CN1635944A - 用于补偿压铸机模具闭合单元的偏斜的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于补偿压铸机闭合单元的偏斜的装置，具有一可固定在模具紧固板(1、2)上的底板(7)，并具有一用于容纳该模具紧固板(1、2)所配的模具(3、4)的模具支架板(8)，模具支架板(8)可相对于底板(7)倾转。本发明的特征为，所述底板(7)与所述模具支架板(8)通过一球形支承(9)相连接，并相对于所述模具支架板(8)借助于预力装置(15)施加预力，而在所述底板(7)和所述模具支架板(8)之间、在球形支承(9)外部有一间隙dw，并且，所述预力装置(15)倾斜于闭合单元的对称轴(13)布置，由预力装置加载的加压表面(25)和球形支承(9)的支承面(33)基本上位于平行的球面上，优选位于同一球面上。本发明所达到的主要优点在于，即使在发生倾转时也维持一基本恒定的预力。

Description

用于补偿压铸机模具闭合单元的偏斜的装置
本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的用于补偿压铸机(Spritzgiessmaschine注塑机)模具闭合单元的偏斜的装置。
在由DE 20 28 009 A已知的装置中，在模具(Formhaelfte模具半边)和用作模具紧固板的旋转臂之间设有两个弹性板，所述弹性板在其边缘处相互密封地连接，并且它们封闭而成的空腔可借助一适当的接管被供以压力介质。这两个弹性板以其外表面支承在两个固定板上，其中一个固定板位于支持模具的一模具支座上，而另一固定板则位于固定在旋转臂上的一支架上。该支架有垂直向外的接片，其与模具支座上相配的垂直向内的接片嵌接。当空腔被供以压力介质时，模具支座的垂直接片紧压在旋转臂支架的相配接片上。相应的模具之间可能的平行度偏差直接由板通过排出压力介质而承受。借助于垂直向内的模具支座接片和与其对置的支架外表面的适当的间隔板，在旋转臂上固定的模具可相对于另一模具准确地在轴向对齐。这种补偿装置的缺点为，一方面空腔有较大的面要加以密封，且另一方面必须提供接管，用以从储存容器输入压力介质。
为避免由液体压力介质所带来的问题，还已知(DE 196 095 68C2)，有多个二层或多层的钢珠借助一压力平衡板封闭的腔室以预力封住，其中，压力平衡板和腔室分别支承在位于其上的、施加压力的机器元件上，支承方式为：在机器元件供给压力时，如此来调整压力平衡板，使得在其整个表面上有相同的单位压力。为使钢珠在腔室内易于分布，并且很好地适配由歪斜造成的体积变化，添加干石墨。这种补偿装置的缺点为，钢珠通常有点接触，即只有很小的加压表面。因此使用钢珠时必须在相当大的面上进行加载以作为加压表面。在形成闭锁力时，各钢珠相互挤压，并且还额外地压在腔室表面上。在开启及闭合模具时，由于重新分布钢珠，另外出现泵效应，使钢珠的磨损加剧。因而，不能准确地决定模具结构深度。整体而言，这些缺点不利于准确的角度偏移调整以及工作时该精确度的维持。一般而言，该装置并不适用于精压，这是因为精压冲程不能被精确地设定。
另外还已知(DE 195 11 808 C2)，在一无横梁的模具闭锁装置中，由闭锁力造成的C形机架的变形，在活动模具紧固板侧是这样进行补偿的：工作缸的活塞杆与活动模具紧固板通过一设计成球形支承的铰链连接。工作缸的活塞杆在端部具有一环形槽，一球形关节头的顶面与之相接。在活动模具紧固板内有一与之相配的球形凹座。工作缸活塞杆的球形关节头位于该球形凹座上，在其中可转动，并借助一分体的环形凸缘及螺栓连接与活动模具紧固板可拆式连接。通过此方式，活动模具紧固板相对于活塞杆且因而相对于机架，在每次封闭过程可如此倾斜及调整，使得两个模具紧固板及固定在其上的模具，尽管机架有变形，仍能保持平行的取向。并不规定关节头以倾斜位置维持在关节凹部内。这种补偿装置的缺点为，关节头并未相对于凹部施加预力，因而要以其他的措施支持及导引模具紧固板，而使模具不致倾斜。在闭合单元运动时，缺少预力影响不大。但进行精确的精压冲程时，需要准确到达精压起始位置。为此，活动模具紧固板必须在精压起始位置前减速。由于在球形支承内无预力，活动模具紧固板会因为惯性而向前滑移，特别是滑移了环形凸缘及关节头之间的、为倾斜运动所预设的间隙这么大。由于该间隙不能调整出精确的精压冲程，因而该装置不太适用于精压。
为此，本发明的目的在于，提出一种装置，用于补偿压铸机闭合单元的偏斜误差，其中，即使有角度偏移也总是具有相同的预力，该装置经过较长的工作时间也能准确地工作，并且不需要大面积的需加载的压力腔室。
上述目的在权利要求1前序部分所述的装置中通过其特征部分的特征得以实现。本发明所达到的重大优点在于，即使是在发生倾转时也可以维持基本恒定的预力。在有利的进一步发展中，设计了带有球形加压元件的用于模具支架板的预力装置，所述球形加压件位于适配的凹面内(从属权利要求2和3)，并且，两个元件在优选实施形式中，球形支承的支承面33处在相同的半径上(从属权利要求4)。
根据从属权利要求10和11的、带有可轴向移动且在一预定的精压冲程上可调节的定心环的结构设计特别适用于精压，其中，塑化的塑料注入一相对于实际的成型件尺寸预先放大的空腔中，该空腔通过进行精压冲程而减小到实际的成型件尺寸。
以下借助一实施例并参考附图1至7更详细说明本发明。其中：
图1为一根据本发明的补偿装置的纵向截面图；
图2为图1中X局部放大图；
图3为图1中箭头A方向所视的模具支架板顶视图(不包括模具支架板)；
图4为图1中箭头B方向所视的在闭合单元开启时的闭合单元可移动侧的顶视图；
图5为具有角度误差的闭合单元的纵向截面图；
图6为具有轴偏移的闭合单元的纵向截面图；
图7为一预力装置的第二实施形式。
以下更详细说明的实施例，涉及的是制造高价值平面平行的压铸件(Spritzgussartikel注塑件)尤其是CD、DVD的基体等领域。但本发明的应用并不限于此技术领域。其实，本发明的装置可用于制造任何成型件，以及用于所有类型的压铸机，具体地说，既可用于带有在横梁上导向的闭合单元的压铸机，又可用于无横梁的压铸机。
根据图1至4，在具有常用的闭合单元的压铸机中，模具紧固在一个固定模具紧固板1和一个活动模具紧固板2之间。在闭合状态，如此处所示，模具3及4形成了一个平面平行的空腔5，其间隙大小为dk，用以制造光学可读取数据载体的基体。在活动模具紧固板2和与其所配的模具4之间设置有一角度平衡元件6。该角度平衡元件6的底板7以螺栓固定在活动模具紧固板2上，并经由球形支承9与模具支架板8铰接，其中球形支承的凹部10在底板7内，而球形支承的球体11在模具支架板8内，而且在底板与模具支架板之间形成一个间隙dw，这个间隙使得底板7可以相对于模具支架板8转动。球体11和/或凹部10上设有适当的滑动层。多个沉孔12对称地围绕闭合单元的对称轴13、并倾斜于该对称轴地设置在模具支架板8内，其中，沉孔12的纵轴14均相交于闭合单元的对称轴13上的一个共同点。所述沉孔用来容纳弹簧元件15，通过该弹簧元件使模具支架板8相对于底板7被施加预力。各弹簧元件15包括一弹簧组件17，该弹簧组件借助螺栓18及垫片19压在加压元件20上。所述螺栓18穿过模具支架板8内的钻孔22，并且拧入底板7内相应的螺纹孔23中。钻孔22的直径比螺栓18的直径要大一些，且沉孔12的直径比弹簧组件17的外径要大一些，从而，模具支架板8可相对于底板7通过凹部10内的球体11在间隙宽度dw内略微转动。
根据图2的放大图可以看出，在加压元件20与弹簧组件17相背的一端形成球形的表面24。沉孔12的底部具有一相应的球形凹面25，其半径大致上与加压元件20的球形表面24的半径相同。在本发明的另一结构设计中，球形支承9、表面24及凹面25的半径大致相同。在本发明有利的结构设计中，所有半径都正好为相同的大小。
根据本发明，球形加压元件20及球形支承9的球体11大致上位于相互平行的球面，且最好是在同一球面上。因此，即使模具支架板8因角度偏移而旋转运动时，仍能保证有均匀的预力。在所示的实施例中，球形加压元件20、沉孔12内的凹面25、以及球形支承9的球体11和凹部10均在半径R＝2000mm的同一球面上。
根据本发明除了补偿角度误差外，也可补偿轴偏移，为此，模具4做成例如以下述方式及方法可相对于模具支架板8移动的结构。为将模具4固定在模具支架板8上，另外设有上述那种弹簧元件16，对称地分布在模具4上，不过，各组成元件(弹簧组件17、螺栓18、垫片19及加压元件21)可以设计成其他结构；尤其是加压元件21具有平坦的加压表面27。在模具4的外部区域28，在周围设有对称分布的钻孔26，螺栓18穿过这些钻孔并拧入模具支架板8内的相应的螺纹孔中。钻孔26的直径比螺栓18的直径大，其间隙为2dA，从而，模具4可以相对于模具支架板8移动，以补偿模具4和3之间的轴偏移。模具支架板8和模具4之间的分隔面34有适当的滑动层，因此可以省去额外的滑动元件，而模具支架板8和其上预紧的模具4之间仍然保证有顺畅的滑动。
另外，根据本发明的装置，为了补偿角度，可与一装置相结合，其在出现角度误差以及有时有轴偏移时可以进行自动定心。为此，在模具3上套有一个第一定心环29，在其锥形凹面30中可沉入一个套在活动模具4上的第二定心环31的相应定心锥面32。从而保证有自动的角度误差(及轴偏移)补偿。当活动及固定模具紧固板间有不平行度时，模具3、4通过定心锥面32及锥形凹面30的共同作用而自动地在分隔面33中对齐，其中，球体11在凹部10中转至一准确位置，在该位置，定心锥面32准确地座在凹面30上。空腔5的间隙大小dk因而保持相同。通过弹簧组件17施加在加压元件20和21上的预力，只要该闭合单元维持不变，模具3、4就保持在对准位置上。如果在生产过程中闭合单元发生变化，例如因为磨损，则在角度偏移时，模具支架板8借助定心环29和31自动重新对准。同理，如果出现新的轴偏移，则借助相互作用的定心环29和31，通过模具4相对于模具支架板8的自动移动而重新补偿。弹簧组件17的预力必须如此设定，即，使模具的张开力小于该预力，并且定心锥面32可使模具3、4在分隔面33和34内移动而不产生磨损。
图3示出在分隔面34内的截面图，可看出根据本发明设置的预力装置，模具支架板8借助此装置对底板7施以预力。在所示的实施例中，6个弹簧元件15围绕着闭合单元的对称轴13对称地设置。沉孔12倾斜于对称轴13向外延伸地设置，且终止在模具支架板8内部。另外设有4个螺纹孔48，第二弹簧元件16的螺栓18可拧入其中，用以对模具4施加预力。
图4示出通过模具分隔面的截面图，示出了第二种预力装置，借助此装置，活动模具4对模具支架板8施加预力。在本实施例中，4个弹簧元件16围绕着闭合单元的对称轴13对称地设置。具有平坦加压表面27的加压元件21借助于弹簧组件17压在模具4的外部区域28上。为设定弹簧力，螺栓18穿过模具4边缘区域28的钻孔26，并拧入模具支架板8外部区域中相应的螺纹孔内。在带有定心锥面32的定心环31上，在空腔5处，模环49座在球支承保持架(Kugelkaefig)50上，在图4中可看到定心锥面的投影面49a。
预力装置在加压元件方面是不同的(球形的加压元件20与平坦的加压元件21之区别)。其他部件也可个别地、依需要加以设计，尤其是弹簧组件可具不同的弹簧常数。
在本发明的另一结构设计中，使挤压过程可进行准确及可重复的精压冲程。为此，定心环31借助一施加预力的球支承保持架35无间隙地、轴向可移动地支承在模具4上。球支承保持架35传递模具对齐所需的横向力。精压冲程dp经过模具3、4借助于距离保持件，例如借助于适当长度的套筒，机械方式固定地设定，且定心环31借助于弹簧组件36保持在由距离保持件预定的位置上，亦即与止挡面37相距dp的位置。当模具相互接近到一定程度，即定心锥面32可沉入定心环29的凹面30内时，模具3及4首先相互对齐。为此，弹簧组件36的弹簧力必须大于调整活动模具4所需的力。在进行精压冲程dp之前，模具3和4已处于对齐状态，亦即模具绝对是相互平行的，且模具3和4的对称轴绝对是相互重合的。随后，闭合单元运动一行程dp，弹簧组件36相互压合，直到定心环贴靠在止挡面37上。因此，空腔5在精压开始时以及在整个精压过程中是绝对平行的，从而使成型件可满足平面平行的最高要求。在精压冲程开始时，空腔的间隙大小dk等于成型件厚度dF与精压冲程dp之和。
通过施加预力及相对运动的元件之间适当的滑动层，可确保当定心锥面32沉入定心环29的锥形凹面30时，这些元件可轻易进入对准位置。因而球形支承的球体11和/或凹部10设有一滑动层。另外，在模具支架板8和模具4之间也设有一滑动层。必要时，预力装置的加压元件20、21也可设有滑动层。
图5示出具有角度误差但无轴偏移的闭合单元。活动模具紧固板2以一小角度α偏离垂直位置。因此拧在其上的底板7也相应地倾斜。由于闭合过程以及定心锥面32沉入锥形凹面30内，嵌入模具支架板8内的球体11在凹部10内这样地转动，使得模具3和4准确地相互平行。模具支架板8及固定于其上的模具4也通过在分隔面33内的转动而对准。此时，在一侧的间隙大小dw减小至0.38mm，而在另一侧则放大至3.8mm。空腔大小dk在空腔的整个宽度上均保持不变，即，在位置A的空腔厚度dk(A)与位置B的空腔厚度dk(B)大小相等。
图6示出具有轴偏移但无角度误差的闭合单元。活动模具紧固板2在闭合运动开始时从对称轴13偏离了例如1.9mm。在闭合时，定心锥面32沉入锥形凹面30内，并将模具4沿着分隔面34相对于模具支架板8移动同样的这个大小。此时，螺栓18不再如图1那样位于钻孔26的中央，而是位于钻孔26的近乎上边缘处。因此空腔保持相同(B1＝B2)，在模具3和4之间没有中心偏移。
如果同时出现角度误差及轴偏移，则当定心锥面32沉入锥形凹面30内时，在分隔面33内发生转动，且同时在分隔面34发生平行移动。
图7显示出另一种预力装置的实施形式，其具有一小的液压或气动加载的活塞-缸单元。底板7具有一沉孔38，其与模具支架板8内的沉孔12同轴。加压元件20在沉孔12内被螺栓41压在加压表面25上。螺栓41的轴杆44穿过钻孔22，伸入底板7的沉孔38内，并且在封闭沉孔38的环43内借助于一个或多个适当的密封环45流体密封地、并可移动地支承。在螺栓41的底部42拧有一活塞39，该活塞借助于一个或多个密封环40密封地贴合在沉孔38的内壁上，并在其内可反转。活塞39和环43之间的腔室46可经由一管路47被供给压力介质。通过调定腔室46内适当的压力，螺栓41与加压元件20一起以所需的预力对加压表面25施压。
附图标记表
1   固定模具紧固板
2   活动模具紧固板
3   固定模具
4   活动模具
5   空腔
6   平衡元件
7   底板
8   模具支架板
9   球形支承
10  凹部
11  球体
12  模具支架板8内的沉孔
13  闭合单元的对称轴
14  沉孔的纵轴
15  作为第一种预力装置的第一弹簧元件
16  作为第二种预力装置的第二弹簧元件
17  弹簧组件
18  螺栓
19  垫片
20  第一种加压元件(球形的加压表面)
21  第二种加压元件(平坦的加压表面)
22  模具支架板8内的钻孔
23  螺纹孔
24  加压元件20的球形表面
25  沉孔12底部的球形凹面
26  模具4外部区域的钻孔
27  加压元件21的平坦加压表面
28  模具4的外部区域
29  第一定心环
30  第一定心环29内的锥形凹面
31  第二定心环
32  第二定心环31内的定心锥面
33  第一分隔面；用于角度偏移补偿
34  第二分隔面；用于轴偏移补偿
35  用于定心环31的球支承保持架
36  定心环31的弹簧组件
37  精压时定心环31的止挡面
38  底板7内的沉孔
39  活塞
40  密封环
41  螺栓
42  螺栓41的底部
43  环
44  螺栓轴杆
45  密封环
46  可加压的腔室
47  压力介质的接管
48  模具支架板8内的螺纹孔
49  模环
50  模环49的球支承保持架

Claims (11)

1.用于补偿压铸机闭合单元的偏斜的装置，具有一可固定在一个模具紧固板上的底板，并具有一用于容纳该模具紧固板所配的模具的模具支架板，其中，所述模具支架板可相对于所述底板倾转，其特征为，所述底板(7)与所述模具支架板(8)通过一球形支承(9)相连接，并相对于所述模具支架板(8)借助于预力装置(15)施加预力，而在所述底板(7)和所述模具支架板(8)之间、在球形支承(9)外部有一间隙dW，并且，所述预力装置(15)倾斜于闭合单元的对称轴(13)布置，由预力装置加载的加压表面(25)和球形支承(9)的支承面(33)基本上位于平行的球面上，优选位于同一球面上。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征为，所述预力装置(15)具有一球形的加压元件(20)。
3.按照权利要求2所述的装置，其特征为，在模具支架板内设有球形的凹面(25)，作为球形加压元件(20)的加压表面(25)。
4.按照权利要求2或3所述的装置，其特征为，所述球形加压元件(20)和/或球形凹面(25)具有与球形支承的球体(11)或凹部(10)基本相同的半径。
5.按照权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征为，所述预力装置(15)设置于模具支架板的沉孔(12)中。
6.按照权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征为，球形支承的球体(11)和/或凹部(10)设有一滑动层。
7.按照权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征为，所述球形加压元件(20)和/或球形凹面(25)设有一滑动层。
8.按照权利要求1至7中任一项所述的装置，其特征为，以弹簧元件(15)作为预力装置，特别是盘形弹簧(17)、螺旋弹簧或橡胶弹簧，其通过固定装置(18)如螺栓固定在底板(7)中，其中，所述固定装置穿过模具支架板(8)中的钻孔(22)并固定在底板(7)中，而且，钻孔(22)的直径比固定装置(18)的直径大一些。
9.按照权利要求1至8中任一项所述的装置，其特征为，在一个模具(3)上设有一具有锥形凹面(30)的定心环(29)，而在另一模具(4)上设有一具有与上述凹面(30)相配的定心锥面(32)的定心环(31)。
10.按照权利要求9所述的装置，其特征为，形成一在轴向可移动的定心环，例如借助于套在模具上的球支承保持架。
11.按照权利要求10所述的装置，其特征为，所述轴向可移动的定心环在轴向弹性地支承。
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