CN102596527A - 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

本发明涉及一种尤其可用于压力机中的顶出装置。

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 796C1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。

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20mm。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8m/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。

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8m/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 (14)

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)。

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1所述的顶出装置，其特征在于，第一驱动装置(24)具有可调的输出元件(25)，其能在驱动装置(24)静止时利用调整装置(49)调整。

5.根据权利要求4所述的顶出装置，其特征在于，输出元件(25)通过螺纹(29)与第一驱动装置(24)相连。

6.根据权利要求2和4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)。

7.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)。

8.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。

9.根据权利要求1所述的顶出装置，其特征在于，第一驱动装置(24c)是液压驱动装置。

10.根据权利要求1所述的顶出装置，其特征在于，第一驱动装置(24b)包含传动机构(40，41，43，45，47)。

11.根据权利要求10所述的顶出装置，其特征在于，所述传动机构是或者包含肘杆传动机构(43，45)。

12.根据权利要求11所述的顶出装置，其特征在于，当顶出杆(20，33)处在静上位置中时，肘杆传动机构的肘杆(43，45)处在展开位置。

13.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)。

14.根据权利要求13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。

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