CH654521A5

CH654521A5 - Formschliesseinheit fuer kunststoff-spritzgiessmaschine.

Info

Publication number: CH654521A5
Application number: CH7185/81A
Authority: CH
Inventors: Karl Hehl
Original assignee: Karl Hehl
Priority date: 1980-11-24
Filing date: 1981-11-09
Publication date: 1986-02-28
Also published as: FR2494628B1; JPS57115329A; GB2090787A; ATA488981A; AT382341B; GB2090787B; DE3044137C2; CA1161230A; IT1194106B; IT8125105A0; JPS603977B2; DE3044137A1; NL8104747A; FR2494628A1; US4380427A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Formschliesseinheit einer Kunststoff-Spritzgiessmaschine, welche die Spritzgiessform mit Hilfe wenigstens eines hydraulischen Antriebszylinders mit kleiner Kraft in Offenstellung und/oder Schliessstellung fahrt und mit Hilfe eines in der Achse der Formschliesseinheit liegenden hydraulischen Druckzylinders mit grosser Kraft zusammenhält, wobei der Kolben des Antriebszylinders mit dem Kolben des Druckzylinders zu einer Bewegungseinheit verbunden ist und die vor und hinter dem Druckkolben liegenden Zylinderräume über Kanäle miteinander in Verbindung stehen, die durch den Druckkolben führen und mit Hilfe eines hydraulisch steuerbaren Ventils absperrbar sind.

Bei den üblichen Formschliesseinheiten dieser Art (z. B. DE-OS 2 623 392) ist ein Antriebszylinder koaxial am Druckzylinder angeflanscht. Diese Anordnung des Antriebszylinders führt zwangsläufig zu einer verhältnismässig langen Formschliesseinheit, weil der maximale Weg des bewegbaren Formträgers sowie die Länge des Druckzylinders und die Länge des Bewegungszylinders je dem maximalen Schliess- bzw. Öffnungshub für die Spritzgiessform entsprechen. Die Formschliesseinheit ist daher mindestens dreimal so lang wie der maximale Öffnungshub plus die axiale Tiefe der Giessform.

Es ist auch eine vergleichbare Formschliesseinheit bekannt, bei welcher alle hydraulischen Zylinder mit Bezug auf die Achse der Formschliesseinheit ungefähr nebeneinander angeordnet sind und daher kürzere Baulänge erreicht ist (DE-OS 1 529 937). Bei dieser Formschliesseinheit wird bei jedem Öffnungs- bzw. Schliesshub das gesamte verdrängte Drucköl zum Tank geführt. Ausserdem sind die für den Aufbau des Zuhaltedrucks zur Verfügung stehenden, vom Hochdruckmedium beaufschlagten Flächen der Kolben relativ klein, wenn das Gewicht der Formschliesseinheit in zumutbaren Grenzen bleiben soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Formschliesseinheit der eingangs genannten Gattung so auszubilden, dass sie bei Eignung für alle Grössenklassen wesentlich kürzer und leistungsfähiger ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannten Merkmale gelöst.

Bei einer solchen Ausbildung wird beim Aufbau des Zuhaltedruckes für die Spritzgiessform nicht nur die vom Hochdruckraum aus beaufschlagte Fläche des Druckkolbens, sondern auch die vom Zylinderraum 48 für den Tauchkolben 47 beaufschlagte Fläche wirksam. Demzufolge entspricht die gesamte beaufschlagte Fläche nahezu dem Ge-samtquerschnitt des Druckzylinders. Aus diesem Grunde kann bei unverminderter Zuhalteleistung der Druckzylinder kleiner und damit leichter ausgebildet werden. Ausserdem ist die Formschliesseinheit mindestens um den Öffnungshub plus die axiale Länge des Kolbens des Antriebszylinders kürzer als übliche Formschliesseinheiten gleicher Gattung. Ist eine Formschliesseinheit schwenkbar am Maschinenfuss gelagert, um horizontal oder wahlweise vertikal eingestellt zu werden, so ermöglicht die Kürze der Formschliesseinheit

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auch bei geringer Bodenfreiheit noch eine solche Um-schwenkbarkeit, für die auch eine Verminderung des Gewichts von grosser Bedeutung ist.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den àbhângigen Ansprüchen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 die Formschliesseinheit in Seitenansicht,

Fig. 2 die Formschliesseinheit in Draufsicht,

Fig. 3, 3a das längsgeschnittene hydraulische Aggregat der Formschliesseinheit in Draufsicht und in vergrösserter Darstellung,

Fig. 4 eine Rückansicht des hydraulischen Aggregats gemäss Fig. 3 in vergrösserter Darstellung und

Fig. 5 den hydraulischen Kreislauf der Formschliesseinheit in schematischer Darstellung.

Ein stationärer Formträger 11 und eine Montageplatte 12 sind mittels Schrauben 1 la am Maschinenfuss 10 befestigt und im übrigen an Gewindemuffen 17 widergelagert, die mit den Holmen 16 im Gewindeeingriff stehen. Auf den Holmen 16 ist ein bewegbarer Formträger 13 mit einer Druckübertragungswand 13a, einer Druckaufnahmewand 13b sowie mit Versteifungsrippen 13c verschiebbar gelagert. Der Formträger 13 ist mittels Gleitschuhen 15 auf Gleitleisten 19 des Maschinenfusses 10 abgestützt. Die Kolbenstange 27 des Druckzylinders 20 und die Kolbenstange 28 der Antriebszylinder 21 setzen je am bewegbaren Formträger 13 an. Die Kolbenstangen 28 sind mittels Schraubenbolzen 60 unmittelbar am Formträger 13 befestigt. Der Druck der Kolbenstange 27 wird über eine Druckplatte 14 übertragen, die an der Druckaufnahmewand 13b anliegt und an einer zentralen Durchgriffsbohrung 76 für die Kolbenstange 34 des Kolbens 33 einer Auswerfereinrichtung zentriert ist. Der Zylinder 27a für den Kolben 33 ist durch eine Bohrung in der Kolbenstange 27 gebildet, die durch die Druckplatte 14 abgedeckt ist. Der in der Achse a-a der Formschliesseinheit angeordnete Druckzylinder und die diametral zu diesem angeordneten Antriebszylinder 21 sind durch Hülsen gebildet, die vorderseitig durch die Montageplatte 12 und rückseitig durch einen gemeinsamen Zylinderdeckel 22 zu einer kompakten, sehr robusten Einheit verbunden sind. Die Montageplatte 12 ist mit dem Zylinderdeckel 22 über Haltestangen 23 verspannt, welche mit Gewindeabschnitten 23a mit der Montageplatte 12 im Gewindeeingriff stehen und mit ihren Köpfen 23b am Zylinderdeckel 22 widergelagert sind. Die Montageplatte 12 ist von den Kolbenstangen 27 durchgriffen. Die Durchgriffsöffnungen sind durch Zylinderdeckel 29, 30 abgedeckt, die mit der Montageplatte mit Hilfe von Schrauben 31 verbunden sind und je ein Führungslager für die Kolbenstangen 27,28 bilden.

Zur Abdichtung sind in den ringförmigen Zylinderdek-keln 29, 30 Ringnuten mit Dichtungsringen 37, 39,40 angeordnet.

Die Antriebszylinder 21 sind einseitig wirkende Kolben-Zylindereinheiten zum Öffnen der Spritzgiessform. Die beim Öffnungshub mit Druckmedium beschickten Zylinderräume 51 sind durch die mit Dichtungen 38 versehenen Kolben 26 von den rückseitigen Ausgleichsräumen 53 getrennt. Die Zylinderräume 51 sind über Überströmkanäle 54 mit dem Zylinderraum 50 des Druckzylinders 20 hydraulisch verbunden. Die Überströmkanäle 54 befinden sich in der Montageplatte 12. Der Zylinderraum 32 der Auswerfereinrichtung ist über die Zufuhrkanäle 56,57 mit Drucköl beschickbar. In einer axialen Bohrung von Druckkolben 25 und Kolbenstange 27 ist ein stationärer Tauchkolben 47 angeordnet, der am Zylinderdeckel 22 befestigt ist. Der Tauchkolben 47 durchgreift mit einem Zapfen 47a den Deckel 22 zentral. Eine

Ringschulter 77 des Tauchkolbens ist mittels Schraubenmutter 24 auf eine Ringschulter des Deckels 22 aufgepresst, die mit dem Zapfen 47a in Gewindeeingriff steht. Der Tauchkolben 47 bildet mit der Kolbenstange 27 eine hydraulische Kolben-Zylindereinheit 27,47 zum Schliessen der Spritzgiessform. Beim Schliesshub wird der Zylinderraum 48 über einen zentralen Zuführkanal 48a im Tauchkolben 47 mit Drucköl beschickt, der über einen radialen Zuführkanal 48b mit dem Anschluss 48c der Druckquelle in Verbindung steht.

Der als Ringkolben ausgebildete Druckkolben 25 ist auf dem rückseitigen Ende der Kolbenstange 27 zentriert, die in eine Ringnut des Druckkolbens eingelassen ist. Rückseitig läuft der Druckkolben 25 in einen Axialflansch 25a aus, an dem ein koaxialer Ring 44 anliegt. Der Ring 44 umgreift mit einem Axialflansch 44a den Axialflansch 25a des Druckkol-bens 25. Die Kolbenstange 27 der Druckkolben 25 und der Ring 44 sind mittels Schraubenbolzen axial miteinander verspannt, die mit der Kolbenstange 27 im Gewindeeingriff stehen. Die vor und hinter dem Druckkolben 25 liegenden Zylinderräume 50, 52 sind über Überströmkanäle 42 miteinander hydraulisch verbunden, die im Druckkolben 25 angeordnet und mit Hilfe eines hydraulisch steuerbaren Ventils schliessbar sind. Das Ventil umfasst einen Ringkolben 43, der mit einem Innenflansch 43a auf der Mantelfläche des Axialflansches 25a und mit einem hülsenförmigen Teil auf dem Ring 44 geführt ist. Die spezifische Gestaltung von Kolbenstange 74, Druckkolben 25, Ring 44 und Ringkolben 43 ermöglicht eine ausserordentlich einfache Montage, indem Druckkolben 25, Ringkolben 43 und Ring 44 koaxial auf die Kolbenstange 27 aufgesteckt und danach mit Hilfe der Schraubenbolzen 80 axial miteinander verspannt werden.

Der Ringkolben 43 des Ventils, der Ring 44 und der Axialflansch 25a begrenzen einen Zylinderraum 61, aus dem heraus der Ringkolben 43 zum Schliessen des Ventils beaufschlagbar ist. Dem Zylinderraum 61 wird das Drucköl über Bohrungen 58 in der Druckplatte 14 und eine Axialbohrung 74 in der Kolbenstange 27 zugeführt.

Der Druckzylinder 20, die Antriebszylinder 21 und die Kolben-Zylindereinheit 27,47 sowie das Ventil für die Kanäle 42 können mittels hydraulischer Schieber 64 (Fig. 5) nach Programm zeitlich unabhängig voneinander gesteuert werden. Der Zylinderraum 48 kann über einen in der Druckleitung 69 liegenden Hauptschieber 64 (bei Linksstellung des Schiebers) über die Leitung 48c und den Zuführkanal 48a im Tauchkolben mit Drucköl beschickt werden. Der Hochdruckraum 52 des Druckkolbens 25 wird beim Aufbau des Zuhaltedruckes über eine Zweigleitung 63 druckölbeschickt, in welche ein Schieber 65 eingefügt ist, der die Zweigleitung 63 erst freigibt, wenn die Giessform geschlossen ist. Bei Rechtsstellung des Hauptschiebers 64 werden über eine Leitung 68 mit Rücklaufventil 67 und eine Zweigleitung 62 die Zylinderräume 51 der Antriebszylinder 21 zeitgerecht mit Drucköl beschickt. Der Zylinderraum 61 des Ventils ist mittels eines Steuerschiebers 66 zeitgerecht mit Drucköl beschickbar, der in einer Zweigleitung 59 der Druckleitung 69 liegt.

Ausgehend von einer geschlossenen Spritzgiessform arbeitet die Formschliesseinheit wie folgt:

Zum Öffnen der Spritzgiessform werden die in rechter Stellung befindlichen Kolben 26 der Antriebszylinder 21 aus den Zylinderräumen 51 mit Drucköl beaufschlagt. Dabei gelangt das Drucköl von der Pumpe P über die Leitung 69 zum Hauptschieber 64 mit rechtsgestelltem Schieberteil und von dort über die Leitung 68 mit Rückschlagventil 67 zur Leitung 62, die über radiale Einlässe in der Montageplatte 12 in die Zylinderräume 51 führt. Die beaufschlagten Kolben 26 bewegen sich nach links in eine Position gemäss Figur 3. Diese Öffnungsbewegung setzt offene Überströmkanäle 42

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im Druckkolben 25 voraus. Daher wird zeitlich vor der Beaufschlagung der Kolben 26 die Zylinderkammer 61 des die Kanäle 42 steuernden Ventils vom Druck entlastet, so dass der Ringkolben bei Beginn der Öffnungsbewegung in Offenstellung fahren kann. Mit der Linksbewegung der Kolben 26 wird auch der Druckkolben 25 nach links in eine Position gemäss Figur 3 bewegt, da alle Kolben 25,26 eine Bewegungseinheit bilden. Das beim Öffnungshub aus dem Hochdruckraum 52 verdrängte Öl gelangt über die Überströmkanäle 42 in den sich laufend vergrössernden Zylinderraum 50. Da der Hochdruckraum 52 und die Zylinderräume 51 und 50 miteinander kommunizieren, kann während des Öffnungshubes zwischen den genannten Zylinderräumen ein ständiger Druckausgleich stattfinden, ebenso ein Volumenausgleich.

Bei Einleitung eines neuen Spritzzyklus wird die Spritzgiessform 78 (Fig. 1) mit Hilfe des Tauchkolbens 47 geschlossen: Bei noch offenen Überströmkanälen 42 wird die den Zylinderraum 48 begrenzende Fläche 79 der Kolbenstange 27 aus dem Zylinderraum 48 heraus beaufschlagt. Dadurch bewegen sich der Druckkolben 25 und die mit diesem eine Bewegungseinheit bildenden Kolben 26 der Antriebszylinder 21 mit dem bewegbaren Formträger 13 nach rechts. Das bei dieser Bewegung aus den sich laufend verkleinernden Zylinderräumen 50, 51 verdrängte Öl gelangt über die Überströmkanäle 42 in den drucklosen Hochdruckraum 52 bzw. zu einem geringen Teil über die Leitung 62 und das Rücklaufventil 67 in den Tank 70. Auch bei diesen Verdrängungsvorgängen besteht zwischen den Zylinderräumen 51, 52,50 die Tendenz für einen ständigen Druck- und Volumenausgleich. Soweit das maximale Ölvolumen des Hochdruckraumes 52 etwas kleiner ist als das maximale Ölvolumen der Zylinderräume 50, 51 wird bei jedem Schliessen der Spritzgiessform etwas Öl aus den miteinander kommunizierenden Zylinderräumen in den Tank 71 verdrängt. Dadurch findet über längere Betriebszeiten ein Austausch dieses Drucköls mit dem Drucköl des Tanks 71, 72 statt, was erwünscht ist.

Vor Aufbau des Zuhaltedruckes werden die Überströmkanäle im Kolben 20 geschlossen. Zu diesem Zweck wird der Zylinderraum 61 über den Zufuhrkanal 58 und den Axialkanal 74 mit Drucköl beschickt; der dadurch beaufschlagte Ringkolben 43 geht in Schliesspositon (Fig. 3). Sodann wird der Hochdruck im Hochdruckraum 52 aufgebaut. Der Druck im Zylinderraum 48 des Tauchkolbens 47 besteht weiter. Demzufolge sind für den Zuhaltedruck sowohl die den Zylinderraum 48 begrenzenden inneren Flächen 79 der Kolbenstange 27 als auch die beaufschlagten Flächen des Druckkolbens 25 wirksam.

Zur Öffnung der Spritzgiessform 78 wird der Druck aus der Ringkammer 61 des Ventils genommen, so dass sich der Ventilkörper 43 aus der Schliessposition gemäss Figur 3 bewegen kann. Das Drucköl in der Ringkammer 61 wird über die Leitung 59 in den Tank 72 verdrängt.

Für die Funktion ist das Kommunizieren aller Zylinderräume 50,51,52 wichtig, sodass beim Öffnungshub bzw. Schliesshub für die Spritzgiessform das Öl wenigstens zu einem wesentlichen Teil in einem «inneren Kreislauf» mit kurzen Strömungen verbleiben kann. Insoweit haben die Antriebszylinder auch eine wichtige Aufgabe als «Ausgleichszylinder», indem das (auch von der Tiefe der Spritzgiessform) abhängige Gesamtvolumen der Zylinderräume 50, 51 annäherungsweise dem Volumen des Hochdruckraumes 52 entspricht.

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6 Blatt Zeichnungen

Claims

654 521 PATENTANSPRÜCHE

1. Formschliesseinheit einer Kunststoff-Spritzgiessma-schine, welche die Spritzgiessform mit Hilfe wenigstens eines hydraulischen Antriebszylinders mit kleiner Kraft in Offenstellung und/oder Schliessstellung fährt und mit Hilfe eines in der Achse der Formschliesseinheit liegenden hydraulischen Druckzylinders mit grosser Kraft zusammenhält, wobei der Kolben des Antriebszylinders mit dem Kolben des Druckzylinders zu einer Bewegungseinheit verbunden ist und die vor und hinter dem Druckkolben liegenden Zylinderräume über Kanäle miteinander in Verbindung stehen, die durch den Druckkolben führen und mit Hilfe eines hydraulisch steuerbaren Ventils absperrbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die nebeneinander angeordneten, giess-formseitigen Zylinderräume (50, 51) von Druckzylinder (20) und Antriebszylindern (21) über Überströmkanäle (54) miteinander in offener hydraulischer Verbindung stehen und dass ein in der Achse der Formschliesseinheit liegender stationärer Tauchkolben (47) mit der Kolbenstange (27) des Kolbens (25) des Druckzylinders (20) eine einseitig wirkende Kolben-Zylindereinheit zum Schliessen der Spritzgiessform (78) bildet und dass die Antriebszylinder (21) einseitig wirkende Kolben-Zylindereinheiten zum Öffnen der Giessform sind.

2. Formschliesseinheit nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckzylinder (20) und die diametral zu diesem angeordneten Antriebszylinder (21) durch Hülsen gebildet sind, die vorderseitig durch eine gemeinsame Montageplatte (12) und rückseitig durch einen gemeinsamen Zylinderdeckel (22) zu einer kompakten baulichen Einheit verbunden sind.

3. Formschliesseinheit nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Überströmkanäle (54) in der von den Kolbenstangen (27,28) durchgriffenen Montageplatte (12) angeordnet und die Durchgriffsbohrungen für die Kolbenstangen (27,28) mit Zylinderdeckeln (29, 30) abgedeckt sind, welche Führungslager für die Kolbenstangen (27,28) bilden.

4. Formschliesseinheit nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in einer zentralen Bohrung des Druckkolbens (25) und der Kolbenstange (27) angeordnete Tauchkolben (47) am Zylinderdek-kel (22) befestigt und der durch die Bohrung gebildete Zylinderraum (48) über einen Axialkanal (48a) des Tauchkolbens (47) mit Drucköl speisbar ist.

5. Formschliesseinheit nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ringkolben (43) des die Kanäle (42) steuernden Ventils aus einem Zylinderraum (61) beaufschlagbar ist, der über Zuführkanäle (58) in einer Druckplatte (14) und über eine Axialbohrung (74) in der Kolbenstange (27) mit Drucköl speisbar ist.

6. Formschliesseinheit nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckzylinder (20), die Antriebszylinder (21) und der Tauchkolben (47) sowie der Ringkolben (43) mittels hydraulischer Schieber (64-66) nach Programm zeitlich unabhängig voneinander betätigbar sind.

7. Formschliesseinheit nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkolben (43) mit einem Innenflansch (43a) auf einem Axialflansch (25a) des an der Kolbenstange (27) zentrierten Druckkolbens (25) und im übrigen auf einem am Axialflansch (25a) zentrierten Ring (44) geführt ist, wobei Kolbenstange (27), Druckkolben (25) und Ring (44) mittels Schraubenbolzen (80) axial miteinander verspannt sind.

8. Formschliesseinheit nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderraum (61) des Ventils vom

Ringkolben (43), dem Axialflansch (25a) sowie dem Ring (44) begrenzt ist.

9. Formschliesseinheit nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Zylinder (27a) einer Auswerfereinrichtung durch eine Bohrung in der Kolbenstange (27) gebildet ist.