專利名稱：壓鑄方法和噴射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用一旋轉(zhuǎn)和軸向驅(qū)動的噴射蝸桿進(jìn)行塑料部件壓鑄的方法，其中用中間連接的活塞傳動裝置實現(xiàn)為了噴射運(yùn)動的驅(qū)動。此外本發(fā)明還涉及一種用于壓鑄機(jī)的噴射裝置，特別是帶有控制或調(diào)節(jié)的用于噴射蝸桿軸向運(yùn)動的機(jī)電驅(qū)動裝置，另外還有關(guān)于噴射裝置的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
一壓鑄機(jī)，從主要功能考慮，具有三個功能組。其中心是壓鑄模具，它原則上由兩個半模組成。在壓鑄模的一側(cè)設(shè)置了用于自動開啟和關(guān)閉半模的驅(qū)動裝置。在它的對面是作為第三組的所謂噴射裝置。噴射裝置包括帶有發(fā)熱外殼的噴射缸、噴射蝸桿和帶有結(jié)構(gòu)連接機(jī)構(gòu)的推動噴射蝸桿所需要的驅(qū)動裝置。
噴射過程的各個階段可以簡述如下塑料通過一個加料漏斗加到噴射缸中。原料被噴射蝸桿的蝸桿螺距抓住，并在噴射缸中向前運(yùn)動。通過噴射蝸桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，塑料不斷地被送到端部。最初通過蝸桿幾何圖形或通過剪切熱熔化，以后作為熔體直接到達(dá)噴嘴前?？梢越频卣J(rèn)為熔化熱大部分來自噴射蝸桿和缸壁之間的機(jī)械功，其余的通過外殼加熱得到。在蝸桿繼續(xù)不斷地旋轉(zhuǎn)運(yùn)動中熔體擁塞在收集室中，由于在收集室中體積擴(kuò)大，噴射蝸桿沿它的軸向返回移動。當(dāng)準(zhǔn)備好為一次噴射所需的液體塑料量時，蝸桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置被停開。在蝸桿頂端旁裝上的返流閉塞裝置被前進(jìn)運(yùn)動關(guān)閉。由此蝸桿變成一活塞，這樣就執(zhí)行噴射活塞功能。為了噴射塑料物料進(jìn)入模型中使用一種液壓裝置，從其結(jié)果上看也可稱為活塞驅(qū)動裝置?；钊?qū)動裝置沖擊整個蝸桿作為純軸向運(yùn)動向前移動。噴射蝸桿，此時作為純活塞起作用，用最大至2000巴的壓力將熔體通過噴嘴壓入到模型的空穴中。噴射可以分為兩個階段。第一階段是真正的充填階段，所需要的壓力在充填階段結(jié)束時，升至2000巴。緊接著是后壓階段，此時大約保持充填階段末期壓力。
在實踐中，根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域不同產(chǎn)生兩種方法。在包裝工業(yè)中，單位時間中最大可能的件數(shù)作為最高準(zhǔn)則，這樣可生產(chǎn)最便宜的部件，如酸奶盒、糖盒等。這時應(yīng)用一種特殊的開關(guān)器，使噴嘴與噴射裝置一起在每次噴射后能立刻從模具處離開時，還能阻止熔體外流。在技術(shù)應(yīng)用中為了保證很高的質(zhì)量要求，例如為了生產(chǎn)帶有最高精密度的齒輪，噴嘴留在模具旁邊，因此凝固的塑料在鑄件澆槽中完美地起一噴嘴蓋的作用。噴射裝置必須在兩個周期之間不被移動。理論上說收集室可以很長。蝸桿長度或蝸桿螺距長度對熔體的準(zhǔn)備具有決定性作用。但是蝸桿端部前方的收集室愈長，有效的長度愈是短。作為基本規(guī)則是，收集室的大小滿足能用一次沖程就能制造最大的部件，已經(jīng)敘述過的噴射周期即適合。作為經(jīng)驗值是，蝸桿移動路程最多為直徑的三倍，這樣才能保證在整個計量過程的熔體質(zhì)量。由此在已經(jīng)給定蝸桿幾何圖形的情況下，尚可以噴射的最大部件受到限制。在所有較小的部件中相應(yīng)地蝸桿沖程變小。
這樣就有兩種必須履行的運(yùn)動功能-旋轉(zhuǎn)的蝸桿驅(qū)動；-塑化加工蝸桿的軸向運(yùn)動。
例如為了用于包裝部件，還要利用一種將噴嘴移向模具和從模具離開的附加運(yùn)動。第三種運(yùn)動功能是通過整個噴射裝置移動來實現(xiàn)的。為了說明方便現(xiàn)定義蝸桿的輸送方向和相應(yīng)的噴嘴作為前方，它的對面具體地指軸承端為后方。涉及到噴射裝置的三個傳動裝置，下述的布置幾乎是絕對必要的-用于調(diào)整噴嘴的噴射裝置的驅(qū)動裝置，(如果必要)布置在下方；-塑化加工蝸桿的軸向驅(qū)動裝置，布置在后方；-塑化加工蝸桿的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，布置在上方或側(cè)邊。
這種方案在十多年中有了上千種變化。作為驅(qū)動手段，明顯地活塞驅(qū)動用液壓方式實現(xiàn)，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動用電動方式，而噴射裝置驅(qū)動用液壓方式或氣動方式實現(xiàn)。其中可利用不同驅(qū)動方式的特殊優(yōu)點(diǎn)。在液壓或氣動缸中，產(chǎn)生一線性運(yùn)動和無變形的、最大可能的線性移動力。相反地在電動機(jī)驅(qū)動裝置中產(chǎn)生一旋轉(zhuǎn)力，直接使用這種帶有相應(yīng)齒輪減速的力要與塑化加工的部件的直徑相適應(yīng)。
圖1和圖2表示現(xiàn)有技術(shù)中的兩種典型方案。圖1是一液壓方式和圖2是一所謂的電動方式。在圖1中，只有通過一液壓的活塞操作的軸向運(yùn)動。很早就知道了一種較短的壓鑄機(jī)傳送方式。上述兩種實例均與這種傳輸方式不同。
EP 451294公開了另外一種方式。為了蝸桿的噴射運(yùn)動，建議在一位置固定的板與一向該板可來回移動的板之間設(shè)置帶一曲軸的純曲軸傳動裝置。設(shè)置的曲軸是為了將傳動軸的前進(jìn)和后退旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為噴射輸送蝸桿的來回運(yùn)動。噴射蝸桿軸向運(yùn)動的驅(qū)動或傳動，在涉及一曲軸傳動裝置的使用中，直接利用在位置固定板與輸送蝸桿之間的沖力。在涉及一短機(jī)械要求方面，它還有較大的缺點(diǎn)。曲軸傳動連同位置固定的板放置在后方，在它的后面還有未表示出的用于塑化加工蝸桿的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置。這種方案只有在小型機(jī)械中是有意義的。另一個缺點(diǎn)是由蝸桿和位置固定的板之間中間連接，曲軸傳動裝置產(chǎn)生的。相對噴射蝸桿軸有一較大的角度下，實現(xiàn)曲軸對輸送蝸桿的力接觸。為了減少對噴射缸下外殼面上的相應(yīng)側(cè)力，替換方案建議，噴射蝸桿通過一布置在中間的縱向移動的附加壓力板移動。但是這種方案的結(jié)構(gòu)還要更長。而且由于建議的曲軸傳動的生產(chǎn)費(fèi)用，就不能降低價格。按照專利EP 451 294的建議，價格雖然便宜，但是被兩個相當(dāng)大的缺點(diǎn)，即機(jī)器被延長和側(cè)力補(bǔ)償?shù)谋匾裕咒N。根據(jù)EP 451 294所公開的內(nèi)容，通過布置相應(yīng)的控制裝置，在前進(jìn)和后退旋轉(zhuǎn)中，限制驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)角區(qū)域或曲軸工作區(qū)域。曲軸工作區(qū)域，在曲軸上死點(diǎn)和下死點(diǎn)和上、下死點(diǎn)周圍區(qū)域相應(yīng)地不允許含有約30°的區(qū)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是尋求在整個噴射周期的控制和調(diào)節(jié)的技術(shù)監(jiān)督方面、在技術(shù)工藝方面，特別要考慮在結(jié)構(gòu)和力的方面的合理要求等方面的最佳方案。
這些要求是-一較短的、盡可能使用電力驅(qū)動的機(jī)械；-減少對噴射蝸桿的側(cè)力；-最佳可能的驅(qū)動裝置和傳動裝置的空間占用。
本發(fā)明方法的特征在于，在曲軸傳動裝置和噴射蝸桿之間設(shè)置一杠桿機(jī)構(gòu)；使得一種優(yōu)選由電動機(jī)產(chǎn)生的力通過杠桿機(jī)構(gòu)強(qiáng)制耦合，主要在軸方向上引入噴射蝸桿的后軸頸中。
本發(fā)明允許有多種優(yōu)選的替換方案，特別是最佳地利用一曲軸傳動裝置的所有主要優(yōu)點(diǎn)。最優(yōu)選的是，用于開動在兩個死點(diǎn)之間的極限位置的曲軸傳動裝置是可以移動的。如果對于每一個噴射周期，曲軸傳動裝置與噴射部件大小無關(guān)都接近前死點(diǎn)，這樣在多種應(yīng)用中都是很有利的。此外還建議，從填充到后壓力的轉(zhuǎn)向點(diǎn)是在曲軸傳動裝置的前死點(diǎn)前方的20至40°區(qū)域中，優(yōu)選在約30°的區(qū)域中。這表示在前方區(qū)域，在電動機(jī)的死點(diǎn)附近不必施加轉(zhuǎn)矩或功率幾乎為零。特別是用于最佳控制物料緩沖墊層(massepolster)的后壓區(qū)域變得很方便，只需要微小運(yùn)動就可，必要時有各種特性曲線支持。根據(jù)本發(fā)明的方法另一種優(yōu)選的替換方案，軸向運(yùn)動由曲軸運(yùn)動的前死點(diǎn)確定。有效沖程完全由待噴射部件的大小而定。在前方區(qū)域中約有30°是為后壓階段，在后方區(qū)域可以最多30°用來去除壓力。在后方區(qū)域中，在塑化加工后在蝸桿返回牽引區(qū)域中，產(chǎn)生的附加運(yùn)動是為了去除物料的壓力。對于注入物料過程，保留100至140°的角度區(qū)域作為對最大的壓鑄物件的最大距離。這樣可最大程度地利用一曲軸傳動裝置的所有優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的噴射裝置的特征在于，噴射裝置具有一個在噴射蝸桿的后軸頸處強(qiáng)制耦合的杠桿機(jī)構(gòu)，優(yōu)選帶有杠桿對，它主要以一共同的基本軸向的力用于噴射蝸桿的軸向運(yùn)動。
慣用的直至目前已有幾十年之久的實踐，為了在噴射和后壓時施加最高壓鑄力，一直用軸向的從后面直接擠壓或沖擊輸送蝸桿作為模型，根據(jù)新方案，杠桿機(jī)構(gòu)抓握在噴射蝸桿的后軸頸上，并優(yōu)選沿蝸桿輸送方向向前方延伸，初看起來新方案有缺點(diǎn)，即此杠桿機(jī)構(gòu)需要很多部件，但新方案具有很多重要的優(yōu)點(diǎn)-整個機(jī)器能真正縮短；-理想的力傳遞，特別是在使用一偏心輪或曲軸傳動裝置時通過一杠桿對與施加的牽引力組合；-這里所構(gòu)成的噴射裝置是一緊湊的結(jié)構(gòu)組件；-一種最佳的力傳輸，這在以后還要說明；-此外例如至少為了噴射蝸桿的軸向和徑向傳動，應(yīng)用十分有利的伺服電動機(jī)時，有了理想的前提。
對裝置的優(yōu)選結(jié)構(gòu)方案可見權(quán)利要求4至10。雙杠桿機(jī)構(gòu)具有一牽引杠桿，它向蝸桿輸送方向延伸，在前方部分中鉸接在一個直立的擺臂上并通過該臂與一機(jī)電驅(qū)動裝置連接。特別優(yōu)選的是，驅(qū)動裝置具有一個曲軸傳動裝置或偏心輪傳動裝置，它設(shè)置在牽引杠桿機(jī)構(gòu)和一可控制或調(diào)節(jié)的驅(qū)動電動機(jī)之間。驅(qū)動裝置可以是伺服電動機(jī)。整個力學(xué)機(jī)構(gòu)的布置形式是，曲軸或偏心輪傳動裝置的最大偏轉(zhuǎn)運(yùn)動與噴射輸送蝸桿的最大沖程大致相對應(yīng)。新方案的決定性優(yōu)點(diǎn)是一方面所有的機(jī)械部件有最佳空間占用的可能性，特別是在一機(jī)架內(nèi)部至今還很少利用的空間中。另一方面允許杠桿機(jī)構(gòu)在噴射蝸桿和曲軸傳動裝置或偏心輪傳動裝置之間插入，可以不受它的缺點(diǎn)影響，而充分利用一曲軸傳動裝置所有的可以說是典型的優(yōu)點(diǎn)。有利的是一用于噴射階段的理想的力-路程曲線。對噴射蝸桿的可能出現(xiàn)的側(cè)力通過引入平行的力而排除。根據(jù)機(jī)器大小不同，可以使用單個的牽引杠桿。在一杠桿對中產(chǎn)生一理想的、對稱的力接觸，特別是在杠桿對與噴射蝸桿軸處在同一個平面時。噴射蝸桿的功能沒有受到損害，因為杠桿對側(cè)邊與噴射缸之間平行地存在一間距或距離。擺臂與牽引杠桿構(gòu)成約90°的角度是比較好的，因此鉸鏈連接的整個偏轉(zhuǎn)運(yùn)動近似地處在上述的一個共同的平面中。擺臂可擺動地直接支承在噴射裝置的底板上，其中擺臂在它上臂部分鉸接在一側(cè)杠桿上，在它的下臂部分與驅(qū)動裝置鉸接。擺臂可擺動地支承在底板上，它也與噴射缸牢固結(jié)合并承擔(dān)它的重量。由此可以在噴射裝置內(nèi)部在最短的路程上包含巨大的噴射壓力。在最短的路程上包含巨大的力，一般可以用輕結(jié)構(gòu)形式，這樣可以補(bǔ)償一些上面提及的需要很多部件的缺點(diǎn)。此外新的方案還建議，用于軸向運(yùn)動的驅(qū)動裝置是帶有減速箱的伺服電動機(jī)并安置在噴射裝置的下部。
本發(fā)明最優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是噴射裝置帶有可移動的底座，作為完整的結(jié)構(gòu)件集成了用于輸送蝸桿的電動驅(qū)動裝置，以滑塊方式可來回地移動。輸送蝸桿為建立噴射壓力優(yōu)選通過它的后軸頸與在底板上的杠桿對一起作為一個牽引滑塊沿輸送方向被牽引。這種結(jié)構(gòu)方案允許用于牽引杠桿對的整個驅(qū)動裝置裝入底板下部，并牢固地與它結(jié)合。在牽引裝置上部分中，內(nèi)部空著的空間可以放置噴射缸。在為了噴嘴進(jìn)、退運(yùn)動的噴射裝置移動中，整個噴射裝置被運(yùn)動。為電動驅(qū)動裝置設(shè)置一根穿行的、為杠桿對的兩根杠桿共同使用的曲軸驅(qū)動軸。這允許噴射蝸桿的兩側(cè)是一種對稱的驅(qū)動和傳動。由此得出另一個很重要的方面，即一方面多種力是對稱的，另一方面整個壓鑄機(jī)最重要的占用空間的部件在結(jié)構(gòu)方面也是對稱的。在本發(fā)明一種新的替換方案中，噴射裝置可被制成組合結(jié)構(gòu)式的。驅(qū)動裝置外殼被直接安放在底板下部。但新方案為電動驅(qū)動裝置的選擇和具體安置保留了很大的選擇余地。新方案可以在各種不同形式的壓鑄機(jī)中應(yīng)用，如用于CD的專用壓鑄機(jī)。此外新方案也是一種理想的很經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)方法，即組合結(jié)構(gòu)生產(chǎn)。組合結(jié)構(gòu)含有對噴射裝置的功能必要的所有重要組成部分，裝好后，幾乎就可投入生產(chǎn)，有關(guān)的一些特殊優(yōu)點(diǎn)就顯示出來。按這種方法可以節(jié)省很多的安裝費(fèi)用。有可能將正向電子裝置或控制裝置的一部分，例如功率電子裝置直接安放在噴射裝置的下面，例如下部件中。
此外本發(fā)明還涉及根據(jù)權(quán)利要求3的噴射裝置的應(yīng)用，該裝置帶有一個雙杠桿對，它與軸頸組成一沖擊緩沖固定裝置(圖12c)。


下面借助一些帶有詳細(xì)細(xì)節(jié)的實施例說明本發(fā)明，其中圖1是帶有用于噴射運(yùn)動的液壓驅(qū)動裝置的壓鑄機(jī)噴射端的傳統(tǒng)式樣；圖2是帶有三臺電動驅(qū)動裝置(M)的現(xiàn)有技術(shù)方案；圖3是本發(fā)明新方案中的一個實施例；圖4是為了噴射運(yùn)動的驅(qū)動和傳動的主要元件；圖5是在噴射階段中，一些最重要參數(shù)的線圖；圖6a-6c是曲軸傳動裝置和杠桿機(jī)構(gòu)的三種不同位置；圖7a是圖3放大尺寸后的圖；圖7b是圖4a的一透視圖，帶有成對的牽引杠桿；圖8a是帶有用于結(jié)構(gòu)部件互相運(yùn)動的部件斷面的前視圖；圖8b是沿圖8c中IIXb-IIXb線的斷面圖；圖8c是沿圖8a中IIXc箭頭方向的噴射裝置的前視圖；圖9a是用于噴射運(yùn)動的驅(qū)動裝置側(cè)面的斷面圖；圖9b是沿圖9a中IXb箭頭方向的上視圖；圖10是帶有控制/調(diào)節(jié)方案的噴射裝置；圖11a和11b是從死點(diǎn)到死點(diǎn)的兩個蝸桿運(yùn)動(前進(jìn)和返回)的實例；
圖12a-12c是杠桿機(jī)構(gòu)的不同布置。
具體實施例方式
圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一壓鑄機(jī)的壓鑄側(cè)面圖，可以說是一個教學(xué)實例的示意圖，核心部件是一噴射缸1，通過一給料漏斗2供給通常是粒狀體的原料3。在噴射缸1中，有一輸送蝸桿或噴射蝸桿4，它在右端支承在一軸頸5上。通過一齒輪6產(chǎn)生噴射蝸桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，通過作為活塞傳動裝置的一液壓活塞7產(chǎn)生噴射運(yùn)動，活塞在一液壓缸8中可以圍繞一定的軸向移動路程SpW移動。根據(jù)噴射一個部件所需的噴射量或在多槽壓模中相應(yīng)的物料量調(diào)整路程量SpW。為液壓所需的“外圍設(shè)備”用附圖標(biāo)記9表示。最左邊用一噴嘴10封住噴射缸1，熔融的塑料物料11通過噴嘴噴射到模型的空腔中。用發(fā)熱線圈12圍住噴射缸1。用參數(shù)SpH表示最大可能的噴射沖程。壓鑄過程的工藝是已知的。有興趣的還是用參數(shù)Nsch表示噴射蝸桿的可利用的長度。在圖中右邊有給出機(jī)器的多余長度。它表示液壓驅(qū)動側(cè)面有一值得注意的較大的長度，它是由于后邊設(shè)置的液壓設(shè)備而使機(jī)器被延長的長度。
圖2表示已有技術(shù)的另一個實例。它涉及日本專利62-248615的部分內(nèi)容(圖8)。有興趣的是在同樣簡圖表示中采用了電動機(jī)驅(qū)動裝置。為了噴嘴10向壓鑄模具的進(jìn)退，用一電動機(jī)20移動整個噴射裝置。電動機(jī)21啟動齒輪6′用于輸送蝸桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；電動機(jī)22驅(qū)動用于噴射蝸桿4活塞運(yùn)動的齒輪23和24。運(yùn)動傳遞可以例如通過一軸25或滾珠軸26實現(xiàn)。引人注意的是在第二個實例中也有一令人注意的多余長度，它只是由于為了輸送蝸桿4的軸向運(yùn)動的電動驅(qū)動裝置和傳動裝置所需要的。按照圖1和圖2的兩個實例為基礎(chǔ)得出，一種電動機(jī)傳動裝置并不增加壓鑄機(jī)的長度。
圖3只是表示本發(fā)明的一個新的實施例，以后終端E可以限制機(jī)器長度。用＝0表示，新的實施例中沒有因為驅(qū)動和傳動而需要附加長度。其原因是，按照新的方案，驅(qū)動裝置和傳動裝置的一雙杠桿機(jī)構(gòu)或牽引杠桿機(jī)構(gòu)29向壓鑄機(jī)內(nèi)部延伸。在噴射階段，用一由外部作用的拉力Z向前移動噴射蝸桿4。用于雙杠桿機(jī)構(gòu)的兩個主要元件是牽引杠桿30和擺臂31。下部由一連桿32、一帶有偏心輪33的曲軸傳動裝置28操作擺臂31。偏心輪33由一帶有減速箱的伺服電動機(jī)驅(qū)動。牽引杠桿30支撐在后軸頸上或在軸承箱34上并沿蝸桿輸送方向SF延伸，即向前，產(chǎn)生牽引作用。
圖4表示針對圖3的一個稍許變化的實施例，為了簡化用虛線模型表示。在圖3中，牽引杠桿30和連桿37在同一側(cè)，在圖中朝向右邊。而在圖4中正好相反，連桿32布置的方向也相反。由此得出，通過牽引杠桿30得到拉力Z′，它是由下邊加在連桿32上的沖擊力引起的。除了對曲軸傳動裝置是另一種旋轉(zhuǎn)方向外，它與作用于軸承箱34上的力的形式?jīng)]有區(qū)別。在圖4中，一種示意表示的曲軸傳動代替在圖3中的傳統(tǒng)的偏心輪傳動。圖4的一重要結(jié)論是，在三個畫出的位置上，即一前死點(diǎn)位置14、一后死點(diǎn)位置15和一從填充到后壓力的前轉(zhuǎn)向點(diǎn)16，以及用于去除壓力的后轉(zhuǎn)向點(diǎn)17。在圖中顯示兩個死點(diǎn)之間的極限位置，只有在壓鑄最大可能的壓鑄部件時才必須到達(dá)。在壓鑄較小的部件時，沖程(SpH)變得較小，后轉(zhuǎn)向點(diǎn)17被返回向前移動(沿箭頭18方向)。整個工作區(qū)域小于180°。這樣產(chǎn)生三個角度區(qū)域α、β和δ。其中α和β的數(shù)量級為約20到40°，這可根據(jù)結(jié)構(gòu)部件大小來選擇。相反地，δ角度由待壓鑄部件的大小和整個壓鑄機(jī)的配置所決定。蝸桿直徑是一個附加的變量。
圖5表示具有一定預(yù)選的方法參數(shù)的模擬圖，它表示在噴射階段，移向前死點(diǎn)附近的各種參數(shù)。這里要強(qiáng)調(diào)的是點(diǎn)劃線，它表示電動機(jī)轉(zhuǎn)矩，帶叉線表示電動機(jī)轉(zhuǎn)速。B區(qū)域表示高的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩區(qū)域。A表示逐漸增大的電動機(jī)轉(zhuǎn)速，在A結(jié)束時具有一真正的最高值。這意味著，電動機(jī)在A區(qū)域或B區(qū)域結(jié)束時要求達(dá)到它的噴射功率。從B區(qū)域過渡到C區(qū)域，兩個參數(shù)，不僅是轉(zhuǎn)矩，而且還有轉(zhuǎn)速一起下滑。這相應(yīng)于圖4的前轉(zhuǎn)向點(diǎn)16。這樣有可能，驅(qū)動電動機(jī)在一個有限的時間范圍內(nèi)可以超負(fù)荷，其值小于100毫秒，因此有可能選擇一較小的驅(qū)動電動機(jī)。
圖6a至6c表示杠桿機(jī)構(gòu)和曲軸傳動裝置的三個不同的位置。這樣的安排相應(yīng)于圖3中對擺臂有兩側(cè)的拉力作用。圖6a表示一后死點(diǎn)位置15和一后轉(zhuǎn)向點(diǎn)16，它有一封閉角α。最大的沖程用SpH表示。圖6b表示另一個有趣的觀點(diǎn)，即杠桿長度a。明顯地通過選擇相應(yīng)的長度，如α/5，在使用偏心輪時，可以得到一個附加的優(yōu)點(diǎn)。較小的偏心輪的最大可能的曲軸行程有一較小的軸頸36的弧形運(yùn)動，由此其后果是從平行平面HE上造成一較小的偏移。圖6c表示相反的極限位置，即帶有角度β的前轉(zhuǎn)向點(diǎn)1 6和前死點(diǎn)14。尺寸X表示，在α和β角的區(qū)域中，沖程很小，偏心輪愈靠近死點(diǎn)，沖程行程幾乎為零。
圖7a與圖1和圖2的純示意圖不同，它實體地表示噴射設(shè)備。示意圖雖然可以表示各個部件的歸屬情況，如所有的傳動裝置，但是示意圖不能給出機(jī)器部件實際安裝的位置。相反地圖7a清楚地給出整個噴射設(shè)備35的緊湊組合結(jié)構(gòu)部署。圖7b的透視圖更加支持了這種觀點(diǎn)。圖7b附加地表示本發(fā)明的優(yōu)選結(jié)構(gòu)，其中杠桿30、30′構(gòu)成杠桿對，相應(yīng)地有兩個擺臂31、31′。牽引力Z、Z′不僅僅是對半分的拉力，而且在X軸方向是對稱的兩個力。此外在圖7b中還用三根實線標(biāo)明了相應(yīng)于牽引力Z、Z′以及相應(yīng)于作用在壓鑄物件上的軸向壓力P。所有三個力均在一個共同的平面HE中。圖7a表示放大尺寸后的圖3。整個杠桿結(jié)構(gòu)29顯示為一種多種鉸接裝置。此外作為牽引杠桿30和擺臂31之間的連結(jié)的一鉸鏈36和作為擺臂31和連桿32之間的連結(jié)的一鉸鏈37在圖平面中觀察是不受約束的或在一圓周運(yùn)動中產(chǎn)生一種偏轉(zhuǎn)。擺臂31具有一純粹的回轉(zhuǎn)軸線38，它支承在噴射裝置35的底板40上。杠桿30通過支承頸39與軸承箱34連結(jié)。由驅(qū)動機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的拉力Z、Z′通過連桿32加上Zx，同時產(chǎn)生一反作用力PR，它與加在輸送蝸桿4上的壓力P相應(yīng)。在它一側(cè)的蝸桿圓桿13與一后機(jī)殼41用螺絲緊固在底板40或底板40的蓋40′上，因此壓力P的主要部分通過噴射缸1與反應(yīng)力PR重又均衡。當(dāng)然還剩留一差異，即該力由噴嘴10的流通斷面產(chǎn)生。它可以通過整個壓鑄機(jī)的伺服電動機(jī)來補(bǔ)償，這在以后還要詳細(xì)說明。底板40連同一驅(qū)動箱42、42′向下擴(kuò)展。一驅(qū)動電動機(jī)，如一伺服電動機(jī)43可以與減速箱44法蘭連接在一起。
從圖8a中可以從結(jié)構(gòu)上看到噴射蝸桿4的噴射運(yùn)動相對于底板40之間的聯(lián)系和噴射裝置相對于壓鑄機(jī)機(jī)座55之間的移動關(guān)系。此外在圖8a中兩個最重要的平行運(yùn)動平面50和51用兩根粗實線標(biāo)志出來。噴射蝸桿4可以通過軸承箱34和一滑決導(dǎo)軌52相對底板40水平地來回移動，就如箭頭53指出的。該運(yùn)動過去已經(jīng)敘述過，它通過擺臂31的偏斜按照箭頭54方向運(yùn)動。用附圖標(biāo)記55標(biāo)志位置固定的壓鑄機(jī)機(jī)座，一導(dǎo)軌56固定在它的上面。底板40的每一側(cè)邊上均有兩塊滑塊57，它們可以在導(dǎo)軌56上水平地移動。由于按箭頭58方向的對整個噴射裝置35的移動力明顯地小于對噴射蝸桿最大的壓力，這樣在選擇移動噴射裝置用的驅(qū)動電動機(jī)有很大的選擇可能性?？梢允褂萌缫浑妱域?qū)動機(jī)或甚至是一氣動缸。圖8b是圖8c的IIXb-IIXb的斷面，在中間部分整個寬度k上放置噴射蝸桿。
圖9a表示蝸桿耦合59的結(jié)構(gòu)和布置在后邊帶有壓力軸承的軸承結(jié)構(gòu)65，它是為了在每個塑化加工蝸桿的位置中均能導(dǎo)入通過伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)動運(yùn)動和軸向運(yùn)動。塑化加工蝸桿4是用一軸間塊60可以很快松開地耦合。噴射缸通過一外套部件61與底板40緊固結(jié)合，在為了調(diào)整噴嘴的移動噴射裝置時一起運(yùn)動。軸承箱34通過不同的軸承63、65力連接地與塑化加工蝸桿連接，可以不受塑化加工蝸桿4和軸承箱34的移動位置的限制，而保證塑化加工蝸桿4的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。驅(qū)動電機(jī)21和減速箱19支承在軸承箱34上，它傳遞旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動運(yùn)動到軸間塊60或噴射蝸桿上。圖9a中表示的實施例能很好地通過一偏心輪軸70進(jìn)行力的傳遞，它如作為貫穿軸由一伺服電動機(jī)43通過一個中間連接的減速箱驅(qū)動。偏心輪軸70用偏心輪部件71和軸承72傳遞所要求的力到連桿32上，它與整個由噴射循環(huán)通過調(diào)節(jié)所要求的過程相適應(yīng)。從偏心輪運(yùn)動中生成用于擺臂31的按箭頭73的擺動，它與圖8a中箭頭54運(yùn)動方向鏡像對稱相反。圖9b是整個噴射裝置的上視圖，它表示塑化加工蝸桿在滑軌52上作滑塊式的移動情況和整個噴射裝置35對導(dǎo)軌56的移動情況。導(dǎo)軌56牢固地固定在壓鑄機(jī)基座55上。
圖10表示一帶有最重要的控制調(diào)節(jié)組元80的噴射裝置。運(yùn)動調(diào)節(jié)裝置，本實施例中顯示為伺服電動機(jī)43，它通過作為功率電子裝置的一臺正向電子裝置81來調(diào)節(jié)，由正向電子裝置可以用最高的準(zhǔn)確度來查明轉(zhuǎn)子的位置，并通過與噴射蝸桿強(qiáng)制的和盡可能是無間隙的力學(xué)耦合用傳感器查明塑化加工蝸桿的路程位置。在一多參數(shù)調(diào)節(jié)器82中，以一力傳感器83為基礎(chǔ)和必要時由在噴嘴區(qū)域中液態(tài)熔體的壓力傳感器P，用一臺實時高功率計算機(jī)(實時調(diào)節(jié))查明用于噴射循環(huán)所需的調(diào)節(jié)命令并通知伺服電動機(jī)43。功率電子裝置、伺服電動機(jī)、力學(xué)強(qiáng)制耦合通過一偏心輪驅(qū)動對噴射蝸桿的微小運(yùn)動實行最大可能的控制。
圖11a表示一個從死點(diǎn)到死點(diǎn)的最大可能的沖程模擬圖的實例，也包括噴射階段和后壓階段的情況。符號說明見圖5中的情況，給出的速度為可能的最大值。有意思的是圖11b表示相反運(yùn)動方向的情況，即塑化加工的情況?？梢杂霉潭ǖ霓D(zhuǎn)速或成型方式驅(qū)動塑化加工蝸桿。從輸送物料中得出的體積擴(kuò)大是用受控制的壓力通過自身的杠桿機(jī)構(gòu)盡可能對機(jī)械裝置沒有負(fù)荷變化和在相應(yīng)的受控制的返回運(yùn)動中進(jìn)行。根據(jù)上述的觀察，噴射階段是受速度控制，后壓階段是受壓力控制，而蝸桿的返回牽引又通過一種速度調(diào)節(jié)實現(xiàn)的。其中多參數(shù)調(diào)節(jié)器允許調(diào)節(jié)多個參數(shù)，此處這些參數(shù)組成一外殼邊界罩方式。這時只有一個參數(shù)進(jìn)行有效地調(diào)節(jié)，它正好“觸及”到外殼邊界曲線，而在相應(yīng)的時間點(diǎn)上，其它的調(diào)節(jié)部分無效，因為對調(diào)節(jié)技術(shù)修正來說，暫時并不需要它們。最重要的是用自身的調(diào)節(jié)或自身的規(guī)則進(jìn)行兩個運(yùn)動方向，包括死點(diǎn)區(qū)域的可能性。
圖12a和12b表示已經(jīng)敘述過的，制成兩種不同形式的平行杠桿機(jī)構(gòu)。在所有的方案中，共同的是一偏心輪軸70，叉狀地或鏡像地設(shè)在兩側(cè)的一杠桿結(jié)構(gòu)從偏心輪延伸直至軸承箱34。兩個平行的杠桿機(jī)構(gòu)是相同的，在兩側(cè)對軸承箱34產(chǎn)生的力影響完全是對稱的。這是杠桿對30的一種理想的力的引入方式，因為兩根導(dǎo)軌52和56組成了兩根平行牽引，因此形成一種真正的平行牽引。由此其結(jié)果是在噴射蝸桿4和驅(qū)動電動機(jī)或伺服電動機(jī)43之間在行程和力的控制方面有可能達(dá)到最高的準(zhǔn)確性。伺服電動機(jī)的驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)動，在偏心輪傳動中分叉成一個平行的牽引，后又通過軸承箱34實行軸向?qū)ΨQ的匯合。圖12c表示一種優(yōu)選的噴射裝置的應(yīng)用，其中雙杠桿對與軸頸組成一緩沖固定裝置。
權(quán)利要求
1.用一旋轉(zhuǎn)和軸向驅(qū)動的噴射蝸桿進(jìn)行塑料部件的壓鑄方法，其中用于軸向運(yùn)動的驅(qū)動用中間連接的曲軸傳動裝置實現(xiàn)，其特征在于，在曲軸傳動裝置和噴射蝸桿之間設(shè)置一個雙杠桿機(jī)構(gòu)；一種優(yōu)選由電動機(jī)產(chǎn)生的力通過雙杠桿機(jī)構(gòu)強(qiáng)制耦合，并主要沿軸向引入噴射蝸桿的后軸頸中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，為開動兩個死點(diǎn)或死點(diǎn)附近之間的極限位置的曲軸傳動裝置是可以移動的；各個力，特別是作為牽引力從后軸頸中引入，其中在死點(diǎn)附近相應(yīng)變化的變速比下的曲軸或偏心輪作用，優(yōu)選用附加的調(diào)節(jié)技術(shù)手段如比壓力特性曲線、速度特性曲線、由大量填料墊層組成的特殊鑄造特性曲線等進(jìn)行補(bǔ)償或校正。
3.壓鑄機(jī)的噴射裝置，特別是帶有調(diào)節(jié)的或控制的機(jī)電驅(qū)動裝置進(jìn)行噴射蝸桿的軸向運(yùn)動，其特征在于，噴射裝置在噴射蝸桿的后軸頸區(qū)域中具有一個強(qiáng)制耦合的雙杠桿機(jī)構(gòu)，為了噴射蝸桿的軸向運(yùn)動，它對噴射蝸桿軸主要是施加軸向力。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴射裝置，其特征在于，機(jī)電驅(qū)動具有偏心輪傳動或曲軸傳動，由此電動驅(qū)動導(dǎo)入杠桿機(jī)構(gòu)并優(yōu)選組成雙偏心輪或雙杠桿；杠桿機(jī)構(gòu)最優(yōu)選地具有一杠桿對，它平行延伸于噴射蝸桿軸，它鉸接在垂直的擺臂上并通過擺臂與一個驅(qū)動裝置連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4中任一項所述的噴射裝置，其特征在于，帶有軸頸的杠桿對組成一牽引，其中牽引杠桿對與噴射蝸桿的軸一起處在一個共同的平面中。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項所述的噴射裝置，其特征在于，機(jī)電驅(qū)動裝置具有一可控制或可調(diào)節(jié)的驅(qū)動裝置，特別是具有一臺伺服電動機(jī)；曲軸傳動或偏心輪傳動的最大偏轉(zhuǎn)運(yùn)動與噴射蝸桿的最大沖程相適應(yīng)，該沖程根據(jù)需要可利用。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6中任一項所述的噴射裝置，其特征在于，擺臂與杠桿對構(gòu)成一個90°的角度；鉸鏈連接的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動與塑化加工蝸桿盡可能近似地在一個共同的平面中，其中擺臂可回轉(zhuǎn)地支承在噴射裝置的底板上；擺臂下部分與偏心輪傳動裝置或曲頸傳動裝置是鉸接的。
8.根據(jù)權(quán)利要求3至7中任一項所述的噴射裝置，其特征在于，傳動裝置為帶有減速齒輪箱的伺服電動機(jī)，牢固地安置在噴射裝置的下部和為了噴嘴來回的噴嘴運(yùn)動，在移動噴射裝置時，它同時一起移動，其中偏心輪傳動裝置或曲軸傳動裝置優(yōu)選具有一根貫穿的傳動軸；杠桿機(jī)構(gòu)對稱地布置在噴射蝸桿的兩側(cè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的噴射裝置，其特征在于，噴射裝置優(yōu)選為緊湊組合結(jié)構(gòu)，它帶有一塊底板作為完整結(jié)構(gòu)元件集成了用于噴射蝸桿的一個機(jī)電驅(qū)動的偏心輪傳動裝置或杠桿傳動裝置，以滑塊的方式可以來回移動；噴射蝸桿通過它的后軸頸與一個杠桿對一起，為了噴射蝸桿的軸向運(yùn)動，以滑塊的方式，相對于底板可作平行移動。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的噴射裝置，其特征在于，在噴射裝置的正行處設(shè)有控制調(diào)節(jié)裝置，用于協(xié)調(diào)所有的運(yùn)動功能和噴射物料的壓力過程，特別是用于在噴射沖程運(yùn)動時的噴射蝸桿的工作區(qū)域和在塑化加工時的返回運(yùn)動。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴射裝置的應(yīng)用，帶有一個雙杠桿對，該雙杠桿對與軸頸構(gòu)成一個緩沖固定裝置(圖12c)。
全文摘要
本發(fā)明建議,用于壓鑄機(jī)的噴射設(shè)備作成緊湊組合結(jié)構(gòu),它帶有為了噴射運(yùn)動的一曲軸傳動裝置(28)和牽引杠桿機(jī)構(gòu)(30)。緊湊組合結(jié)構(gòu)是帶有在一底板上的噴射缸和為了塑化加工蝸桿的軸向運(yùn)動和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的驅(qū)動裝置以及傳動裝置,該組合結(jié)構(gòu)可沿水平方向移動。通過一牽引杠桿機(jī)構(gòu)(30,30′)進(jìn)行噴射蝸桿(4)的噴射運(yùn)動,該機(jī)構(gòu)支承在后軸頸上,噴射蝸桿(4)可相對于底板移動。通過牽引杠桿機(jī)構(gòu)(30)向內(nèi)部鋪設(shè),使整個壓鑄機(jī)可有明顯的縮短。此外應(yīng)用電動機(jī)驅(qū)動是非常有利的,特別是應(yīng)用伺服電動機(jī)。
文檔編號B29C45/50GK1378501SQ00813964
公開日2002年11月6日 申請日期2000年10月2日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月8日
發(fā)明者R·魏恩曼, B·斯蒂爾哈德, R·凱特爾 申請人:內(nèi)茲塔爾機(jī)械公司