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zu können, nachdem der Zuhaltekolben die Formhälften langsam zusammengefahren hat. Das gleiche gilt im vermehrten Masse bei einer seitlichen Anordnung der Verschiebezylinder und bei Verwendung von Plungerkolben.
Allen diesen bekannten Ausführungen haftet einmal der Nachteil an, dass zur Betätigung des von dem Verschiebezylinder bewegten Zuhaltezylinders bewegliche Ölleitungen wie Schläuche, Gelenk- oder Teleskoprohre od. ähnl. Elemente benötigt werden, welche bei den-in den Zuhaltezylinder übertragenden- hohen Drücken und dem von ihm mitzumachenden relativ grossen Leerhub des Verschiebezylinders häufig zu langwierigen Betriebsstörungen führt. Es ist zwar bekannt, für einen auf einen feststehenden Kolben verschiebbar angeordneten Zylinder die Zuführungsleitungen zu dessen beiden Arbeitsräumen in der Kolbenstange fest anzuordnen. Eine derartige Lösung ist jedoch nur für den Verschiebezylinder allein möglich, bei dem nur relativ niedrige Drücke zu übertragen sind.
Ein anderer Nachteil der bekannten Einrichtungen liegt darin, dass der Aufwand und die Anzahl an Steuerelementen relativ gross und die Störanfälligkeit dementsprechend unverhältnismässig hoch ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, diese Nachteile zu vermeiden und eine hydraulisch betriebene Formzuhaltevorrichtung für Spritzgussmaschinen und Pressen mit einem die Vorschub- und Rückzugbewegung des bewegbaren Formträgers für den Leerhub schnell und mit geringer Kraft ausführenden, mittels hydraulischen Niederdruckes bewegbaren und in seiner Schliesslage verriegelbaren Formschliesszylinder, dessen Kolben ortsfest angeordnet ist und mit einem die Formzuhaltung auf kurzem Hub und grosser Kraft mittels hydraulischen Hochdruckes bewegbaren mit dem Formschliesszylinder verbundenen Formzuhaltekolben, zu schaffen,
die zur Herabsetzung der Störanfälligkeit und der Investitionskosten mit einem Minimum an Steuerelementen und unter Vermeidung beweglicher hydraulischer Leitungen sowie zugleich hinsichtlich niedriger Betriebskosten und geringer Nebenzeiten in einem technisch-wirtschaftlich optimalen Bereich arbeitet.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass der Formschliesszylinder und der Druckzylinder des an der Formträgerplatte angeordneten Formzuhaltekolbens von einem einzigen auf dem ortsfesten Kolben verschiebbar gelagerten Zylindergehäuse gebildet sind, wobei beide Druckzylinderbohrungen koaxial hintereinanderliegend, räumlich ineinander übergehend, angeordnet sind. Hiedurch ergibt sich der grosse Vorteil, dass die nicht räumlich getrennten, ineinander übergehenden Zylinderräume für das Zuhalten und das Verschieben durch die für letzteres bestimmte Zuleitungsbohrung im Verschiebekolben bzw. in dessen Kolbenstange gemeinsam beaufschlagt werden können.
Diese erfindungsgemässe Ausgestaltung gestattet es zudem ebenfalls, die Bewegungsvorgänge mit einem Minimum an Druckflüssigkeit schnell durchzuführen, wenn in bekannter Weise die Durchmesserverhältnisse zweckmässig ausgelegt und insbesondere eine Differentialschaltung des Verschiebezylinders in Verbindung mit einem Verdrängerkolben angewendet wird.
Die gemeinsame Beaufschlagung der in nicht räumlich getrennten, ineinander übergehenden Zylinderräumen unterschiedlicher Durchmesser arbeitenden Kolben hat jedoch den Nachteil, dass der Zuhaltekolben infolge seiner grösseren Fläche zunächst in seine der Zuhaltestellung entsprechende Endlage geht, bevor das Vorschieben einsetzt. Infolgedessen ist es nicht möglich, einen Spannweg für den Zuhaltekolben und eine Verriegelung für den Verschiebezylinder zu erhalten. Der Erfindung liegt daher die weitere Aufgabe zu Grunde, dafür zu sorgen, dass der Zuhaltekolben mindestens während des Vorschubes trotz der gemeinsamen Beaufschlagung in der der Vorschubrichtung entgegengesetzten Endlage festgehalten wird.
Dies wird dadurch erreicht, dass auf die Rückzugseite des Zuhaltekolbens eine Kraft einwirkt, die während der Vorschubbewegung grösser ist als die ihr entgegenwirkende Vorschubkraft, wobei sich diese Arbeitsbedingung mit an sich bekannten Mitteln, wie Federn, Speicherdruck od. dgl. erfüllen lässt. Der hiedurch bedingte Aufwand lässt sich jedoch erheblich vermindern, wenn erfindungsgemäss zur Begrenzung der beim Vorschub erforderlichen effektiven Druckfläche auf der dem ortsfesten Kolben zugekehrten Stirnseite des Formzuhaltekolbens ein Dichtungsring angeordnet ist, dessen Durchmesser etwas grösser als der des Formschliesszylinderdurchmessers ist.
Die in Sonderfällen zur Erreichung hoher Formöffnungskräfte erforderliche Rückzugskraft auf den Zuhaltekolben wird dadurch erzielt, dass die Beaufschlagung der Rückzugsfläche des Zuhaltekolbens mittels an sich bekannter Förder- uad Steuerorgane erfolgt, welche die Bewegung des Verschiebezylinders bzw. der Traverse mitmachen, wobei die Reaktionskraft in nicht dargestellter Weise über den Verschiebezylinder, geleitet von dem fest angeordneten Kolben, auf dessen Rückzugsseite aufgenommen wird.
Es wird noch vorgeschlagen, dass auf der Schliessdruckseite des Schliesskolbens ein in einer Ausnehmung des Zuhaltekolbens einschiebbarer Verdrängerkolben vorgesehen ist.
Die vorstehend erwähnten und weitere wesentliche Merkmale der Erfindung lassen sich aus der Beschreibung und dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Formzuhaltevorrichtung für Spritzgussmaschinen ersehen.
In den Zeichnungen zeigen in schematischer Darstellung Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Formzuhaltevorrichtung während des Verschiebevorganges, Fig. 2 den gleichen Schnitt in Zuhaltestellung, Fig. 3 a eine vergrösserte schematische Darstellung des Zuhaltekolbens mit stirnseitiger Dichtung, wobei die die Dichtkraft erzeugenden Mittel Federn sind, während in Fig. 3 b statt der Federn ein Druckspeicher Verwendung findet und Fig. 3 c eine Ausführung des Druckkolbens und dessen Anschlussmöglichkeit zur Erlangung erhöhter Losreisskräfte.
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Zur besseren Übersicht sind alle zum Verständnis der Arbeitsweise nicht notwendigen Maschinenelemente, wie Verschraubungen, Dichtungen usw. nicht dargestellt.
Die Formhälften 1 und 2 sind an einer feststehenden 3 und einer beweglichen Traverse 4 angeordnet.
Die beim Schliessen der Form auftretenden Zugkräfte werden durch die Holme 5 aufgenommen, welche in den feststehenden Traversen 3 und 6 gelagert sind. Auf den Holmen ist beweglich die Traverse 4 geführt, die wiederum fest mit dem Zuhaltekolben 7 verbunden ist. In der feststehenden Traverse 6 ist der Verschiebekolben 8 ortsfest eingebaut, ebenso befindet sich an ihr die Führung 9 für den Zylinder 10 und die Verriegelung 11. Das Ganze ist auf einen Maschinenständer 12 montiert und bildet die komplette Zuhaltevorrichtung. Der Antrieb der Vorrichtung erfolgt über eine Niederdruckpumpe 13 mit grossem Fördervolumen und einer Hochdruckpumpe 14 mit kleiner Förderleistung.
Die Pumpen sind über einen Druckumsteuerschieber 15, einen Seitenumsteuerschieber 16 und einen Schieber 17 zur Steuerung der Differentialbeaufschlagung des Verschiebekolbens 8 durch die durchbohrte Kolbenstange 18 mit den Zylinderräumen 19 und 20 verbunden. Der Zylinderraum 21 wird beim Verschieben durch die Dichtung 22 gegen den Zylinderraum 20 abgedichtet, was wie in Fig. 3 a mittels Federn 23 und in Fig. 3 b durch Verwendung eines Druckspeichers 24 erfolgen kann. Bei der in Fig. 3 c dargestellten anderen Ausführungsmöglichkeit zur Erreichung sehr hoher Losreisskräfte entfällt die Dichtung 22.
Statt der Federn 23 oder des Druckspeichers 24 verwendet man hier zur Beaufschlagung des Zylinderraumes s 27 beispielsweise eine kleine Hochdruckpumpe 25 mit geringer Fördermenge und einen Steuerschieber 26, welche mit an der beweglichen Traverse oder dem Verschiebezylinder befestigt sind. Der Verdrängerkolben 28 ist fest mit dem Verschiebekolben 8 verbunden und durchdringt den Zuhaltekolben 7. Er verringert die Arbeitsfläche des Verschiebekolbens 8 und somit auch den Zylinderraum 20 soweit, dass mit geringsten Ölmengen, die zum Verschieben erforderliche Kraft noch aufgebracht wird.
Die Arbeitsweise der Zuhaltevorrichtung ist wie folgt : Nach dem Einschalten der Pumpen strömt das Druckmittel gemäss Fig. 1 von der Niederdruckpumpe 13 über den Schieber 15 durch dessen An-
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Anschlüsse 36 und 37 in den Zylinderraum 20. Die Entleerung des Zylinderraumes 19 erfolgt über Schieber 16, Anschluss 32 und 35 zum Tank.
Der sich im Zylinderraum 20 aufbauende Druck verschiebt den Zylinder 10 und somit auch die Traverse 4 mit der Formhälfte 2 nach rechts, wobei der Zuhaltekolben 7 durch die Federn 23 oder in Fig. 3 b den Speicherdruck 24 den Zylinderraum 21 mittels Dichtung 22 abdichtet.
Der Verdrängerkolben 28 verringert die effektive Kolbenfläche auf das in Verbindung mit dem Druck der Niederdruckpumpe erforderliche Mass zur Erlangung der notwendigen Verschiebekraft, wodurch sich ein Weg-Zeit-Diagramm bei relativ kleiner Druckmittelumwälzung mit günstigen Werten ergibt.
Ist der Zylinder 10 in seiner vorderen Stellung angelangt, dann verriegelt sich das Zuhaltesystem in irgend einer bekannten Weise, bevor die Formhälften 1 und 2 einander berühren, was bei der hier beschriebenen Vorrichtung mittels Verriegelungszylinder und Schieber 11 erfolgt.
Eine Umschaltung des Schiebers 15 gemäss Fig. 2 schliesst Anschluss 29 und öffnet 31, so dass jetzt der Zylinderraum 20 mit Hochdruck beaufschlagt wird, wodurch die Federkraft 23 bzw. der in Fig. 3 b sich auswirkende Speicherdruck 24 überwunden wird, die Dichtung 22 sich abhebt und in den Zylinderraum 21 zusätzlich Hochdruck gelangt. Die Formhälften 1 und 2 werden entsprechend der vergrösserten Fläche langsam geschlossen und dann mit max. Zuhaltekraft aufeinander gepresst.
Der Öffnungsvorgang erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.
Durch Umschalten des Schiebers 16 wird der Zylinderraum 20 über die Anschlüsse 34 und 35 drucklos, die Federn 23 bzw. der Speicherdruck 24 entspannt das Zuhaltesystem, die Verriegelung wird gelöst und durch den über die Anschlüsse 33 und 32 im Zylinderraum 19 entstehenden Hochdruck öffnet sich die Zuhaltung mit entsprechend grosser Kraft. Durch Umsteuern des Schiebers 15 wird durch die grössere Förderleistung der Niederdruckpumpe 13 über die Anschlüsse 29 und 30 die Öffnungsgeschwindigkeit mit geringerer Kraft erhöht. Eine weitere Umschaltung von Schieber 17 ermöglicht durch Verbindung
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geschwindigkeit bedeutet.
Wird zum Ausstossen entsprechend geformter Teile aus der Formhälfte 2 ein sanftes Ausstcssen mit erhöhter Ausstosskraft benötigt, so kann an beliebiger, den jeweiligen Verhältnissen des auszustossenden Teiles angepasster Stelle des Öffnungsweges dieser Vorgang wie folgt eingeleitet werden :
Die Zurückschaltung des Schiebers 17 in seine Ausgangsstellung und gleichzeitige Umschaltung des Schiebers 15 von Niederdruck auf Hochdruck lässt die Druckflüssigkeit von der Hochdruckpumpe 14 über die Anschlüsse 31, 30, 33 und 32 in den Zylinderraum 19 eintreten und entleert den Zylinderraum 20 über die Anschlüsse 37, 36, 34 und 35, wodurch sich die Öffnungsgeschwindigkeit entsprechend der geringen Fördermenge der Hochdruckpumpe 14 unter gleichzeitiger Erhöhung der während des Ausstossvorganges erforderlichen Rückzugskraft verringert und somit ein sanftes aber kräftiges Ausstcssen gewährleistet.
Eine andere Ausführung der Zuhaltevorrichtung zur Erreichung hoher Formöffnungskräfte sieht vor, entsprechend Fig. 3 c eine Hochdruckpumpe 25 mit geringer Förderleistung und den dazugehörigen Steuerschieber 26 fest mit den die öffnung-un Schliessbewegung mitmachenden Teilen der Maschine zu verbinden.
Die Arbeitsweise der Zuhaltevorrichtung ist prinzipiell wie im vorangegangenen beschrieben
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mit der Einschränkung, dass während des öffnung-un Schliessvorganges bei Beaufschlagung des Zylinderraumes 20 mit Niederdruck der Zylinderraum 27 durch die Pumpe 25 über den Schieber 26 und die Anschlüsse 39 und 40 mit Hochdruck beaufschlagt wird, wodurch der Zuhaltekolben 7 durch die auf seine Rückzugsfläche 27'einwirkende grössere Kraft in der der Vorschubbewegung entgegengesetzten Endlage festgehalten wird und innerhalb der eigentlichen Zuhaltezeit durch Umsteuern des Schiebers 26 der Zylinder- raum 27 über den Anschluss 41 entspannt wird.
Ein überschlägiges Zahlenbeispiel veranschaulicht deutlich die funktionellen Eigenschaften der vorgeschlagenen Zuhaltevorrichtung.
Angenommene Werte :
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<tb>
<tb> Niederdruck <SEP> 70 <SEP> atü
<tb> Hochdruck..................... <SEP> 140 <SEP> atü
<tb> Zuhaltekraft <SEP> 800 <SEP> Mp
<tb> Verschiebekraft <SEP> 20 <SEP> Mp
<tb>
Verschiebekolben 8 und Verdrängerkolben 28 sind so aufeinander abgestimmt, dass bei Beaufschlagung der effektiven Kolbenringfläche mit 70 atü Niederdruck eine Verschiebekraft von 20 Mp auftritt. Die auf der durch die Dichtung 22 begrenzten Fläche des Zuhaltekolbens 7 auftretende Reaktionskraft wird durch die auf 25 Mp ausgelegte Federkraft 23 oder Speicherdruckkraft 24 überwunden, so dass der Zuhaltekolben 7 in seiner linken Endstellung gehalten wird. Bei Umschaltung auf 140 atü Hochdruck verdoppelt sich die Verschiebekraft von 20 Mp auf 40 Mp, überwindet somit die Feder- bzw.
Speicherdruckkraft und gibt nach Lösen der Dichtung 22 den Zylinderraum 21 für den Hochdruck frei. Der Durchmesser des Zuhaltekolbens ist so ausgelegt, dass nach Abzug der Feder- oder Speicherdruckkraft von 25 Mp eine Zuhaltekraft von 800 Mp wirksam wird.
Beim Öffnen der Zuhaltung wird der Zylinderraum 20 entspannt, so dass 25 Mp Feder- oder Speicherdruckkraft den Zuhaltekolben 7 wieder in seine Ausgangsstellung drücken. Der als Differentialkolben mit einem Flächenverhältnis von 2 : 1 ausgelegte Verschiebekolben 8 wird vom Zylinderraum 19 mit 140 atü Hochdruck beaufschlagt, was einer Rückzugskraft von 80 Mp entspricht. Durch Umschalten auf 70 atü Niederdruck sinkt die Rückzugskraft auf 40 Mp bei einer der Förderleistung der Pumpe entsprechenden Erhöhung der Rückzugsgeschwindigkeit. Ein anschliessendes Verbinden der Zylinder-
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Rückflussleitung 36 verdoppelt die Rückzugsgeschwindigkeit unter gleichzeitigem Absinken der Rückzugskraft auf die erforderliche Verschiebekraft von 20 Mp.
Durch Umschalten der Schieber 15 und 17 wird der Druckmittelkreislauf der Zylinderräume 19, 20 über die Anschlüsse 37, 38 unterbrochen, die Hochdruckpumpe 14 beaufschlagt über die Anschlüsse 31,
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3235, wodurch eine, der geringen Fördermenge der Hochdruckpumpe 14 entsprechende, Verzögerung der Öffnungsgeschwindigkeit unter gleichzeitiger Erhöhung der zum Ausstossen erforderlichen Rückzugskraft von 20 Mp auf 80 Mp eintritt.
Zur Erhöhung der Rückzugskraft entsprechend Fig. 3 c entfällt die Dichtung 22 im Zuhaltekolben 7, dessen Durchmesser so gross ausgelegt ist, dass er bei Beaufschlagung mit 140 atü eine Zuhaltekraft von 800 Mp gewährleistet, was einer Belastung von 400 Mp bei 70 atü Niederdruck während des Verschiebe-
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der rechten Seite gegenüber und sichern so ein Verhalten des Kolbens in seiner linken Endlage. Die Verhältnisse am Verschiebekolben sind wie im vorher beschriebenen Beispiel beibehalten, so dass auch hier eine Verschiebekraft von 20 Mp auftritt.
Bei Umsteuerung von 70 atü auf 140 atü im Zylinderraum 20 und gleichzeitiger Entspannung von Zylinderraum 27 wirkt die volle Zuhaltekraft von 800 Mp auf den Zuhaltekolben 7 ; anderseits beim Öffnen der Zuhaltevorrichtung durch Beaufschlagung der kreisringförmigen Kolbenfläche 27'im Zylinderraum 27 und Entspannung von Zylinderraum 20 sich eine Formöffnungskraft von 400 Mp ergibt. Die Kraft und Geschwindigkeitsverhältnisse beim weiteren Öffnungsvorgang entsprechen der vorausgegangenen Beschreibung.
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