DE1805938C3 - Hydraulischer Formschließzylinder für Spritzgieß- oder Druckgießmaschinen - Google Patents

Description

durch dieser nur mit einer Zeitverzögerung und nicht rem vorderen Ende in einen Schiießdruckraum c des

vollständig in seine Ausgangslage zurückkehrt. Insge- Schließkolbens 6 a hinein, dessen Rückdruckraum a

samt ergibt sich durch den einfacheren Aufbau des die Kolbenstange 6 b umgibt. Die größte Stufe des

erfindungsgemäßen Formschließzylinders nicht nur Kolbens 10 ist schließlich iu einer weiteren Bohrung

sin geringeres Bauvolumen, sondern auch ein gerin- 5 des Zylindergehäuses 7 angeordnet, die auf diese

geres Druckölvolumen. Weise in einen Niederdruckraum α und einen Gegen-

Um einen möglichst kurzen Arbeitszyklus auch druckraum b eines Druckübersetzers unterteilt ist,

seitens der Steuerung des hydraulischen Form- der aus der als Hochdruckkolben 10 b wirkenden

schließzylinders zu ermöglichen und ein ständiges mittleren Stufe und der als Niederdmckkolben 10t

Wiederaufiüllen des Nachsaugeöltanks nach jedem io wirkenden größten Stufe des Kolbens 10 besteht. Der

Arbeitszyklus zu vermeiden, ist beim erfindungsge- Niederdruckraum α des Kolbens 10 steht mit der

mäßen Formschließzylinder zwischen dem Nieder- Druckkammer e in der Kolbenstange 6 b ständig in

druckraum und dem Gegendruckraum des Drucküber- Verbindung, da der Kolben 10 mit einer Längsboh-

sei/ers und der Druckleitung bzw. Rücklaufleitung rung lud versehen ist.

jeweils ein steuerbares Rückschlagventil angeordnet. 15 Während die Kolbenfläche des Fahrkolbens 10o De: dreistufige Kolben ist gemäß einem weiteren mit F₁ und die Kolbenfläche des Niederdruckkolbens Me kmal der Erfindung bei der Schließbewegung der 10 c mit F₃ bezeichnet ist, erhielt die dem Hoch-Form durch das zwischen dem Gegenuruckraum und druckkolben 10 b zugeordnete Fläche die Bezeichder Rücklaufieitung angeordnete Rückschlagventil nung F.,. Dementsprechend wurden die sich aus dem hvjraulisch verriegelt. Schließlich wird mit der Erfin- 20 jeweiligen Durchmesser ergebenden Flächen des dung vorgeschlagen, das Ansaugeventil und den Schließkolbens 6 α mit F₁ und der Kolbenstange 6 b Rv, kdrackraum des Schließkolbens über je eine Lei- mit F. bezeichnet.

t'ji-i unter Zwischenschaltung je eines Steuerschie- In der Zeichnung ist weiterhin ein Nachsaugeöl-

bc.. an die Druckleitung oder an die Rücklaufleitung tank 8 dargestellt, der über ein Ansaugventi! 9 mit

;iη zuschließen. 25 dem Schließdruckraumc des Schließkolbens 6a in

v.is der deutschen Patentschrift 1 130 154 ist zwar Verbindung steht. An der bewegbaren Formträgerc,··■■ Formschließeinrichtung an hydraulisch betriebe- platte4 ist in schematischer Darstellung eine Schalten Spritzgießinaschinen bekannt, bei der der stange 20 befestigt, deren Schaltstücke 20 α und 20 ft S.-hiicß- und der Übersetzerkolben axial hinteteinan- mit je einem Endschalter 18 bzw. 19 zusammenwir- <j. liegend angeordnet sind, jedoch sind der Schließ- 30 ken.

ki)!hen und der Übersetzerkolben sowohl räumlich Im unteren Teil der Zeichnung sind weiterhin die

;ih auch hydraulisch voneinander getrennt, so daß sie Steuerglieder zu erkennen, die zwei Steuerschieber

η;ΛΙ im Sinne der vorliegenden Erfindung zusam- 15 und 16 sowie zwei Rückschlagventile 21 und Yi

imnwirken. umfassen. Die Steuerschieber 15 und 16 sind als

[n der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des 35 Vierwege-Dreistellungs-Ventil ausgeführt. Sie wer-

eiiindungsgeuiäßen Formschließzylinders in einem den unter Zwischenschaltung von Federn durch Ma-

L iing'sschnitt und in Verbindung mit Steuerelementen gnete 11 und 12 bzw. 13 und 14 betätigt. Die zwi-

seliematisch dargestellt. sehen der von einer Pumpe kommenden Drucklei-

Im oberen Teil der Zeichnung ist die hydraulische tung 17 und einer zu einem Sammelbehälter führen-

Formschließeinheit einer Spritzgieß- oder Druckgieß- 40 den Rücklaufleitung 27 verlegten Leitungen sind mit

maschine zu erkennen, die eine feststehende Form- den Ziffern 23 bis 29 bezeichnet,

trägerplatte 1 besitzt, welche über Holme 3 mit einer Im folgenden soll die Wirkungsweise des vollhy-

Zyfinderplatte 2 verbunden ist. Auf den Holmen 3 ist draulischen Formschließzylinders erläutert werden,

eine bewegbare Formträgerplatte 4 geführt, an der Um die in der Zeichnung in geöffneter Stellung

die zu öffnende Hälfte einer Form 30 befestigt ist, 45 dargestellte Form 30 zu schließen, wird der Magnet

deren andere Hälfte mit einem Einspritzkanal für 12 des Steuerschiebers 15 und der Magnet 14 des

einen mit strichpunktierten Linien dargestellten Steuerschiebers 16 erregt, so daß beide Steuerschie-

Spritzzylinder 31 an· der feststehenden Formvräger- ber 15 und 16 aus der mittleren Stellung in diejenige

platte 1 angeschraubt ist. Stellung umgeschaltet werden, die in der Zeichnung

Die Bewegung zum Schließen und öffnen der 50 mit I gekennzeichnet ist. In dieser Stellung fließt Form 30 und die Kraft zum Zuhalten der Form 30 Drucköl von der Pumpe über die Druckleitung 17 in während des Spritzgieß- oder Druckgießvorganges die Leitungen 23 und 24, wobei in der letzteren Leiwird durch den im linken oberen Teil der Zeichnung tung das Rückschlagventil 22 aufgesteuert wird. dargestellten Formschließzylinder erzeugt, in dessen Auch das Ansaugventil 9 wird durch den Öldruck ge-Zylindergehäuse 7 ein Schließkolben 6 α geführt ist, 55 öffnet. Der Kolben 10 wird im Niederdruckraum a der über eine Kolbenstange 6 b und ein Druckstück 5 beaufschlagt. Da der Gegendruckraum b des Druckmit der bewegbaren Formträgerplatte 4 verbunden Übersetzers durch das Rückschlagventil 21 abgeist. Im Schließkolben 6 α und in der Kolbenstange schlossen ist, bleibt der Kolben 10 in der dargestell-6 b sind zylindrische Bohrungen ausgebildet, in de- ten Lage. Sein Gleichgewicht wird durch den spezifinen der vordere Teil eines dreistufigen Kolbens 10 60 sehen Druckanstieg im Gegendruckraum b im Veraxial beweglich angeordnet ist, dessen hinterer Teil hältnis der Kolbenflächen (F₃ - F₁): (F₃ -F₂) herim Zylindergehäuse 7 geführt ist. Die als Fahrkolben gestellt, da das Drucköl durch die Längsbohrung 10 a ausgebildete kleinste Stufe des dreistufigen KoI- 10 d im Kolben 10 in die Druckkammer e in der Kolbens 10 mit der beaufschlagbaren Kolbenfläche F₁ benstange 6 b gelangt. Hierdurch wird mit einer durchdringt den Schließkolben 6 α und befindet sich 65 Kraft von der Größe ρ · F₁ (Öldruck · Kolbenmit ihrem vorderen Teil in einer Druckkammer e in fläche F₁) die Kolbenstange 60 nach rechts verschoder Kolbenstange 6 b. Die mittlere Stufe des Kolbens ben, wobei sich das Volumen des Schließdruckrau-10 ist im Zylindergehäuse 7 geführt und ragt mit ih- mesc des Schließkolbens 6 a vergrößert. Durch den

hierbei entstehenden Unterdruck in diesem Raum wird Drucköl aus dem Nachsaugeöltank8 nachgesaugt. Die Bewegung des Schließkolbens 6 a und damit der bewegbaren Formträgerplatte 4 erfolgt bei verriegeltem Kolben 10 bis die Form 30 geschlossen ist.

Sobald die Form 30 geschlossen ist (die Abtastung erfolgt über das Schaltstück 20 α an der Schaltstange 20 mittels des Endschalters 18) wird der Magnet 13 des Steuerschiebers 16 erregt. Hierdurch gelangt der Steuerschieber 16 in die mit III gekennzeichnete Stellung, so daß das Drucköl aus der Druckleitung 17 in die Leitung 29 gelangt. Damit wird das Rückschlagventil 21 geöffnet, so daß das Drucköl im Gegendruckraum b des Druckübersetzers drucklos abfließen kann. Gleichzeitig wird das Ansaugventil 9 durch Federdruck geschlossen, so daß der Schließdruckraum c des Schließkolbens 6 α hermetisch abgeschlossen ist. Durch den Abbau des Druckes im Gegendruckraum b erfolgt eine Entriegelung des KoI-bens 10, so daß er nicht mehr im Gleichgewicht ist und mit der Kraft ρ · (F₃ — F₁) in der Zeichnung nach rechts bewegt wird. Hierdurch wird im Schließdruckraum c des Schließkolbens 6 α das Drucköl komprimiert, und zwar vom Systemdruck her im Verhältnis von (F₂ - F₁) zu (F₃ - F₃ F₁). Da im vorliegenden Ausführungsbeispiel das zahlenmäßige Verhältnis bei I : 3 liegt, ergibt sich bei einem Systemdruck von 130 kp/cm² ein Druckanstieg im Schließdruckraum c des Schließkolbens 6 a auf 390 kp/cm².

Weil bei diesem Vorgang im Gegensatz zu den bisher bekannten Systemen keine zusätzliche ölmenge zum Komprimieren in den Schließdruckraum c des Schließkolbens 6 a gedrückt wird, sondern der Kolben 10 selbst das Drucköl verdichtet, wird durch das geringere ölvolumen hinter der Kolbenstange 6 b das gesamte Schließsystem starrer, wodurch die Gefahr des Auftreibens der Form durch den Spritzdruck erheblich geringer ist. Durch die geringe Anzahl der beweglichen Elemente und der Steuerglieder läßt sich das System schnell schalten und hat somit für den Gesamtablauf des Arbeitszyklus einen besseren Wirkungsgrad.

Zum öffnen der Form 30 wird der Magnet 11 des Steuerschiebers 15 und der Magnet 14 des Steuerschiebers 16 erregt, so daß der Steuerschieber 15 in der mit III gekennzeichneten Stellung und der Steuerschieber 16 in der mit I bezeichneten Stellung steht. In diesen Stellungen fließt das Drucköl aus der Druckleitung 17 in die Leitungen 23 bzw. 26. Hierbei wird das Rückschlagventil 22 über eine Verbindungsleitung 28 aufgesteuert, so daß die Leitung 24 geöffnet wird und das Drucköl aus dem Niederdruckraum α des Kolbens 10 über die Leitung 24 in die Rücklaufleitung 27 gelangt und der Kolben 10 in seine in der Zeichnung dargestellte Ausgangslage zurückbewegt wird. Gleichzeitig wird das Ansaugventil 9 geöffnet und der Schließkolben 6 α im Rückdruckraum d beaufschlagt, so daß auch der Schließkolben 6 α in der Zeichnung nach links zurückbewegt wird. Das hierdurch erfolgende Öffnen der Form 30 wird beendet, sobald das Schaltstück 20 b den Endschalter 19 erreicht. In dieser Stellung befindet sich der Formschließzylinder in seiner in der Zeichnung dargestellten Ausgangslage.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 flüssigkeit in die Druckkammer aufweist, einem im Patentansprüche: Zylindergehäuse angeordneten Druckübersetzer, dessen Hochdruckraum mit dem Schließdruckraum des

1. Hydraulischer Formschließzylinder für Formschließzylinders in Verbindung steht, und Spritzgieß- oder Druckgießmaschinen zur Verar- 5 einem über dem Formschließzylinder angeordneten, beitung von Kunststoffen bzw. Metallen mit unter Zwischenschaltung eines Ansaugventils mit einem in einer feststehenden Zylinderplatte an- dem Schließdruckraum verbundenen Nachsaugeölgeordneten Zylindergehäuse, einem im Zylinder- tank.

gehäuse geführten, mit einer bewegbaren Form- Dieser aus der deutschen Patentschrift 683 046 beträgerplatte verbundenen Schließkolben, einem in io kannte Formschließzylinder besitzt einen verhältniseiner sich koaxial im Innern des Schließkolbens mäßig komplizierten Aufbau mit mehreren Kolben 'erstreckenden Druckkammer geführten Fahrkol- und Zylindern, welche miteinander durch Leitungen ben, der eine Längsbohrung zur Zuführung von verbunden sind, die infolge ihrer erhöhten Drossel-Hydraulikflüssigkeit in die Druckkammer auf- wirkung einen schlechteren Wirkungsgrad des Formweist, einem im Zylindergehäuse angeordneten 15 schließzylinders zur Folge haben. Ein entscheidender Druckübersetzer, dessen Hochdruckraum mit Nachteil wird weiterhin darin gesehen, daß durch die dem Schließdruckraum des Formschließzylinders räumliche Trennung der Zylinder und Kolben Folgein Verbindung steht, und einem über dem Form- Steuerungen notwendig werden, die zeitliche Verschließzyünder angeordneten, unter Zwischen- zögerungen ergeben und damit die Leistung der schaltung eines Ansaugventils mit dem Schließ- 20 Spritzgieß-oder Druckgießmaschine herabsetzen,
druckraum verbundenen Nachsaugeöltank, da- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen durch gekennzeichnet, daß der Fahr- hydraulischen Formschließzylinder der eingangs bekolben (10 a) als kleinste Stufe eines zum Form- schriebenen Art zu schaffen, der unter Beibehalten Schließzylinder koaxialen und axial beweglichen des bekannten Funktionsablaufes (schnelles Zufahdreistufigen Kolbens (10) ausgebildet ist, dessen 25 ren mit kleiner Kraft, Zuhalten mit großer Kraft und mittlere Stufe den Hochdruckkolben (10 b) und schnelles öffnen der Form) den baulichen Aufwand dessen größte Stufe den Niederdruckkolben durch Verwendung nur eines Zylindergehäuses mit (10 c) des Druckübersetzers bildet, und daß der einem Minimum an beweglichen Teilen verringert, Niederdruckraum (α) und der Gegendruckraum den Wirkungsgrad verbessert und den Zeitaufwand (b) des Druckübersetzers mit einer Druckleitung 30 für jeweils einen Arbeitszyklus verkürzt.
(17) oder einer Rücklaufleitung (27) verbindbar Diese Aufgabe wird bei einem hydraulischen sind. Formschließzylinder der eingangs genannten Art ge-

2. Hydraulischer Formschließzylinder nach maß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Fahrkol-Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwi- ben als kleinste Stufe eines zum Formschließzylinder sehen dem Niederdruckraum (a) und dem Gegen- 35 koaxialen' und axial beweglichen, dreistufigen Koldruckraum (b) des Druckübersetzers und der bens ausgebildet ist, dessen mittlere Stufe den Hoch-Druckleitung (17) bzw. der Rücklaufleitung (27) druckkolben und dessen größte Stufe den Niederjeweils eine steuerbares Rückschlagventil (22 druckkolben des Druckübersetzers bildet, und daß bzw. 21) angeordnet ist. der Niederdruckraum und der Gegendruckraum des

3. Hydraulischer Formschließzylinder nach 40 Druckübersetzers mit einer Druckleitung oder einer den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich- Rücklaufleitung verbindbar sind.

net, daß der dreistufige Kolben (10) bei der Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des hy-

Schließbewegung der Form (30) durch das zwi- draulischen Formschließzylinders wird der Vorteil

sehen dem Gegendruckraum (b) und der Rück- erreicht, daß nur ein Zylindergehäuse für den

lauflcitung (27) angeordnete Rückschlagventil 45 Schließkolben und den Fahrkolben benötigt wird, in

(21) hydraulisch verriegelt ist. das gleichzeitig durch die Ausbildung des Fahrkol-

4. Hydraulischer Formschließzylinder nach bens als Stufenkolben der Druckübersetzer einbezoeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn- gen wird. Hierdurch ergibt sich nicht pur ein einfachzeichnet, daß das Ansaugventil (9) und der Rück- erer und raumsparenderer Aufbau, sondern wegen druckraum (d) des Schlicßkolbens (6 a) über je 50 des unmittelbaren Zusammenwirkens von Druckeine Leitung (23 bzw. 26) unter Zwischenschal- übersetzer und Schließkolben ein besserer Wirkungstung je eines Steuerschiebers (16 bzw. 15) an die grad und ein kürzerer Arbeitszyklus. Während beim Druckleitung (17) oder an die Rücklaufleitung bekannten Formschließzylinder der Druckübersetzer (27) anschließbar sind. im Winkel von 90° mit dem Zylindergehäuse ver-

55 bunden ist, wodurch die Spannungsbelastung des Zylindergehäuses ungünstig beeinflußt wird, wird

eine derartige zusätzliche seitliche Belastung des Zylindergehäuses beim erfindungsgemäßen Form-Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Form- schließzylinder durch die koaxiale Anordnung des schließzylinder für Spritzgieß- oder Druckgießma- 60 Schließkolbens, des Fahrkolbens und des Drucküberschinen zur Verarbeitung von Kunststoffen bzw. Me- setzers vermieden. Beim erfindungsgemäß ausgebiltallen mit einem in einer feststehenden Zylinderplatte deten Formschließzylinder wird der dreistufige KoI-angeordneten Zylindergehäuse, einem im Zylinderge- ben beim Öffnen der Form gleichzeitig mit dem häuse geführten, mit einer bewegbaren Formträger- Schließkolben beaufschlagt und somit zwangläufig platte verbundenen Schließkolben, einem in einer 65 in seine Endlage bewegt, wogegen bei dem bekannsich koaxial im Innern des Schließkolbens erstrek- ten Formschließzylinder wegen der fehlenden mechakenden Druckkammer geführten Fahrkolben, der nischen Verbindung der Kolben des Druckverstäreine Längsbohrung zur Zuführung von Hydraulik- kers nur vom Druckmittel zurückgesteuert wird, wo-