嘴周期性地回撤幾個(gè)毫米或幾個(gè)厘米，從而在注射噴嘴和模具之間出現(xiàn)一道真正的縫隙。
根據(jù)特殊要求，在現(xiàn)有技術(shù)中提出了截然不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，大多數(shù)不言而喻地優(yōu)選一種特殊的工作方式。
主要在周期性使注射噴嘴抬離模具或模型的情況下，在每次注料后，要避免堅(jiān)硬撞擊和相應(yīng)的周期性定位沖擊。如果噴嘴壓下力和/或定位沖擊太大，則由此可能造成模具和模具固定件受損。此外，在所有工作方式中都必須考慮，尤其是在注射材料中的壓力最大時(shí)，壓下力是否大到足以使注射噴嘴在任何時(shí)刻都不會(huì)因塑料壓力而不希望地抬離定位點(diǎn)并且因所形成的縫隙而使注射材料外流。在定位點(diǎn)的材料外流直接對(duì)質(zhì)量并首先是注塑件精度產(chǎn)生不利影響。事故意義上的材料外流必須通過適當(dāng)設(shè)計(jì)壓下驅(qū)動(dòng)裝置來避免。在注射設(shè)備通過液壓缸來運(yùn)動(dòng)的傳統(tǒng)液壓設(shè)備中，所述問題可以通過精確控制和調(diào)整油壓和油量來很簡(jiǎn)單地解決。為了徹底控制壓下力，通過相應(yīng)的傳感器探測(cè)當(dāng)前實(shí)際狀態(tài)并且連續(xù)不斷地采取必要的修正措施。由于研制出了單純的電驅(qū)動(dòng)式注塑機(jī)而出現(xiàn)了一個(gè)嶄新的局面。
JP-A 60-259419示出了一個(gè)電驅(qū)動(dòng)式機(jī)器的老的解決方案。注射設(shè)備和用于移近和壓下的驅(qū)動(dòng)裝置一起被固定在機(jī)座上。通過驅(qū)動(dòng)裝置，注射噴嘴被頂在模具上。通過帶有齒輪-絲杠驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電機(jī)是設(shè)備移動(dòng)，直到噴嘴被定位。這臺(tái)電機(jī)通過繼續(xù)使電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)而在一組接在中間的彈簧中獲得所需的壓下力，從而在停住電機(jī)軸后，積蓄在繃緊彈簧中的壓力足以在整個(gè)注射過程中可靠地完成壓下任務(wù)。隨后，例如根據(jù)EP-A 293617、EP-A 328671、EP-A 422224，按照不同設(shè)計(jì)思路進(jìn)一步研制出了相應(yīng)的借助彈簧的解決方案。使用彈簧的一大優(yōu)點(diǎn)就是，在噴嘴猛撞到模具上時(shí)，有效地產(chǎn)生了緩沖效果。
根據(jù)DE 19580020的最新解決方案繼續(xù)提出了一個(gè)措施。這個(gè)構(gòu)思也是基于電氣驅(qū)動(dòng)式注塑機(jī)?？梢跃_調(diào)節(jié)注射噴嘴的運(yùn)動(dòng)并且可以沒有阻尼彈簧地使注射噴嘴無沖擊地移動(dòng)到位。與以前的借助彈簧的解決方案不同，DE 19580020提出了以下三個(gè)主要步驟·為了產(chǎn)生傳力結(jié)構(gòu)，注射噴嘴通過拉緊桿柱或柱桿被緊固在固定半模和注射單元之間。
·將一電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的用于產(chǎn)生噴嘴壓下力的超速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成沒有彈簧，其中·設(shè)有用于根據(jù)注射力或注射壓力來調(diào)節(jié)噴嘴壓下力的控制機(jī)構(gòu)。
根據(jù)改進(jìn)提案，可以作為注射力或注射壓力變化過程的函數(shù)地來控制噴嘴壓下力并且通過調(diào)節(jié)一伺服電機(jī)的扭矩來進(jìn)行控制。此外，還可以按照設(shè)備位置來控制噴嘴壓下力。無庸置疑的是，與以前的借助彈簧的解決方案相比，可以借助根據(jù)DE 19580020的解決方案而水平更高地來控制整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程和壓下力獲得。根據(jù)DE 19580020的解決方案具有節(jié)約能量的巨大優(yōu)勢(shì)，這是因?yàn)橹挥性趬合逻^程和增壓過程需要時(shí)，才產(chǎn)生最大的壓下力。模具不會(huì)受到不需要的力，并且所需的電機(jī)功率被降低到最小值。試驗(yàn)表明，從靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的變化過程來看，無彈簧的解決方案與借助彈簧的解決方案相比可以通過精心設(shè)計(jì)的調(diào)整裝置得到最佳控制。但是，這兩個(gè)解決方案的前提條件就是要使用伺服電機(jī)或至少類型等同的電機(jī)。最新的實(shí)踐表明，電氣解決方案要比液壓方式昂貴許多。高昂的機(jī)器價(jià)格并不是在所有情況下都是行得通的。
本發(fā)明人認(rèn)識(shí)到，在所提到的文獻(xiàn)中的所述問題只是一方面的，在背景技術(shù)中主要提出了兩個(gè)方面，即無需能量輸入的獲得應(yīng)有壓力以及無沖擊的安置定位。對(duì)許多應(yīng)用場(chǎng)合來說，這兩個(gè)方面得到了很高的評(píng)價(jià)。確切地說，不同的應(yīng)用領(lǐng)域提出了這些有用的實(shí)際要求，例如在CD生產(chǎn)和預(yù)制體生產(chǎn)中，其中對(duì)注塑件尺寸有關(guān)地年復(fù)一年地采用了相同的模具尺寸和噴嘴尺寸。
在自動(dòng)的注射工作中，注射噴嘴被一次定位并獲得一個(gè)或許可選的壓下力。在不用使設(shè)備回撤的情況下，這在注射工作中如一整天里進(jìn)行。為了完成注塑或?yàn)榱税惭b或維修，設(shè)備必須比較遠(yuǎn)地離開模具。所提出的現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)暗示出，實(shí)際上噴嘴幾乎每隔幾個(gè)小時(shí)就會(huì)撞到模具上。在許多實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合中，出現(xiàn)了要最多一天幾次的無沖擊定位問題。
本發(fā)明方法特點(diǎn)是，為了注射，注射設(shè)備借助移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置移近并且接通該壓下驅(qū)動(dòng)裝置，由該壓下驅(qū)動(dòng)裝置承擔(dān)并控制正常注射工作所需的壓下力以及所需的注射噴嘴運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明的注射設(shè)備的特點(diǎn)是，該壓下驅(qū)動(dòng)裝置配備有一個(gè)可控的離合器，可以通過該離合器在注射噴嘴和模具之間產(chǎn)生盡可能無間隙的傳力狀況。
本發(fā)明人認(rèn)識(shí)到，在已知的解決方案中，除了單純的液壓驅(qū)動(dòng)裝置外，人們都要為只有一個(gè)可控驅(qū)動(dòng)裝置的所有應(yīng)用場(chǎng)合要付出高昂代價(jià)。出于簡(jiǎn)單理由，即只因必須用一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置來完成兩個(gè)基本功能即移動(dòng)和壓下，所以這是不可能的。整個(gè)注射設(shè)備非常精確地支承在導(dǎo)向機(jī)構(gòu)上并且間隙很小，因此，單是移動(dòng)設(shè)備，幾公斤的力就足夠了。該設(shè)備可以快速且無阻力地按所需路程一直移動(dòng)到定位或被擋住。對(duì)于第二階段即獲得壓下力，因簡(jiǎn)單理由而需要最少的能量，即因?yàn)閺默F(xiàn)在起幾乎不需要移動(dòng)了。實(shí)際上，主要在成本低廉的設(shè)想框架內(nèi)，新解決方案融合了已知解決方案的重要優(yōu)點(diǎn)。至少在小型機(jī)器中，注射設(shè)備具有一個(gè)比較小的質(zhì)量，因此，可以用最簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)來進(jìn)行單純的來回移動(dòng)或移近和離開。最簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)在同樣的意義上也適用于壓下驅(qū)動(dòng)裝置，以便能夠耗能最少地獲得一個(gè)大的力。這幾乎不需要位移就能實(shí)現(xiàn)。
在DE 4008478中使用了這樣的設(shè)想。DE 4008478提出了，兩個(gè)基本功能完全分開地用一個(gè)也已知的且移動(dòng)運(yùn)動(dòng)的力較小但行程較長(zhǎng)的移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置以及一個(gè)獨(dú)立的、本身已知的并且具有大力和小行程的用于產(chǎn)生噴嘴壓下力的驅(qū)動(dòng)裝置來完成。塑化單元依靠一底座的滑動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)朝著鎖合機(jī)構(gòu)地移入模具。在注射過程中產(chǎn)生壓下力。用于壓下的短行程活塞缸式驅(qū)動(dòng)裝置由一個(gè)在底座中被固定在塑化單元下的并與塑化單元的縱軸線相交成銳角的壓力缸?；钊麠U或其或活塞面朝向塑化裝置驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。在塑化單元的底側(cè)上設(shè)有一個(gè)墊板，只有當(dāng)塑化單元已貼著模具時(shí)，活塞缸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的活塞桿才移向該墊板。塑化單元超過墊板。這兩個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置在結(jié)構(gòu)上完全獨(dú)立。用于壓下的壓力缸只能在一個(gè)方向上發(fā)揮作用。
在新解決方案中，重點(diǎn)是以下兩個(gè)功能a)離合功能，b)尤其是微小運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)功能。
微小運(yùn)動(dòng)是這樣的作用，即它們是通過獲得相當(dāng)高的如1-5噸的力而產(chǎn)生的，一方面它們是毫米級(jí)或更小的但大多數(shù)小于10毫米的運(yùn)動(dòng)，另一方面，它們是由材料膨脹引起的最小運(yùn)動(dòng)造成的。根據(jù)所述新解決方案，注射噴嘴借助離合器并同時(shí)通過壓下驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)而投入工作，并且可以根據(jù)所選模式確保各種不同工作方式所需的功能。本發(fā)明人認(rèn)識(shí)到一個(gè)非常重要的情況并最佳地考慮用于解決方案。如上所述，實(shí)際上存在兩個(gè)注塑機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域，即這兩個(gè)領(lǐng)域可以用兩種特殊產(chǎn)品即CD和PET瓶的預(yù)制體來規(guī)定。
在這兩種情況下，總是使用同類型的模具和噴嘴結(jié)構(gòu)。結(jié)果，在設(shè)備和模具之間的物質(zhì)在注塑工作中總是一樣的。新解決方案如此利用這種狀況，即選擇最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)措施。這兩個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域是典型注塑機(jī)的領(lǐng)域。在這里，一般在同一臺(tái)機(jī)器中使用不同的模具。不過，在這里，也需要各式各樣的噴嘴，以便能夠在具體情況下使注塑過程最佳化。
新發(fā)明提供了兩個(gè)具體的變型解決方案。在第一種情況下，例如可以用最簡(jiǎn)單的氣缸來完成移動(dòng)和壓下功能，與之相比，現(xiàn)有技術(shù)的許多解決方案都牽涉到小部分的結(jié)構(gòu)成本。如果給定模具和注射噴嘴的尺寸變化，則可以額外花費(fèi)很少地把壓下驅(qū)動(dòng)裝置接入任意位置中。
在任何情況下，這兩個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置都是根據(jù)其特殊目的而構(gòu)造的。如以下還要說明的，可以根據(jù)特殊應(yīng)用場(chǎng)合并根據(jù)所需的尺寸和生產(chǎn)率來設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)的解決方案。
至于相應(yīng)的非常有利的設(shè)計(jì)方案，參見權(quán)利要求2-6以及8-24。
根據(jù)本發(fā)明方法的一個(gè)非常有利的實(shí)施方式，注射設(shè)備一方面回撤，另一方面，它和注射噴嘴一起移向止擋，從而在設(shè)備每次長(zhǎng)距離移動(dòng)后，注射噴嘴由被定位到一個(gè)用于壓下驅(qū)動(dòng)裝置的規(guī)定原始位置或零點(diǎn)位置。此外，有利地通過起動(dòng)輔助驅(qū)動(dòng)裝置并最好通過一個(gè)直接作用的直線移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置來確?！耙苿?dòng)”控制功能?！皦合隆笨刂乒δ馨ㄒ粋€(gè)大的力或預(yù)緊力和最小的注射噴嘴移動(dòng)路程并且通過一個(gè)壓下去裝置實(shí)現(xiàn)。
此外，尤其是對(duì)于正常自動(dòng)工作來說，一方面通過“壓下”控制功能或上述微小運(yùn)動(dòng)控制功能來確保周期性壓下過程，另一方面，只通過壓下驅(qū)動(dòng)裝置來確保中斷熱接觸或在注射噴嘴和模具之間產(chǎn)生一道小縫。通過可切換的離合器，在注射噴嘴和模具之間形成盡可能無間隙的傳力。對(duì)于正常的注射工作，離合器長(zhǎng)時(shí)間保持接合狀態(tài)。因此，“接合”過程沒有特殊要求，除了工作安全性、連接的持久性或尺寸穩(wěn)定性。不需要轉(zhuǎn)換節(jié)奏快的離合器。當(dāng)需要時(shí)，噴嘴壓下力與所需注射力或注射壓力有關(guān)地或作為注射力或注射壓力變化過程的函數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)或控制。
噴嘴壓下驅(qū)動(dòng)裝置具有一可控離合器，它可以為了如用于維修或靜止?fàn)顟B(tài)而操作移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的時(shí)間段被斷開。壓下裝置具有一個(gè)拉緊桿柱，通過該拉緊桿柱將注射設(shè)備、固定半模和離合器緊固在一起。有利地設(shè)置兩個(gè)壓下裝置，它們平行且對(duì)稱地設(shè)置在注射設(shè)備的兩側(cè)，從而壓下裝置的工作軸線和注射落感的軸線構(gòu)成一個(gè)公共叛逆顧眄。拉緊桿柱或柱的長(zhǎng)度的一部分被如此設(shè)計(jì)成滾珠絲杠或滾柱絲杠或絲杠驅(qū)動(dòng)裝置的形式，即注射設(shè)備在接合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)后通過迫使一個(gè)相應(yīng)的滾珠絲杠螺母或滾柱絲杠螺母轉(zhuǎn)動(dòng)而被壓到夾緊板上。滾珠絲杠或滾柱絲杠最好在生產(chǎn)過程中始終通過一個(gè)相應(yīng)的滾珠絲杠螺母或滾柱絲杠螺母處于傳力連接中。在結(jié)束整天工作或每周工作后，脫開離合器，從而滾珠絲杠螺母或滾柱絲杠螺母可以在空程中一起轉(zhuǎn)動(dòng)，以使設(shè)備移動(dòng)。
根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案，壓下驅(qū)動(dòng)裝置具有一個(gè)齒條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，它可以為了如為維修或靜止而操作移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的時(shí)間段被脫開或從一個(gè)夾緊位置松開。
新解決方案允許出現(xiàn)這樣的情況，即在許多應(yīng)用場(chǎng)合中，都通過起動(dòng)獨(dú)立的可控缸并最好是氣缸來確保壓下驅(qū)動(dòng)裝置和移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置。此外，為了進(jìn)行噴嘴壓下工作，使用兩個(gè)直接作用的大面積氣缸。通過調(diào)節(jié)在大面積氣缸中的有效空氣壓力，可以隨意調(diào)節(jié)和控制壓下力的作用時(shí)間和力大小并且適應(yīng)于各種情況。不用說，一個(gè)缸且尤其是一個(gè)氣缸不僅僅是最簡(jiǎn)單的直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。也可以最佳地設(shè)置缸和壓力調(diào)節(jié)閥并且通入壓力供應(yīng)機(jī)構(gòu)。借助氣缸的解決方案從成本方面來說要比可控伺服電機(jī)便宜得多。用于噴嘴定位和再離開的缸必須只確保來回運(yùn)動(dòng)，因此，可以特別簡(jiǎn)單且成本低廉地構(gòu)成這個(gè)部分。這意味著，在構(gòu)造技術(shù)方面，用于獲得壓力的驅(qū)動(dòng)裝置的整個(gè)具體結(jié)構(gòu)可以與最簡(jiǎn)單的氣缸有關(guān)。
用于設(shè)備運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置最好被安置在機(jī)器中央并大致在兩個(gè)側(cè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的高度上。噴嘴壓下裝置具有兩個(gè)與噴嘴軸線對(duì)稱的并大致設(shè)置在噴嘴軸線高度上的拉緊桿柱或拉條。從橫截面圖看，在用于設(shè)備移動(dòng)的直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的軸線與兩個(gè)噴嘴壓下裝置之間出現(xiàn)一個(gè)三角形。為了注射噴嘴的“空行程”，移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)且尤其是一個(gè)氣缸在必須克服輕微移動(dòng)阻力的地方即大致在導(dǎo)軌高度處發(fā)揮作用。而為了獲得壓下力，與噴嘴軸線對(duì)稱地把相當(dāng)大的力傳遞給兩側(cè)。還可以想象到的是，也可以設(shè)置三個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置。這樣一來，精確地為獲得力選擇沒有橫力的動(dòng)力作用。相應(yīng)的控制裝置能夠使該設(shè)備借助直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)至少移到定位點(diǎn)附近。不過，在許多場(chǎng)合下，噴嘴移入一個(gè)精確規(guī)定的位置，例如止擋或，一直移動(dòng)到位，以提供一個(gè)聯(lián)接規(guī)定位置。在離合過程后，通過該控制機(jī)構(gòu)起動(dòng)第二驅(qū)動(dòng)裝置以便獲得壓下力并且產(chǎn)生所需的力。在注塑階段中，斷開直線移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置。最好不承受負(fù)荷地進(jìn)行接合和斷開，就是說，至少壓下驅(qū)動(dòng)裝置未被起動(dòng)。
一旦注射過程結(jié)束并解除壓下力并脫開離合器，則可以利用直線驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)力使整套注射設(shè)備沿相反方向返回原始位置。在目前最便宜的解決方案中，共四個(gè)或五個(gè)簡(jiǎn)單的氣缸就足以確保使噴嘴定位的運(yùn)動(dòng)功能。
拉緊桿柱或拉條在其部分長(zhǎng)度上被設(shè)計(jì)成滾珠絲杠或滾柱絲杠的形式，從而注射設(shè)備可以在滾柱絲杠的任何位置上被接入并且可通過使一個(gè)滾珠絲杠螺母或滾柱絲杠螺母被迫轉(zhuǎn)動(dòng)而被壓下到夾緊板上。滾珠絲杠螺母或滾柱絲杠螺母相對(duì)離合器是如此布置的，即它在空程中被帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)并只有在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)壓下和接入的時(shí)間段內(nèi)起到傳遞壓下力的作用。滾珠絲杠螺母或滾柱絲杠螺母被牢固地支承在注射設(shè)備的殼部上，從而它在移動(dòng)行程中因空轉(zhuǎn)而沒有對(duì)直線移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生阻力。
注塑機(jī)最好是臥式塑料注塑機(jī)并且配備有控制機(jī)構(gòu)以便選擇各種不同的工作方式-一方面周期性壓下并且中斷熱接觸的自動(dòng)工作，或者另一方面在注射噴嘴和模具之間產(chǎn)生一個(gè)縫隙；-以可選的周期過程進(jìn)行手動(dòng)驅(qū)動(dòng)或試驅(qū)動(dòng)；-伺服驅(qū)動(dòng)，其中，根據(jù)當(dāng)前工作方式來起動(dòng)噴嘴壓下驅(qū)動(dòng)裝置或移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，各不工作的部分被斷開或脫開。
圖5a、5b表示圖2-圖4的解決方案的變型方式，它具有旋轉(zhuǎn)葉片驅(qū)動(dòng)裝置；圖5c放大示出了圖5b的旋轉(zhuǎn)葉片驅(qū)動(dòng)裝置；圖6表示例如用于CD生產(chǎn)或PET預(yù)制體生產(chǎn)的機(jī)器的氣動(dòng)式驅(qū)動(dòng)構(gòu)思；圖7表示用于圖6的噴嘴壓下驅(qū)動(dòng)裝置及移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的基礎(chǔ)部件；圖8表示處于靜止位置或最外回撤位置的圖6、7的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；圖9對(duì)應(yīng)于圖8，但它示出了處于塑料注射工作位置上的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；

圖10示出了用于CD生產(chǎn)的雙模；圖11、12表示具有齒條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的壓下驅(qū)動(dòng)裝置的另一個(gè)設(shè)計(jì)方案，其中可選擇地接入離合器。
在所示例子中，模具夾緊板或夾緊板2也支承在導(dǎo)軌11上并且通過柱12與驅(qū)動(dòng)側(cè)相連以使活動(dòng)模13移動(dòng)。但要說明整套注射設(shè)備7的直線運(yùn)動(dòng)，這種直線運(yùn)動(dòng)是通過移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置29實(shí)現(xiàn)的。存在這樣的可能性，即當(dāng)例如為了維修調(diào)整而相應(yīng)地形成用于柱的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，由夾緊板2和注射設(shè)備7構(gòu)成的整組部件將一起移動(dòng)，如箭頭14所示。用于使塑化螺桿17周詳運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)位于一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置箱體15中。為了使螺桿17轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)置另一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)16。關(guān)于注射設(shè)備7，圖1示出了利用較小的力但位移很大地使整套設(shè)備直線移動(dòng)或移近和安裝到位。氣缸8在后端上通過一個(gè)聯(lián)桿18與注射單元6相連或被固定在其底板19上?；钊麠U20通過凸緣21與夾緊板2固定連接。壓縮空氣P通過一個(gè)轉(zhuǎn)換閥或換向閥22以及控制閥23以及管路25和25′來輸送。氣缸9的功能主要是使注射設(shè)備前后運(yùn)動(dòng)或者將其安置在一個(gè)規(guī)定位置上。
圖2、3示出了用于注塑機(jī)的壓下驅(qū)動(dòng)裝置31的一個(gè)實(shí)施例，其中參數(shù)“X”可以變化。機(jī)器的中央軸線用MMA-MMA表示，它同時(shí)包含了注射噴嘴4的軸線。氣缸9大致在兩個(gè)導(dǎo)軌8的區(qū)域h、h′內(nèi)位于中心，就象用間距值a、a表現(xiàn)出來的那樣。在注射噴嘴的左右是用于壓下驅(qū)動(dòng)裝置31、31′的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)30和30′，它們成兩個(gè)一樣的氣缸的形式。氣缸28、28′分別通過一個(gè)在后端上的轉(zhuǎn)動(dòng)銷32與一個(gè)凸緣33連接，從而缸能夠完成輕微的轉(zhuǎn)動(dòng)?；钊麠U45、45′也與一個(gè)離合器34鉸接，該離合器可以與在注射噴嘴每側(cè)的相應(yīng)的拉桿或拉條35同步地有效連接。兩個(gè)拉條35相對(duì)中央平面MMA是對(duì)稱的并且處于與注射噴嘴4軸線4′一樣的高度上，它們和該軸線一起構(gòu)成一個(gè)共同的水平平面E-E，如圖2所示，并且這兩個(gè)拉條35的各中心Z1、Z2、Z3與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)30一起構(gòu)成一個(gè)三角形。所有三個(gè)軸線的走向都與塑化螺桿17的軸線4′平行。如圖3所示，拉條35在注射側(cè)都對(duì)活塞桿20來說是裸露的條材地通過凸緣36與夾緊板2剛性連接。在驅(qū)動(dòng)側(cè)，每個(gè)拉條35具有一個(gè)絲杠38。絲杠可以被設(shè)計(jì)成滾柱絲杠或滾珠絲杠的形式。相應(yīng)地，在滾珠絲杠或滾柱絲杠上，分別引導(dǎo)一個(gè)旁接滾珠或滾柱39。相應(yīng)的螺母或是可以通過一個(gè)普通的球軸承40自由轉(zhuǎn)動(dòng)，或是當(dāng)接入一個(gè)離合器41時(shí)，能夠使該螺母?jìng)髁Φ嘏c驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)30、30′有效連接。螺母縱向無間隙地支承在注射單元6的一個(gè)固定的殼部43的支承位置42上。用螺母擰緊離合器(或制動(dòng)器)41的內(nèi)一半，而其外一半可通過磁力方式或氣動(dòng)方式與內(nèi)一半相連。在圖3中，用許多箭頭71來表示離合過程可在絲杠全長(zhǎng)的任何位置上進(jìn)行。因此，可以補(bǔ)償參數(shù)“X”的變化。
在圖2、4中，通過兩個(gè)氣缸示出了驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)30，這兩個(gè)氣缸鉸接地安置在外殼和半離合器之間?；钊挥谝粋€(gè)可通過氣缸開關(guān)44測(cè)知的原始位置上。在所示的左半個(gè)截面中，絲杠螺距必須是右旋的，以便在活塞離開時(shí)，整套設(shè)備和進(jìn)而噴嘴被壓到模具上。當(dāng)右半個(gè)截面是對(duì)稱布置時(shí)，右絲杠必須是左旋的。
1.整套設(shè)備的移動(dòng)(圖1、4)
斷開離合器41；螺母可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)1.1向后運(yùn)動(dòng)-給缸28卸除氣壓，-斷開離合器41以及-整套設(shè)備可以借助缸9移入一個(gè)任意位置(圖1)；1.2向前運(yùn)動(dòng)-缸28總處于卸壓狀態(tài)，-仍然斷開離合器41，-整套設(shè)備和缸9一直移向噴嘴裝置；2.噴嘴壓下(圖3)-接上離合器41，-給缸28送入空氣，-缸28移動(dòng)行程SA并實(shí)現(xiàn)壓下。
不是兩個(gè)拉條36與噴嘴軸線共同位于一個(gè)水平平面內(nèi)，而是例如可以將它們布置成相互垂直，如在圖2中用對(duì)角線D-D以及兩個(gè)中心Z4和Z5所示的那樣。如果移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置29在注射設(shè)備7下部區(qū)域中并且兩個(gè)壓下驅(qū)動(dòng)裝置31在一個(gè)共同平面E-E或D-D內(nèi)與注射軸線對(duì)稱而設(shè)，則這是有利的。
圖5a、5b以圖2-4的替代方式的形式示出了一個(gè)旋轉(zhuǎn)葉片式驅(qū)動(dòng)裝置48，它不產(chǎn)生橫向力并且允許有緊湊的結(jié)構(gòu)。
旋轉(zhuǎn)葉片式驅(qū)動(dòng)裝置48具有一個(gè)帶有信號(hào)發(fā)送管的氣動(dòng)式轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置并且與一個(gè)支座80連接。旋轉(zhuǎn)葉片驅(qū)動(dòng)裝置48在滾珠絲杠35、38/滾珠絲杠螺母39上支承注射設(shè)備7和模具夾緊板2。滾珠絲杠螺母39通過一個(gè)管81和一個(gè)凸緣82被固定在模具夾緊板2上。滾珠絲杠35、38的轉(zhuǎn)動(dòng)改變了在注射設(shè)備7以及模具夾緊板2之間的參數(shù)“X”。滾珠絲杠35、38相應(yīng)地或多或少地深入管81中。管81通過凸緣83與滾珠絲杠螺母39牢固連接。旋轉(zhuǎn)葉片式驅(qū)動(dòng)裝置48通過一個(gè)離合器或固定盤84與電磁鐵相連并且與一個(gè)帶電磁鐵的離合器部件85或定子接合。離合器部件85通過一凸緣86與注射設(shè)備7相連。離合器部件85具有一個(gè)有帶槽螺母88支承部87，它通過一個(gè)帶軸封90的中間件89與離合器部件85相連。旋轉(zhuǎn)葉片式驅(qū)動(dòng)裝置48通過一凸緣91以及一固定盤92與離合器部件85相連。在接入旋轉(zhuǎn)葉片式驅(qū)動(dòng)裝置48和接合上離合器部件84、85后，執(zhí)行調(diào)節(jié)功能。通過滾珠絲杠螺母來實(shí)現(xiàn)巨大的傳動(dòng)比，從而通過氣動(dòng)的旋轉(zhuǎn)葉片式驅(qū)動(dòng)裝置48確保了把注射噴嘴壓到模具上的巨大的力。
在日以繼夜的生產(chǎn)過程中，注射驅(qū)動(dòng)裝置可以唯一地起動(dòng)并且為每個(gè)獨(dú)立的注射周期確保了相應(yīng)的微小運(yùn)動(dòng)。圖6-圖10示出了一個(gè)單純的利用缸并最好是氣缸的解決方案。為了簡(jiǎn)化，與上述例子中一樣的功能件用相同的標(biāo)記表示。為了注射驅(qū)動(dòng)，在注射噴嘴4兩側(cè)分別設(shè)置一個(gè)大面積氣缸50、50′，它們可以如此通過一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的活塞桿52、52′移入夾緊板2的對(duì)應(yīng)孔中，即在到達(dá)一個(gè)O位置(O點(diǎn))時(shí)，可以起動(dòng)一個(gè)沿其橫向移動(dòng)的鎖定機(jī)構(gòu)53。由于涉及的是純粹的氣動(dòng)解決方案，所以也由小型鎖定缸55來操作固定銷54。圖7示出了鎖定工作位置或真正的工作位置。通過氣缸50來調(diào)節(jié)噴嘴26的定位力。圖8示出了整套注射設(shè)備靠后位置的極限位置。活塞桿20完全離開。
圖10舉例示出了用于制造光盤70的兩個(gè)半模3、3′。
圖11、12作為另一個(gè)用于壓下驅(qū)動(dòng)裝置31的實(shí)施形式示出了一個(gè)齒條超速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)60。在拉桿35端部上，它在兩側(cè)具有一個(gè)齒61。齒條或其成拉桿形式的延長(zhǎng)部按照與圖3一樣的方式被固定在模具夾緊板2中。在這里，在注射單元6的后區(qū)內(nèi)執(zhí)行離合功能。齒條超速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)60具有一個(gè)有一短程缸63的離合器62，其兩側(cè)各有一個(gè)偏轉(zhuǎn)桿59和一個(gè)用于與齒61嚙合的小齒輪64、64′。圖11示出了為了使設(shè)備移動(dòng)而斷開的位置。注射設(shè)備7通過氣缸9進(jìn)入鎖定位置(按箭頭72和雙箭頭73的可選位置)。通過操作短程缸63，使小齒輪64、64′與齒61嚙合(圖12)。通過一個(gè)帶嚙合齒65′的轉(zhuǎn)桿65，小齒輪64、64′被驅(qū)動(dòng)，以獲得所需的微小運(yùn)動(dòng)和壓力。轉(zhuǎn)桿65可以按照與圖2的解決方案一樣的方式被驅(qū)動(dòng)。
在所有所示的解決方案中，可以分頭獨(dú)立控制移近/離開以及注塑過程的真正工作是一個(gè)重要前提條件。
權(quán)利要求
1.借助一個(gè)壓下驅(qū)動(dòng)裝置以及一個(gè)移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置(29)可控制地使注射設(shè)備(7)移近和離開并把注射噴嘴(4)壓到一臺(tái)注塑機(jī)的模具或模型(3)上的方法，其特征在于，為了注射，注射設(shè)備(7)借助移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置(29)移近并且接通該壓下驅(qū)動(dòng)裝置(31)，由該壓下驅(qū)動(dòng)裝置(31)承擔(dān)并控制正常注射工作所需的壓下力以及所需的注射噴嘴(4)運(yùn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過用于壓下驅(qū)動(dòng)裝置(31)的可切換的離合器(34，41，62)，在注射噴嘴(4)和模具(3)之間產(chǎn)生盡可能無間隙的傳力狀況，并且通過接合而產(chǎn)生壓下驅(qū)動(dòng)裝置(31)的一個(gè)規(guī)定的原始位置或零點(diǎn)位置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，噴嘴壓下力的注射力變化過程或其注射壓力變化過程受到調(diào)節(jié)或控制。
4.如權(quán)利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，“壓下”控制功能包括注射噴嘴(4)的一個(gè)最小移動(dòng)路程或微小運(yùn)動(dòng)以及獲得一個(gè)大的力或預(yù)緊力并且通過壓下驅(qū)動(dòng)裝置(31)來實(shí)現(xiàn)，“移近和離開”控制功能包括一個(gè)小力和一個(gè)大的移動(dòng)路程并通過移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置(29)來實(shí)現(xiàn)。
5.如權(quán)利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，“壓下”控制功能包括長(zhǎng)時(shí)間壓下的正常自動(dòng)工作或?yàn)榱嗣看巫⒘纤鑹合露芷谛缘孬@得力和/或熱接觸的中斷和/或在注射噴嘴(4)和模具(3)之間產(chǎn)生一個(gè)小間隙。
6.如權(quán)利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，“移近和離開”控制功能通過起動(dòng)一個(gè)輔助驅(qū)動(dòng)裝置來實(shí)現(xiàn)，其中注射設(shè)備(7)一方面回撤并且另一方面和注射噴嘴(4)一起移入一個(gè)用于離合過程的規(guī)定位置區(qū)內(nèi)。
7.注射設(shè)備，它具有用于使注射設(shè)備(7)相對(duì)支柱移動(dòng)并把注射噴嘴(4)壓向一臺(tái)注塑機(jī)的模具(3)的可控驅(qū)動(dòng)裝置(30)，它包括兩個(gè)可獨(dú)立起動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，即一個(gè)用于獲得壓下力的壓下驅(qū)動(dòng)裝置(31)和一個(gè)用于注射設(shè)備(7)的大移動(dòng)路程的移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置(29)，其特征在于，該壓下驅(qū)動(dòng)裝置(31)配備有一個(gè)可控的離合器(27)，可以通過該離合器在注射噴嘴(4)和模具(3)之間產(chǎn)生盡可能無間隙的傳力狀況。
8.如權(quán)利要求7所述的注射設(shè)備，其特征在于，壓下驅(qū)動(dòng)裝置(31)和移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置(29)分別具有各自的機(jī)械連接件，以便獨(dú)立地在注射噴嘴(4)和模具(3)之間產(chǎn)生傳力狀況。
9.如權(quán)利要求7或8所述的注射設(shè)備，其特征在于，為了傳力地連接注射設(shè)備(7)和模具(3)，壓下驅(qū)動(dòng)裝置(31)包括一個(gè)拉緊桿柱，其中該拉緊桿柱尤其是由兩個(gè)拉桿構(gòu)成的，所述拉桿如此與注射軸線平行且對(duì)稱地布置在注射設(shè)備(7)的兩側(cè)，即其軸線和注射螺桿的軸線構(gòu)成一個(gè)公共平面。
10.如權(quán)利要求9所述的注射設(shè)備，其特征在于，壓下驅(qū)動(dòng)裝置(31)具有兩個(gè)可協(xié)調(diào)接合的驅(qū)動(dòng)件，它們分別配屬于一個(gè)拉桿(35)。
11.如權(quán)利要求7-10之一所述的注射設(shè)備，其特征在于，移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置(29)被設(shè)計(jì)成輔助驅(qū)動(dòng)裝置的形式，它可以與壓下驅(qū)動(dòng)裝置(31)無關(guān)地被起動(dòng)，并且它具有控制機(jī)構(gòu)，以便移向規(guī)定位置且尤其是用于接合壓下驅(qū)動(dòng)裝置的兩個(gè)終點(diǎn)位置。
12.如權(quán)利要求11所述的注射設(shè)備，其特征在于，移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置(29)具有一個(gè)齒條驅(qū)動(dòng)裝置或一個(gè)氣動(dòng)式驅(qū)動(dòng)裝置。
13.如權(quán)利要求12所述的注射設(shè)備，其特征在于，氣動(dòng)式驅(qū)動(dòng)裝置具有至少一個(gè)最好被牢固固定在注射設(shè)備(7)和夾緊板(2)之間的氣缸(9)，在這里，活塞桿(20)和缸體在一側(cè)被牢固固定住并且在另一側(cè)被鉸接固定住。
14.如權(quán)利要求7-13之一所述的注射設(shè)備，其特征在于，壓下驅(qū)動(dòng)裝置(31)具有至少兩個(gè)驅(qū)動(dòng)件，它們被設(shè)計(jì)成液壓缸的形式或大面積氣缸(50，50′)的形式。
15.如權(quán)利要求12所述的注射設(shè)備，其特征在于，可控離合器(27)具有兩個(gè)鎖定缸(55)，可以通過這兩個(gè)缸并借助一個(gè)可移動(dòng)的芯棒或圓錐體以及一個(gè)可移動(dòng)的爪(57)在模具(3)和液壓缸或大面積氣缸(50，50′)之間產(chǎn)生無間隙的傳力狀況。
16.如權(quán)利要求15所述的注射設(shè)備，其特征在于，鎖定缸(55)被牢牢地或可調(diào)范圍小地固定在模具側(cè)。
17.如權(quán)利要求7-13之一所述的注射設(shè)備，其特征在于，壓下驅(qū)動(dòng)裝置(31)具有一個(gè)滾珠式或滾柱式超速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(39)，“壓下”控制功能可以在在滾珠式或滾柱式超速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(39)的可選長(zhǎng)度位置上接入壓下驅(qū)動(dòng)裝置(31)后被起動(dòng)。
18.如權(quán)利要求17所述的注射設(shè)備，其特征在于，可控離合器(27)被配屬于滾珠式或滾柱式超速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(39)，結(jié)果獲得了相應(yīng)的空程運(yùn)動(dòng)或借助壓下驅(qū)動(dòng)裝置(31)的被迫傳力。
19.如權(quán)利要求17或18所述的注射設(shè)備，其特征在于，壓下驅(qū)動(dòng)裝置(31)具有一個(gè)可控的氣缸(28)或一個(gè)可控的氣動(dòng)單轉(zhuǎn)葉片或雙轉(zhuǎn)葉片。
20.如權(quán)利要求7-13之一所述的注射設(shè)備，其特征在于，壓下驅(qū)動(dòng)裝置(31)具有一個(gè)齒條式超速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，“壓下”控制功能可以在在在齒條式超速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的可選長(zhǎng)度位置上接入壓下驅(qū)動(dòng)裝置(31)后被起動(dòng)。
21.如權(quán)利要求20所述的注射設(shè)備，其特征在于，為了操作離合器(27)和壓下驅(qū)動(dòng)裝置(31)獲得力，分別設(shè)置一個(gè)可獨(dú)立控制的鎖定缸(55)。
22.如權(quán)利要求20或21所述的注射設(shè)備，其特征在于，該齒條超速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)具有兩個(gè)與注射軸線平行且對(duì)稱地布置在注射設(shè)備(7)兩側(cè)的雙齒條。
23.如權(quán)利要求7-22之一所述的注射設(shè)備，其特征在于，注射設(shè)備(7)支承在兩個(gè)側(cè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)上并且可以平行于注射螺桿軸線地移動(dòng)，用于移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)置在中央即大致在兩個(gè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的高度上，在這里，一個(gè)移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置(29)通過兩個(gè)被布置成與噴嘴軸線對(duì)稱并大致在噴嘴軸線高度上的拉桿(35)作用于機(jī)器的中央并大致在兩個(gè)側(cè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的高度上，以便使設(shè)備運(yùn)動(dòng)并壓下噴嘴。
24.如權(quán)利要求7-23之一所述的注射設(shè)備，其特征在于，為注射設(shè)備噴被控制機(jī)構(gòu)，以便選擇各種不同工作方式-在整個(gè)注射工作過程中，長(zhǎng)時(shí)間壓下的自動(dòng)工作狀態(tài)；-周期性壓下并且中斷熱接觸的自動(dòng)工作狀態(tài)，或者在注射噴嘴(4)和模具(3)之間產(chǎn)生一個(gè)間隙；-維修工作狀態(tài)；在這里，根據(jù)當(dāng)前的工作方式來起動(dòng)壓下驅(qū)動(dòng)裝置(31)或移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置(29)，各不工作部分被斷開或脫開，該注塑機(jī)最好是一臺(tái)臥式塑料注塑機(jī)。
全文摘要
新解決方案提出用于使注射噴嘴(4)移動(dòng)并壓下到注塑機(jī)模具(3)上的新方法和新裝置。此外，為了使注射設(shè)備(7)移動(dòng)和壓下注射噴嘴，設(shè)置兩個(gè)可獨(dú)立控制的驅(qū)動(dòng)裝置。新解決方案允許通過在驅(qū)動(dòng)裝置方面分開設(shè)備移動(dòng)和壓下而使用最佳適配的并首先也是成本低廉的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。設(shè)備移動(dòng)是通過一個(gè)直接作用的直線驅(qū)動(dòng)裝置如一個(gè)具有較長(zhǎng)路程且費(fèi)力較小的簡(jiǎn)單氣缸(9)實(shí)現(xiàn)的。而為了壓下，使用通過離合器連接的大面積缸(50，50′)。此外，通過相應(yīng)的微小的傳動(dòng)比，可以完成獲得最大力并耗費(fèi)最少能量的移動(dòng)路程。
文檔編號(hào)B29C45/17GK1441718SQ01812680
公開日2003年9月10日 申請(qǐng)日期2001年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月11日
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