用于注塑成型机的模具闭合单元的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请引用并要求于2017年8月7日提交的德国专利申请102017117934.8的优先权，该专利申请的公开内容通过引用以其整体并入本文。

本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的用于注塑成型机的模具闭合单元，该注塑成型机用于处理塑料和其他可塑化材料(诸如陶瓷或粉状材料)。

背景技术：

在本发明的上下文中，齿条驱动器应当被理解为包括至少一个齿条和与至少一个齿条配合的至少一个齿轮或小齿轮的驱动器，其中，驱动马达驱动至少一个齿轮或小齿轮。由此原则上，例如具有连接到连续轴的两个齿轮的马达可以接合在两个齿条中，以及各自与由马达驱动的齿轮相关联的多个(例如四个)马达可以接合在两个齿条中以进行驱动。

在本发明的上下文中，“模具闭合(formschluss)”应被理解为注塑成型机的一种状态，在该状态中在注塑模具被安装在模具安装板上并容纳在模具夹持空间中的情况下，注塑模具的各部分彼此邻接，该状态在存在注塑模具的情况下对应于模具安装板之间的最小间距。在这种状态下，通常施加有闭合力，并且将塑化材料注射到注塑模具的模具腔中。

为了在注塑模制规程之后打开注塑成型机的模具闭合单元或者在注塑模制规程之前闭合它，必须移动至少一个模具安装板。为了使注塑成型机的停滞时间尽可能短并从而获得足够程度的生产率，模具闭合单元的快速打开和闭合是所期望的。然而，由于模具安装板具有较大重量(取决于注塑成型机的尺寸)，因此必须非常仔细和细致地移动它们，否则无法确保两个模具安装板在模具闭合单元闭合期间的平行模具闭合，并且因此可导致不良的注塑成型结果和对注塑成型机的损坏。通常，闭合力和打开力的引入附加地通过对角布置的液压缸来实现，这导致对模具安装板区域的触及受到限制。此外，由于模具安装板的较大重量，因此可能出现移动模具安装板的倾斜力矩，并且这可能导致两个模具安装板不平行(而是倾斜)的后果。

根据形成权利要求1的前序部分的基础的ep0427438b1，已知一种用于注塑成型机的驱动装置，其中，在模具板中的至少一个上设置有线性驱动单元形式的驱动单元，该驱动单元具有至少一个马达、至少一个由马达驱动的齿轮组和齿条。借助马达和齿轮组来驱动齿条，由此齿轮和齿条的至少一部分被布置在壳体内。

根据wo2016/202509a1，已知用于注塑成型机的肘杆闭合单元。可移动十字头通过肘杆与移动模具安装板有效连接。十字头借助电驱动器(诸如齿条驱动器)进行移动。此外，除了电驱动器之外，还提供了至少一个液压驱动器，其与十字头有效连接并且十字头可通过其沿机器纵向轴线移动，其中，液压驱动器包括活塞缸系统。为了移动移动模具安装板，可以使用电驱动器和/或液压驱动器。

根据ep2228192a1，已知一种具有拉杆设备的注塑成型机。拉杆设备具有马达驱动器(例如，齿条驱动器)，其经由传动设备联接到至少一个可拉杆，使得移动模具安装板在模具打开和闭合移动期间被可位移地引导。

在de102008051300b3中公开了一种包括注塑单元和闭合单元的注塑成型机。其中，注塑单元固定在适当的位置，并且闭合单元可相对于注塑单元移动。由此，整个闭合单元相对于注塑单元移动，这对于在较大注塑单元与较小闭合单元配合的应用情况中是有利的。在闭合单元内，移动模具安装板借助于齿条驱动器周期性地移动，其中，从动齿轮接合在安装在移动模具安装板上的齿条中。

根据de10229060b4，已知一种用于注塑成型机的闭合设备，其中，注塑成型工具(注塑模具)的可移动模具半部通过齿条驱动器被推进到第二固定模具半部，其中，在可移动模具半部与固定模具半部之间的特定间隔处，在固定模具半部内打开磁场并且因此通过磁力吸引安装在可移动模具半部内的磁体并从而完全闭合两个模具半部。齿条驱动器包括安装在机器床身上的齿条和用于接合在齿条中的齿轮的驱动马达，所述马达可随着可移动模具半部移动。

根据ep1277559b1，已知用于塑料注塑成型机的模具闭合单元，其中在四个力传递杆上设置有针对螺母的螺纹，所述螺母通过皮带驱动器来一起致动以施加闭合力。为了将注塑模具的模具半部形成和脱离模具闭合，将螺母与螺纹解耦以使得可移动模具支架能够轴向移动，例如借助于齿条系统(图11、12)。驱动与齿条配合的齿轮的马达被紧固在可移动模具支架上。为了螺母的脱离和联接，需要附加的机构，并且因此也需要致动时间。

根据de29516559u1，已知一种具有马达壳体的注塑成型机，该电机壳体容纳在多个齿条之间并且其中容纳有用于模具闭合设备的马达。马达壳体与可移动模具支架一起移动，因为马达驱动了与安装在力传递元件上的齿条啮合的齿轮。

根据de4403079c1，已知一种用于注塑成型机的模具闭合设备，该模具闭合设备具有用于可移动模具支架的线性滚柱轴承。导轨和可移动模具支架可以通过调整设备来彼此对准。

在所有的现有技术解决方案中，移动模具安装板相对于固定模具安装板移动以打开或闭合模具闭合单元。通常，模具安装板具有对驱动器造成严重负载的大质量。随着模具安装板移动，在注塑成型机的操作期间、尤其是在模具安装板移位期间，可能产生倾斜力矩。由于合力的作用，而无法确保在模具闭合单元的闭合/打开期间平行的模具闭合以及模具安装板的平行移动。

此外，倾斜力矩可能会导致对模具闭合单元、模具闭合板、驱动器和整个注塑成型机的损坏。如果代替市场上常见的对角并进而对称布置的液压缸或心轴系统而使用例如非对称地布置在机器框架中的驱动系统，(这样确保更容易进入模具夹持空间)，则情况更是如此。

技术实现要素：

从该背景出发，本发明的目的是防止发生倾斜力矩并确保模具闭合单元的可靠运行。

该目的通过根据权利要求1的特征的模具闭合单元来实现。有利的发展是从属权利要求的主题。在权利要求中单独提出的特征可能以技术上有用的方式组合，并且可以通过说明书中的解释性事实和附图中的细节来增强，由此揭示了本发明的另外实施例。

一种用于处理塑料和其他可塑化材料(诸如陶瓷和粉状材料)的注塑成型机的模具闭合单元，包括至少一个机器床身、至少一个固定模具安装板和相对于固定模具安装板的至少一个可移动模具安装板。可移动模具安装板安装在具有导轨靴的托板上，并且可沿着安装在机器床身上的至少一个导轨移动。驱动机构具有由至少一个驱动马达驱动的至少一个齿条驱动器，该驱动机构具有用于使可移动模具安装板移动与固定模具安装板一起形成和解除可布置在模具夹持空间中的注塑模具的模具闭合、并用于打开/闭合模具闭合单元，齿条驱动器具有至少一个齿轮和与齿轮有效连接的至少一个齿条。根据本发明，至少两个齿条固定地连接到机器床身并且驱动马达固定地连接到托板，在可移动模具安装板的移动期间，该驱动马达与可移动模具安装板沿相同方向同步移动。原则上也可以考虑，驱动马达直接固定地连接到可移动模具安装板，并且也可以考虑固定地连接到托板和可移动模具安装板。为了对称地驱动可移动模具安装板，提供了至少两个齿条，从而完全由此得到了可移动模具安装板的平行行进运动。此外，由于导轨和齿条连接到一个元件的事实，在稳定性方面产生了协同作用，这对模具安装板的平行闭合具有积极的作用。通过使用至少两个齿条驱动器，可以防止由于可移动模具安装板在引导元件上的不均匀重量分布而引起的与齿条驱动器相关联的倾斜力矩和倾斜力。

为了尽可能不受阻碍地进入模具夹持空间以及实现有利的紧凑结构并节省空间，驱动机构优选布置在机器床身的平面中并且因此布置在支撑元件和模具安装板的下方。这确保了不仅在安装注塑模具时而且在制品生产期间循环时自由进入模具夹持空间。

至少一个驱动马达优选旨在并且适合于移动可移动模具安装板以及打开和闭合模具闭合单元。因此，对于这些移动，需要通过控制单元彼此匹配的单独驱动单元不是需要的。

优选地，在闭合注塑模具时，通过单独闭合力生成单元施加闭合力，该闭合力产生单元优选安装在固定模具安装板上，与至少一个驱动机构解耦。因此可以省去用于使不同驱动器的移动解耦的单独解耦装置。

在通常较重的模具安装板的加速和/或制动期间，由于惯性，可能会产生倾斜力，这可能对注塑模制过程的安全性和闭合产生负面影响。为了可移动模具安装板的可靠移动，托板有利地具有用于检测倾斜力的至少一个负载传感器。原则上也可以考虑将多个负载传感器安装在托板和/或可移动模具安装板的不同部位处，从而有利地在整个托板上或在整个可移动模具安装板上以更高的准确度来检测倾斜力。优选地，至少一个负载传感器布置在施力点的支撑部中并且因此优选地布置在支撑元件下方。利用由至少一个负载传感器检测到的力，通过智能驱动马达进行控制，可以抵消由于动态移动而引起的惯性所产生的倾斜趋势。

此外，由于可移动模具安装板的不均匀负载分布以及还由于作为动态移动的影响的质量惯量也可能引起倾斜力，因此有利地，负载传感器连接至至少一个调节单元，该调节单元根据倾斜力来调节驱动机构并因此补偿倾斜力。

有利地，为了使模具安装板的移动和锁定减速，驱动机构包括至少一个制动器。制动器也可以仅设想为停止和保持制动器或紧急停止制动器。

驱动机构优选包括两个、特别优选四个驱动马达，它们彼此独立地分别驱动齿条驱动器或彼此独立地接合在齿条驱动器中。通过两个齿条驱动器的单独驱动，可以有利地通过对应齿条驱动器的有针对性的驱动、特别是在可移动模具安装板的不均匀负载分布的情况下来补偿倾斜力矩。借助于驱动器，也可以影响可移动模具安装板相对于固定模具安装板的模具平行度。

为了有利的简单构造，驱动机构包括驱动马达，该驱动马达驱动与两个齿条驱动器有效连接的轴。通过借助于齿条驱动器的对应致动来驱动轴，确保了平行驱动。

有利的是，齿条布置在导轨下方并且优选被用于可移动模具安装板的导轨覆盖，因为只需利用这种布置方式，便在其移动期间以及在注塑模制过程期间使模具安装板稳定。在另一个优选的示例性实施例中，可以通过附加的调节装置来利用该布置以进一步固定模具安装板。

优选地，设置有调整装置，该调整装置用于一方面在导轨上以及另一方面在齿条上调整可移动模具安装板，以便确保一种尽可能接近施力点的设置方式，以便在引导系统与驱动系统之间实现无游隙的调整。

从属权利要求和优选实施例的以下描述中公开了另外优点。在权利要求中单独提出的特征可能以技术上有用的方式组合，并且可以通过说明书中的解释性事实和附图中的细节来增强，由此揭示了本发明的另外实施例。

附图说明

现在将参考附图中示出的示例性实施例更详细地描述本发明。在附图中：

图1从斜上方示出了处于打开状态的根据本发明的模具闭合单元的等轴视图，

图2示出了根据图1的模具闭合单元的后视图，

图3a至图3c以具有不同驱动原理的不同示例性实施例示出了根据图1的模具闭合单元的侧视图，

图4示出了沿图3a中的线b-b的具有两个驱动马达的机器床身区域中的驱动机构的剖视图，

图5a示出了具有驱动马达和轴的模具闭合单元的后视图，

图5b以具有带连续轴的双驱动器的另一示例性实施例示出了根据图5a的后视图。

具体实施方式

现在将参考附图更详细地描述本发明。然而，示例性实施例仅表示示例，其并不旨在将本发明构思限制为特定布置。在详细描述本发明之前，应当注意，本发明不限于设备的各种部件和各种方法步骤，因为这些部件和方法可以变化。在此使用的表述仅旨在描述特定实施例并且不是限制性地进行使用。此外，在说明书或权利要求中使用单数或不定冠词的情况下，它也涉及多个这些元素，如果整体上下文没有另外清楚地揭示。

图1从斜上方示意性地示出了用于注塑成型机的模具闭合单元10的透视图，该注塑成型机用于处理塑料和其他可塑化材料(诸如陶瓷或粉状材料)，包括固定模具安装板14、可移动模具安装板16，该可移动模具安装板与固定模具安装板14一起限定出用于容纳可更换的注塑模具12的模具夹持空间r，如图1局部所示。

可移动模具安装板16安装在具有导轨靴26的托板22上，并且可沿着安装在机器床身20上的至少一个导轨24移动与固定模具安装板14一起形成或解除布置在模具夹持空间r中的注塑模具12的模具闭合。杆18通过可移动模具安装板16进行接合，并且在闭合状态下，将模具闭合单元10或固定模具安装板14锁定到可移动模具安装板16。为了移动可移动模具安装板16并且为了打开/闭合模具闭合单元10，模具闭合单元10具有至少一个驱动机构44。驱动机构44包括由至少一个驱动马达32驱动的至少一个齿条驱动器38，其具有至少一个齿轮36和根据图4与齿轮配合的至少一个齿条34。

根据图2中的模具闭合单元的后视图，至少两个齿条34牢固地连接至机器床身20。驱动马达32牢固地连接到托板22。在驱动机构44致动时，驱动马达32使接合到齿条34中的齿轮36旋转并且由此使托板22移动。在可移动模具安装板16的移动期间，驱动马达32与可移动模具安装板16沿相同方向同步移动。驱动马达32与可移动模具安装板16一起移动。优选地，设置有偶数个齿条34。

有利地，驱动机构44布置在机器床身20的平面e中并且优选地布置在用于模具安装板的支撑元件下方，从而提供了到模具夹持空间r的自由进入。由此，齿条34优选地以悬挂方式安装在机器床身20上并且定位在内部，并由此以防污垢。

然而，原则上也可以考虑驱动机构44的另一种布置方式，例如布置在模具安装板14、16的侧面或上方。然后，例如可以将齿条34支撑在固定模具安装板14上。

至少一个驱动马达32优选地旨在并且适合于移动可移动模具安装板16并且还用于打开和闭合模具闭合单元10。这些移动过程不需要单独驱动器。

优选地，借助于单独闭合力生成单元50来施加在闭合注塑模具12期间以及在将可塑化材料注入到模具腔中期间要施加的闭合力，该单独闭合力生成单元优选安装在固定模具固定板14上或机器的另一个固定元件(例如，用于模具闭合单元的支撑板)上。因此，不需要对模具行进移动和闭合力作用的单独解耦。可以从而在任何时间且无延迟地直接致动用于施加闭合力的元件，这减小了循环运行注塑成型机的循环时间。

图2还示出，齿条34布置在导轨24下方，并且优选地被用于可移动模具安装板16的导轨24覆盖。为了实现进一步稳定，在该示例性实施例中，可通过马达/小齿轮组合的槽式调整结构来形成调整装置46，以用于一方面在导轨24上以及另一方面在齿条34上调整可移动模具安装板16，以便由此在引导系统与驱动系统之间实现无游隙调整。

在根据图3a的另一示例性实施例中，负载传感器40安装在托板22上。原则上，也可以考虑将负载传感器40直接安装在可移动模具安装板16上，以及将负载传感器40安装在托板22和可移动模具安装板16上。借助于负载传感器40，可以检测到影响可移动模具安装板16的倾斜力。倾斜力不仅可导致可移动模具安装板16沿移动方向和/或相对于移动方向的倾斜，而且还可由于移动期间、尤其是在可移动模具安装板16的加速期间的不均匀负载分布而导致该倾斜。

在了解负载分布的情况下，优选地可以通过调节单元c来补偿倾斜力。为此，负载传感器40连接到至少一个调节单元c，该调节单元c根据存在的倾斜力来调节驱动机构44，从而可以确保可移动模具安装板16的无倾斜移动以及尽可能确保模具安装板相对于彼此以平面平行的方式移动。借助于负载传感器40，可以检测在注塑成型机或可移动模具安装板16的操作期间出现的倾斜力。调节单元c随后根据所检测的倾斜力来调节驱动机构44，使得通过可移动模具安装板16的加速或制动来补偿倾斜力。例如，在可移动模具安装板16的移动方向上存在倾斜力的情况下，调节单元c可以借助于驱动机构44短暂地增加齿轮驱动器38的速度以便拦截和补偿可移动模具安装板16的“倾斜”。如果设置有四个驱动器，则能够以受限方式使可移动模具安装板16移位或移动，即这由它的自由度绝定。

图3b和图3c示出了可选的驱动器构思。尽管在图3b中，多个驱动器由一个调节单元c调节，而图3c示出了每个驱动器由单独调节单元c调节的解决方案。因此，这涉及独立控制系统，并且调节单元可以彼此通信以实现稳定模具安装板16的目的。

图4示出了驱动机构44在机器床身20的区域中沿图3a所示的截面b-b的截面图。为了使可移动模具安装板16减速，驱动机构44包括至少一个制动器，优选作为停止制动器或紧急停止制动器。在图4中，驱动机构44优选地包括居中地安装在驱动马达32之间的制动器30。可替选地或附加地，可以设置有另外的制动器28。所有制动器都可以配置为摩擦制动器或锁定制动器，具体取决于其位置和配置。制动器30和28原则上承担相同的功能(紧急停止或停止制动)，其中仅示出了替代位置。也可以考虑例如液压制动器。替选于或除制动器30之外，在驱动马达32旁边的左侧和右侧设置有另外制动器28，它们中的每一个与齿条驱动器38相关联。此外，制动器28、30可以固定齿条驱动器38，以使可移动模具安装板16不再能够移动。在该示例性实施例中，可以实现至少一个制动器或多达六个制动器的组合(在中间(位置30)有最多2个制动器，并且在左侧和右侧(位置28)处各自有一个制动器，和/或左侧和右侧中的每一个(位置28)处有两个制动器)。

在图3a和图4中，驱动机构44包括两个驱动马达32，每个驱动马达与齿条驱动器38相关联。驱动马达32优选地布置到制动器30的左侧和右侧，并且驱动接合在齿条34中的相应齿轮36并因此使托板22移动。驱动马达32可以同步地驱动齿条驱动器38或者也可以彼此独立地操作。例如，在可移动模具安装板16的倾斜期间，可以同步地在两个驱动马达的移动方向上同时致动两个驱动马达32以便由此补偿倾斜。此外，在可移动模具安装板16的横向左右倾斜的情况下，可以致动右和/或左齿条驱动器38并且从而恢复可移动模具安装板16相对于固定模具安装板14的平行度。

在根据图5a的另一优选示例性实施例中，驱动机构44包括驱动马达32，该驱动马达经由齿轮36借助于轴42驱动两个齿条驱动器38。通过这种方式，确保了可移动模具安装板16的平行驱动。图5a还示出了居中布置的制动器30。

在可移动模具安装板16沿可移动模具安装板16的移动方向倾斜期间，可以通过致动齿条驱动器38来补偿倾斜并且使可移动模具安装板16与固定模具安装板14平行。为此，在图5b中提供了双驱动器32，它们具有连续轴42以用于驱动两个齿轮36。

由此原则上，具有连接到连续轴42的两个齿轮36的马达可以接合在两个齿条中(图5a)。根据图5b的多个马达，也是可能的。类似地，根据图3b和图3c，多个(例如四个)马达(其中的每一个与由由马达驱动的齿轮相关联)可以接合在两个齿条以用于驱动。

不言而喻的是，本说明书可以进行属于所附权利要求的等同范围内的各种修改、修正和改编。

附图标记

10模具闭合单元

12注塑模具

14固定模具安装板

16可移动模具安装板

18杆

20机器床身

22托板

24导轨

26导轨靴

28另外制动器

30制动器

32驱动马达

34齿条

36齿轮

38齿条驱动器

40负载传感器

42轴

44驱动机构

46调整装置

50闭合力生成单元

c调节单元

e平面

r模具夹持空间。