DE102018101727B4 - Piston-cylinder unit for a molding machine and a molding machine - Google Patents
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Abstract
Kolben-Zylinder-Einheit für eine Formgebungsmaschine (10) mit- einer ersten Kammer (2),- einer hydraulischen Pumpe (3), welche zur Beaufschlagung mit einem unter Druck stehenden Hydraulikfluid mit der ersten Kammer (2) verbunden ist, und- einer Rückstellvorrichtung (4) zur Rückstellung eines Kolbens (5) der Kolben-Zylinder-Einheit (1) in eine Richtung, welche Richtung einer Wirkrichtung der ersten Kammer (2) entgegengesetzt ist,wobei die Rückstellvorrichtung (4) eine zweite Kammer (6) der Kolben-Zylinder-Einheit (1) sowie einen Druckspeicher (7) aufweist, welcher Druckspeicher (7) mit der zweiten Kammer (6) verbunden ist und/oder integral mit der zweiten Kammer (6) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellvorrichtung (4) zum Rückstellen des Kolbens (5) in eine reproduzierbare Grundposition ausgebildet ist, in welcher Grundposition der Druckspeicher (7) vollständig entladen ist.Piston-cylinder unit for a molding machine (10) with - a first chamber (2), - a hydraulic pump (3) which is connected to the first chamber (2) for the application of a pressurized hydraulic fluid, and - a Resetting device (4) for resetting a piston (5) of the piston-cylinder unit (1) in a direction which is opposite to an effective direction of the first chamber (2), the resetting device (4) having a second chamber (6) of the Piston-cylinder unit (1) and a pressure accumulator (7), which pressure accumulator (7) is connected to the second chamber (6) and / or is formed integrally with the second chamber (6), characterized in that the reset device (4) is designed to reset the piston (5) into a reproducible basic position, in which basic position the pressure accumulator (7) is completely discharged.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kolben-Zylinder-Einheit für eine Formgebungsmaschine gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie eine Formgebungsmaschine mit einer solchen Kolben-Zylinder-Einheit.The present invention relates to a piston-cylinder unit for a molding machine according to the features of the preamble of claim 1 and a molding machine with such a piston-cylinder unit.
Unter Formgebungsmaschinen können dabei Spritzgießmaschinen, Spritzpressen, Pressen und dergleichen verstanden werden.In this context, molding machines can be understood to mean injection molding machines, transfer presses, presses and the like.
Gattungsgemäße Kolben-Zylinder-Einheiten umfassen eine erste Kammer, eine hydraulische Pumpe, welche zur Beaufschlagung mit einem unter Druck stehenden Hydraulikfluid mit der ersten Kammer verbunden ist, und eine Rückstellvorrichtung zur Rückstellung eines Kolbens der Kolben-Zylinder-Einheit in eine Richtung, welche Richtung einer Wirkrichtung der ersten Kammer im Wesentlichen entgegengesetzt ist. Rückstellvorrichtungen für Kolben-Zylinder-Einheiten können bei Formgebungsmaschinen eingesetzt werden, wenn für den Formgebungszyklus selbst nur die Wirkung der Kolben-Zylinder-Einheit in der Wirkrichtung der ersten Kammer wichtig ist. Dann muss die Kolben-Zylinder-Einheit wieder in die Ausgangslage befördert werden, wofür eben die Rückstellvorrichtung vorhanden ist. Im Stand der Technik ist es bekannt, die Rückstellung durch eine zweite Kammer der Kolben-Zylinder-Einheit durchzuführen, die mit der Pumpe des Hydrauliksystems (oder einer weiteren Pumpe) verbunden ist. Durch Druckbeaufschlagung der zweiten Kammer kann die Kolben-Zylinder-Einheit in die Ausgangsstellung zurückbefördert werden.Generic piston-cylinder units comprise a first chamber, a hydraulic pump, which is connected to the first chamber for loading a pressurized hydraulic fluid, and a return device for returning a piston of the piston-cylinder unit in one direction, which direction is substantially opposite to an effective direction of the first chamber. Resetting devices for piston-cylinder units can be used in molding machines if only the action of the piston-cylinder unit in the effective direction of the first chamber is important for the molding cycle itself. Then the piston-cylinder unit has to be returned to the starting position, for which the reset device is available. In the prior art, it is known to carry out the resetting through a second chamber of the piston-cylinder unit, which is connected to the pump of the hydraulic system (or another pump). By applying pressure to the second chamber, the piston-cylinder unit can be returned to the starting position.
Dies hat aber den Nachteil, dass während des Formgebungszyklus Zeit zur Rückstellung der Kolben-Zylinder-Einheit verloren wird. Außerdem wird relativ hohes Volumen an Hydraulikfluid im System der zweiten Kammer benötigt und zur Rückstellung muss die Pumpe angesteuert werden.However, this has the disadvantage that time for resetting the piston-cylinder unit is lost during the molding cycle. In addition, a relatively high volume of hydraulic fluid is required in the system of the second chamber and the pump must be activated to reset it.
Konkret bei Druckkissen, also Kolben-Zylinder-Einheiten zu Aufbau einer Schließkraft bei einer Schließeinheit einer Formgebungsmaschine muss dafür zunächst der Druck in der ersten Kammer abgebaut werden (Schließkraftabbau). Erst dann kann die Rückstellung des Kolbens durch Druckbeaufschlagung der zweiten Kammer erledigt werden.Specifically in the case of pressure cushions, i.e. piston-cylinder units to build up a clamping force in a clamping unit of a molding machine, the pressure in the first chamber must first be reduced (clamping force reduction). Only then can the piston be reset by applying pressure to the second chamber.
Zur Verbesserung dieser Situation wurden im Stand der Technik elektrische (
Druckschrift
Druckspeicher verschiedener Art zur Rückstellung eines Kolbens einer Kolben-Zylinder-Einheit sind außerdem in der
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine im Vergleich zum Stand der Technik einfachere Kolben-Zylinder-Einheit für eine Formgebungsmaschine sowie eine Formgebungsmaschine mit einer solchen Kolben-Zylinder-Einheit bereitzustellen, die eine bauartbedingte Verzögerung des Formgebungszykluses nicht oder in nur geringem Maße verursacht.The object of the present invention is therefore to provide a piston-cylinder unit for a molding machine, which is simpler compared to the prior art, and a molding machine with such a piston-cylinder unit, which does not, or only to a small extent, delay the molding cycle due to the design caused.
Diese Aufgabe wird durch eine Kolben-Zylinder-Einheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Formgebungsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.This object is achieved by a piston-cylinder unit with the features of claim 1 and a molding machine with the features of
Dies geschieht dadurch, dass die Rückstellvorrichtung eine zweite Kammer der Kolben-Zylinder-Einheit sowie einen Druckspeicher aufweist. Der Druckspeicher ist mit der zweiten Kammer verbunden oder integral mit der zweiten Kammer ausgebildet. Durch das Beaufschlagen der ersten Kammer mit einem hydraulischen Fluid und der Erfüllung der eigentlichen Aufgabe der Kolben-Zylinder-Einheit wird Hydraulikfluid aus der zweiten Kammer in den Druckspeicher verdrängt und dadurch der Druckspeicher geladen. Bei einer Ausführung, bei der der Druckspeicher mit der zweiten Kammer integral ausgebildet ist, wird der Druckspeicher direkt geladen.This takes place in that the resetting device has a second chamber of the piston-cylinder unit and a pressure accumulator. The pressure accumulator is connected to the second chamber or is formed integrally with the second chamber. By applying hydraulic fluid to the first chamber and performing the actual task of the piston-cylinder unit, hydraulic fluid is displaced from the second chamber into the pressure accumulator and the pressure accumulator is thereby charged. In an embodiment in which the pressure accumulator is formed integrally with the second chamber, the pressure accumulator is charged directly.
Wird nun ein in der ersten Kammer vorliegender Druck abgebaut, entlädt sich der Druckspeicher automatisch und die Rückstellung des Kolbens geschieht gleichzeitig mit dem Druckabbau.If the pressure in the first chamber is now reduced, the pressure accumulator is automatically discharged and the piston is reset at the same time as the pressure reduction.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es also, den Kolben mit einer einfachen Konstruktion und gleichzeitig ohne Verlust von Zykluszeit zurückzustellen. Außer einem hydraulischen Antrieb sind keine weiteren Antriebe notwendig.The present invention thus enables the piston to be reset with a simple construction and at the same time without loss of cycle time. Apart from a hydraulic drive, no other drives are necessary.
Außerdem kann durch die Veränderung der Menge des Hydraulikfluides in der zweiten Kammer zusammen mit dem Druckspeicher auf einfache Weise eine Einstellung einer Grundposition (bis zu der rückgestellt wird) realisiert werden.In addition, by changing the amount of hydraulic fluid in the second chamber together with the pressure accumulator, a basic position (up to which it is reset) can be set in a simple manner.
Erfindungsgemäß wird die Rückstellung des Kolbens zugelassen bis der Druckspeicher vollständig entladen ist, was eine reproduzierbare Rückstellung ergibt. Denn sobald der Druckspeicher entladen ist tritt ein entsprechender Druckverlust auf, der die Rückstellung über die Grundposition hinaus stoppt. According to the invention, the resetting of the piston is permitted until the pressure accumulator is completely discharged, which results in a reproducible resetting. Because as soon as the pressure accumulator is discharged, a corresponding pressure loss occurs, which stops the reset beyond the basic position.
Dies stellt eine besonders einfache Ausführung einer Kolben-Zylinder-Einheit für eine Formgebungsmaschine dar, weil die Rückstellung automatisch und schnell erfolgen kann, ohne dass dafür eine Steuerung oder Regelung einer Pumpe oder von Ventilen notwendig wäre.This represents a particularly simple embodiment of a piston-cylinder unit for a molding machine, because the resetting can take place automatically and quickly without the need to control or regulate a pump or valves.
Ein weiterer Vorteil, wenn die erfindungsgemäße Kolben-Zylinder-Einheit als Druckkissen zum Erzeugen einer Schließkraft bei einer Schließeinheit einer Formgebungsmaschine eingesetzt wird, besteht darin, dass eine Verstellung der reproduzierbaren Grundposition sehr einfach - durch Verändern der Menge des Hydraulikfluides in der zweiten Kammer - und mittels oft bereits vorhandener Hydraulik und einfacher Ventiltechnik umsetzbar ist.Another advantage when the piston-cylinder unit according to the invention is used as a pressure pad to generate a closing force in a closing unit of a molding machine is that it is very easy to adjust the reproducible basic position - by changing the amount of hydraulic fluid in the second chamber - and can often be implemented using existing hydraulics and simple valve technology.
Auch die Kraft der Rückstellung kann in vielen Fällen eingestellt werden. Bei einem Blasenspeicher kann dies beispielsweise über eine Veränderung des Gasladedrucks erreicht werden.The force of the return can also be adjusted in many cases. In the case of a bladder accumulator, this can be achieved, for example, by changing the gas charging pressure.
Als Hydraulikfluid kann Hydrauliköl eingesetzt werden.Hydraulic oil can be used as the hydraulic fluid.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.Further advantageous embodiments of the invention are defined in the dependent claims.
Erfindungsgemäße Kolben-Zylinder-Einheiten können beispielsweise zur Schließkraftbeaufschlagung bei Schließeinheiten von Formgebungsmaschinen eingesetzt werden. Auch Auswerfer einer Schließeinheit können mit einer erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Einheit angetrieben werden. Auswerfer dienen zum Entfernen eines in einer Formgebungsmaschine oder einem Formwerkzeug geformten Produkts aus der entsprechenden Form oder aus dem entsprechenden Werkzeug.Piston-cylinder units according to the invention can be used, for example, for applying clamping force to clamping units of molding machines. Even ejectors of a clamping unit can be driven with a piston-cylinder unit according to the invention. Ejectors are used to remove a product formed in a molding machine or a molding tool from the corresponding mold or from the corresponding tool.
Der Druckspeicher kann besonders einfach als Blasenspeicher und/oder Membranspeicher ausgebildet sein.The pressure accumulator can be designed particularly simply as a bladder accumulator and / or membrane accumulator.
Blasenspeicher verfügen über einen Druckbehälter, in dem Hydraulikfluid und ein kompressibles Medium durch eine flexible Blase getrennt voneinander vorliegen. Dabei kann das Hydraulikfluid im entladenen Zustand des Druckspeichers auch von dem Druckmedium komplett aus dem Druckbehälter verdrängt werden. Als Druckmedium können insbesondere Gase eingesetzt werden. Ein Beispiel für ein Druckmedium wäre Stickstoff. Durch Anpassung des Gasfülldrucks kann die Rückstellung („Federkonstante“) leicht eingestellt werden.Bladder accumulators have a pressure vessel in which hydraulic fluid and a compressible medium are separated from one another by a flexible bladder. The hydraulic fluid can also be completely displaced from the pressure vessel by the pressure medium in the discharged state of the pressure accumulator. Gases in particular can be used as the pressure medium. An example of a pressure medium would be nitrogen. The reset ("spring constant") can be easily adjusted by adjusting the gas filling pressure.
Bei einem Membranspeicher dient eine Membran statt einer Blase zur Trennung des kompressiblen Mediums vom Hydraulikfluid.In a diaphragm accumulator, a diaphragm is used instead of a bladder to separate the compressible medium from the hydraulic fluid.
Die erste Kammer kann eine stangenseitige Kammer der Kolben-Zylinder-Einheit sein. Insbesondere bei Schließeinheiten von Spritzgießmaschinen in Zwei-Platten-Bauweise mit meist vier Holmen kann auf diese Art und Weise eine besonders klein bauende Schließeinheit geschaffen werden, die außerdem über eine schnelle und automatische Holmrückstellung verfügt.The first chamber can be a rod-side chamber of the piston-cylinder unit. Particularly in the case of clamping units of injection molding machines in two-platen design with mostly four bars, a particularly small clamping unit can be created in this way, which also has a fast and automatic bar resetting.
Die zweite Kammer kann einen geringeren druckwirksamen Querschnitt als die erste Kammer aufweisen. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn durch die Kolben-Zylinder-Einheit eine besonders hohe Kraft erzeugt werden soll, wofür ein hoher druckwirksamer Querschnitt der ersten Kammer förderlich ist. Durch den kleineren druckwirksamen Querschnitt der zweiten Kammer fällt außerdem die Gegenkraft, welche durch das Laden des Druckspeichers gegen die Kraftwirkung der ersten Kammer wirkt, geringer aus.The second chamber can have a smaller pressure-effective cross section than the first chamber. This is particularly advantageous when a particularly high force is to be generated by the piston-cylinder unit, for which a high pressure-effective cross section of the first chamber is beneficial. Due to the smaller pressure-effective cross section of the second chamber, the counterforce that acts against the force of the first chamber due to the loading of the pressure accumulator is also lower.
Ein kleiner druckwirksamer Querschnitt der zweiten Kammer kann beispielsweise relativ einfach dadurch erzeugt werden, dass die zweite Kammer durch einen Fortsatz des Kolbens begrenzt ist, wobei der Fortsatz einen geringeren Querschnitt als der Kolben aufweist. Insbesondere bei Kolben-Zylinder-Einheiten deren erste Kammer eine stangenseitige Kammer ist, können solche Ausführungen vorteilhaft eingesetzt werden.A small pressure-effective cross section of the second chamber can be generated relatively easily, for example, in that the second chamber is delimited by an extension of the piston, the extension having a smaller cross section than the piston. Such designs can advantageously be used in particular in the case of piston-cylinder units whose first chamber is a chamber on the rod side.
Eine besonders einfache Ausführungsform der Erfindung ergibt sich, wenn die zweite Kammer an einem stirnseitigen Ende des Fortsatzes angeordnet ist.A particularly simple embodiment of the invention results when the second chamber is arranged at a front end of the extension.
Es kann vorgesehen sein, dass die zweite Kammer mit der Pumpe und/oder einer weiteren Pumpe verbunden ist, wobei in einer Verbindungsleitung zwischen der Pumpe und/oder der weiteren Pumpe einerseits und der zweiten Kammer andererseits ein Sperrventil vorgesehen ist. Eine Formhöheneinstellung bzw. eine Einstellung der Position, bis zu der die Rückstellvorrichtung eine Rückstellung des Kolbens bewirkt (Grundposition), kann dadurch besonders einfach realisiert werden. Durch Öffnen des Sperrventiles kann nämlich Hydraulikfluid in die zweite Kammer (oder den Druckspeicher) befördert werden. Beim Entladen des Druckspeichers wird dann automatisch bis zu jener Position zurückgestellt, die dem Volumen des Hydraulikmediums im System aus zweiter Kammer und Druckspeicher entspricht.It can be provided that the second chamber is connected to the pump and / or a further pump, a shut-off valve being provided in a connection line between the pump and / or the further pump on the one hand and the second chamber on the other hand. An adjustment of the height of the mold or an adjustment of the position up to which the resetting device effects a resetting of the piston (basic position) can thereby be implemented particularly easily. By opening the shut-off valve, hydraulic fluid can namely be conveyed into the second chamber (or the pressure accumulator). When the pressure accumulator is unloaded, it is automatically reset to the position that corresponds to the volume of the hydraulic medium in the system comprising the second chamber and pressure accumulator.
Die erste Kammer kann über eine Ableitung für Hydraulikmedium verfügen, wobei in der Ableitung vorzugsweise ein Sperrventil vorgesehen ist. Dies ermöglicht eine besonders einfache und schnelle Rückstellung des Kolbens, da in einem Zustand, in welchem die erste Kammer druckbeaufschlagt ist und deshalb der Druckspeicher geladen ist, nur das Sperrventil in der Ableitung geöffnet werden muss, um gleichzeig den Druckabbau in der ersten Kammer und die Rückstellung des Kolbens zu bewirken.The first chamber can have a discharge line for hydraulic medium, a shut-off valve preferably being provided in the discharge line. This enables a particularly simple and quick resetting of the piston, since in a state in which the first chamber is pressurized and the pressure accumulator is therefore charged, only the shut-off valve in the discharge line has to be opened to simultaneously reduce the pressure in the first chamber and the To effect return of the piston.
Bei einer nicht beanspruchten Anordnung, die mit zumindest zwei — insbesondere vier — Kolben-Zylinder-Einheiten ausgebildet ist, sind die zweiten Kammern der zumindest zwei Kolben-Zylinder-Einheiten mit einem einzigen Druckspeicher verbunden.In an arrangement which is not claimed and which is designed with at least two - in particular four - piston-cylinder units, the second chambers of the at least two piston-cylinder units are connected to a single pressure accumulator.
Schutz begehrt wird ebenfalls für eine Formgebungsmaschine mit einer solchen Anordnung oder zumindest einer erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Einheit. Protection is also desired for a molding machine with such an arrangement or at least one piston-cylinder unit according to the invention.
Es können Wegaufnehmer vorgesehen sein, mit der die Position des Kolbens im Zylinder erfasst werden kann.Displacement transducers can be provided with which the position of the piston in the cylinder can be detected.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Figuren und der dazugehörigen Figurenbeschreibung. Dabei zeigen
-
1a ,1b zwei Ausführungsformen der Erfindung in einer ersten Stellung, -
2a ,2b zwei Ausführungsformen der Erfindung in einer zweiten Stellung, -
3a ,3b zwei Ausführungsformen der Erfindung in einer dritten Stellung, -
4a ,4b zwei Ausführungsformen der Erfindung in einer vierten Stellung, -
5 eine erfindungsgemäße Kolben-Zylinder-Einheit zum Antrieb eines Auswerfers sowie -
6 eine erfindungsgemäße Formgebungsmaschine.
-
1a ,1b two embodiments of the invention in a first position, -
2a ,2 B two embodiments of the invention in a second position, -
3a ,3b two embodiments of the invention in a third position, -
4a ,4b two embodiments of the invention in a fourth position, -
5 a piston-cylinder unit according to the invention for driving an ejector and -
6th a molding machine according to the invention.
In der Ausführung nach
Als Hydraulikfluid kommt Hydrauliköl zum Einsatz.
Die Sperrventile
The shut-off
Durch die Konstanz der Menge des Hydraulikfluides im System aus zweiter Kammer
Der Druckspeicher
Ein weiterer Vorteil der Ausgestaltung mit einem niederquerschnittigen Fortsatz
Ein weiterer Unterschied zwischen den Ausführungen nach
Die
In den
In den
Dabei fördert die Pumpe
In den
Solange Hydraulikfluid im Druckspeicher ist, wird ein gewisser Mindestversorgungsdruck zur Verfügung gestellt (Gasfülldruck). Wird die gesamte Ölmenge entnommen, steht automatisch kein Versorgungsdruck mehr zur Verfügung und der angeschlossene Verbraucher wird genau an dieser Stelle stoppen.As long as there is hydraulic fluid in the pressure accumulator, a certain minimum supply pressure is made available (gas filling pressure). If the entire amount of oil is withdrawn, there is automatically no longer any supply pressure available and the connected consumer will stop precisely at this point.
In
Zum Auswerfen eines Formteils wird die erste Kammer
Die Schließeinheit
Die hydraulische Verschaltung - insbesondere auch des hydraulischen Schneckenantriebs und der Eilhubzylinder - ist ebenfalls selbsterklärend.The hydraulic interconnection - in particular the hydraulic screw drive and the rapid stroke cylinder - is also self-explanatory.
Beispielsweise kann die Kolben-Zylinder-Einheit
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- (1)(1)
- Kolben-Zylinder-EinheitPiston-cylinder unit
- (2)(2)
- erste Kammerfirst chamber
- (3)(3)
- hydraulische Pumpehydraulic pump
- (4)(4)
- RückstellvorrichtungReset device
- (5)(5)
- KolbensPiston
- (6)(6)
- zweite Kammersecond chamber
- (7)(7)
- DruckspeicherPressure accumulator
- (8)(8th)
- FortsatzAppendix
- (9)(9)
- VerbindungsleitungConnecting line
- (10)(10)
- FormgebungsmaschineForming machine
- (11)(11)
- SperrventilCheck valve
- (12)(12)
- AbleitungDerivation
- (14)(14)
- ZuleitungSupply line
- (15)(15)
- SchließeinheitClamping unit
- (16)(16)
- EinspritzeinheitInjection unit
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