AT396811B

AT396811B - Vorrichtung zur durchführung einer zweistufigen linearen bewegung

Info

Publication number: AT396811B
Application number: AT225791A
Authority: AT
Inventors: Heinz Ing Leonhartsberger; Werner Ing Kappelmueller
Original assignee: Engel Gmbh Maschbau
Priority date: 1991-11-14
Filing date: 1991-11-14
Publication date: 1993-12-27
Also published as: ATA225791A

Description

5 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

AT 396 811B

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Durchführung einer zweistufigen linearen Bewegung mit ein» ortsfesten und einer bewegbaren Baueinheit mit einem Hydraulikzylinder mit mindestens einem Füllventil und einem, vorzugsweise als Plunger ausgeführten Hydraulikkolben, der einen Hohlraum aufweist und mit einer Einrichtung, um im Hydraulikzylinder einen Druck aufzubauen, wobei in den Hohlraum des Hydraulikkolbens ein Tauchkolben ragt.

Bei den verschiedensten Maschinen ist es notwendig, daß Maschinenteile lineare Bewegungen durchführen. Als Befiele seien Werkzeugmaschinen, Spritzgießmaschinen und Roboter genannt Während es bei manchen Maschinen in erster Linie wichtig ist, daß die Bewegung schnell durchgeführt wird (beispielsweise bei Robotern), werden bei anderen Maschinen in erster Linie hohe Kräfte verlangt

Bei Spritzgießmaschinen, beispielsweise bei der Formschließemrichtung wechseln die Anforderungen während des Bewegungsvorganges. So soll beim Schließen des Formwerkzeuges die bewegbare Foxmhälfte zuerst möglichst schnell nach einem vorgegebenen Geschwindigkeitsprofil bewegt werden, wobei während dieser Bewegung relativ wenig Kraft aufgewendet werden muß, worauf bei der fortgeführten Bewegung ein hoher Druck notwendig ist

Es ist allgemein bekannt, daß mittels mechanisch» Einrichtungen, beispielsweise mittels Schraubtrieben und hier insbesondere mittels Kugelgewindetrieben schnelle lineare Bewegungen durchgeführt werden können. Andererseits wird hoherDruckinsbesonderemitHydraiüikeinrichtungensowiemithydraulischenKolbenzylindereinheiten erzielt

Aufgabe der Erfindung ist es, eine kombinierte, mechanisch-hydraulische Vorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, mehrstufig zu arbeiten und mit der abwechselnd sowohl schnelle Bewegungen als auch ein hoher Druck erzielt werdenkönnenundeineeinfache,aberexakteSteuerungdesVentiles,dasdieÖlzufuhrindenHydraulikzylinder steuert, zu »reichen.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Tauchkolben, d» einenends auf einer von einem Elektromotor, vorzugsweise von einem Servomotor drehbaren Gewindespindel der bewegbaren Baueinheit lagert undd»mittels der Gewindespindel im Hydraulikkolben und im Hydraulikzylinder axial verschiebbar ist anderenends von mindestens einer Feder beaufschlagt wird, und daß der Tauchkolben mit einem Anschlagteil v»sehen ist, d» das Füllventil zum Hydraulikzylinder öffnet

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist ein sehr dynamischer Antrieb, arbeitet genau nach einem vorgegebenen Geschwindigkeitsprofil, ist exakt positionierbar und der Bewegungsablauf ist gut reproduzi»bar.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, daß der Anschlagteil von einem außerhalb des Hydraulikzylinders vom Tauchkolben abstehenden Arm gebildet wird, und das Ventil an einer Stirnseite des Hydraulikzylinders angeordnet ist Es können auch mehrere, beispielsweise kreisförmig um den Tauchkolben angeordnete Füllventile vorgesehen sein. Der Anschlagteil ist dann kreuz-, stem- oder scheibenförmig ausgebildet

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figuren der Zeichnung beschrieben.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen jeweils einen Axialschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung und verschiedene Stadien der Bewegung.

Die wesentlichen Teiled»erfindungsgemäßen Vorrichtung sind derHydraulikzylinder(l),derHydraulikkolben (2), der als Plunger ausgeführt ist und der einen Hohlraum (3) aufweist, in den ein ebenfalls im Hydraulikzylinder (I) befindlicher Tauchkolben (4) ragt Der Tauchkolben (4) weist ebenfalls einen Hohlraum (5) auf, in den eine Gewindespindel (6) ragt Die Gewindespindel (6) ist mittels eines Lagers (8) drehbar aber axial unverschiebbar am Hydraulikkolben (2) gelagert. Die Gewindespindel (6) ragt in ein Muttergewinde (7) im Tauchkolben (4). Durch Drehung der Gewindespindel (6) wird der Tauchkolben (4) in der Richtung des Doppelpfeiles der Fig. 1 bewegt

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann beispielsweise als Schließzylinder einer Spritzgießmaschine Verwendung finden. Der Hydraulikkolben (2) ist dabei über Stangen mit der bewegbaren Formhälfte verbunden. Die Foimhälfte ist in herkömmlicher Weise auf Holmen geführt. Die nicht unmittelbar zur Erfindung gehörenden Teile der Vorrichtung sind in den Figuren der Zeichnung nicht gezeigt

An den Tauchkolben (4) drückt eine in der hinteren Stimplatte (10) des Hydraulikzylinders (1) gelagerte Feder (II) .

Der Tauchkolben (4) weist einen Führungsansatz (40) auf, der durch die Stirnwand (10) des Hydraulikzylinders (1) ragt und durch den der Tauchkolben (4) geführt ist

Die Drehung der Gewindespindel (6) erfolgt mittels eines Elektromotors, vorzugsweise eines Servomotors. Im Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Elektromotor und der Gewindespindel (6) ein Riemenantrieb (15) angedeutet, es könnten jedoch auch andere Übertragungsmittel Anwendung finden.

Im Hydraulikzylinder (1) ist noch ein Füllventil (30) vorgesehen. Dieses Füllventil (30) ist ein Tellerventil und wird von einer Feder (45) in die Schließstellung gedrückt. Der Ölzufluß in den Zylinderhohlraum (19) erfolgt über einen Kanal (42). Der Ventilteller (30') liegt in der Schließstellung an einer Büchse (43) an.

Am Führungsansatz (40) des Tauchkolbens (4) ist ein davon im rechten Winkel abstehender Anschlagteil (44) angeformt oder befestigt.

Die Bewegung des Hydraulikkolbens (2) erfolgt in zwei Abschnitten. Zuerst, bevor die Hydraulikflüssigkeit -2- 55

Claims

5 AT 396 811B 10 15 20 ausreichend unter Druck gesetzt ist, rein mechanisch dadurch, daß die Gewindespindel (6) zum Tauchkolben (4) eine Relativbewegung durchführt und sich zusammen mit einer Trägerplatte für den Elektromotor nach rechts bewegt. Dabei wird der Tauchkolben (4) von der Feder (11) in seine rechte Endstellung gehalten. Der Anschlag (44) drückt auf das Füllventil (30) und hält es offen (Fig. 1). Wenn die Formhälfte auf Widerstand stößt und die Gewindespindel (6) sich nicht axial weiter bewegen kann, wird der Tauchkolben (4) von der Gewindespindel (6) gegen den Druck der Feder (11) nach links bewegt Der Abschnitt des Tauchkolbens (4) mit größerem Durchmesser fährt aus dem Hydraulikkolben (2) in den Zylinderraum (19) und die Hydraulikflüssigkeit im Zylinderraum (19) wird unter Druck gesetzt Der hydraulische Druckaufbau wird dadurch möglich gemacht, daß der Anschlag (44) vom Füllventil (30) entfernt und letzteres durch dieFeder (45) geschlossen wird. Durch den hydraulischen Druckaufbau im Zylinderraum (19) wird der Hydraulikkolben (2) geringfügig mit höher werdendem Druck nach rechts bewegt Die Verfahrkraft des Hydraulikkolbens (2), die gleich der Schließkraft der Spritzgießform ist, ergibt sich dabei aus der folgenden Formel. An der Kolbenfläche ) π und der Verstellkraft der Gewindespindel (6) ergibt sich im Zylinderraum (D^-di^) (19) der Hydraulikdruck (p). Der Hydraulikdruck (p) wirkt auf die Fläche -—g - π des Hydranlikkolbens (2) und erzeugt somit die Schlußkraft Bei der ersten mechanischen Bewegung durch die Gewindespindel (6) wird der Hydraulikkolben (2) schnell bewegt Anschließend wird durch den hydraulischen Druckaufbau eine hohe Schließkraft erzeugt PATENTANSPRÜCHE 25 1. Vorrichtung zur Durchführung einer zweistufigen linearen Bewegung mit einer ortsfesten und einer bewegbaren Baueinheit mit einem Hydraulikzylinder mit mindestens einem Füllventil und einem, vorzugsweise als Plunger ausgeführten Hydraulikkolben, der einen Hohlraum aufweist und mit einer Einrichtung, um im Hydraulikzylinder 30 einen Druck aufzubauen, wobei in den Hohlraum des Hydraulikkolbens ein Tauchkolben ragt, dadurch gekenn zeichnet, daß der Tauchkolben (4), der einenends auf einer von einem Elektromotor, vorzugsweise von einem Servomotor drehbaren Gewindespindel (6) der bewegbaren Baueinheit lagert und der mittels der Gewindespindel (6) im Hydraulikkolben (2) und im Hydraulikzylinder (1) axial verschiebbar ist anderenends von mindestens einer Feder (11) beaufschlagt wird, und daß der Tauchkolben (4) mit einem Anschlagteil (44) versehen ist, der das 35 Füllventil (30) zum Hydraulikzylinder (1) öffnet
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagteil (44) von einem außerhalb des Hydraulikzylinders (1) vom Tauchkolben (4) abstehenden Arm gebildet wird, und das Ventil (30) an einer Stirnseite des Hydraulikzylinders (1) angeordnet ist 40
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagteil (44) an dem von der Spindel (6) abgewandten Ende des Tauchkolbens (4), das durch die Stirnwand (10) des Hydraulikzylinders (1) ragt angeordnet ist
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Hohlraum (3) des Hydraulikkolbens (2), in den der Tauchkolben (4) ragt gegenüber den Zylinderhohlraum (19) des Hydraulikzylinders (1) abgeschlossen ist
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Anschlagteil (44) stem- oder scheibenförmig ist und auf mehrere um den Tauchkolben (4) peripher angeordnete Füllventile (30) drückt 50 Hiezu 3 Blatt Zeichnungen -3- 55