[发明专利]注射成型机以及用于其的液压驱动单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有在权利要求1的前序部分中给出的特征的注射成型机(注塑机，压铸机，Spritzgieβmaschine)以及根据权利要求11的前序部分所述的、用于相应的机床的液压驱动单元。

背景技术

这种注射成型机具有这种机型的常规部件，即带塑化螺杆的注射单元和用于使注射单元本身运动并实现塑化螺杆的注射冲程和保压冲程的驱动单元。此外，通常设有一固定锁模板和一可动锁模板，在其上安装有相应的半模。必要时，在所谓的三板机中还能设置另一支承板用于使可动锁模板移动的接合单元(合模单元)。该接合单元具有一驱动单元，该驱动单元用于在注射时施加所谓的锁模力和用于产生可动锁模板的模具闭合运动和模具打开运动。最后，在锁模板上设有带相应的驱动单元的工件顶出装置。

注射成型机就其驱动单元来讲最初设计成液压机器，长久以来都是通过电动机械式驱动装置、例如伺服马达来控制确定的驱动轴。所谓的纯电动的(vollelektrische)机器也是常见的。

本发明涉及一种注射成型机，其中驱动单元中的至少一个以液压方式设计，并且与此相应地设置液压泵、液压缸以及一个或多个用于驱控液压缸的控制阀。

在已知的液压驱动单元中，注射成型机的各待驱动的轴的运动速度通过比例伺服阀或者调节泵来控制。在此，通常的0/1阀引起30～60ms的接通延迟或断开延迟。调节泵的动态性也在类似的时间范围内。虽然已知伺服阀具有较短的反应时间，然而伺服阀的成本非常高，其在15～20ms范围内的反应时间对于注射成型机仍不是最佳的。

这种机器的特点包括：由对各轴的驱控的动态性确定机器的反应速度和精度。例如，液压执行器的时间延迟在塑化螺杆从注射压力向保压切换期间是不利的。在所述切换点附近必须使螺杆运动的动态(速度)大大降低，以避免模具中的压力过冲。这种压力过冲会在模具分型面的区域中引起所谓的过注射或“飞边”，使注射成型材料本身被损坏并在其中引起应力，该应力稍后可能导致所制造的产品变形。在电磁式注射成型机中出现相应的问题，这是因为在其中使用的电动转动驱动装置不可避免地具有惯性矩，因此同样不能足够快速地、动态地在两个工作状态之间进行转换。

发明内容

基于所述的现有技术的问题，本发明的目的是，改进具有至少一个液压驱动单元的注射成型机，以能够特别是在其中所用的阀的切换时间方面有效改进驱动动态性。

所述目的通过在权利要求1和/或11中给出的特征以下述方式实现：

液压驱动单元的液压流体是电(致)流变流体，和

用于液压缸的至少一个控制阀是电流变(ER)阀，所述电流变阀具有：

用于电流变流体的至少一个通流隙部，和

板形电容器布置结构，其用于施加跨所述通流隙部的控制电场。

基于ER阀的液压驱动单元的特殊优点在于所述阀的动态性非常高，其对于0％至100％的调节范围来说位于2ms至4ms的量级范围内。基于这种控制阀性能，可利用如此驱控的液压缸非常精确地进行定位，此外该液压缸还能以明显更好的动态性启动。总之，大大缩短的反应时间与相关部件的较小质量相结合获得了驱动系统的整体动态性能，该动态性既不能由传统的液压注射成型机实现、也不能由电注射成型机实现。特别是在注射侧，通过根据本发明的特性实现了如下的注射压力和保压的曲线过渡：其能够比伺服控制的注射成型机至少快五倍。此外，在快速运行的应用中接合单元本身的定位精度与相当的电磁式解决方案相同，而且成本明显更低。其优点是，基于以ER阀为基础的技术，这种快速运行应用在结构上可由标准的机器得出。最后，整个系统具有与液压式注射成型机相当的高能量密度。

根据本发明一种优选实施方式，至少一个液压泵配备有用于处于压力下的电流变流体的液压流体存储器。与此相关地提供电流变流体使得，由于泵与存储器的组合而不会在输入侧出现很高的负荷尖峰。该泵可以主要在基本负荷下运行，并且能通过对液压流体存储器的相应充载情况的摆角进行再调节而被设定到恒定的功率。由此可使马达持续地在名义负载下工作，由此可为机器使用者提供能量供应的最佳能量条件。

根据本发明的其它优选实施方式，本发明提出：根据具体情况将可能带有液压存储器的液压泵分配给注射单元和接合单元的所有驱动单元作为中央组件，或者将具有液压存储器的液压泵单独地或者成组地分配给不同的驱动单元。