专利名称：混合式注塑模制机械的制作方法
技术领域：
本发明总涉及注塑模制机械，更具体讲，涉及使用单个电动机来交替地转动进给螺杆和驱动液压泵组的注塑模制机械。
背景技术：
一般注塑模制机械的注塑单元在正常的运作周期中实质上提供两个功能；即注塑和挤压。当进给螺杆沿直线向前运动(无转动)以迫使塑性熔体进入到模具中时，执行注塑功能。当进给螺杆被转动以塑化下一次注射用的另外的材料时，完成挤压功能。当进给螺杆在挤压功能过程中被转动时，塑性熔体被迫逐渐通过螺杆的端部，在熔体积聚时产生压力或者迫使螺杆向后运动至其预注塑位置。
注塑和挤压功能都需要注塑单元中的一相关的驱动装置。在现有技术的液压机械中，注塑功能运动一般是由液压缸来完成的，而挤压运行的进给螺杆的转动通常是由液压马达完成的。最近，与机械系统相结合的电动机已被用作注塑单元中的直接动力源。现有技术中的某些电气系统已对每个功能使用单独的电动机；即用于转动进给螺杆的一个电动机、以及与例如滚珠螺杆之类的一机构相结合以将转动运动转换为注塑所需的直线运动的一第二电动机。其它现有技术中的“混合式”机械使用一个电动机来转动进给螺杆，而该机械的其余功能是液压驱动的，由驱动一个或多个液压泵的一电动机来提供动力。
尽管“混合式”机械组合了电气(更好地控制螺杆转动)和液压(降低总成本)机械的某些优点，但仍存在着改进的余地。尤其是，因为在转动螺杆的电动机中具有过剩的容量，所以存在提供一更为经济的系统的可能。该电动机仅使用在热塑材料被挤压(塑化)以供注射的那部分循环过程中。因为电动机及其相关的变速驱动具有相对较高的成本，将该电动机的利用最大化是合乎需要的。另外，对于带有目前可购得的变速电动机的注塑模制机械，该电动机或者专用于特定的轴(如机—电系统)，或者应用于标准液压电路容量过剩，因此通过变速电动机和驱动并没有得到经济的控制。
本发明的公开因此，本发明的目的在于提供一种结构简单并能够有效地使单个变速电动机用来给机械和液压机器部件的组合提供能量的驱动装置。
简言之，本发明涉及一驱动装置，该驱动装置具有较佳地为无电刷直流并带有传统的动力传输部件的一变速电动机，用以交替地提供(a)一注塑模制机械的注塑单元中的进给螺杆的转动，或者(b)液压泵组的运作以给机器的液压系统提供动力。该驱动装置还具有位于电动机和进给螺杆之间的第一单向离合器(clutch)和位于电动机和液压泵组之间的第二单向离合器。
在大部分机器功能的运作中，该驱动电动机沿向前的(顺时针)方向转动以转动泵组的输入轴，由此给各种运动轴中的运行要素、例如夹紧和注塑。来自泵组的液压功率还可用来给液压蓄能器供能，在电动机不用来驱动泵的间隔期间提供液压能的储备。更具体讲，在驱动电动机向前转动的过程中，(a)第一单向离合器被接合，转动泵组的轴；以及(b)第二单向离合器滑动。
该电动机沿相反(逆时针)方向转动以完成挤压功能，即通过合适的传输机构来转动进给螺杆。具体讲，在反向转动过程中，(a)第二单向离合器被接合，借助于滑轮和传动带以预定的速度转动该进给螺杆以塑化材料；以及(b)第一单向离合器滑动。
该驱动装置的较佳实施例具有所安装的一双轴电动机，用以接合进给螺杆和液压泵组所用的合适的动力驱动联轴器。总而言之，本发明提供了使用单个电动机给所有机器轴提供动力的一紧凑结构的驱动系统；它增强了可靠性，并且比需要转换机构来将动力分配给不同轴的现有技术中的系统有更快的响应。该较佳实施例的优点包括更好地利用电动机容量、提高能量效率、降低总的机器成本和更精确地控制进给螺杆转动。
附图的简要描述
图1是具有按照本发明的一驱动装置的注塑模制机械的侧视图。
图2是图1中的注塑模制机械的右视图。
图3是图1所示注塑模制机械的俯视图。
图4是沿图3中的线4-4的局部剖视放大的局部侧视图。
图5是图4所示驱动装置的局部剖视的放大的局部视图，为清楚起见，某些特定的部分已被卸开。
实施本发明的最佳模式将结合具有夹紧系统2和注塑单元10的一典型的注塑模制机械1来描述本发明。如图1和4所示，注塑单元10被连接于注塑模制机械1的基部8的水平支承杆4承载。注塑单元10适于沿着用于定位目的支承杆4移动，例如与连接在固定压板6上的模具(未图示)相连。
注塑单元10的主要组成部分包括含有进给螺杆14的一个筒12(图4)，进给螺杆14使从漏斗16通过壳体15进入到筒12中的热塑材料增塑。包括注塑单元10的注塑模制机械1的运作功能是由驱动组件18启动的。注塑单元10的驱动组件18包括一电动机20、泵驱动的联轴器22、挤压机驱动的联轴器24、液压泵组26和支承壳体28，参见图2和4。如在以下的段落中将进行更详尽描述的那样，该驱动组件18将转动进给螺杆14以在挤压功能中使材料增塑，并产生其它机械功能所需的液压动力。
具体参见图5，驱动组件18具有将电动机20连接在液压泵组26上的泵驱动联轴器22。安装在电动机20的轴38上的是一单向离合器42和两个滚柱轴承组件44，它们共同支承和接合直接连接在泵组26的轴34上的联轴套筒40。如以下将会进行更为全面描述的那样，电动机20能够沿任一方向转动，单向的离合器42使滑轮40仅能够沿一个方向转动。在本公开文本中，被描述为“单向离合器”的每个部件较佳地为用来接合一个单向转动的、带有围绕体的一转动圆柱件的机械凸轮型离合器；当该圆柱体沿相反方向转动时，实际上不存在来自离合器的任何阻力。Morse Industrial，Emerson PowerTransmission公司是该类型离合器的知名的供应商。
一电动机安装板51直接连接在支承壳体36上并被构制成沿导向杆30与支承壳体28一起运动。如图所示，电动机20直接位于安装板51的顶部。
驱动组件18还具有一挤压机驱动的联轴器24，以将电动机20连接在进给螺杆14上。该挤压机驱动联轴器24具有通过单向离合器66和轴承68安装在电动机轴38上的滑轮64，与对泵驱动联轴器22描述的方式相似。挤压机驱动联轴器24中的第二滑轮72连接在进给螺杆14上并由滑轮64通过传动带70来驱动。
现描述驱动组件18的运作。为了启动挤压机的功能，驱动电动机20以使其沿逆时针方向转动。电动机轴38的转动致使单向离合器66接合，从而驱动滑轮64并通过传动带70接着驱动滑轮72。滑轮72的转动将相同的转动传递给进给螺杆14。当进给螺杆14转动时，从漏斗16供来的材料通过壳体15进料并在筒12内塑化。进给螺杆14的转动使材料向着筒12的喷嘴(排放)端前进，当填充的材料开始积聚时，在螺杆14端部的熔体的压力增加。当塑性熔体的压力达到一定的程度时，它开始迫使进给螺杆14向后移动，由此使整个驱动组件18移动至注塑单元10的后部。具体讲，进给螺杆14的向后运动给壳体36施加一个力，致使承载着电动机20、泵组26和相关的驱动部分的壳体36同样地向后运动。
进给螺杆14的向后运动可由连接在壳体36的任一侧的液压缸46来控制(参见图1)。液压缸46中的流体的合适的阀控可以减慢进给螺杆14的向后运动(但不影响转动)，由此增加塑性熔体的支持压力。另外，液压缸46还可用来以增加进给螺杆后退的速率的方式将力施加到壳体36上，由此减小熔体的支持压力。
当电动机20在挤压功能中沿逆时针方向转动时，单向的离合器42在轴38上滑动，因此没有转动力传递到泵轴34上。当足以填满填充安装在固定压板6上的模具腔体所需的塑性熔体积聚在进给螺杆14的前部时，就完成了挤压功能。
一旦完成了挤压功能后，电动机20即反转，由此它沿顺时针方向转动，结果，单向的离合器42接合在轴38上，从而转动联轴器套筒40和液压泵组26的轴34。泵组26所产生的液压动力用来运行机器功能和/或对液压蓄能器48供能，这是通过注塑模制机械1的运行次序所确定的。例如，为了垫行注塑功能，液压能量借助于适当的阀控(未图示)引导至液压缸46；液压缸运作以通过给壳体36施加力来将直线运动传递于进给螺杆14。
进给螺杆14的向前运动致使积聚在筒的端部的塑性熔体被排出筒外并进入到模具腔体中。在注塑过程中，一制动电动机50被供能以将足够大的力传递到传动带70上，以在进给螺杆14向前运动以注塑塑性熔体时防止进给螺杆14沿顺时针方向转动(位于运动的进给螺杆14上的塑性熔体的力产生趋于转动进给螺杆14的转矩)。完成注塑功能后，液压缸46用来保持塑性熔体上的压力(“压紧和保持”)以确保适当地形成部件。
在压紧和保持间隔初始时，电动机20反转以开始如上述的另一个挤压功能。在电动机20转动进给螺杆14时蓄能器48提供保持液压缸46的运行所需的液压能量。相似地，在完成压紧和保持后，蓄能器48将提供液压能量以打开模具。依据挤压运作的持续时间，用来运行喷射系统和/或准备注塑时闭合夹紧系统所需的液压能量可由蓄能器48和/或作为注塑模制机械1的组成部分所需的泵组26来提供。
工业应用性总体上，本发明提供了用单个电动机给所有机械轴提供动力的一紧凑的驱动系统；它可提高可靠性并可有比需要转换机构来将能力分配给不同轴的现有技术系统更快的响应。该较佳实施例的优点包括更好地利用电动机容量、提高能量效率、降低总的机器成本和更为精确控制进给螺杆转动。
尽管已按照附图所示的较佳实施例详尽地对本发明作了说明，并且尽管已详尽地描述了较佳实施例，但是无意将本发明限制于这些细节。相反，本发明涵盖了处在所附权利要求书的范围内的所有的改型、替换和等同变换。例如，尽管驱动联轴器一般描述为带子和滑轮，其它的机械联轴器、例如合适的齿轮装置也可用来完成相同的功能。
权利要求
1.一注塑模制机械，它包括一液压运作的夹紧系统(2)、具有能够在筒(12)内转动和直线运动的一进给螺杆(14)的一注塑单元(10)、一液压泵(26)、一变速电动机，其特征在于该注塑模制机械还具有交替地传送电动机(20)的动力以(a)转动进给螺杆(14)和(b)驱动液压泵(26)的传输装置(42，66)，以使电动机(20)沿一个方向的运行将转动进给螺杆以塑化注塑单元的筒中的材料，而电动机(20)沿相反方向的转动将驱动液压泵(26)以使夹紧系统运作并使进给螺杆在注塑单元的筒中作直线运动。
2.如权利要求1所述的注塑模制机械，其特征在于该传输装置包括(a)夹置在电动机(20)和液压泵(26)之间的第一单向离合器(42)，以及(b)夹置在电动机(20)和进给螺杆(14)之间的第二单向离合器(66)，因此当电动机(20)沿向前方向运行时，(i)第一单向离合器被接合以运行液压泵(26)，由此产生液压动力以运行夹紧系统(2)和启动进给螺杆(14)的直线运动，以及(ii)第二单向离合器(66)滑动；当电动机(20)沿相反方向运行时，(iii)第二单向离合器(66)被接合，转动进给螺杆(14)，以及(iv)第一单向离合器(42)滑动。
3.一种模制机械，它包括一液压运作的夹紧系统(2)、具有可转动地和直线运动地承载于筒(12)中的一进给螺杆(14)的一注塑单元(10)、一液压泵(26)一变速电动机(20)，其特征在于该注塑模制机械还具有交替地将电动机(20)的动力传送给进给螺杆(14)和液压泵(26)的传输装置(42，66)，该传输装置包括(a)夹置在电动机(20)和液压泵(26)之间的第一单向离合器(42)，(c)夹置在电动机(20)和进给螺杆(14)之间的第二单向离合器(14)，因此当电动机(20)沿向前(泵)方向运行时，(i)第一单向离合器被接合以运行液压泵(26)，由此产生动力以运行夹紧系统(2)和启动进给螺杆(14)的直线运动，以及(ii)第二单向离合器(66)滑动；当电动机(20)沿相反(挤压)方向运行时，(iii)第二单向离合器(66)被接合，转动进给螺杆(14)，以及(iv)第一单向离合器(42)滑动。
全文摘要
一机－电驱动装置使用单个变速电动机(20)、两个单向的离合器(42,66)、以及一液压蓄能器(48)来给直线运动轴和注塑模制机械中的塑化螺杆(14)的转动提供液压能量。当接合时,第一单向离合器(42)将电动机(20)连接在泵组(26)上,而第二单向离合器(66)将电动机(20)连接在进给螺杆(14)上。在电动机(20)沿向前方向的转动过程中,(a)第一单向离合器(42)接合,转动液压泵组(26)的轴以给机械液压系统提供动力并给蓄能器(48)供能;以及(b)第二单向离合器滑动。当电动机(20)沿相反方向转动时,(a)第二单向离合器接合,转动进给螺杆(14),以及(b)第一单向离合器(42)滑动。较佳地,该驱动装置与安装用于进给螺杆(14)和液压泵组(26)的、相邻单独驱动联轴器上的一双轴电动机(20)相连。
文档编号B29C45/50GK1327413SQ98814336
公开日2001年12月19日 申请日期1998年9月30日 优先权日1997年7月28日
发明者M·B·克劳斯 申请人:辛辛那得米勒克朗公司