本发明涉及一种模具夹紧装置，而实际上是涉及用于塑料注射成型机和压铸机的模具夹紧装置。 在用于塑料注射成型机和压铸机的直接加压式的模具夹紧装置中，为了缩短成型周期的时间必须以高速打开或关闭模具。此外，也必须以很大的力夹紧模具来对抗模制成型压力。
为了满足这些相反要求的操作，这些特制的模具夹紧装置一般具有较复杂的结构。另外，现存的有许多种模具夹紧装置。
例如，一种用于塑料注射成型机的常规模具夹紧装置，在日本专利临时出版公报57-115329号文件中已经公开，其结构如下。
有许多个用于打开模具的并列设置的液压驱动油缸和一个高功能夹紧油缸。一个用于模具夹紧的单一作用的活塞由背面装配在夹紧油缸地夹紧顶杆上。该液压驱动油缸的液压腔连接至夹紧油缸的前油腔内。夹紧油缸的前油腔和后油腔是通过夹紧顶杆的活塞部分的连接通道相互连通的。该连接通道是通过一个由在外部的油压操纵的第一开关阀进行打开或关闭的。
在这种模具夹紧装置中，在打开或关闭模具时，夹紧油缸的前油腔内的的油和液压驱动油缸内的油经过夹紧顶杆的活塞部分的连接通道流通，因此在各油缸内几乎不产生负压压力而且可以实现平滑工作过程。此外，夹紧油缸和液压驱动油缸是并联设置的，这样就存在缩短装置总长度的优点。
但是，上述模具夹紧装置存在以下缺点。
（1）.由于模具的打开动作是通过液压驱动油缸进行驱动的，必须在夹紧油缸的两侧设置许多个液压油缸以便使模具平衡地打开。
（2）.当模具被打开，液压驱动油缸的各油腔都加压，因而各油腔都连接至夹紧油缸的前、后油腔以便使油液流动。因此，油压力不仅作用于液压驱动油缸的各油腔而且作用于夹紧油缸的前、后油腔，因此液压驱动油缸必须采用耐压力结构。夹紧油缸的前腔不是用于驱动打开模具或将模具紧紧地夹紧，但它也必须具有耐压力结构。采用耐压力结构，必定会使装置尺寸较大而且笨重。
（3）.用于打开或关闭设置在夹紧顶杆的活塞部分内的连接通道的第一开关阀，在其工作过程中是通过设置在夹紧顶杆内并在其轴向延伸的油路，并通过将该油路与位于动模板的附近的其一端在夹紧顶杆表面打开的并和经过外部管路连接在一个液压机上的油路系统进行控制的。但是，采用这种结构，该夹紧顶杆的加工和组装都是较困难的，而且由于其可动部与外部管路相连接也存在着耐久性和安全性方面的问题。
（4）.许多油缸另件需要进行精密加工，因而生产这种设备的制造工序就要增加，而该设备的价格也将较昂贵。
因此，本发明就是为解决上述各种问题而提出的，而且本发明的目的是提供一种简单、紧凑而且轻的并且能够实现将模具进行平滑地打开或关闭而在夹紧油缸内不产生负压力的模具夹紧装置。
在本发明中，主要是通过夹紧顶杆的活塞部分将夹紧油缸的前、后油腔分隔开，并通过一个穿过夹紧顶杆的活塞部分的连通孔将该前、后油腔连通起来。采用这种结构，当夹紧顶杆的活塞部分为关闭和打开模具而在夹紧油缸中运动时，在夹紧油缸的前油腔内的油液就通过连接通道流动，因而在夹紧油缸内就不产生负压力而且模具的打开和关闭都是平滑地进行。在两个油腔的油液量短缺或过剩时则可以由充油箱补给或返回油箱。
模具关闭之后，当通过向夹紧油缸的后腔供油对模具进行紧紧地夹紧时，则设量在夹紧顶杆的活塞部分内的连接通道就由一个第一开关阀关闭了。该第一开关阀的工作过程是通过关闭一个第二开关阀以便夹紧油缸内腔加压使第一开关阀的两侧产生有效的压力差来实现的。该第二开关阀必须在上述方向上使第一开关阀移动才能关闭夹紧顶杆的连接通道。
在紧紧地夹紧过程中，在夹紧油缸的前油腔内的油压力是通过一个安全阀释放的，这样前油腔就保持在低压力状态。因此，几乎不需要使夹紧油缸的前油腔和充油箱制成耐压力结构，因为该部位是保持低压力状态的，从而使它们的结构得以简化。值得注意的是，在通过关闭夹紧顶杆的活塞部分内的连接通道开始进行紧紧地夹紧过程之后，该第二开关阀可以打开以便将夹紧油缸的前油腔内的压力油向着充油箱泄掉，因此在这种情况下可以取消安全阀。
当模具在打开过程中，第一开关阀移动以便打开夹紧顶杆的活塞部分内的连接通道。这一运动是随着模具的打开过程，通过将油液由在夹紧顶杆内形成的用于打开模具的一个油腔内，经过在夹紧活塞顶杆内的一个通孔供给至在第一开关阀与夹紧活塞顶杆的圆周表面之间的间隙所形成的用于打开阀的一个油腔来实现的。因此，用于操纵第一开关阀的油路可以相当简单。
通过将夹紧油缸内的夹紧顶杆的滑动来实现模具的打开或关闭动作是采用用于模具关闭的前油腔和用于模具打开的后油腔来实现的，该前、后油腔是通过可滑动地装配在夹紧顶杆内的高速活塞的活塞部分隔开的。该夹紧顶杆的前腔最好是由连接至大气的一个空气腔构成，而用于模具关闭的油腔最好是通过将一个以其一端固定在空气油腔壁上的活塞杆以其前端装配入高速活塞内而在高速活塞内构成的。在这种情况下，由于对该油塞杆的截面面积进行了选择，用于模具关闭的速度和模具打开的速度可以是一样的而不需要一个外部转换阀，并且模制成型周期的效率就提高了。
因此，本发明具有以下优点。
（1）.在模具打开和关闭时，夹紧油缸内的夹紧顶杆的活塞部分的移动，将夹紧油缸内的油液经过夹紧顶杆的活塞部分的连接通道流动，从而使模具打开和关闭的工作过程可以平滑地进行并在夹紧油缸内不产生负压。
（2）模具打开或关闭的工作过程可以通过只对夹紧油缸内的用于模具关闭的油腔充压力或者对用于打开的油腔充压力来实现。在紧紧地夹紧过程中，夹紧压力几乎不作用于夹紧油缸的前腔，因此，在整个工作循环中在夹紧油缸的前油缸和充油箱内几乎不产生压力。因此，对于夹紧油缸的前油腔和充油箱不必要采用耐压力结构，这样则其结构可以简单、紧凑，而且该装置可以轻巧，而且可以降低制造成本。
（3）第一开关阀的运动可以通过由用于模具打开的油腔通过在夹紧顶杆内的连通孔向着用于阀打开的油腔供油，以便将用于阀打开的油腔和用于模具打开的油腔相互连通，从而可以取消外部管路，加工和组装可以简化，而且可以提高耐久性和安全性。
现在将参照附图以举例的方式对本发明的最佳实施方案进行详细描述，其中：
图1是在模具打开状态夹紧油缸的一个截面剖示图;
图2是显示第二开关阀的截面放大图;
图3是显示另一实施方案的夹紧油缸的一个截面剖示图;
图4是显示一个常开式第二开关阀的一个截面剖示图。
下面将参照附图对本发明的各最佳实施方案进行详细描述。
一个动模板10是通过一个横跨在定模板11与油缸体12之间的拉杆13进行导向，以便向着定模板11和由定模板返回往复运动。
在动模板10和定模板11的每个相对的表面上设置有一个动模具14和一个定模具15。在位于定模板11的后侧的一个底座16上设置有一个注射机17，该注射机可以向着固定模具15和由该模具离开进行往复运动。在油缸体12上，并列设置着夹紧油缸18和充油箱19。
以其前端连接至动模板10的后端面上的一个夹紧顶杆20是通过前盖9以可滑动地装配在夹紧油缸18内。该夹紧油缸的内部空间是通过夹紧顶杆20的活塞部分21分隔成前腔E（后面所描述的腔体E）和后腔B（后面所描述的腔体B）。腔体E和B是由设置在活塞部分21内的连接通道22相互连通的。
充油箱19是连接至作为夹紧油缸18的前油腔的腔体E的。该充油箱19的容量要大于夹紧油缸18的腔体E和B之间的容量差值。
该腔体E是经过一个调定在低压的安全阀40连接至液压机上。
第二开关阀41打开和关闭油路33。即阀体42是由螺旋弹簧43正常地与阀座44压紧接触以便关闭油路33。通过向着第二开关阀41的腔体D内供油，使阀体42克服螺旋弹簧43的弹力进行移动打开油路33，以便使充油缸19和腔体E连通。
图2显示出第二开关阀41的放大图。伸入到腔体B内的夹紧顶杆20的一部分，是由一个具有较大直径的区段23和一个比大直径区段23直径小些的小直径区段24构成。一个第一开关阀25是装配在大直径区段23和小直区段24上，并可在夹紧顶杆的轴线方向滑动以便将连接通道22打开和关闭。该第一开关闭25是由一个环形活塞构成，其滑套部分26是在大直径区段23的圆周表面上进行导向的。该滑套部分26的一个端面能够将连接通道22关闭。为了防止第一开关阀25滑出去并限制它在小直径区段24内的运动长度，设置一个止动块27。在第一开关阀25的滑套部分26的内表面和小直经区段24的外表面之间形成一个空间F（后面所描述的腔体F）。
在夹紧顶杆20内安装有一个高速活塞28，该活塞的后端固定在夹紧油缸18的内壁后端。夹紧顶杆20的内部空间由高速活塞28的活塞部分29分隔成一个空气腔G和一个用于打开模具的腔体C（后面所描述的腔体C）。该空气腔体G是通过一个通道（未显示）与大气相连通。腔体C和F是通过一个在夹紧顶杆内的通孔相互之间连通的。
由夹紧顶杆20的空气腔体G的内部底面伸出的一个活塞杆45，其前端都是在高速活塞28内进行滑动配合的，从而在高速活塞28内形成一个用于高速关闭模具的腔体A（后面所描述的腔体A）腔体A和C是通过一个油路46和47与一个设置在油缸体12外部的一个液压机（未显示）相连接。
设置在油缸体12外部的开关阀（未显示）都是连接至油路46和47上，用以连通由腔体A向着油路47返回的油液，以便将该油液供给至腔体C。
请注意，标号48是一个将油液供给至腔体B的油路，而标号49是一个溢流管。由溢流管溢流出来的油返回到主油箱内（未显示）。
下面，对该装置的动作进行描述。
模具高速关闭：
对腔体D加压力以便推动阀体42移动，油路33被打开，腔体E与充油箱19就连通。
其次，油液经过油路46供给至腔体A以便执行模具高速关闭。当顶杆20的活塞部分21在腔体E内运动时，在腔体E内的油液就经过连接通道22流入腔体B，由于腔体B与腔体E之间的容积差别所造成短缺的油液量是由充油箱19进行补充，这样在腔体B就不会出现负压力并能实现模具的高速关闭。
请注意，腔体E和B以及充油箱19都没有加压力，这样则通过推动夹紧顶杆20的活塞部分21运动所造成的油液阻力已推动第一开关阀25运动来打开连接通道22。
紧紧地夹紧：
随着对腔体A加压力所造成模具的高速关闭，供给至该腔体的油液量降低了，而且模具是在低速和低压力下关闭的。
然后，腔体D被打开，阀体42通过螺旋弹簧43的弹性推向阀座44以便关闭油路33，然后油液就通过油路48供给至腔体B以便加压力。因此，在第一开关阀25的两端之间产生一个压力差，以便使该第一开关阀25前进，滑套部分26的端面就与夹紧顶杆20的活塞部分21相接触从而关闭连接通道22。然后，供给至腔体B的油液就作用于夹紧顶杆20的后端面上以便执行紧紧地夹紧。在此情况下，如果腔体A同时进行加压力，腔体A的出力也用于紧紧地夹紧。
请注意，腔体E内的压力已经通过安全阀40释放以便保持在低压力状态。
保持在紧夹紧状态，注射机17向前进并将熔化的树脂注射至模具内，并经冷却和固化以后，就开始执行下一道制造工序。
请注意，将腔体E保持在低压状态，前盖9不需要采用高强度材料制成。它可以采用一种简单结构。
为了执行紧紧地夹紧当油液供给至腔体B时，第二开关阀41被关闭以便在腔体B和E由内产生有效的压力。随着这种有效压力的产生，在第一开关阀的两端就产生了压力差，然后第一开关阀25就被推动移动以便关闭连接通道22。腔体B是通过安全阀40的作用保持在低压状态一直到关闭连接通道22时。连接通道22关闭以后，腔体B就加压力以便进行紧紧地夹紧。
模具高速打开：
当腔体A和B内的加压力停止时，压力被释放，腔体D被充压力以便打开第二开关阀41并通过油路33将腔体E与充油箱19连通。然后，将油液供给至油路47并对腔体C进行加压以便进行模具高速打开。
这时，腔体C处于加压状态，然后通过通孔32对腔体F进行加压，从而使第一开关阀25缩回，以便通过连接通道22使腔体E与B相连通，并将腔体B内的油液返回到腔体E和充油箱19。
此外，由腔体A返回的油液经过油路46和开关阀（未显示）流向油路47，以便使模具打开动作加速到使模具打开的速度等于模具关闭的速度。
请注意，如果腔体A和C的截面面积设计成相等的，则模具打开速度与模具关闭速度就可以相等不需要设置开关阀。
另一实施方案如图3所示。
在此实施方案中，与前面实施例中的相同元件采用同样的标号而且对这些元件的解释也省略了。
夹紧顶杆20的前油腔和后油腔是通过一个高速活塞28的活塞部分29分离开的，而前油腔是由用于模具高速关闭的腔体A构成的;后油腔是由用于模具打开的腔体C构成的。
腔体A和C是通过油路46和47与设置在油缸体12外部的一个液压机（未显示）相连通的。一个设置在油缸体12外面的开关阀（未显示）连接至油路46和47上，以便将由腔体C返回来的油液通向油路47以便供给至腔体A。
在此实施例中，腔体E是通过一个弹簧单向阀50和一个单向阀51连接在油箱52上，该阀50和51是并联设置的而且能使油液在它们相互对着的方向上流过。
因此，在此实施例的装置中，模具高速关闭是通过由油路46向着腔体A供油来实现的。而模具高速打开是通过由油路47向着模体C供油来实现的。当模具打开的过程中，由腔体A返回的油液经过油路46和该关闭阀（未显示）通向油路47，这样就使模具打开的速度加速到使模具打开速度等于模具关闭速度。
该弹簧单向阀50释放在腔体E内的油液，该油液是当紧紧地夹紧过程中压到油箱52内以便保持腔体E处于低压状态，这样该阀是起一个安全阀的作用。随着将腔体B内的压力释放则由紧紧地夹紧转向模具打开过程，该单向阀51通过抽吸在紧紧地夹紧时由腔体E溢出的和来自油箱52的油液来防止腔体E出现瞬间负压力。
因此，可以实现模具平滑地打开。
请注意，在模具打开过程中，油液由充油箱19导入腔体E，那么可以取消单向阀51。
第二开关阀41可以是常开式阀如图4所示。在此情况下，其打开或关闭状态可以通过与前面的实施例同样的方式进行控制。当第二开关阀为常开式阀时，油液由充油箱19可以相当平稳地导入腔体E，因此该单向阀51可以取消。
上面对本发明进行了描述，显然该装置可以各种方式进行改变。这些改变型都被认为没有脱离本发明的精神和范围，而且对于熟习本专业技术的人员属于显而易见的，所有这些改变型都被为包括在本发明的下列权利要求范围内。