DE1554881C - Schnellschheßzylinder fur Spritzgieß maschinen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Schnellschließzylinder kanten der hohlen Kolbenstange bei deren Weiterfür Spritzgießmaschinen mit einem kleinen Zylinder bewegung in Schließrichtung geöffnet sind,
für die Hubbewegung und einem großen Zylinder In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, für die Schließbewegung, bei der die hohl ausgebil- daß bei der Druckbeaufschlagung des Führungsdete Kolbenstange des großen Schließkolbens den 5 Zylinders ein Saugventil geschlossen ist, das in eine kleinen Zylinder für die Hubbewegung bildet und eine Druckmittelpumpe mit dem Führungszylinder auf einem mit der Rückseite eines Führungszylinders verbindende Leitung geschaltet ist. Die wirksame fest verbundenen Rohrstück abgedichtet verschieb- rückholseitige Fläche des Schließkolbens kann dabei bar ist und bei der ferner der einen Differential- wenig größer als seine schließseitige Kolbenfläche druckraum bildende Innenraum der hohlen Kolben- io bemessen sein.

stange über das feste Rohrstück im Schließsinne mit In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand

Druckmittel beaufschlagbar sowie mit dem Schließ- zweier Ausführungsbeispiele schematisch veranschau-

hubraum des großen Schließzylinders durch ein licht. Es zeigt

wegabhängig gesteuertes Schieberventil verbunden Fig. I einen Schnellschließzylinder im Längsist. 15 schnitt und

Bei einem Schließzylinder dieser bekannten Gat- Fig. II eine andere Ausführungsform eines tung ist eine wegabhängige Steuerung durch ein Schnellschließzylinders im Längsschnitt.
Schieberventil vorgesehen, das einen langsamen Gemäß F i g. I fördert eine Pumpe 1 im Sinne Hochdruck-Öffnungshub des Schließkolbens nicht einer Schließhubbewegung nach Betätigung eines ermöglicht. Außerdem sind Schließzylinder bekannt, 20 Magneten 2 und einer damit verbundenen Steuerung deren druckabhängige Umsteuerung ebenfalls den eines Schaltschiebers 3 Druckmittel über eine Lei-Nachteil hat, daß ein langsamer Hochdruck-Öff- tung 4 in einen Innenraum 5 eines feststehenden nungshub und ein sich daran anschließender schnei- Rohrstücks 6, das in einem Führungszylinder 7 zu ler Niederdruck-Öffnungshub des Schließkolbens dessen Achse koaxial angeordnet ist. Das Drucknicht vorgesehen sind. 25 mittel tritt durch die Bohrung 5 des Kolbens 6 hin-

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, durch in einen Innenraum 8 einer Kolbenstange 9, einen Schließzylinder zu schaffen, dessen Schließ- die mit einem Schließkolben 10 als Ganzes ausgekolben anfänglich eine schnelle Niederdruck-Schließ- bildet und an ihrem in Schließrichtung vorderen hubbewegung und anschließend eine langsame Hoch- Ende durch einen Boden Il verschlossen ist. Infolge druck-Schließhubbewegung und darauf folgend eine 30 der kleinen Fläche des Bodens 11 wird der Schließlangsame Hochdruck-Öffnungshub- und schließlich kolben 10 mit relativ hoher Geschwindigkeit in der eine schnelle Niederdruck-Öffnungshubbewegung Schließrichtung des Pfeils χ bewegt. Während dieser ausführen kann. Dabei soll die konstruktive Aus- Schließbewegung des Schließkolbens 10 wird das im gestaltung des Schnellschließzylinders in ihrem Auf- Öffnungsdruckraum 12 des Zylinders befindliche bau einfach sein, um eine wirtschaftliche Fertigung 35 Druckmittel durch einen Überströmkanal 13, 14 im zu ermöglichen. Schließkolben zum Schließdruckraum 15 des Zylin-

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß ein ders umgewälzt. Während der Teil 13 des Über-

im großen Schließkolben vorgesehener, den Schließ- Strömkanals koaxial zum Schnellschließzylinder an-

druckraum und Öffnungsdruckraum verbindender geordnet und mit großem Durchmesser versehen ist,

Überströmkanal durch einen am rückholseitigen 40 besteht der Teil 14 des Überströmkanals aus zwei

Deckel des Zylinders angeordneten Ansatz am Ende oder mehreren radialen Kanälen eines in Öffnungs-

des Schließhubes verschließbar ist und daß das Schie- richtung y vorstehenden Ansatzes 16 geringeren

berventil derart ausgebildet ist, daß kurz vor dem Durchmessers. Die rückholseitige Öffnung des Über-

Verschließen des Überströmkanals die Innenräume Strömkanals 13 weist ein Ringpaßstück 17 auf, dessen

des Rohrstücks und der hohlen Kolbenstange mit 45 Innendurchmesser etwas kleiner bemessen ist als der

dem Schließdruckraum des Schließzylinders über Überströmkanal 13 auf seiner übrigen Länge. Die

einen weiteren Differentialdruckraum innerhalb des wirksame rückholseitige Fläche des Schließkolbens

Führungszylinders verbunden sind. 10 ist etwas größer bemessen als die von der Schließ-

Hierdurch wird erreicht, daß die bei einer anfäng- seite her beaufschlagbare Kolbenfläche, so daß die iichen schnellen Öffnungsbewegung des Schließkol- 50 dem Differenzvolumen entsprechende Menge des bens hervorgerufene Gefahr der Beschädigung oder Druckmittels durch eine Bohrung 18 des Zylinders des Zerreißens des Werkstücks vermieden wird. über eine Leitung 19 und den Schaltschieber 3 in Dabei besitzt die Steuerung des Schließzylinders eine einen Reservebehälter 20 gedrückt wird,
hohe Betriebssicherheit, weil der Schließkolben selbst Bei der schnellen Schließbewegung saugt die Kolin Abhängigkeit von seinem Hubweg selbsttätig die 55 benstange 9 Druckmittel in einen ringförmigen Diffe-Umsteuerung vornimmt. rentialdruckraum 21 des Führungszylinders 7 über

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung empfiehlt ein Saugventil 22 aus dem Reservebehälter 20 an, so

es sich, den Schnellschließzylinder so auszubilden, daß der Differentialdruckraum 21 gefüllt wird. So-

daß das Rohrstück in der Nähe seines freien Endes bald die Kolbenstange 9 und der Schließkolben 10

radiale Öffnungen aufweist und daß die zylindrische 60 die in der Zeichnung ersichtliche Stellung erreicht

Außenwandung der hohlen Kolbenstange an ihrem haben, greift in die in den Öffnungsdruckraum 12

dem großen Schließkolben abgekehrten Ende min- mündende Öffnung des Überströmkanals 13 ein An-

destens auf einem Teilumfang eingeschnitten ist und satz 23 dichtend ein, der mit einem Deckel 24 des

gegenüber der im schließhubraumseitigen Boden des Zylinders fest, aber lösbar verbunden ist. Kurz vor

Schließzylinders vorgesehenen Öffnung für die hohle 65 überfahren der Stirnkante dieses Ansatzes 23 durch

Kolbenstange einen Durchtrittskanal für das Druck- die dem Öffnungsdruckraum 12 zugewandte Kante

mittel bildet und daß die radialen Öffnungen und des Ringpaßstücks 17 gibt eine in das dem Schließ-

der Durchtrittskanal nach Überfahren durch Steuer- kolben 10 abgekehrte Ende der Kolbenstange 9 ein-

gesetzte und als Gleitführung auf dem feststehenden Rohrstück 6 dienende Muffe 25 radiale öffnungen 6 α des Rohrstücks frei. Infolgedessen kann das Druckmittel in den Differentialdruckraum 21 eindringen. Da etwa gleichzeitig durch die Kolbenstange 9 ein Durchtrittskanal 26 zwischen der Kolbenstange und dem schließhubraumseitigen Boden des Zylinders freigegeben wird, kann das Druckmittel in den Schließdruckraum 15 des Schnellschließzylinders eindringen und die ringförmige Differentialkolbenfläche des Schließkolbens 10 im Schließsinne beaufschlagen. Der Durchtrittskanal 26 wird durch eine in die äußere Mantelfläche der Kolbenstange 9 an deren dem Schließkolben abgekehrten Ende eingeschnittene Nut gebildet, deren Länge vom Ende der KoI-benstange her gesehen etwa der Dicke des Zylinderbodens entspricht. Durch die Beaufschlagung des Differentialdruckraumes 21 des Führungszylinders 7 mit Druckmittel wird der Saugdruck aufgehoben, so daß sich das Saugventil 22 schließt. Das Eintauchen des Schließkolbens 10 in den kolbenartigen Ansatz 23 erfolgt in verhältnismäßig geringem Abstand vom Zylinderdeckel, z. B. 20 mm, bevor das Spritzgießwerkzeug geschlossen wird, so daß das gewünschte langsame und vorsichtige Zusammenfahren der Werkzeughälften über eine mit einer Formhälfte der Kunststoff-Spritzgießform verbundene und durch den Deckel 24 hindurchgeführte Kolbenstange 27 gewährleistet ist.

Soll die Form geöffnet werden, fördert die Pumpe 1 nach Betätigung eines Magneten 28 das Druckmittel durch die Bohrung 18 in den Öffnungsdruckraum 12 des Schließzylinders. Bis zum Umschaltpunkt, d. h. bis zum Wechsel von der langsamen auf die schnelle Hubbewegung nach z. B. 20 mm Öffnungsweg, wird durch Beaufschlagung der gesamten Fläche des Schließkolbens 10 eine gewünschte hohe Öffnungskraft bei langsamer Öffnungsgeschwindigkeit erreicht. Während des langsamen Öffnungshubes werden der Schließdruckraum 15, der Innenraum 8 der Kolbenstange 9 sowie der Differentialdruckraum 21 des Führungszylinders 7 druckentlastet, so daß das Druckmittel über den Schaltschieber 3 in den Reservebehälter 20 zurückfließen kann. Sobald die dem Öffnungsdruckraum 12 zugewandte Kante des Ringpaßstücks 17 im Schließkolben 10 von dem kolbenartigen Ansatz 23 freikommt und damit auf schnelle Öffnungsbewegung umgeschaltet wird, wird der Öffnungsdruckraum 12 des Zylinders über den Überströmkanal 13, 14 wieder mit dem Schließdruckraum 15 des Zylinders verbunden, während der Schließdruckraum 15 vom Differentialdruckraum 21 des Führungszylinders 7 und wiederum der Differentialdruckraum 21 gleichzeitig vom Innenraum 8 der Kolbenstange 9 abgesperrt werden. Da die Differenz der Flächen des Schließkolbens auf der Schließseite und der Rückholseite sehr gering ist, wird nunmehr eine Öffnungsbewegung mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit bei geringem Öffnungsdruck erzielt. Da die Leitung 19 über eine Leitung 29 mit dem Saugventil 22 verbunden ist, wobei dem Saugventil ein Öffnungszylinder 30 vorgeschaltet ist, wird mit Rücksicht auf den erforderlichen hohen Öffnungsdruck das Saugventil 22 während der schnellen Öffnungsbewegung geöffnet. Das Druckmittel kann somit aus dem Differentialdruckraum 21 des Führungszylinders 7 und über das Saugventil 22 zum Reservebehälter abfließen.

Unter Bezugnahme auf die Ausführungsform nach F i g. II ist zu bemerken, daß die Wirkungsweise für die Schnellschließ- und Öffnungshubbewegungen bei beiden Ausführungsformen der Erfindung dieselbe ist. Eine Änderung der Wirkungsweise der Schnellschließzylinder nach Fig. I und II tritt erst beim Übergang von der schnellen zur langsamen Schließbewegung ein. Während bei dem Schnellschließzylinder nach F i g. I am Umschaltpunkt der Innenraum 3 der Kolbenstange 9, der Differentialdruckraum 21 des Führungszylinders 7 und der Schließdruckraum 15 des Schnellschließzylinders unter Druckmitteldruck stehen, werden bei dem Schnellschließzylinder nach F i g. II, in der dieselben Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, nur der Innenraum 8 der Kolbenstange 9 mit dem Differentialdruckraum 21 des Führungszylinders 7 verbunden. Der Schließkolben 10 saugt nach dem Eingriff des kolbenartigen Ansatzes 23 infolge des hervorgerufenen Unterdrucks Druckmittel über eine Bohrung 38 im Zylinder und ein Saugventil 31 aus dem Reservebehälter

20 an. Wenn das Werkzeug völlig geschlossen ist, wird ein Magnet 32 betätigt, der auf einen Schaltschieber 33 einwirkt, welcher in eine Druckmittelleitung 34 geschaltet ist. Die Druckmittelleitung 34 ist an die Hauptdruckmittelleitung zwischen der Pumpe 1 und dem Schaltschieber 3 angeschlossen. Durch die Umschaltung des Schaltschiebers 33 durch den Magneten 32 wird ein Ventil 35 umgeschaltet, welches in eine Verbindungsleitung 35 eingeschaltet ist. Die Verbindunssleitung 36 ist einerseits an die Leitung zwischen dem Saugventil 22 und dem Führungszylinder 7 und andererseits über eine Bohrung 37 und die Bohrung 38 an den Schließdruckraum 15 angeschlossen. Die erwähnte Umschaltung des Ventils 35 bewirkt eine Verbindung; des Differentialdruckraums 21 des Führungszylinders 7 mit dem Schließdruckraum 15. Infolgedessen wird hierdurch am Ende der schnellen Schließbewegung die gesamte Schließdruckfläche beaufschlagt, die sich aus der Summe der wirksamen Flächen der Räume 8, 15 und

21 zusammensetzt.

Beim Öffnen des Schnellschließzylinders nach F i g. II bleibt der Magnet 32 bis zur Umschaltung vom langsamen Öffnungshub auf die schnelle Öffnungshubbewegung angezogen. Infolgedessen kann das Druckmittel aus dem Schließdruckraum 15 durch den Differentialdruckraum 21 des Führungszylinders 7 und den Innenraum 8 der Kolbenstange 9 bzw. durch den Innenraum 5 des Rohrstücks 6 sowie durch den Schaltschieber 3 drucklos zum Reservebehälter 20 abfließen. Die schnelle Öffnungsbewegung nach dem erwähnten Umschaltpunkt entspricht der zu F i g. I beschriebenen Wirkungsweise.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schnellschließzylinder für Spritzgießmaschinen mit einem kleinen Zylinder für die Hubbewegung und einem großen Zylinder für die Schließbewegung, bei der die hohl ausgebildete Kolbenstange des großen Schließkolbens den kleinen Zylinder für die Hubbewegung bildet und auf einem mit der Rückseite eines Führungszylinders fest verbundenen Rohrstück abgedichtet verschiebbar ist und bei der ferner der einen Differentialdruckraum bildende Innenraum der hohlen Kolbenstange über das feste Rohrstück im Schließ-

sinne mit Druckmittel beaufschlagbar sowie mit dem Schließhubraum des großen Schließzylinders durch ein wegabhängig gesteuertes Schieberventil verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein im großen Schließkolben (10) vorgesehener, den Schließdruckraum (15) und Öffnungsdruckraum (12) verbindender Überströmkanal (13,14) durch einen am rückholseitigen Deckel (24) des Zylinders angeordneten Ansatz (23) am Ende des Schließhubes verschließbar ist und daß das Schieberventil (24, 25, 26) derart ausgebildet ist, daß kurz vor dem Verschließen des Überströmkanals (13, 14) die Innenräume (5, 8) des Rohrstücks (6) und der hohlen Kolbenstange (9) mit dem Schließdruckraum (15) des Schließzylinders über einen weiteren Differentialdruckraum (21) innerhalb des Führungszylinders (7) verbunden sind.

2. Schnellschließzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (6) in der Nähe seines freien Endes radiale Öffnungen (6 a) aufweist und daß die zylindrische Außenwandung der hohlen Kolbenstange (9) an ihrem dem großen Schließkolben (10) abgekehrten Ende mindestens auf einem Teilumfang eingeschnitten ist und gegenüber der im schließhubraumseitigen Boden des Schließzylinders vorgesehenen Öffnung für die hohle Kolbenstange (9) einen Durchtrittskanal (26) für das Druckmittel bildet und daß die radialen Öffnungen (6 ä) und der Durchtrittskanal (26) nach Überfahren durch Steuerkanten der hohlen Kolbenstange (9) bei deren Weiterbewegung in Schließrichtung geöffnet sind.

3. Schnellschließzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Druckbeaufschlagung des Führungszylinders (7) ein Saugventil (22) geschlossen ist, das in eine eine Druckmittelpumpe (1) mit dem Führungszylinder verbindende Leitung (29) geschaltet ist.

4. Schnellschließzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame rückholseitige Fläche des Kolbens (10) wenig größer als seine schließseitige Kolbenfläche bemessen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen