-
Druckausgleichsvorrichtung für Zylinder beim Sptitzgießen und Strangpressen
Die Erfindung bezieht sich auf hohle aus zwei Metallen bestehende Zylinder zum Spritzgießen
und Strangpressen von Kunststoffwerkstoffen; insbesondere bezieht sich die Erfindung
auf Druckausgleichsvorrichtungen, welche ein Verformen und mögliches Reißen der
zweimetallischen Zylinderwand verhindern sollen.
-
Ein Strangpreß-und Spritzguß-Zylinder weist an einem Ende elne Endkappe
oder einen Anpassungsteil auf, wobei ferner ein Kolben und eine Schneckenvorrichtung
vorgesehen ist, die sich durch den Zylinder zur Endkappe hin bewegen und beim Hindurohdrücl;en
des Kunststoffmaterials durch den Zylinder zur Endkappe hin ehr große innere Drücke
ersougen.
-
Aus Gründen, die in den USA Patentanmeldungen Ser. No.
-
342 762 (IRL-286); 485 918 (IR1O); und 414 443 (IRL-350) im einzelnen
beschrieben sind, werden Strangpreß- und Spritz gußzylinder für IOnststoffe manchmal
ausgekleidet oder mit metallischen Stoffen und Überzügen - die in den eben genannten
Anmeldungen erwGhnt sind - tehandelt, um Oberflächen zu schaffen, welche gegenüber
Abnu-tzung und Abrieb beständig sind.
-
Die Dehnbarkeit (Verformbarkeit) von Stahl, der den lIauptkörper des
Zylinders bildet, ist viel größer als diejenige der Auskleidungswerkstoffe; beispielsweise
kann sich 1020 Stahl um 31,4% strecken, bevor er reißt, während sich bestimmte Auskleidungen
nur um von von 1 strecken können, bevor sie reissen, Daher können die inneren Drücke
im Zylinder, welche ihr Stahigehäuse strecken, ohne es zu zerreißen, noch immer
ein Reißen der Innenverkleidungen bewirken0 Damit die Auskleidung nicht reißt, abblättert,
beschädigt oder zerstört wird, wurden die Wände bekannter Stahlzylinder wesentlich
dicker und aus einem stärker reißfesten Stahl hergestellt, um so die Vorformung
und Dehnung des Zylinders klein zu halten0 Auf diese Weise wurden aber die Kosten
und das Zylindergewicht unerwünscht erhöht, und trotzdem das Reißen der Auskleidung
bei Drücken von ungefähr 20 OOOpet (14,06kg/mm2) und darüber nicht wirksam verhindert.
-
Die vorliegende Erfindung soll diese Schwierigkeiten vermeiden in
dem sie eine Druckausgleichsvorrichtung vorsieht, welche außerhalb und benachbart
zur Innenwand des Zylinders einen Gegendruck erzeugt, der im wesentlichen gleich
dem Druck innerhalb des Zylinders ist, Auf diese Weise ist es möglich,
die
Dicke und Kosten der zweimetallischen Zylinderwand zu senken, und dia Kunststoffverformung
kann in dünnwandigen 3imetall-Zylinder&i bei Drücker bis zu 50 000 psi (35,16
2 kg/mm ) vorgenommen werden, Die Erfindung schlägt die Verwendung eines dünnwandigen
hohlen Stanlzylinders vor, der eine Auslcleidung aus einer harten abriebbeständifen
Metallefierung aufweist. Der Zylinder ist dabei von einem hohlen zylindrischen Ringraum
umgeben, der seinerseits durch einen anderen hohlen relativ düunwandigen Stahlzylinder
oder ein Gehäuse begrenzt ist, welches den Ringraum umgibt. In dem hohlen Ringraum
ist dabei ein Strömungsmittel angeordnet, dessen Wärmeübertragungseigenschaften
denen des Stahls gleichen. Dabei werden Druckausfleichsvorrichtungen verwendet,
welche den Druck des Strömungsmittels in dem Ringraum annähernd gleich dem im hohlen
zweimetallischen Zylinder herrschenden Druck halten, so daß die einzigen auf die
Außen- und ausgekleideten Innenoberflächen des inneren Stahlzylinders ausgeübten
Kräfte zusammendrückende kräfte sind9 die keine Dehnung und Verformung des Stahlzylinders
und seiner Auskleidung hervorrufen und somit ein Reißen der Äuskleidung und des
Zylinders ausschließen.
-
Nur das äußere Stahlgehäuse tin den innen ausgekleideten Zylinder
hermn, kann sich infolge des nach außen gerichteten Druckes des Strömungsmittels
in dem Ringraum ausdehnen.
-
Der Stahlkörper dieses Gehäuses ist aber verformbar und derart ausgebildet,
daß er ohne Reißen gedehnt werden kanne Da eine Änderung der Abmessung des äußeren
Stahlgehäuses keine Wirkung auf die Innenwandab-messungen ausübt, ergibt sich durch
eine solche )nderung keine nachteilige Wirkung
für die Arbeitswetse
, Insgesamt kann also das Gesamtgewicht des Spritzguß- oder Strangpreß-Zylinders
verkleinert und der Betriebszylinderdruck vergrößert werden) ohne daß -dabei die
Wahrcheinlichkeit einer Verbiegung, Verlor -mung, Abmessungsänderung oder eines
Reißens der auskleidung vergrößert wird0 Gemäß einem weiteren Herkmal der Erfindung
ist vorgesehen9 da der Kunststoffwerkstoff zu einem Ende der Zylinderbohrung hin
zusammengedrückt wird t daß die Druckausgleichsvorrichtung eine Druckfühlvorrichtung
aufweist, welche den Bohrungs druck na ihrem ersten Ende feststellt.
-
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung dient die- Druck ausgleichsvorrichtung
als eine Trennvorrrichtung, welche das Austreten oder die Verunreinigung sowolil
des in der Bohrung in Verformung befindliche Kunststoff als auch des teueren Strömungsmittels
in der Ringkammer verhindert.
-
Demgemäß besteht ein Hauptziel der Erfindung darin, eine Druckausgleichtorrichtung
für einen Zweimetall-Zylinder zur Spritzgießen und strangpressen von Kunststoffwerkstoffen
vorzusehen, wobei der Zylinder mit einer Auskleidung aus einer harten abriebbeständigen
Werkstofflegierung versehen ist, so daß sich der Zylinder bei hohen Betriebsdrükken
nicht verbiegt, verformt in seinen Abmessungen verändert oder zerreißt Gemäß einem
weiteren Ziel der Erfindung ist eine Druckausgleichsvorrichtung derart vorgesehen,
daß ein aus zwei Metallenbestehendor Zylinder verwendet werden kann, ohne
daß
dieser bei Drucken bis zu 50 OO0psi (35,16kg/mm2) verbogen, verformt, in seinen
Abmessungen geändert oder zerrissen wird.
-
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Ausbildung einer Drucdkausgleichsvorrichtung
derart, daB diese die Ausdehnung der den zweimetallischen Zylinder auskieldenden
Legierungs-Auskleidung ebenso wie die darauf einwirkende Belastung minimiert.
-
Schließlich ist es ein Ziel der Erfindung eine Druckausgleiohsvorrichtung
derart vorzusehen, welche die Verwendung eines zweimetallischen Zylinders zuläßt,
der eine kleinere Wandstärke als üblich aufweist und somit ein geringeres Gewicht
besitzt und niedrigere Kosten verursacht und zudem günstigere Wärmeübertragungseigenschaften
auf weist.
-
Weiterhin hat sich die Erfindung zum Ziel gesetzt, eine solche Druckausgleichsvorrichtungh
vorzusehen, welche die Auswahlmöglichkeit derjenigen Werkstoffe aus denen das Zylindergehäuse
hergestellt werden kann, nicht auf solche Werkstoffe beschränkt, die sich nur wenig
ausdehnen.
-
Ferner ist ein weiteres Ziel der Erfindung in der An-Ordnung einer
Druckausgleichsvorrichtung zu sehen, welche ein Strömungsmittel verwendet, das einen
innen mit einer legierung ausgekleideten Zylinder umgibt, um die Verbiegung, Verformung,
Abmessungsänderung oder das Zerreißen der Zylinderauskleidung zu verhindern.
-
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Druckausgleichsvorrichtung
vorzusehen, die den Druck benachbart zum Zylinder oder zur Formdüse am Punkt der
maximalen Druckanlage feststellt und auf derartige lerungen anspricht, um den geeigneten
Gegenausgleichsdurck vorzusehen.
-
Schließlich ist es ein Ziel der Erfindung eine Dru,okausgleichsvorrichtung
vorzusehens die zur Trennung des den Innenzylinder umgebenden Strbmungsmittels und
zur Trennung des zu verformenden Kunststoffes dient, damit diese nicht aus der Druckausgleichsvorrichtung
und der Zylinder bohrung austreten oder miteinander verunreinigt werden.
-
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der
Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:
P$gO 1 schematisch einen Löngsschintt durch eine Spritzgußschnewckeneinheit, die
an einer hydraulisch betätigten Schnecke angeordnet ist und wobei ein Auführungsbeispiel
gemäß der Erfindung ausgebildeten Druckausgleichsvorrichtung vorgesehen ist; Pig0
2 schematisch einen Längsschnitt durch eine Spritz gußschneckeneinheit, angeordnet
an einer elektrtaoh betätigten Schnecke, wobei ein zweites gemäß der Erfindung ausgebildetes
Ausführungsbeispiel einer Druckausgle tchsvorrichtung vorgesehen ist.
-
In den r4ig0 1 und 2 ist mit dem Bezugszeichen 10 ein zusammengesetzter
zweimetallischer Zylinder 10 bezeichnet,
der einen Innenzylinder
20, ein Außengehäuse 30, eine Kappe 40 und eine Spritzdüse 45 aufweist, Der Innenzylinder.
ist hohl und \ t eine hindurchverlaufende :Bohrung 21 sowie verhältnsmäßig dünne
Wände auf. Der Innenzylider 20 besteht aus einem formbaren Metall, -wie beispielsweise
Stahl, und zwar vorzugsweise aus einem Stahl mit der Handelsbezeichnung ASTH 1020o
Der Zylinder 20 ist eine Verlängerung des Walzenteils 23 mit geringerem Durchmesser.
Das Gehäuse 30 nd der Walzenteil/sind mit entsprechenden zusammentreffenden und
zusammenpassenden Obeflächen 36 und 28 ausgestattet, die miteinander befestigt sind,
Das Gehäuse 30 ist gegenüber dem Zylinder 20 mit Abstand angeordnet und bildet die
ringförmige Zylinderkammer 59 zwischen der Außenoberfläche des Zylinders 20 und
der Innenoberfläche des Gehäuses 30.
-
Auf diese Weise wird der zusammengesetzte Form-Walzenteil mit einem
verhältnismäßig dünnen Innenzylinder 20 ausgebildet, der die Bohrung 21 definiert,
wobei ferner eine ein Druckmittel enthaltende ringförmige Zylinderkammer 39 und
ein Außengehäuse 30 vorgesehen ist0 Der Zylinder 20 ist mit einem inneren abriebbständigen
Überzug oder einer Auskleidung 22 versehen, die - wie oben bemerkt - aus einem verhältnismäßig
unbiegsamen und unelastischen Ijaterial besteht, und welche entsprechend den oben
erwähnten USA-Patentanmeldungen ausgebildet ist, Somit hat eine Abmessungsveränderung
oder Biegung des Zylinders 20 das Bestreben den Überzug oder die Auskleidung zu
zerstören0
Die Endkappe oder der Adapter 40 ist an dem vor wen oder
freien Ende des zusammengesetzten Gehäuses nd Zylinders 20 beispielsweise durch
Bolzen 41 befestigt.
-
Die Bolzen 41 sollten derart angezogen sein, daß sie eine dichte fletall
zu Metall Abdichtung zwischen den Oberflächen 42 und 43 hervorrufen.
-
Perner ist ein Fülltrichter 44 vorgesehen, in welchem das Material
angeordnet ist, welches gegossen, stranggepreßt oder gespritzt werden soll. Das
Material tritt (vgl. dazu Fig. 1 und 2) durch die FUlltrichterffnung 44a in die
Bohrung 21 des Zylinders 20 ein und wird durch die Endkappe 40 hindurchgepreßt und
zwar durch die im folgenden beschriebene Vorrichtung zur Bewegung des plastischen
Werkstoffes zum Ende der Kappe 40 hin.
-
Wo die Endkappe 40 der Anfangsteil eines Spritzelementes ist, können
die im Teil 21a der Zylinderbohrung 21 benachbart zur Endkappe entstehenden Drücke
bis zu 50 OOOpsi (35,16kg/mm2) erreichen, wobei die Endkappe der vor der oben beschriebenen
Schnecke oder dem Bohrer 50 liegende Teil ist dessen Volumen sich vermindert, wenn
sich die Schnecke e zur Endkappe 40 hin bewegt.
-
Die Erfindung schlägt die Verwendung eines Druckmittels in der ringförmigen
Zylinderkammer 39 vor, welche den Zylinder 20 über den Teil seiner Länge hinweg
umgibt, wo maximaler Druok auftritt.
-
1. sei darauf hingewiesen, daß an all den Stellen, wo der Druck in
der bohrung 21 groß genug sein nte, um
die Auskleidung 22 des Zylinders
20 zu zerstören oder zu beschädigen, der Zylinder 20 von der Ringkammer 39 umgeben
ist, welche ein Strömungsmittel (eine Flüssigkeit) enthält, die auf einem solchen
Druck gehalten wird, der der Wirkung des Druck innerhalb der Bohrung 21 entgegenwirkt.
Die Ringkammer ist gleicbsäßig Us den Zylinder 20 herum ausgebildet, so daß ein
gleichmäßiger Druck Aber die gesamte Außenoberfläche 25 des Zylinders 20 hinweg
angelegt wird, um eine Belastung an eins -nen Stellen zu verleiden.
-
Schließlich ist eine unten noch näher beschriebene Druck.
-
ausgleichsvorrichtung vorgesehen, welche den gleichen Druck in der
Ringkammer 39 aufrechterhalten kann, wie der innerhalb des Teiles 21a des Zylinders
21 entstehende, wodurch ein Druckausgleich an den Innen- und Außenwänden des Zylinders
20 aufrechterhalten wird. Dadurch wird gewährleistet, daß der Zylinder 20 sich nicht
ausdehnt oder verbiegt, und ss wird ferner verhindert, daß sich die Auskleidung
22 ausdehnt, wodurch deren Reißen, Abblättern oder Beschädigung verhindert wird.
-
Durch die Kammer 39 und die Druckausgleichsvorrichtung werden die
Drücke zum Außengehäuse 30 übertragen, welchee hinreichend dick und fest ausgebildet
ist, Us eo ein Ausdehnen oder fliegen desselben über seine elastische Grenze hinaus
zu verhindern; damit das Gehäuse 30 nicht reißt, besteht es aus einem Werkstoff,
wie bei spielsweise Btahl, der in seiner Abmessung abweichen und sich ändern kann,
und der sogar unter dem linfluß
der Drücke verformt werden kann,
ohne daß dabei eine Beschändigung auftritt. Das Gehäuse 30 hat dabei nur die Aufgabe
den Druck zu enthalten. Es kann sich aus dehnen, biegen oder seine Abmessung ändern,
ohne daß dies irgendeine Änderung der Abmessungen des Zylinders 20 oder eine Beschädigung
des Uberauge oder der Auskleidung 22 zur Folge hat.
-
Durch die Verwendung eines Druckausgleichsringes 39 zwischen den ausgekleideten
Bimetall-Zylinder 20 und dem Gehäuse 30 erreicht man, daß das vollständige Wal.
-
zenteil bei gleichem Arbeitsbohrungsdurchmesser im Aussendurchmesser
kleiner ist, als die üblichen zum Spritzen dienenden Walzenteile mit Einfach-Stärke.
Dies ist deshalb der Fall, weil eine einfache Materialstärke, welche die Bohrung
umgibt, die allen zu erwartenden Druckbedingungen widersteht und dinensionamäßig
stabil verbleibt, nicht länger benötigt wird.
-
Von Wichtigkeit ist sowohl die Wärmeübertragung durch den Zylinder
20 und das Gehäuse 30 und auch eine gleich.
-
mäßige Wärmeverteilung durch den Walzenteil.
-
Somit muß jedes unter Druck stehendes Strömungsmittel in der Ringkanner
39 einen Wärmeübertragungskoeffizienten besitzen, der gleich denjenigen des Stahles
ist, aus welchem der Zylinder 20 und das Gehäuse 30 besteht.
-
Zuden muß das Strömungsmittel in der Ringkammer wirkmen bei hohen
Drücken und Temperaturen über 700°F (371,1°C) arbeiten. lis Werkstoffe für das Strömungsmittel
in der Ringkammer 39 wird flüssiges Kalium, @@@@ ein im Handel unter der Bezeichnung
Dew-Corning XF-1-018, oder ein äquivalentes
Strömungsmittel vorgeschlagen.
-
Das Gehäuse 30 hat einen oder mehrere Rohrabgriffe 32 und 3. Der Rohrabgriff
verläuft von der Außenseite des Gehäuses 30 in die Ringkammer 39 hinein und gestattet
den Eintritt des Druckausgleichsströmungsmittels.
-
Durch Verbindung der Rohrabgriffe an unterschiedlichen zellen erhält
man eine einfache Höglichkeit, um das Ringraum-Strömungsmittel zuzufüngen, zu zirkulieren
und zu entfernen, und zwar auf gleichmäßigere Weise durch die Ringkammer hindurch.
-
Bei jedem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Einbringen des
Runststof fwerkstoff es dargestellt, der zur Formdüse. 45 hin zussmmengedrückt und
durch diese hindurchgepreßt wird; ferner sind die Vorrichtungen dargestellt, welche
den Kunststoff durch die Bohrung 21 des Zylinders 20 und zur Endirappe 40 hin drücken
und transortieren.
-
Die beiden Figuren veranschaulichen eine typische Spritzgußschnecke,
die in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Dabei ist eine
Ladung von zu verformendem Kunststoffmaterial in die Bohrung 21 durch die Öffnung
44a in dem Walzenteil 23 eingeführt worden und steht mit der Schnecke 5Q in Berührung.
-
Die hin- und hergehende in der Bohrung des Zylinders 20 arbeitende
Schnecke 50 wird um ihre Lüngsachse herum durch bekannte Vorrichtung in Drehungen
versetzt, so daß die Schneckenflügel oder Gänge 508 als eine
Transportvorrichtung
wirken und den Kunststoff durch die Bohrung 21 des Zylinders 20 in den Teil 21a
der Bohrung 21 transportieren, der über dem freien Ende der Schnecke und benachbart
zum rtormkopf 40 liegt. Die Welle der Schnecke 5a ist in geeigneter Weise geformt
und besitzt einen zum freien Ende der Schnecke hin ansteigenden Durchmesser, um
den Kunststoffwerkstoff beiseinem Transport zum Teil 21a der Bohrung 21 zusammenzudrücken.
Der zusammengedrückte Werkstoff wird solange in den Teil 21a hineingedrückt, bis
er darin eine so große Dichte besitzt, wie sie die Schneckenspeisevorrichtung erzeugen
kann0 Ein Heizbank 49 umgibt das Gehäuse 30, um den Kunststoff in der Bohrung 21
auf hinreichend hohen Temperaturen zu halten, damit das unter Druck erfolgende Giessen
stattfinden kann.
-
Für diese anfängliche Speise- oder Förderoperation kann - wie in Fig.
1 gezeigt - die Schnecke 50 durch den IIotor 51/n Drehungen versetzt werden, der
seinerseits eine Welle 52, ein Zahnrad 53 und ein Zahnrad 53b antreibt0 Das Zahnrad
53b steht mit einem Zahnrad 54 auf der Welle 55 in Eingriff, wobei die letztgenannte
Welle axial zu der Welle der Schnecke 50 angeordnet ist und mit dieser ein Stück
bildet. In dieser Phase der Zusammendrückung braucht die Schnecke nicht axial bewegt
zu werden, da allein ihre Drehung den ICunststoff zum Kopf 40 hin bewegt.
-
Das Zahnrad 54 kann sich in Axialrichtung erstrecken,
so.daß-es
auch dann mit dem Zahnrad 53b in Eingriff verbleibt, wenn die Welle 55 - 50a in
der oben beschriebenen Weise axial gleitet.
-
Bei dem in Pig. 1 dargestellten Ausffihrungsbeispiel wird, nachdem
die Schneckengänge 50a und die Schnecke bis zum maximal-möglichen Ausmaß zusammengedrücktes
Material abgeliefert haben, die gesamte Schnecke hydraulisch zur Endkappe 40 hin
gedrückt, um das tiaterial durch die Formdüse 45 zu drücken. Das anfängliche Zusammendrücken
durch die Schnecke erzeugt einen anfänglichen Innendruck im Teil 21a der Bohrung
21; die hydraulische Bewegung der Schnecke zur Pressung des I1aterials erzeugt jedoch
Drücke von einer höheren Größenordnung, nämlich bis zu 50 OOOps (35,16kg/mm2).
-
Bei der hydraulischen Betätigung der Schnecke 50 zur Erzeugung ihrer
Axialverschiebung zur Endkappe 40 hin, ist ein einen Kolben 58 enthaltender Zylinder
5-7 an dem Ende der Schraubenwelle 55 vorgesehen. Der Kolben 58 wird durch eine
geeignete übliche hydraulische Raumvorrichtung oder Pumpe 60 (sohematiBoh dargestellt)
betätigt, welche die Schnecke 50 axial verschiebt, um den bereits im Teil 21a der
Bohrung 21 zusammengedrü,ckten Kunststoff noch weiter zusammenzupressen, und um
das IJXterial unter einen ausreichenden Druck zu bringen und es durch den Formkopf
40 Form-Speisevorgänge zu drücken.
-
Das unter Druck stehende Strömungsmittel in der Ringkammer 39 für
die in Pigo 1 beschriebene Anordnung kann
von der gleichen Quelle
kommen, wie das zum Antrieb des Kolbens 58 der Schnecke 50-50a verwendete Strömungs.
-
mittel, oder es kann aber auch von einer unterschiedlichen Quelle
hergeleitet werden. Das wesentliche Element besteht darin, daß die Regelung des
Druckes in der Kammer 39 infolge der Veränderung des Druckes im Zylinderbohrungsteil
21a erfolgt.
-
Es können verschiedene Vorrichtungen verwendet werden, 2C um die Innendrücke
innerhalb der Bohrung 21 des Zylinders, abzufühlen, und um einen Gegendruck in im
wesentlichen der gleichen Größe an die Ringdruckkammer 39 anzulegen.
-
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung (Fig. 1) wird
die gleiohe Vorrichtung oder das gleiche Element verwendet, welche den Druck auf
die Schnecke 50 und somit auf den Kunststoff in der Bohrung 21 des Zylinders 20,
d.h. die hydraulische Druckquelle 60, verwendet, um den gleichen Druck auf das Strömungsmittel
in der Ringdruckkammer 39 auszuüben, wie er an den Kunststoff im Teil 21a der Bohrung
21 angelegt ist0 Der zum Antrieb des Kolbens der Schnecke 50 erforderliche Druck
sollte annähernd einer Grdßenordnung größer sein als der Gegendruck, der durch das
Zusammendrücken des IIaterials im Zylinderteil 21a erzeugt wird, damit sich die
Schnecke 50 durch den Teil 21a bewegt.
-
Ferner ist eine Druckverstärkungsvorrichtung 80 vorgesehen, welche
einen Kolben 84 in einem Zylinder 83 aufweist, der fest mit einem Kolben 85 in einem
engeren Zylinder 86 verbunden ist. Ein unter Druck stöhendes
Strömungsmittel
bewegt sich von einer Quelle 60 ausgehend durch eine Leitung 77, wobei ein Druck
an die Oberfläche 34a des Kolbens 84-angelegtwird, der den Kolben 85 weiter in den
Zylinder 86 hineindrückt, wodurch die Oberfläche 85a des Kolbens 85 einen Druck
auf das Strömungsmittel in der Kammer 39 ausübt, Die Proportionierung der Elemente
der Druckverstärkungsvorrichtung 80, insbesondere die Fläche der Oberseite 84a des
Kolbens 84 und die Fläche der Oberseite 85a des Kolbens 85 , regelt den Druck in
der Kammer 39 entsprechend dem Druck der erforderlich ist, um die Schnecke 50 durch
den Zylinderteil 21a zu drücken.
-
Die Druckverstärkungsvorrichtung 80 weist oberhalb des i:olbens 84
einen Luftablaß 88 auf, Wenn sich somit der Kolben 84 zum kleinen Zylinder 86 hin
bewegt, so wird nicht unterhalb des Kolbens 84 ein Luftdruck aufgebaut, der störend
mit der Eichung der richtigen Druckkompen sation zusanmienwirken könnte, die durch
das Strömung mittel in der Ringkammer 39 vorgesehen ist, Die Druckverstärkungsvorrichtung
80 dient auch zur Trennung des teueren Strömungsmittels in der Kammer 39 von der
Druckmittelquelle und auch zur Aufbewahrung dieses Strbimngsmittels derart, daß
dessen Reinheit nicht verschmutzt und sein Volumen nicht vermindert wird, Der kleine
£1ylinder 86 besitzt einen Einlaßabgriff 86a durch den ein Strömungsmittel für die
Ringkammer 39 zugeführt oder abgezogen werden kann.
-
Schließlich ist eine Spule 87 um das äußere des oberen
Teils
des kleinen Zylinders 86 herum gewickelt; diese Spule 87 wird - mindestens teilweise
- verwendet, um die Temperatur des Strömungsmittels im Zylinder 86, in den Durchlässen
529 33 und in der Rammer 39 zu regeln. Die Spule 87 kann in Form eines Rohres ausgebildet
sein, welches ein Wärmeübertragungs-Strömungsmittel, beispielsweise Wasser mit einer
gewünschten Anfangstemperatur führt'; andererseits kann die Spule 87 auch eine elektrische
Widerstandsspule sein, wenn aus irgendeinem runde eine erhöhte Temperatur für die
Flüssigkeit in der Kammer 39 gewünscht wird; ferner kann die Spule 87 auch eine
massive Spule oder ein Körper aus einem Metall sein, von welchem Wärme aufgenommen
wird.
-
Ein zweites Ausführungsbeispiel der gemäß der Erfindung ausgebildeten
I)ruck-Abfllhlvorrichtung ist in Fig. 2 dargestellt und kann als eine sichere und
direkte Vorrichtung zur Steuerung der Quelle oder zu Steuerung des Drucks verwendet
werden.
-
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Druckfühler verwendet, der
durch die Öffnung 24 in die Formdüse 45 eingesetzt ist. Der Fühler ist eine Vorrichtung,
welche den Innendruck in der Bohrung 21b der Formdüse 45 abfühlt, der mit dem Innendruck
in der Bohrung 21a des Zylinders 20 am Hochdruckende des Zylinders ubereinstimmt.
Die Fühlvorruchtung verwendet diese Information zur Regelung des Druckes in der
ringförmigen Druckkammer 39. Die Abfühlvorrichtung besteht aus einer Druckfühlstange
82, die mit einer druckempfindlichen Oberfläche 82a mit der Bohrung 21b der Formdüse
45 benachbart zur Endkappe 40 in Verbindung steht, wo die höchsten Drücke innerhalb
der Bohrung 21 erzeugt werden0 Die Stange 82 erstreckt
sich in
die Bohrung 21b durch die Öffnung 24 der ormdüse 45 hinein und ist zur Verhinderung
von Leckstellen mit einem geeigneten Verbindungsstück 70 ausgestattet.
-
Die Stange 82 bildet ein Stück mit einem Ventil 71, welches mit einem
Ventilsitz 72 zusammenarbeitet, Die Stange 82 wird in ihrer oberen Stellung und
in der völlig geöffneten Stellung des Ventils 71 durch eine Druckfeder 73 gehaltene
Die Feder 7S liegt mit ihrem untersten Ende an der Basis 74 eines Federgehäuses
75 an; mit ihrem oberen Ende liegt die Feder 73 an einer Einstellmutter 76 auf der
Stange 82 an, Die Feder 73 kann anfangs durch Betätigung der Einstellmutter 76 gewicht
sein, um eine Bewegung der Stange 82 nach unten in einem solchen Ausmaß zuzulassen,
welches dem Federdruck entpricht. Wenn der Druck im Teil 21a der Bohrung 21 denjenigen
in der Ringicammer 39 übersteigt, so wird sich die Feder 73 zusammendrücken, damit
sich das Ventil 71 voll in den Ventilsitz 72 setzen kann, Bei einem minimalen voreingestellten
Druck oder dann, wenn der Druck in der Kammer 39 größer ist als in der Bohrung 21b,wird
die Feder die Ventilstange 82 zur vollständigen Öffnung des Ventils 71 bringen Das
Vantilg'ehäuse 75 besitzt einen Luftauslaß 75a, so daß dann, wenn die Feder 73 zusammengedrückt
ist, die einzige auf die Mutter 76 ausgeübte Kraft diejenige ist, welche durch die
Feder 73 erzeugt wird. Unterhalb der t"Iutter 76 wird keine Luft eingefangen, die
sonst die Bewegung der Elemente unter der gemeinsamen Steuerung des Drucites an
der Oberfläche 32a der Stange 82 und der Feder 73 stören würde.
-
Eine hydraulische Strömungsmittel-Leistungseinheit 61 liefert an die
Leitung 77 ein unter Druck stehendes hydraulisches Strömungsmittel. Das unter Druck
stehende Strömungsmittel tritt in das Gehäuse 75 durch die Versorgungsleitung 77
ein, und dann, wenn das Ventil 71 vollständig geöffnet ist, wird das gesamte Strömungsmittel
durch die Rücklaufleitung 78 abgezogen. Wenn das Ventil 71 beginnt sich zu schließen
und den Schließvorgang fortsetzt, so wird das Druck Strömungsmittel zwischen der
Rücklaufleitung 78 und der Leitung 79 au£-geteilt, wobei letztere zu einem Steuerglied
80 führt, welches in Aufbau und Wirkungsweise mft der Druckversterkungsvorrichtung
80 des Ausführungsbeispieles gemäß Fig, 1 übereinstimmt. Das I>ruckströmungsmittel
wird anteilsmäßig aufgeteilt, und zwar entsprechend dem Ausmaß mit dem das Ventil
71 geschlossen ist0 Sollte das Ventil 71 vollständig geschlossen werden, so würde
das ganze Druck Sf Druckströmungsmittel von der Quelle 77 zur Leitung 79 fließen.
Die Leitung 79 ist schließlich mit dem Zylinder 83 des Steuergliedes 80 verbunden
und das unter Druck stehende Strömungsmittel in der Leitung 79 betätigt den Kolben
84, um die Druckstange 85 in dem kleinen Zylinder 86 su bewegen Die Einregulierung
oder Einstellung des Ventils 71 zur Eichung seines Ansprechens auf den Druck an
der Oberfläche 82a der Stange 82 bestimmt den Druck, der zum Kolben 84, zur Druckstange
85 hin, dem kleinen Zylinder 86 und daher zum Strömungsmittel in der Ringkammer
39 übertragen wird0 Diese Druck-Abfühlvorrichtung dient schließlich auch
als
Trennvorrichtung, um die Strömungsmittel in der Leitung 77vom Eintreten in die Bohrung
21b abzuhalten, und um zu verhindern, daß der Kunststoff in der Bohrung 21b in die
Leitung 77 eintritt.
-
Ferner kann ein Sicherheite-Rückschlagventil 90 zwischen der Strömungsmittel-Druck-Steuervorrichtung
80 und der Druckleitung 77 vorgesehen sein. Beim Auftreten eines Überdruckes in
der zum Zylinder 83 führenden Leitung 77 öffnet sich das Rückschlagventil und führt
das hydraulicsche Strömungsmittel durch eine Leitung 94 zu seiner Versorgungsquelle
zurück.
-
Es sind also zwei grundlegende Elemente bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 2 vorhanden: 1. Die Druckabfühlvorrichtung mit der Stange 82 und ihrer
Druckaufnahmefläche 82 in der Formdüse 45 zur Regelung derjenigen Druckgröße, die
an die Ringkammer 39 als Funktion der Druckänderung in den Bohrungsteilen 21a und
21b angelegt werden muß; 2, Die Strömungsmitteldrucksteuervorrichtung 50 , welche
sowohl zur Verstärkung des ankommenden Leitungs druckes als auch zu dem Zwecke dient;
die Strdmungmitteldruckquelle von dem teueren in der Kammer 39 verwendeten Strömungsmittel
zu trennen.
-
Der aus zwei Metallen bestehende gemäß der Erfindung ausgebildete
Zylinder wird sehr häufig - wie bereits oben bemerkt - bei sehr hohen Drücken betätigt,
beispielsweise bei 50 OOOpsi (35,16kg/mm2). Die Leitungen, beispielsweise Leitungen
77, 78, 79 und 94 in Fig. 2,
welche das Strömungsmittel zur Verstärkungsvorrichtung
80 und dem Ventil 71 hin- und wegleiten9 maßen sich möglicherweise über eine beträchtliche
Entfernung von der Druckströmungsmittelquelle erstrecken. Da es schwierig und teuer
sein kann, lange und schwere Leitungen mit ausreichender Festigkeit für erhöhte
Drücke auszubilden, ist eine einfache Druckverstärkungsvorrichtung vorgesehen0 Die
Fläche der Oberfläche 71a des Ventils 71 kann ein Mehrfaches der Fläche 82a der
Stange 82 betragen, Indem man die Fläche der Oberfläche 71a größer macht" als diejenige
der Oberfläche 82a wird der Druck des in das Gehäuse 75 von Leitung 77 eintretenden
Strömungsmittels mit dem Verhältnis aus der Fläche der Oberfläche 71a zu der Fläche
der Oberfläche 83a multiplitiert.
-
In ähnlicher eise kann der Kolben 84 derart ausgebildet werden, daß
die Fläche seiner Oberfläche 84a ein Vielfaches der Fläche der Oberfläche 85a der
Kolben druckstange 85 ist Der Druck des durch die Leitungen 77 und 79 laufenden
Strömungsmittels wird daher mit dem Verhältnis aus der Fläche der Oberfläche 84a
zur Fläche der Oberfläche 85a multipliziert.
-
Damit die Druckausgleichsvorrichtung gemäß Fig. 2 ordnungsgemäß arbeitet,
sollte das Verhältnis der Fläche der Oberfläche 71a zur PlUche der Oberfläche 81a
das gleiche sein, wie das Verhältnis der Fläche der Oberfläche 84a zu der Fläche
der Oberfläche 85ac Einfach durch das Vorsehen einer derartigen Druckverstärkungsvorrichtung
können die Leitungen 77, 7a, 79 und 84 leicht und billig ausgebildet erden, wobei
hohe Betriebsdrücke in der
Bohrung 21 und der Ringkammer 39 herrschen
können, Patentansprüche s