CN102596527B - 用于成形装置的顶出装置 - Google Patents

Abstract

提供一种尤其用于压力机和冲压模具、但也可用于其它适当应用情况的顶出装置，所述顶出装置包括两个驱动装置(24，33)。这两个驱动装置具有不同的行程、驱动力和驱动速度。第一驱动装置使得工件脱离，第二驱动装置则用来控制工件以较高的速度脱离模具。

Description

用于成形装置的顶出装置

技术领域

本发明涉及一种尤其可用于压力机中的顶出装置。

背景技术

尤其在实心成形、其它成形过程以及初次成形过程中，必须在成形过程之后将成形于模具中的工件脱离打开的模具。为此需要使用顶出装置。 若为水平分型的成形模具，则这些顶出装置多数布置在模具下部。包括至少一个顶出杆，该顶出杆在成形过程中处在静止位置。 在成形过程结束并且打开模具之后，使得顶出杆沿轴向（例如垂直）移动，从而使得工件脱离模具，并且将其置于传送高度。

DE 40 17 796 C1 就公开了一种用于注射成型机的顶出装置。该顶出装置包括一个液压缸型式的顶出驱动机构。其活塞的活塞杆驱动一个安装于顶出杆上的可调顶出板。 顶出杆在液压缸启动时将工件从模具中向外挤出。

在实心成形过程中会出现工件在成形过程结束之后固着在模具中的问题。必须使其从压配合状态中松脱。为此需要很大的力。 此外还要克服很大的高度差，才能将工件置于传送高度。 这样一方面需要设计尺寸很大的顶出驱动机构。

另一方面使工件松脱并且顶出所需的时间也会限制压力机行程数。因此顶出装置应当以尽可能快的速度工作。 该要求与以上所述顶出装置的很大动力需要量正好相悖。

因此本发明的任务在于，阐述一种可用来实现很高压力机行程数的顶出装置设计方案。

发明内容

采用权利要求 1 所述的顶出装置，即可解决这一任务：

本发明所述的顶出装置适用于成形模具，尤其适用于分级模具，尤其适用于实心成形，也适用于铸造或者冲压模具。

本发明所述的顶出装置具有一个顶出杆，其驱动装置包括第一驱动装置和第二驱动装置。 第一和第二驱动装置可执行不同的任务。 第一驱动装置的驱动行程小于顶出杆的工作行程。 第一驱动装置可以提供特别高的驱动力。因此可将其用来使得工件从模具中松脱。 第二驱动装置尤其具有很高的驱动速度。可在工件松脱时驱动顶出杆，使得工件以很高的速度进入夹持或传送装置可以将其抓住并且继续输送的位置之中。

第一驱动装置由于具有很大的驱动力，因此也可将其看成是“动力装置”。 足够的是第一驱动装置的工作行程有几毫米例如 20 mm。 第一驱动装置实现的速度可以比较小。 第一驱动装置可以包括一个驱动器和一个减速比较大的传动机构。 传动机构可以是一种机械传动机构、液压传动机构等等。

第二驱动装置用于克服顶出杆的较大部分行程。其不仅可达到例如 8 m/s 或更高的最大速度，此外还能优选在行程控制的情况下工作。 例如第二驱动装置可以包括一个伺服电机或者类似的位置控制式工作的驱动机构。 这样就能使得顶出杆以所需的位移时间曲线运动，从而可以加速工件、跟踪开启的模具、以及使其在所需的位置中受控进入静止状态。 工件可以用这种方式受控制地，但仍然以很高的速度移出。 尤其可以行程受控的第二驱动装置的工作将工件在顶出杆上打滑或被顶脱以及无法被传送装置正确取走的危险减小到最低程度。

适宜地将一个可用来调整顶出杆静止位置的调整装置配属在顶出杆之中。这尤其在顶出装置被整合在安装有下模部的压力机台之中时显得特别有益。 此外如果在模具或者压力机中采用例如对应于分级模具的不同级的多个顶出装置，则调整装置是有利的。 可以适当调整顶出杆的位置，使之适应随级变化的工件形状。

有利的是，第一驱动装置具有一个可以利用调整装置朝向驱动装置进行调整的可调输出元件。例如可以通过螺纹将输出元件与第一驱动装置相连。 通过调整装置转动输出元件，即可调整第一驱动装置的静止位置。

按照一种首选实施方式所述，顶出杆通过接触面与第一驱动装置相连。该接触面起到压力面的作用。 这样第一驱动装置就可以朝向工件挤压顶出杆。 但也可以使得顶出杆容易地离开第一驱动装置。为此可以使用例如第二驱动装置。

第二驱动装置可以在规定的位置驱动顶出杆。 但也可以不仅启动第一驱动装置，而且也可启动第二驱动装置，从而一旦速度较慢但是力量较大的第一驱动装置使得工件与模具分离，则力量较弱但是速度较快的第二驱动装置就会驱动顶出杆。

可以用不同的实施方式实现本发明。例如第一驱动装置可以是一种液压驱动装置。第一驱动装置也可以包括一个优选减速传动机构，例如杠杆传动机构。 如果使用肘杆传动机构作为传动机构，就能用很小的花费实现特别高的脱离力。 当第一驱动装置处在静止位置时，如果肘杆传动机构处在展开位置，则尤其如此。

第二驱动装置可以是例如顶出杆的直线电机直接驱动装置，或者是例如通过小齿轮齿条连接或者类似传动机构与顶出杆相连的其它的伺服电机驱动装置。 第二驱动装置可以包括一个或多个电机。

附图说明

附图、说明部分或者权利要求所述均为本发明有益实施方式的其它细节。 说明部分仅限于本发明的主要方面和其它情况。附图如下：

附图 1    压力机与分级序模具示意图，

附图 2    附图 1 所示压力机的压力机台与下模部的竖直局部剖面简化示意图，

附图 3    附图 2 所示顶出装置的一种实施方式的示意图，

附图 4    改变后的顶出装置实施方式的示意图，

附图 5    顶出装置另一种实施方式的示意图，

附图 6    本发明所述顶出装置另一种实施方式的示意图。

具体实施方式

附图 1 所示为安装了分级模具 2 的压力机 1 示意图。 分级模具 2 包括一个上模部 3 和一个下模部 4，由一个在压力机机架 5 中竖直上下运动的相应导引的推杆支撑上模部 3。将下模部 4 安置在压力机台 7 上。 上模部 3 和下模部 4 在彼此之间确定至少一个，若为分级模具，则有多个具有对应的处于上模部 3 上的凸模 13、14、15、16、17的模腔 8、9、10、11、12。 每一个模腔 8（9～12）和对应的凸模 13（14～17）构成分级模具 2 的一个成形级。通过一个图中没有详细绘出的、在模具打开时作用到模部 3、4 之间的传送装置逐个模具级地继续输送工件。

附图 2 所示为下模部 3 第一级的原理示意图。 如图所示在模腔 8 中有一个已完成成形的工件 18。该工件基本填满模腔 8。

附图 2 还绘出了一个属于压力机 1 或模具 2 的顶出装置 19，其包括一个顶出杆 20 和一个顶出驱动机构 21，可以将顶出驱动机构布置在模部 4 之中，或者如图所示布置在压力机台 7 之中。 将顶出杆 20 布置在通向模腔 8 底部的开口之中。顶出杆可以在与推杆 6 运动方向一致的在此竖直方向直线移动。 顶出驱动机构 21 用来适当操纵顶出杆 20，使得顶出杆 20 松开模腔 8 内的工件 18，并且将工件从模腔中抬起，直至越过下模部 4 的上端面 22。

顶出驱动机构 21 包括一个压杆 23，如图所示，其端面可以贴在顶出杆 20 的下端上。 此外也可以将杆 23 和顶出杆 20 设计成整体相连的机械部件。 顶出驱动机构 21 可用来有针对性的竖直调整压杆 23 来用它调整顶出杆 30。 为此顶出驱动机构 21 包括两个例如附图 3 中所示的驱动装置。 第一驱动装置 24 可用来产生短行程运动，在其范围内可以用较大的力驱动顶出杆 20 或压杆 23。 第一驱动装置 24 适宜包括至少一个具有接触面 26 的输出元件 25，压杆 23 的端面 27 位于该接触面上，可以将其理解为顶出杆 20 的组成部分。

第一驱动装置 24 还可包括例如一个转子 28，该转子具有一个中心螺纹孔，输出元件 25 的外螺纹 29 可以旋入该螺纹孔之中。 输出元件 25 通过未详细示出的机构不可以转动，但是可以在推杆 23 的纵向进行调整地支承，而转子 28 例如通过推力轴承 30 轴向固定，但是可以旋转地支承。

转子 28 可以在其外圆周上具有一些永久磁铁 31。 同心包围转子 28 且位置固定的定子 32 与永久磁铁 31 构成一个电机，尤其是一个同步电机。 适当对其进行触发，就能以较大的力移动输出元件经过行程 H1，该行程小于所要求的压杆 23 的行程。

此外推杆 23 还与第二驱动装置 33 相连，该驱动装置可用来在规定的行程 H上驱动杆 23。 为了说明行程 H，在附图 3 中以实线表示杆 23 处在静止位置，以虚线表示处在顶出位置。

第二驱动装置 33 包括一个例如驱动小齿轮 35 的同步电机 34。 小齿轮 35 与可构成齿条的杆 23 侧面上的齿形部 36 啮合。

所述顶出驱动机构 21 的工作方式如下：

完成压力机行程之后，推杆 6 首先向上运动，从而使得上模部 3 离开下模部 4，也就是将模具 2 打开。 这时的情况如附图 2 所示。成形后的工件 18 固着在模腔 8 底部上。必须使其脱离模腔8，并且由图中没有绘出的传送装置将其抓住，并将其交给例如下一个压力机级继续进行加工。

启动顶出装置以使得模腔 8 上的工件 18 脱离。 为此至少启动第一驱动装置 24，但必要时也可启动第二驱动装置 33 的同步电机 34。 例如现在可通过转子 28 的旋转运动第一驱动装置 24 使得输出元件25以较低的速度向上移动。 输出元件 25 以适当的力朝向工件 18 挤压压杆 23 或 20，使得工件离开其固着位置，从而使其几乎松脱。为此所需的力可达几十吨至 100 吨。

一旦工件 18 脱离固着位置，第二驱动装置 33 就会继续抬起工件 18。同步电机 34 为此使得杆 23 加速移动，并且通过杆使工件 18 可以达到每秒几米（例如 8 m/s）的峰值速度。仅短行程工作的第一驱动装置 24 则不会随之运动。杆 23 的端面 27 从压力面 26 上抬起。 杆 23 以极快的速度经过行程 H，使得工件 18 处在端面 22 上方。

传送装置可以在该位置中接过工件，然后将其送往下一个压力机工位或者另一个加工地点。

第一驱动装置 24 首先施加较高的力，而第二驱动装置 33 则在图中没有详细绘出的控制装置的控制下移动杆 23，并且利用杆使得工件 18 在位置受控的情况下以较高速度运动。 所述控制装置可以给同步电机 34 设定所需的运动曲线，从而使得工件例如跟随打开的上模部 3 运动，或者甚至与其保持贴在一起的状态，直至到达传送装置可以接过工件 18 的希望的停止位置。

可以在遵守基本原理的前提下，以不同的方式改变顶出装置 21。 例如可以使得第二驱动装置 33 从杆 23 的附近向外移动。 如附图 4 所示，将第二驱动装置 33a 布置在推杆 23 旁边与其相隔一定的距离。 在此同步电机 34a 驱动齿条 37，齿条通过角形杠杆 38 作用于杆 23 的下端面 27。 如果适当设计附图 4 所示装置的作用力，则也可将其用来替代第一驱动装置 24。

附图 5 所示为另一种实施方式，这里推杆 23 这里由推杆 23b，双齿条构成，为此具有两个齿形部 36a、36b。 这些齿形部布置在杆 23b 的不同侧面上，并且分别与同步电机 34a、34b 驱动的小齿轮 35a、35b 啮合。 同步电机 34a、34b 与其小齿轮 35a、35b 和齿条 23b 构成第二驱动装置 33b。 第一驱动装置 24b 包括一个作为动力源的同步电机 39，将一个偏心轮 40 布置在同步电机的输出轴上。该偏心轮通过连杆 41 与肘杆传动机构 42 相连。肘杆传动机构的第一肘臂 43 与位置固定的轴承 44 铰接在一起。 第二肘臂 45 作用于杠杆 47 的末段 46 上，杠杆的另一末端 48 可以摆动地支承。 在本实施例中，末端 48 支承于例如由调整偏心轮 50 构成的调整装置 49 上。通过图中没有详细绘出的调节装置在不同的旋转位置中对其进行有针对性的调整，以调整末端 48 的高度。

在杠杆 47 的侧面构成接触面 26，齿条 23b 的端面 27 位于该接触面上。

附图 5 所示为顶出驱动机构 21b 的静止位置。 在该静止位置中，肘杆传动机构 21 处在展开位置，也就是肘臂 43、45 形成一条直线。连杆 41 作用于铰接点 51 上。 当启动同步电机 39 时，即可驱动连杆 41 并利用它驱动铰接点 51 朝向一侧运动。 这样就会使得肘杆传动机构 42 的支撑长度变短，从而使得杠杆 47 如附图 5 所示向上摆动（逆时针方向）。 因此从同步电机 39 的视角来看，齿条 23b 将会以起初无穷大、尔后逐渐减小的减速比脱离静止位置。 这样就能通过附图所示的杠杆机构和齿条 23b 将极大的脱离力传递给工件。 一旦工件已松脱，同步电机 34a、34b 就会加速，使得工件以较高的速度脱离模具。

附图 6 所示为一种经过改变的实施方式，其中第一驱动装置 24c 根据液压原理工作。其包括一个位于液压缸 53 中的环形活塞 52, 环形活塞 52 至少分割一个、优选分割两个工作腔 54、55。这些工作腔均与液压控制装置 56 相连。 环形活塞 52 具有例如一个有内螺纹的通孔，输出元件 25 位于该通孔之中。可以使其朝向不可转动的环形活塞 52 有针对性转动。 为此可采用一个执行电机 57，该执行电机通过滑动轴 58 以轴向松弛但是不可转动的方式与输出元件 25 相连。 使得输出元件 25 相对于环形活塞 52 转动，就可以调整压力面 26 和杆 23 的静止位置。 输出元件 25 的外螺纹 29 因此与滑动轴 58 和执行电机 57 共同构成调整装置 49，也可以替代地使用执行电机使得环形活塞 52 朝向输出元件 25 转动。

可以将杆 23 也设计成齿条形式。与结合附图 3 所述的一样，齿条的齿 36 与一个合适的驱动装置（例如同步电机）的小齿轮 35 啮合。

附图 6 所示的顶出装置 21c 按照以下方式工作：

附图 6 所示为静止状态。环形活塞 52 处在下方位置。杆 23 的下端面 27 位于接触面 26 上，相应触发执行电机 57，即可调整杆 23 相对于其静止位置的高度。

现在如果要使得工件脱离其模具，就必须首先使其松脱。 为此可将属于控制装置 56 的换向阀 59 转向导通（下流道 60），使得下工作腔 55 与液压泵 61 产生的液压压力相连。 而上工作腔 54 则泄压。 现在可通过杆 23 将环形活塞 52 产生的全部力传递给工件，从而能够使其松脱。 但是如图所示，只能完成很短的行程。 一旦工件已松脱，驱动小齿轮 35 的伺服电机就会驱动杆 23 因此其从输出元件 25 上抬起并且向上运动。

在取出工件之后让伺服电机倒转，就能使得杆 23 重新向下运动，也可以将换向阀 59 转换到其反向位置（流道 62），从而使得环形活塞 52 重新回到附图 6 所示的位置。

按照附图 3 所示的实施方式，第一驱动装置 24 同时可起到调整装置 49 的作用。 可以通过转子 32 和磁铁 31 构成的电机的旋转静止位置确定输出元件的静止位置。 例如附图 3 中仅以示意图表示的控制装置 63 可通过软件确定该静止位置，该控制装置一方面可触发第一驱动装置 34，另一方面则构成调整装置 49。

提供一种尤其用于压力机和冲压模具、但也可用于其它适当应用情况的顶出装置，所述顶出装置包括两个驱动装置 24、33。这两个驱动装置具有不同的行程、执行力和执行速度。 第一驱动装置使得工件松脱，第二驱动装置则用来控制工件并使其以较高的速度脱离模具。

附图标记

1             压力机

2             分级模具

3             上模部

4             下模部

5             压力机机架

6             推杆

7             压力机台

8-12        模腔

13-17      凸模

18           工件

19           顶出装置

20           顶出杆

21           顶出驱动机构

22           端面

23, 23b   压杆

24           第一驱动装置

25           输出元件

26           接触面

27           端面

28           转子

29           外螺纹

30           推力轴承

31           永久磁铁

32           定子

33, 33a   第二驱动装置

H            行程

34, 34a, 34b      同步电机

35, 35a, 35b      小齿轮

36, 36a, 36b      齿形部

37           齿条

33           角形杠杆

39           同步电机

40           偏心轮

41           连杆

42           肘杆传动机构

43           肘臂

44           轴承

45           肘臂

46           末端

47           杠杆

48           末端

49           调整装置

50           调整偏心轮

51           铰接点

52           环形活塞

53           缸

54, 55     工作腔

56           液压控制装置

57           执行电机

58           滑动轴

59           换向阀

50           流道

61           液压泵

62           流道

Claims (8)

1.用于成形装置的顶出装置（19）

具有顶出杆（20，23），其在杆纵向上在静止位置和顶出位置之间在希望的行程（H）上可调地支承，

具有第一驱动装置（24），用来以第一作用力和第一速度驱动顶出杆（20，23），并且

具有第二驱动装置（33），用来以第二作用力和第二速度驱动顶出杆（20，23），

所述第一作用力大于第二作用力，并且

所述第一驱动装置（24）具有小于行程（H）的驱动行程（H1），

所述第一驱动装置（24）包括在轴向方向不可移动但可旋转移动的转子（28），所述转子（28）具有中心螺纹孔，输出元件（25）的外螺纹（29）旋入所述中心螺纹孔中；

所述输出元件（25）被支承以能够在所述顶出杆（20，23）的纵向进行调整和不可以转动；

所述输出元件（25）包括接触面（26），所述顶出杆（20，23）的端面（27）位于所述接触面（26）上，

所述第二驱动装置作用在所述顶出杆的一侧。

2. 根据权利要求1所述的顶出装置，其特征在于，将调整装置（49）分配给顶出杆（20，23），用以调整静止位置。

3. 根据权利要求2所述的顶出装置，其特征在于，调整装置（49）与第一驱动装置（24）相连。

4. 根据权利要求2所述的顶出装置，其特征在于，调整装置（49）可用来朝向第一驱动装置（24）有针对性转动输出元件（25）。

5. 根据权利要求1所述的顶出装置，其特征在于，第一速度（v1）小于第二速度（v2）。

6. 根据权利要求1所述的顶出装置，其特征在于，顶出杆（20，23）通过接触面（26）与第一驱动装置（24）相连。

7. 根据权利要求 1 所述的顶出装置，其特征在于，通过至少一个电机（34）驱动顶出杆（20，23）。

8. 根据权利要求 7 所述的顶出装置，其特征在于，电机（34）具有小齿轮（35），该小齿轮与顶出杆（20，23）的齿形部（36）啮合。