注塑成型机可以用来模制结构从简单到很复杂的一系列的塑料零件。在注 塑一零件的过程中，形成了与所要模制的零件相对应的一模腔的两个协同工作 的半模合起并相互接触。在一定压力下将两个半模保持在一起，这样当熔化的 塑料材料被注入模腔时，与模腔的形状相应的模制零件就生产出来了。模制零 件常常会粘附在模腔的表面，从而就必须将零件从该表面实际分离，这样模具 才能在下一次的模制循环中使用以形成另外的零件。
典型的是，一个或多个顶杆帮助从注塑模腔中移出模制零件。顶杆被滑动 支撑在一个半模中的，通常是在可移动的半模中，它们可在模腔中移入和移出， 从而它们可以与模制零件接触，由此从模具表面将模制零件推出。在过去，大 多数注塑成型机是液压驱动的，顶杆由液压线性执行机构驱动，从而使在推顶 操作过程中顶杆伸入模腔内，并且当零件从模具表面分离并从半模中脱开后顶 杆从模腔内缩回。
随着完全电力驱动的注塑成型机的使用，电动机和机械驱动系统替代了包 括诸如液压泵，液压缸之类的液压驱动系统。此类电动机和驱动系统提供了注 塑成型机的工作部分的必要的转动和线性运动的能量。因此，在完全电动机器 中，必须使用一种不同的机构来驱动顶杆。在那方面，电力驱动顶杆的一种方 法是设置了一螺杆和螺母结构以将电动机的旋转输出转变为线性移动，由此使 顶杆伸入模腔及从模腔中缩回。然而以上述方式来提供用于推顶功能的动能需 要设置一独立的电动机以运行移动顶杆的螺杆机构。这样的一种驱动结构需要 电动机(a)以第一个方向加速转动，使顶杆伸入模腔内，(b)在零件推顶后 减速并停止，(c)以反方向加速转动使顶杆在零件推顶完成后缩回到一个模 具构件中，而后(d)减速并停止从而适当地缩回顶杆。为了满足用于这种推 顶系统的模脱驱动电动机的加速、减速、停止以及反向转动的需要，它的操作 包括了“死区”(非生产性的)时间，它不必要地延长了在推顶驱动电动机必 须运行的过程中的时间。因此，就希望能使死区时间最小化。
另外，由于一个注塑循环的推顶阶段相对于机械加工循环是一短暂的时间 段，同样也希望设置无需一独立的、专用的电动机的一顶杆致动系统，从而简 化整套注塑成型机驱动系统，降低成本。
因此，本发明的一个目的是提供一种顶杆致动机构，它在零件推顶过程中 无需推顶系统驱动电动机的停止与反向。
本发明的另一个目的是提供一种由电动机装置运行模制零件推顶系统的 顶杆致动机构，在模制循环过程中在零件推顶系统不运行的那些时间中其中的 电动机装置可以被用来执行其它的功能。

简要地说，根据本发明的一个方面，设置零件推顶装置用于从模具表面分 离模制零件以及用于从由一对模具构件形成的模腔中推出模制零件。此装置包 括一个构造成至少与一个滑动地携带在一个模具构件中的顶杆结合的顶杆致 动件，它用于进入和离开模腔的移动。尤其，推杆是可操作的，它安装在用于 相对模具表面移动的推板上，一推顶柱从推板延伸出并且滑动支承在一承载模 具构件之一的活动板中，推顶柱与一脱模棒相连，通过从模具构件中的一个缩 进的位置轴向运动到一个顶杆的零件向外伸出模具表面并进入模腔中的伸出 的位置，推杆将从模具表面分离模制零件以及用于从模腔中推出模制零件。此 外，推顶柱由脱模棒滑动携带以限制相对移动，并且一弹簧定位在推顶柱的端 部与脱模棒之间，用于滑着向模具构件的方向弹簧偏移脱模棒。
此装置还包括一电动的顶杆驱动系统，它用于沿一引导面移动顶杆致动 件。顶杆驱动系统包括一个有一可转动的输出轴的电动机，以及与电动机输出 轴和顶杆致动件相连的一凸轮和从动件，当电动机仅以一个旋转方向转动运行 顶杆致动件时，凸轮和从动件用于将电动机驱动轴旋转运动转变成线性运动， 用来使顶杆致动件相对于模具构件移动，使其进出模腔。凸轮构件被构造成使 它的几何中心的位置相对于电动机的输出轴是可变化的，由此使顶杆冲程的长 度可调。另外，如果需要，由凸轮构件引起的从动件的运动可以定制，从而在 凸轮构件的一回转中使顶杆产生脉动。

图1是部分断开和部分剖视的侧视图，示出了根据本发明的具有一零件推 顶系统的全电动注塑成型机。
图2是部分剖视的局部放大示图，示出了在顶杆伸出超过模具表面之前， 图1所示的的注塑成型机的零件推顶系统的一部分。
图3是与图2相似的局部放大示图，其中顶杆在它们的延伸位置中且伸出 了模具表面，推板在相对于模具表面最前面的位置中。
图4是与图2与图3相似的局部放大示图，示出了在完全缩进的位置上的 顶杆以及相对于模具表面的它们的最后面位置中的推板以及相关联的脱模棒。
图5是根据本发明用于从模腔中移入移出脱模棒及顶杆的推顶系统的驱动 机构的局部侧视图。
图6是图5中的驱动机构的局部俯视图，同样也示出了推顶系统电力驱动 电动机及相关联的动力传动机构。
图7是与图2相似的局部放大示图，示出了在顶杆伸出超过模具表面之前 时刻，用于图1所示的注塑成型机的零件推顶系统的另一种实施例。
图8是与图7相似的局部放大示图，其中顶杆在它们的伸出位置中且伸出 了模具表面，而推板在相对于模具表面的它的最前的位置中。
图9是另一种实施例的局部侧视图，此实施例是用于根据本发明的推顶系 统的驱动机构中的凸轮构件。
图10是用于图9所示的驱动机构的凸轮构件的另一种实施例的局部俯视 图。

现参照附图，特别是其中的图1，示出了根据本发明的注塑成型机99。所 示的机器是一完全电动的注塑成型机，其中机器的不同部分的动作，无论是旋 转运动还是线性运动，均是由一个或多个电动机驱动的而不由液压马达或致动 器驱动的。机器99包括一模夹装置100，它用于支持以及打开和闭合形成确定 所要模制的零件的模腔122的协同工作的模具构件118、120。设有用于塑炼模 制材料以及用于向模腔注入熔融的模制材料的塑炼及注入装置102。在夹具装 置100中设置有一零件推顶装置103，此装置在模制材料充分冷却且模具已打 开允许移出模制零件后用于从模具中推出模制的零件。模夹装置100和注入装 置102都安装在基座105上。
模夹装置100包括一对一般为矩形的固定板108和110，它们相互分隔开 并具有基本平行的相对的表面。四个平行的连接杆(图1中仅可看见其中的两 个112、114)呈矩形阵列且被稳固地支撑在固定板108、110中的每一个的角 上。连接杆用作为用于滑动支撑通常为矩形的活动板116的各自的引导构件， 活动板116可朝向与离开固定板110滑动移动。活动板116支撑了一个半模118， 而固定板110支撑了与半模118协同工作的第二个半模120，当模夹装置100 在如图1所示的闭合的状态下时，两半模相接触形成了一模腔122。一浇口(未 图示)设置在半模120中使模腔122与注入装置102之间连通，从使熔融的塑 料材料注入模腔122中。
相对于固定板110来回移动活动板116的能量可由一电动机124提供，此 电动机支撑在固定板108上。电动机124通过一皮带连接装置127与螺杆126 可运转的连接。螺杆126包括一轴部分126a，该部分可转动地支撑在由固定板 108支撑的一轴承(未图示)中。尽管图1中示出了一种可从电动机124向螺 杆126传输转动能量的一皮带传动结构，如果需要也可以使用齿轮驱动或其它 形式的连接机构替代。与螺杆配合的螺母128不可转动地安装在一个中心连接 构件129中，构件129与一肘节臂与连杆机构130连接，在模夹装置100的操 作过程中，机构130与螺杆126一起将电动机转动输出的能量转换为活动板116 的线性运动。
注入装置102包括由一管状筒体140形成的一塑炼腔134，该管状筒体可 转动的支撑一用于塑炼与注入模制材料的塑炼螺杆142。除了在筒体140内的 旋转运动以外，塑炼螺杆还可在筒体内轴向线性移动。塑炼螺杆142部分地支 撑在第一固定支撑构件144中，此构件同时还支撑了筒体140。向筒体140外 延伸的塑炼螺杆142的最外端可转动地支撑在一活动的支撑构件146中。
塑炼螺杆142的旋转运动由通过一皮带连接装置150与螺杆142机械传动 连接的电动机148提供。同样，尽管图示为一带驱动，如果需要也可以使用齿 轮驱动或其它形式的连接机构替代。在一对平行的导杆152上滑动地支撑和保 持着活动的支撑构件146，图1中仅可看到其中之一。导杆152在第一固定支 撑构件144和第二固定支撑构件154间延伸并将与两者稳固地连接。在第二固 定支撑构件154上安装一电动机156，且电动机156与第二固定支撑构件154 转动支撑的螺杆158传动连接。尽管图示的驱动结构是一皮带160，如果需要 可以使用一齿轮传动或其它的机械连接形式代替，一螺母162安装在活动的支 撑构件146上。电动机156回转带动活动构件146线性运动，从而也带动了塑 炼杆螺142。活动支撑构件146的线性运动是沿朝向和离开第一固定支撑构件 144的方向的。
朝向和离开第一固定板110的塑炼腔134的运动可由在注入滑板180上安 装注入装置102来实现，注入滑板180可沿适当的轨道上的基底105活动。注 入滑板180的移动可以通过电动机182完成，电动机通过一适当的机械驱动结 构与滑板180传动连接。相似的，为了容纳不同尺寸的模具，固定板108可以 通过设置一电动机176相对固定板110移动，电动机176通过适合的驱动系统 174与固定板108连接。
现参照图2，其中示出了零件推顶装置103和半模118的一部分。以相对 由半模118形成的一模具表面202的一间隔关系设置了多个顶杆200。每一个 顶杆200滑动支撑在一孔204中，孔204设置在半模118中以使各顶杆能滑动。 顶杆200从如图2所示的一缩进的位置向如图3所示的一伸出的位置的移动在 模制循环过程中发生，在缩进位置中每一个顶杆的前端206基本与模具表面202 一致，在伸出位置中每一个顶杆伸出进入部分由模具表面202形成的模腔122 的体积中。顶杆200从一顶杆的载体的一前表面214垂直延伸到它们固定连接 处，载体如推板216。
推板216具有一后表面218，当推板位于如图2所示的它最后面的位置时， 后表面218与推板后挡块220接合。从推板216的后表面218向后延伸的是多 个推顶柱222，它们由活动板116滑动支撑并与推板216固定连接，从而使得 推顶柱222与推板216一起相对活动板116以及相对模具表面202移动。推顶 柱通过活动板116完全伸出且具有一直径减少了的外端224，该外端从肩部226 延伸出，此肩部形成了脱模棒230的最前表面228抵靠的一止动表面，这样当 脱模棒从如图2所示的位置以朝半模118的方向移动，脱模棒230的前面228 与各自的推顶柱222的肩部226接触以引起推板216和顶杆200的移动。推顶 柱222的外端包括止动部分232，它用作为对抵靠在止动部分232与脱模棒230 的后表面236上的各压缩弹簧234的止动表面。一推顶驱动柱238从脱模棒230 向后延伸，从而从一线性推力源传递原动力以启动顶杆200的轴向运动。
推顶驱动柱238朝半模1128的运动使推顶系统的各零件从图2所示的位 置向图3所示的位置移动。在图3位置，推板216位于它最前面的位置，顶杆 200已移至伸出模具表面202以同模制零件(未图示)接触，由此从模具表面 202分离零件，从模具中将零件推出。当在图3所示的位置中时，推板216已 从推板后挡块220移开，由此移动顶杆220的头端206超出模具表面202，推 出模制零件。
驱动柱238沿离开半模118方向的移动使推顶系统的若干零件移至图4所 示它们所采取的位置中。驱动柱238拉动脱模棒230，使得后表面236对被止 动部分232所限制的弹簧234施加了一个力。然而，由于移动推顶柱222和拉 推板216离开半模118所需的力小于压缩弹簧234所需的力，弹簧不会在脱模 棒230的最初的向后的移动时压缩。当顶杆200被拉入半模118中到达它们各 自的缩进位置后，推板216的后表面218与止动构件220接触，从而端部206 与模具表面202齐平。在这一位置上，脱模棒的任何附加的向后移动均会使弹 簧234压缩以起到缓冲作用。
在移出模制零件之后，新的模制循环开始，于是半模再次合在一起以形成 一模腔以及允许模制材料注入模腔。当注入的材料被充分冷却之后，推顶系统 被再次起动，使当半模相互分开露出模制的零件时推出模制的零件，从而使循 环重复。
推顶驱动杆238可以通过如图5和图6所示的类型的一种驱动机构朝向和 离开半模18轴向移动。伺服电动机240具有一传动轴241，它带有一第一主动 皮带轮242以驱动绕过第一从动轮246的一第一驱动带244，第一从动轮可与 一适当的动力传动装置或“齿轮箱”248相连。设置齿轮箱248以降低电动机 240的转动速度及将伺服电机的输出转矩放大至所需的程度以驱动输出驱动轴 250。需要注意的是，零件推顶装置103的一些应用中可以不需要齿轮箱248。 由于这些因素如(a)所需的推顶力，(b)电动机的每分钟转速(RPM)及转 矩，以及(c)供主动皮带轮用的空间，可以希望提供电动机轴241与输出驱 动轴250之间直接的连接装置。这可以通过几种已知的方法达到，如适当的有 大小的皮带轮与皮带。
在输出驱动轴250上装有一凸轮构件252，它包括了形成一个通常为环形 的凸轮轨道254的凸轮槽。如图6所示，凸轮轨道256由形成在一对隔开的、 相对的平行凸轮盘256的每一个中的槽确定，这些凸轮盘通过轴258相互联系 使其连接转动。在凸轮轨道254中带有凸轮从动件260，它被固定于滑动支撑 在导向套筒262中的推顶驱动柱238的最后端上。
如图6所示，输出驱动轴250偏离凸轮构件252的中心和环形凸轮轨道254 的中心。因此，输出驱动轴250的转动使凸轮轨道254描述了一非圆路径，使 凸轮从动件沿朝向和离开输出驱动轴250的轴线的方向线性移动。因此，推顶 驱动柱238沿朝向和离开活动板116和半模118的方向轴向移动。凸轮构件252 绕驱动轴250的轴线的一回转提供了对推顶驱动柱238的一操作循环，驱动柱 238通过上述的诸推顶驱动系统构件与推杆操作的连接，由此也带动了顶杆200 的一操作循环。
显然，推顶驱动柱238的冲程长度是凸轮轨道轴线相对一输出驱动轴250 的轴线的偏距的一函数。因此，偏距越大推顶驱动柱238的冲程长度越长。不 同的推顶冲程可以由每一循环的凸轮构件252和驱动柱238相对的开始/停止 位置调节，并带有弹簧234的一些压缩量以缓冲脱模棒230的向后过度的移动。 用以改变冲程总长度的输出驱动轴250的轴线的可替换的位置为如图5中的 “A”与“B”。
根据本发明，由伺服电动机输出轴241带动的第一主动皮带轮242包括一 第一单向机械离合器(未图示)，这样推顶机构的操作只有在伺服电动机240 的一个旋转方向中发生。如早已指出的，伺服电动机只在一个完全的模制循环 中的一非常短的时间段中才运行，以操作模制零件的推顶系统。因此，在其余 的模制循环中，伺服电动机240将空转而其中可用的能源未被使用。因此，为 了充分利用伺服电动机240，伺服电动机输出驱动轴241还带有包括一第二单 向机械离合器(未图示)的一第二主动轮264，当伺服电动机240以与伺服电 动机运行以驱动零件推顶机械的方向相反的方向运作时，此第二单向机械离合 器被操作。第二主动轮264带动绕过一第二从动轮268的第二驱动带266从而 在推顶机械不工作的注塑成型机工作循环的那部分过程中提供转动能量。
例如从第二主动轮268的输出可以用于驱动一线性致动器(未图示)，例 如一螺杆机构。或者，该输出也可以用于驱动一泵(未图示)以对蓄能器进行 重新填充能量，例如，用于执行能利用压缩空气或非石油为基础的流体操作其 它装置的附加注塑成型机的功能，例如从包括这些构件的模具中取出模芯的一 种拉动模芯(core-pull)结构。因此，伺服电动机240中可用的能量可以用 于执行机器操作循环中的几项功能：(i)在循环的零件的推顶过程中，当伺 服电动机240以一个旋转方向运行时它可以引起模制零件的推顶发生；以及 (ii)当推顶系统操作完成之后，伺服电动机能够以相反的转动方向运作从而 提供用于在机器操作循环过程中注塑成型机必须执行的其它功能的能量。因 此，零件推顶系统伺服电动机被更有效地利用，它使用了更长的时间段且执行 了注塑成型机操作循环中的几项功能。
现参照图7，其中示出了零件推顶装置103的另一种实施例。在两个所描 述的实施例中相同的部分以相同的标号表示。如上所述，以相对于由半模118 形成的模具表面202的间隔的关系设置多个顶杆200a。每一个顶杆200a被滑 动地设置在一孔204中，孔204设置在半模118中以使各顶杆能滑动。在模制 循环过程中发生从一个缩进的位置到一个伸出的位置的顶杆200a移动，缩进 位置如图7所示，其中的每一个顶杆的前端206与模具表面202基本一致，伸 出位置如图8所示，其中每一个顶杆伸进由模具表面202部分确定的模腔的体 积中。顶杆200a包括一扩大的端部止动部分208，它设置在与顶杆200的前端 206相对的一端。另外，每一个顶杆200a包括一中间的、向外伸出的凸缘210， 它设置在顶杆的两端部之间，它用作为供压缩弹簧212用的弹簧止动部分，而 压缩弹簧设置在凸缘210与其中滑动地装有顶杆的推板216的前表面214之间。
当推板位于它的如图7所示的最后面的位置时，推板216的后表面218接 合一推板后止动构件220a。如在前一个实施例中一样，多个推顶柱222从推板 216向后延伸，且由活动板116滑动地携带。
推顶驱动柱238向半模118的移动使推顶系统的各零件从它们图7中所示 的位置向图8中所示的位置移动。在图8的位置中，推板216位于它的最前面 的位置，而顶杆200a被移动而伸出模制表面202与一模制零件(未图示)接 触，从而使该零件从模具表面202分离，从模具中推出该零件。当在图8所示 的位置中时，推板216从推板后止动件220a上移开，而围绕顶杆200的各压 缩弹簧212被压缩而抵靠在中间凸缘210上，从而使顶杆200推向模制零件。 顶杆200a伸出模具表面202的距离等于推板216移动的长度减去弹簧212的 压缩量。顶杆200a上的弹簧的使用就无需在零件推顶到达行程的端点之前对 推顶向前进程减速，有效地防止了推顶系统过载，这有点像传统的液压推顶系 统中的缓冲作用。
驱动柱238沿离开半模118方向的移动使推顶系统的若干零件移回图7中 所示的位置。驱动柱238拉住脱模棒230以向后移动推顶柱222并拉动推板216 离开半模。推板216的移动释放弹簧212的压缩状态直至推板216的后表面218 与各顶杆220a的端部止动部分208接触，将顶杆200a拉进半模118中并离于 模腔回到它们各自缩进的位置。如上一个实施例中所述的，脱模棒230的超过 的行程可以通过推顶柱222上弹簧234被容纳。
图9和图10中示出了用于凸轮构件的另一种实施例。如上所述，输出驱 动轴250与凸轮构件252中心和环行凸轮轨道254的中心偏心，这样推顶驱动 柱238冲程的长度是凸轮轨道轴线相对于输出驱动轴250的偏距的函数。为了 提供对推顶驱动柱238的冲程的长度更加精确的调节，输出驱动轴250被安装 在轴承座270中，轴承座容纳在凸轮板256之间并可定位在相对于凸轮构件252 的中心不同的位置上。在凸轮板256中设置有一长轴孔272以容纳输出轴250。 在轴孔的外部设置有平行的安装槽274以容纳装配螺栓276。螺栓276穿过各 凸轮板256并与轴承座270配合。为了使凸轮板256保持对齐并在轴承座270 的调节过程中提供稳定性，在凸轮板256的相互连接使用了若干隔离件278。
这种安装结构允许驱动轴250的位置位于沿轴孔272的任何径向的位置 上，提供了精确设定所需的推顶冲程长度的装置。由于冲程的长度被精确的控 制，对于凸轮构件252的每一个旋转推顶冲程的起始点将位于相同的点上，这 意味着，无论冲程的长度是多少最大的力将被施加在冲程的起点处。
常常希望顶杆脉动，也就是说不止一次冲程从模腔中有效地推出零件。虽 然这可以通过带有通常的环状凸轮轨道254的凸轮构件252的多次旋转完成， 如图5和图6所示，但是图9中所示的凸轮构件252的实施例将使顶杆在一回 转中脉动。通过修改凸轮轨道254的结构使它不是如上所述的一均匀的圆形从 而达到脉动。尤其，轨道254设置了一个或多个偏离通常环状路径的凹入部分 280。以这样的结构，当凸轮构件252转动而凸轮从动件遇到凸轮轨道254中 的凹入部分280时，推顶驱动柱238会轻微地缩进(或者依靠偏移280的轮廊 偏离一致的向前运动)，而后继续普通的推顶冲程。
对于图9所示的实施例，凸轮轨道254在凸轮构件252的一回转所产生的 推顶驱动柱238的冲程的过程中会发生两次脉动。轨道254中的凹入部分280 的数量、位置和结构可以被改变以产生最适合一特定模具场合的脉冲或振动。
工业应用
如上所述，本发明涉及用于从模具表面分离模制零件以及用于由一对模具 件确定的模腔中推出模制零件的零件推出装置。尤其，本装置包括一电动顶杆 驱动系统，它使用一偏心的凸轮和从动件机构将电动机的旋转输出转变成用于 移动顶杆致动件的线性移动。凸轮结构是可调整的以使推杆冲程的长度对于其 应用达到最优化。另外，由凸轮构件提供于从动件的运动可以根据需要定制从 而在凸轮构件的一回转的过程中使顶杆脉动。
尽管已经示出和描述了本发明的特定实施例，在不脱离本发明范围的情况 下本技术领域中训练有素的人员显然还可以作出各种变换与变型。例如，除了 使用安装槽274以及螺栓276对轴承座270进行定位以外，还可有其它调节装 置，例如使用起重螺柱以使轴承座270定位，并且由此可调节顶杆冲程的长度。 因此，落入本发明范围的所有诸如此类的变换和变型都被包含在所附的权利要 求书中。