DE1287755B - - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schließvorrichtung zum verbunden wird. Euer bleiben die ölmengen zwar vorzugsweise geradlinigen Bewegen einer Schließ- gering, aber es sind auch zwei Pumpen, zwei Zylinder platte, wobei diese Platte zunächst einen längeren und dazu noch ein Koppelmechanismus nötig, was Weg mit möglichst hoher Geschwindigkeit gegen einen einerseits die für den Schließvorgang benötigte Zeit geringen Widerstand zurücklegt und nach Erreichen 5 verlängert und andererseits wegen der hohen Kräfte einer Endstellung mit großer Kraft gegen ein festes teuer ist und einem starken Verschleiß unterliegt. Widerlager drückt. Diese Anforderung wird beispiels- Die erfindungsgemäße Schließvorrichtung verweise an die Schließplatte einer Spritzgießmaschine, meidet die genannten Nachteile. Sie ermöglicht, mit aber auch an Pressen, Stanzen usw. gestellt. nur einer nicht regelbaren Pumpe sowohl eine schnelle

Wegen der guten Regelbarkeit der Geschwindig- io Schließbewegung als auch einen hohen Schließdruck keit und des Druckes hat sich für diese Aufgabe all- zu erreichen, wobei gleichzeitig in der Verbindungsgemein ein hydraulischer Antrieb durchgesetzt, wobei leitung zwischen Pumpe und Zylinder nur kleine die Schließplatte mit einem Kolben verbunden ist, ölmengen gefördert zu werden brauchen, der von der Druckflüssigkeit beaufschlagt ist. Um die Die erfindungsgemäße hydraulische Schließvorbenötigten sehr hohen Schließkräfte zu erzielen, 15 richtung zum möglichst schnellen Bewegen der müssen sowohl der Arbeitsdruck der Flüssigkeit, als Schließplatte mit kleiner Kraft und anschließendem auch die Kolbenfläche so groß sein, da sich jede Andrücken dieser Platte gegen ein Widerlager mit Größe für sich nicht beliebig steigern läßt. Die große hoher Schließkraft unter Verwendung von Pumpen Kolbenfläche bringt aber mit sich, daß während der und mit der Schließplatte mechanisch verbundenen raschen Anstellbewegung eine große sekundliche öl- ao hydraulischen Kolben ist dadurch gekennzeichnet, menge erforderlich ist, die eine normale Hochdruck- daß ein Kompensationskolben mit einer geringeren pumpe nicht liefern kann. wirksamen Fläche als der Arbeitskolben diesem wäh-

Bekannte hydraulische Anlagen für die Bewegung rend der schnellen Schließbewegung entgegenwirkt,

von Schließplatten arbeiten daher mit einer Nieder- daß Arbeitskolben und Kompensationskolben mecha-

druckpumpe mit hoher Fördermenge für die Anstell- 25 nisch miteinander und mit der zu bewegenden

bewegung und mit einer Hochdruckpumpe für die Schließplatte verbunden sind und daß der dem Kom-

Erzeugung der hohen Schließkraft. Ein wesentlicher pensationskolben zugeordnete, druckbeaufschlagte

Nachteil dieses Systems ist der hohe Preis für die Zylinderraum während der Schließbewegung mit dem

zwei Pumpen und für die nötige Umschalteinrichtung. dem Arbeitskolben zugeordneten, druckbeaufschlag-

Es sind zwar auch selbstregelnde Pumpen bekannt, 30 ten Zylinderraum und während der Einwirkung der

die bei steigendem Gegendruck weniger fördern, so hohen Schließkraft über einen vorzugsweise ver-

daß die Antriebsleistung annähernd konstant bleibt. schließbaren Auslaß mit einem Raum niedrigeren

Die Regeleinrichtung verkompliziert jedoch den Druckes als der Arbeitsdruck hydraulisch in Verbin-Aufbau der Pumpe und die Doppelfunktion erfordert dung steht.

Kompromisse in der Konstruktion. Es besteht auch 35 Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist weiter dadie Gefahr einer Beschädigung der Spritzgießform, durch gekennzeichnet, daß Arbeitskolben und Komwenn ein Fremdkörper zwischen die Schließflächen pensationskolben durch einen einzigen beidseitig gerät, da die Pumpe unabhängig davon, ob die vor- druckbeaufschlagten Kolben gebildet werden, wobei gesehene Schließstellung erreicht ist. den hohen die wirksame Fläche auf der dem »Kompensations-Druck aufbaut. 40 kolben« zugeordneten Seite des Kolbens durch den

Besonders ungünstig ist aber, daß dieVerbindungs- Querschnitt der Verbindungselemente zwischen dem

leitungen zwischen dem Pumpensystem und dem Kolben und der zu bewegenden Schließplatte gegen-

Schließzylinder für die hohe ölmenge ausgelegt über der wirksamen Fläche der dem »Arbeitskolben«

werden müssen, wobei sie auch dem hohen Druck zugeordneten Seite verringert ist.

während des Andrückens der Schließplatte stand- 45 Weiter ist die erfindungsgemäße Vorrichtung da-

halten müssen. Werden getrennte Hoch- und Nieder- durch gekennzeichnet, daß die verschließbare Öffnung

druckleitungen vorgesehen, so wird die Anlage korn- zwischen den beiden Zylinderräumen im Kolben

plazierter und störanfälliger. selbst vorgesehen ist.

Dieselben Nachteile haften einem anderen bekann- Weiter ist die erfindungsgemäße Vorrichtung daten System an, in dem getrennte Hoch- und Nieder- 50 durch gekennzeichnet, daß das Verschlußorgan für druckkolben nacheinander auf die Schließplatte ein- die verschließbare Öffnung zwischen den beiden wirken. Auch hier müssen zwei Pumpen und/oder Zylinderräumen mit der zu bewegenden Schließplatte komplizierte Umschaltorgane vorgesehen werden, in Wirkverbindung steht.

und die große, für den Hochdruckzylinder benötigte Schließlich ist die erfindungsgemäße Vorrichtung

Ölmenge muß bei jedem Hub aus dem Zylinder in 55 dadurch gekennzeichnet, daß die verschließbare

einen Vorratszylinder und wieder zurück befördert Öffnung zwischen den beiden Zylinderräumen durch

werden. Die zugehörigen Rohrleitungen müssen auch einen Ringspalt zwischen dem in diesem Fall nicht

hier eine große ölmenge pro Sekunde durchlassen anliegenden Kolben und der Zylinderinnenwand und

können. Wenn nicht erne eigene Leitung für die Über- das Verschlußorgan durch den Kolben selbstgebildet

tragung des Druckes von der Pumpe auf den Hoch- 60 wird, der auf eine vorzugsweise verschiebbare

druckzylinder vorgesehen ist, müssen diese weiten Zylinderbüchse einwirkt, die auf der dem Kompen-

Rohrleitungen auch einem hohen Druck standhalten sationskolben zugeordneten Seite des Zylinders ein-

können. Außerdem sind zwei Zylinder mit Kolben, gelegt ist.

Abdichtungen, usw. erforderlich. Weiter ist die erfindungsgemäße Vorrichtung da-

Es sind weitere Schließvorrichtungen bekannt, bei 65 durch gekennzeichnet, daß das Verschlußorgan einen

denen der Hochdruckkolben nicht direkt mit der progressiv abnehmenden Strömungsquerschnitt auf-

Schließplatte verbunden ist, sondern erst nach Been- weist,

digung der Anstellbewegung mechanisch mit dieser Schließlich ist die erfindungsgemäße Vorrichtung

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dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß des Zylinder- genügend Raum für den Betätigungsmechanismus des

raums, der dem Kompensationskolben zugeordnet Auswerfers verbleibt.

ist, durch ein Magnetventil zum Raum niedrigen Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus Druckes hin während der schnellen Bewegung ver- der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeischlossen ist. 5 Spieles. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Kon-Weiter ist die erfindungsgemäße Vorrichtung da- struktion beschränkt, auch haben die in den Andurch gekennzeichnet, daß der Auslaß des Zylinder- Sprüchen angeführten Referenzzahlen nur erläuternraums, der dem Kompensationskolben zugeordnet ist, den Charakter.

durch ein Überdruckventil zum Raum niedrigeren Fig. 1 zeigt den Schließkopf einer Spritzgieß-

Druckes hin während der schnellen Schließbewegung ίο maschine in schematischer Darstellung im Schnitt,

verschlossen ist. wobei die Gießform geöffnet ist;

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Fig. la zeigt ein Detail in abgeänderter Aus-

Sobald der Arbeitskolben mit Druckflüssigkeit be- führung;

aufschlagt und dadurch bewegt wird, wird gleich- Fig. 2 zeigt den Schließkopf nach Fig. 1;

zeitig die im Kompensationszylinder enthaltene Flüs- 15 F i g. 2 a zeigt den Schließkopf nach F i g. 2 in

sigkeit verdrängt. Da am Beginn der Bewegung die geschlossener Stellung;

Verbindung zwischen beiden Zylindern offengehalten Fig. 3 und 4 zeigen abgeänderte Ausführungs-

wird, kann die Flüssigkeit durch diese in den Arbeits- formen 3er Erfindung,

zylinder überströmen. In den F i g. 1 und 2 ist 1 der Zylinderkörper, der

Dadurch braucht die Pumpe nicht die gesamte für ao mit der Aufspannplatte 2 durch Stehbolzen 3 ver-

die Auffüllung des Arbeitszylinders benötigte Menge bunden ist und durch den Deckel 4 abgeschlossen ist,

zu liefern, sondern nur die Differenzmenge, die durch wobei ein doppelseitig wirkender Kolben 5 denHaupt-

den Unterschied der Kolbenquerschnitte gegeben ist. zylinder in einen Arbeitszylinder 6 und einen Kom-

Ist die gewünschte Endstellung erreicht, in der der pensationszylinder 7 teilt und mit der Schließplatte 8

hohe Anpreßdruck ausgeübt werden soll, so wird die 35 über Schubstange 9 verbunden ist.

Verbindung zwischen beiden Zylindern verschlossen, Ziffer 10 und 11 zeigen die beiden Teile einer

wobei gleichzeitig durch den Auslaß des Kompen- Spritzgießform, die von der Aufspannplatte 2 bzw.

sationszylinders der in diesem herrschende Druck von der Schließplatte 8 aufgenommen werden, mit

verläßlich abgebaut wird. Dadurch ist nur mehr der Ziffer 12 ist der Spritzkopf angedeutet, mit Ziffer 13

volle Pumpendruck auf den Arbeitskolben wirksam, 30 der Auswerfer,

der die gewünschte hohe Andrückkraft erzeugt. Der Zylinderkörper 1 weist außer dem Haupt-

Damit wird die beabsichtigte Aufeinanderfolge von zylinder noch zwei weitere Zylinder von kleinerem

rascher Bewegung und hoher Kraft erzielt, ohne daß Querschnitt für die Rückholkolben 14 auf, die über

zwischen der Schließvorrichtung und/oder dem Vor- Kolbenstangen 15 fest mit der Schließplatte 8 ver-

ratsbehälter große Flüssigkeitsmengen bewegt werden 35 bunden sind,

müssen. Diese Zylinder sind über Rohrleitungen 16 und 16'

Leitungen, Ventile usw. können daher mit dement- der Hauptzylinder über den Anschluß 17, jeweils

sprechend kleinen Querschnitten ausgeführt werden, unter Zwischenschaltung von nicht dargestellten

was bei den auftretenden hohen Drücken eine wesent- Regelorganen, an das Pumpensystem angeschlossen,

liehe Erleichterung für die Konstruktion und gleich- 40 Eine weitere Verbindung führt vom Kompensa-

zeitig eine erhebliche Materialersparnis bedeutet. tionszylinder 7 durch eine Öffnung 18 über ein

Eine besonders einfache und kompakte Ausfüh- Magnetventil 19 zum nicht dargestellten drucklosen rung erhält man, wenn die beiden Kolben durch einen Vorratsbehälter des Pumpensystems,
einzigen beidseitig beaufschlagten Kolben gebildet Dieses Magnetventil wird mit Hilfe eines einstellwerden, wobei die wirksame Fläche auf der dem 45 baren Betätigungsstiftes 20 und eines Endschalters 21 Kompensationszylinder zugeordneten Seite des KoI- geöffnet, sobald die Form die Schließstellung erreicht bens um den Querschnitt der Verbindungselemente hat. Der Durchflußquerschnitt des Magnetventils 19 zwischen Kolben und Schließplatte verringert ist. braucht nur für sehr kleine ölmengen berechnet zu Die hydraulische Verbindung zwischen den beiden sein.

Zylinderräumen kann dabei im Kolben oder im 50 Der Kolben 5 weist eine Bohrung 22 auf, in wel-

Zylinderkörper vorgesehen oder durch einen Ring- eher ein Ventil 23 mit seinem Schaft gelagert ist, wo-

spalt zwischen Kolben und Zylinder gebildet sein. bei der Ventilteller im Arbeitszylinder 6 liegt. Der

Da die Anpreßbewegung nur über einen sehr Schaft ist mit längsgerichteten Einfräsungen 24 verkurzen Weg erfolgt, und andererseits der Druck im sehen, deren Tiefe gegen den Ventilteller zu konti-Kompensationskolben auch während der Schließ- 55 nuierlich auf Null abnimmt. Der Ventilschaft ist bewegung nicht sehr hoch ist, kann der Auslaß durch den Kompensationszylinder 7 und den Boden des Kompensationszylinders zum Raum niedrigen des Zylinderkörpers 1 hindurch verlängert und trägt Druckes hin mit kleinem Querschnitt und ohne Ver- einen Querstift 25, an dem ein an der Schließplatte Schluß, also als Drosselstelle, ausgebildet werden. gelagerter Kipphebel 26 angreift. Eine Feder 27 sucht Die während des Schließvorganges auftretenden 60 das Ventil 23 in geöffnetem Zustand zu halten. Bei Flüssigkeitsverluste durch diesen Auslaß halten sich Annäherung an die Schließstellung der Form wird in bescheidenen Grenzen, während die Konstruktion jedoch das Ventil 23 durch einen einstellbaren Bedadurch weiter vereinfacht wird. Durch ein Über- tätigungsstift 28 über den Kipphebel 26 in die gedruckventil kann dieser Flüssigkeitsverlust auch ganz schlossene Stellung gezogen,
vermieden werden. 65 Ausgehend von der in F i g. 1 gezeichneten Lage

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Schließ- der Elemente wird über den Anschluß 17 Druckvorrichtung besteht darin, daß im Gegensatz zu be- flüssigkeit in den Arbeitszylinder 6 gefördert. Im kannten Schließvorrichtungen hinter der Schließplatte Kompensationszylinder 7 herrscht wegen der Verbin-

dung durch die Bohrung 22 derselbe Druck wie im Arbeitszylinder 6, der wirksame Kolbenquerschnitt jedoch ist dort um den Querschnitt der Kolbenstangen 9 kleiner; es wird also auf den Kolben 5 eine resultierende Kraft in Richtung auf die Schließstellung ausgeübt.

Durch die Bewegung des Kolbens 5 wird das im Kompensationszylinder 7 enthaltene Öl durch die Bohrung 22 in den Arbeitszylinder 6 verdrängt, es ist zu dessen Füllung daher nur die dem Querschnitt der Kolbenstangen 9 entsprechende Flüssigkeitsmenge nötig.

Bei Annäherung an die Schließstellung der Form wird über den Kipphebel 26 durch den Betätigungsstift 28 das Ventil 23 in Schließstellung gezogen. Mit fortschreitender Bewegung wird der Durchströmquerschnitt durch die Einfräsungen kontinuierlich verkleinert, und durch den auftretenden Widerstand wird die Kolbenbewegung verlangsamt, wodurch das Schließen der Formhälften gedämpft erfolgt. Ist die ao Schließstellung der Form erreicht, so ist das Ventil 23 geschlossen.

Über den Stift 20 wird gleichzeitig der Endschalter 21 betätigt, der das Ventil 19 öffnet und damit den Kompensationszylinder 7 mit dem Vorratsbehälter verbindet. Es wirkt nun der volle Leerlaufdruck der Pumpe einseitig vom Arbeitszylinder her auf den Kolben und die Form wird mit großer Kraft geschlossen.

Diese Stellung ist in F i g. 2 dargestellt.

Sollte sich ein Fremdkörper zwischen die Formhälften 10 und 11 geklemmt haben, so wird sich die Form nicht ganz schließen, da die geringe Kolbenkraft vor dem Belüften des Kompensationszylinders 7 nicht ausreichen wird, diesen Fremdkörper zu zerdrücken. Da der Endschalter 21 nicht betätigt und der Kompensationszylinder 7 nicht belüftet wird, ist eine Beschädigung der Formhälften ausgeschlossen. Kann auf diese Sicherung verzichtet werden, so kann an Stelle des Magnetventils 19 ein einfaches Überdruckventil oder auch nur eine Drosselstelle eingebaut werden, der Endschalter ist dann unnötig. Daraus ergibt sich eine wesentliche Vereinfachung der Konstruktion. Im einen Fall wird erst in der letzten Phase des Schließvorganges eine sehr kleine ölmenge über das Überdruckventil abfließen; im zweiten Fall tritt zwar während des ganzen Schließvorganges ein Ölverlust auf, dieser kann aber bei dem während dieser Zeitspanne nur mäßigen Druck im Kompensationszylinder in erträglichen Grenzen gehalten werden.

Zum öffnen der Form wird die Druckleitung der Pumpe vom Anschluß 17 getrennt und mit den Anschlüssen 16' verbunden, wodurch die Rückholkolben 14 von der Druckflüssigkeit beaufschlagt werden.

Die Schließplatte 8 wird von der Aufspannplatte 2 weggezogen, und das Ventil 23 öffnet sich unter der Wirkung der Feder 27, so daß ein Großteil der im Arbeitszylinder 6 enthaltenen Flüssigkeit in dem Kompensationszylinder 7 überströmen kann. Nur ein kleiner Teil wird über den Anschluß 17 in den Vorratsbehälter gedrückt.

Wie in Fig. la und 2a schematisch dargestellt, kann das Ventil 23 auch durch eine einstellbar im Zylinderdeckel 4 gelagerte Stange 23' gebildet werden, die mit der Bohrung 22 im Kolben 5 zusammenarbeitet.

In F i g. 3 ist schematisch eine abgeänderte Ausführungsform dargestellt. Entsprechende Teile sind mit den gleichen Referenzzeichen wie in F i g. 1 und bezeichnet. Im Hauptzylinder ist eine längsverschiebliche Zylinderbüchse 29 gelagert, deren Lage je nach der Höhe der montierten Spritzgußform verändert wird. Der Kolbendurchmesser ist gleich dem Innendurchmesser der Büchse 29; es verbleibt also zwischen dem Kolben 5 und der Zylinderinnenwand ein Ringspalt 22', der die Überströmöffnung zwischen dem Arbeitszylinder 6 und dem Kompensationszylinder 7 bildet. Die Einfräsungen 24 mit abnehmendem Querschnitt sind hier im Kolben 5 angebracht.

Die Funktion dieser Ausführung ist dieselbe wie die der Vorrichtung nach F i g. 1 und 2.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wobei der Überströmkanal 22' im Zylinderkörper 1 vorgesehen ist. In diesem Kanal ist ein Hahn 23" angebracht, der gegen Ende der Schließbewegung über einen nicht dargestellten Mechanismus von einem mit dem Kolben verbundenen Teil, beispielsweise der Schließplatte, in Schließstellung gebracht wird. Auch hier wird im Verlauf der Bewegung der freie Querschnitt kontinuierlich verkleinert und dadurch die Kolbenbewegung gedämpft.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf geradlinige Bewegungen, sondern kann auch sinngemäß auf drehend bewegte Teile angewendet werden.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Hydraulische Schließvorrichtung, insbesondere für Spritzgießmaschinen, zum möglichst schnellen Bewegen der Schließplatte mit kleiner Kraft und anschließendem Andrücken dieser Platte gegen ein Widerlager mit hoher Schließkraft, unter Verwendung von Pumpen und mit der Schließplatte mechanisch verbundenen hydraulischen Kolben, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Schließrichtung wirkender Arbeitskolben und ein dem Arbeitskolben während seiner schnellen Bewegung entgegenwirkender Kompensationskolben mit einer geringeren wirksamen Fläche als der Arbeitskolben mechanisch miteinander und mit der zu bewegenden Schließplatte (8) verbunden sind und daß der dem Kompensationskolben zugeordnete, druckbeaufschlagte Zylinderraum (7) durch verschließbare Öffnungen (22, 22', 22"; 18) wechselweise während der schnellen Bewegung mit dem dem Arbeitskolben zugeordneten, druckbeaufschlagten Zylinderraum (6) und während dem Andrücken mit hoher Schließkraft mit einem Raum niedrigeren Druckes als der Arbeitsdruck hydraulisch in Verbindung steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Arbeitskolben und Kompensationskolben durch einen einzigen, beidseitig druckbeaufschlagten Kolben (5) gebildet werden, wobei die wirksame Fläche auf der dem Kompensationskolben zugeordneten Seite des Kolbens durch den Querschnitt der Verbindungselemente (9) zwischen dem Kolben und der zu bewegenden Schließplatte (8) gegenüber der dem Arbeitskolben zugeordneten Fläche verringert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verschließbare Öffnung

(22) zwischen den beiden Zylinderräumen (6, 7) im Kolben (S) selbst vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußorgan (23, 23') für die verschließbare Öffnung (22) zwischen den beiden Zylinderräumen (6,7) mit der zu bewegenden Schließplatte (8) in Wirkverbindung steht.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die verschließbare Öffnung zwischen den beiden Zylinderräumen durch einen Ringspalt zwischen dem am Außendurchmesser nicht anliegenden Kolben (5, F i g. 3) und der Zylinderinnenwand und das Verschlußorgan durch den auf eine auf der Kompensationsseite des Zylinders verschieblich eingelegte Zylin-

derbüchse (29) einwirkenden Kolben (5) selbst gebildet werden.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußorgan (23, 23"; 5) einen progressiv abnehmenden Strömungsquerschnitt aufweist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (18) des dem Kompensationskolben zugeordneten Zylinderraums (7) durch ein Magnetventil (19) zum Raum niedrigeren Druckes hin verschließbar ist.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (18) des dem Kompensationskolben zugeordneten Zylinderraums (7) durch ein Überdruckventil zum Raum niedrigeren Druckes hin verschließbar ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

909 504/1519