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Einrichtung zur Fonnsiderung hydraulisch betriebener Druckgießmaschinen
Die Formen an Druckgießmaschinen für Nichteisenmetalle und an Spritzgießmaschinen
für Kunststoffe sind dadurch besonders Beschädigungen ausgesetzt, daß die Guß stücke
oder Gußstückteile manchmal nicht einwandfrei ausgeworfen werden. Beim anschließenden
Wiederschließen der Form unter meist beträchtlichen Schließkräften werden die hängengehliebenen
Teile zwischen den Formhälften verklemmt. Im günstigsten Fall wird der anschließende
Schuß Ausschuß, meist aber werden dabei empfindliche Teile durch das Verklemmen
des hängengebliebenen Restes beschädigt. Die dauernde Beobachtung des vollständigen
Auswerfens und rechtzeitiges Stillsetzen im Störungsfall durch eine Bedienungsperson
genügt nicht, weil die geringste Unaufmerksamkeit zu folgenschweren Schäden führen
kann. Bei schnell laufenden Maschinen reicht auch die menschliche Aufmerksamkeit
nicht mehr aus, dem Arbeitsspiel der Maschine längere Zeit so schnell zu folgen,
daß rechtzeitiges Eingreifen möglich ist.
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Zur Ausschaltung dieser Starunsmöglichkeit und als Voraussetzung
für den sicheren Betrieb schnelllaufender automatischer Druckgießmaschinen wurden
schon verschiedene Lösungen zur selbsttätigen Kontrolle des vollständigen Auswerfens
der Gußstücke vorgeschlagen: Beispielsweise fällt das ausgeworfene Teil, bevor es
die Maschine verläßt, auf eine Fallwaage, welche die Schließbewegung freigibt, oder
das Guß stück unterbricht beim Herabfallen aus dem Werkzeug einen Lichtstrahl, wodurch
über eine Fotozelle das Wiederschließen der Form eingeleitet wird. Beide Methoden
haben aber den Nachteil, daß auch nicht einwandfreie Gußstücke den Schließvorgang
auslösen, weil einmal die Genauigkeit der Waage zur einwandfreien Kontrolle nicht
ausreicht und auch der Lichtstrahl bereits beim Durchfallen eines Guß stückteils
unterbrochen wird. Das bisher günstigste Kontrollverfahren arbeitet mit einem Schalter
großer Ansprechgenauigkeit (Mikroschalter), welcher an einer der beiden Formspaiinplatten
befestigt ist und durch einen an der anderen Formspannplatte angebrachten, einstellbaren
Stift beim vollständigen Formschluß gerade betätigt wird. Bereits das Einklemmen
eines wenige Tau mm starken Restes verhindert das Ansprechen des Schalters Dadurch
wird bei hydraulisch betriebenen Maschinen der Aufbau der vollen Schließkraft (z.
B. dadurch, daß die Hochdruclçstufe der Pumpe nicht zur Wirkung kommt) verhindert
und hei mechanisch angetriebenen die Ruckzugbevegung des K:niehehelsysten}s für
den Formenschluß eingeleitet oder der Antriebsmotor dafür durch Scluellhremsung
stillgesetzt, Es ist auch ein Vorschlag bekannt, nach welchem das Zusammenspiel
von zwei Schaltern, die
beide am Maschinen rahmen angeordnet sind und von den der
eine durch einen Nocken an der beweglichen Formspannplatte7 der andere durch einen
Nocken an der sogenannten feststehenden Formspannplatte (welche in diesem Fall beim
Formschluß gegen ein elastisches Glied - Feder - verschoben wird) angefahren wird,
die Maschine still setzt, wenn sich beim-Zusammenfahren der Form ein Störelement
zwischen den beiden Formhälften befindet. Dies genügt, um etwa schwere Handverletzungen
des Bedienungspersonals auszuschließen. Mit beiden Lösungen sind grobe Formschäden
vermeidbar. Beide Vorschläge reichen aber nicht aus, wenn das Störelement sehr klein
ist (z. B. Gußstückreste). Dies wird an der folgenden Überlegung klar: Im Falle
des hydraulischen Antriebs wird für den Eilgang des Schließteils zum Formschluß
eine bestimmte Kraft benötigt, die größenordnungsmäßig ein ZwanzigsteI bis ein Zehntel
der vollen Schließkraft beträgt, also auch bereits bei kleinen Maschinen mehrere
Tonnen ausmachen kann und damit völlig ausreicht, besonders empfindliche Formteile
zu beschädigen. Bei mechanisch angetriebenen Maschinen ist die kinetische Energie
des gesamten Schließteilantriebes zu groß, um sofort auf wenige Millimeter voll
abgefangen werden zu können.
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Diese Nachteile werden durch die erfindungsgemäße Einrichtung bei
hydratilisch betriebenen Maschinen vermieden, indem der bei nicht vollständigem
Formenschluß zwischen den Formenhälften zur Wirkung kommende Teil der Schließkraft
klein und einstellbar
ist (einstellbar deshalb, weil die zum vollständigen
Formschluß benötigte Mindestkraft von der Leichtgängigkeit der Führungen der Formhälften
beim Zusammenfahren abhängt - bei zu kleiner Kraft würde die Sicherung sonst auch
ansprechen, wenn nur die Formhälften zu streng ineinanderpassen, aber gar kein Restteil
eingeklemmt wurde). Die Sicherungseinrichtung besteht aus einem System von zwei
Schaltern und einer einseitig wirkenden einstellbaren hydraulischen Drossel.
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Die grundsätzliche Arbeitsweise sei an Hand von Fig. 1 erläutert.
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Die Zeichnung stellt schematisch den Grundaufbau einer üblichen hydraulisch
betriebenen Spritzgießmaschine dar, deren Schließ- und Spritzbewegung von je einem
hydraulischen Kolben bewirkt werden. Der Spritzkolben wurde als uninteressant weggelassen.
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Von der Pumpe 1 wird das Betriebsmittel über Rückschlagventil 2 zum
Steuerventil 3 und je nach dessen Stellung zur Vorlaufseite 4 oder Rückzugseite
5 des Schließkolbens 6 gefördert. Die maximale Schließkraft wird durch das Druckbegrenzungsventil
7 eingestellt. Schließzylinder 8 undDruckzylinderträger 9 sind durch Holme 10 fest
miteinander verbunden. Die beispielsweise auf den Holmen 10 längsbeweglich gelagerte
düsenseitige Formspannplatte 11 wird wie üblich durch Federn 12 bei geöffneten Formhälften
13 und 14 einige Millimeter von der vorn im Druckzylinder 15 eingebauten Düse 16
abgehoben. Beim Schließen der Formhälften 13 und 14 betätigt zunächst der einstellbare
Stift 17 den an der düsenseitigen Formspannplatte 11 angebauten Genauigkeitsschalter
18 (Mikroschalter). Während der weiteren Bewegung bis zum Aufsetzen der Formhoalfte
13 auf die Düse 16 wird auch der Schalter 19, der am Rahmen montiert ist, durch
einen an der düsenseitigen Formspannplatte befestigten Nocken 20 betätigt.
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Beide Schalter wirken gemeinsam auf das beispielsweise durch Elektromagnete
(oder auch durch ein elektromagnetisch betätigtes Vorventil) betätigte Steuerventil
3 in der Weise ein, daß die Stromzuführung zum Magneten unterbrochen und dadurch
die Rückzugbewegung des Schließkolbens eingeleitet wird, wenn der Schalter 18 nicht
bis zur Betätigung des Schalters 19 angesprochen hat. Die beispielsweise elektrische
Schaltung zeigt Fig. 1 a im Prinzip. Dabei stellt 21 die Spule des Schützens dar,
welches den nicht gezeichneten Magneten des Steuerventils 3 schaltet. Der am Maschinenrahmen
montierte Schalter 19 wird so eingestellt, daß er durch den Nocken 20 betätigt wird,
bevor die Formhälfte 13 auf die Düse 16 auffährt. Zwischen den beiden Formhälften
13 und 14 kommt bis zum Überfahren des Schalters 19 also nur die Kraft zur Wirkung,
die zur Überwindung der Spannung der Feder 12 und zur Verschiebung der Formspannplatte
11 auf den Holmen 10 nötig ist.
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Diese ist außerordentlich klein und reicht manchmal nicht einmal aus,
um die Reibung der Formführungen zu überwinden und die beiden Formhälften zur Anlage
zu bringen. Deshalb ist die einstellbare Drossel 22 vorgesehen, die der Bewegung
der Formspannplatte 11 einen einstellbaren Widerstand entgegensetzt. Die konstruktive
Ausbildung der Drossel ist nicht wesentlich. Die Gestaltung kann beispielsweise
in der Art eines einseitig wirkenden hydraulischen Stoßdämpfers erfolgen, oder durch
einen in der Größe einstellbaren Hilfsdruck kann der nötige Bewegungswiderstand
erzeugt werden: Einseitig soll die Wirkung deshalb sein, damit bei der Offnun ,sbewec,Cung
(Trennung der Formhälften) das Abheben der Form-
hälfte 13 von der Düse 16 schnell
und unverzögert geschieht.
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An Maschinen, bei denen Schließ- und Spritzbewegung in einer Bewegungsrichtung
durch ein Antriebsorgan bewirkt wird, ist die Drossel 22 zweckmäßig zwischen Druckzylinderträger
9 und Endplatte 23 (Druckkolbenträger) eingebaut. Eine solche Anordnung zeigt Fig.
2. Dabei kann der Schalter 19 schon betätigt werden, wenn die Formhälfte 13 bereits
auf die Düse 16 aufgefahren ist, weil noch genügend Weg zur Verfügung steht, bis
die im Druckzylinder 15 enthaltene Masse durch den Druckkolben 24 verdichtet wird
und dadurch zwischen den Formhälften ein Druckanstieg eintritt.
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Eine Sicherungseinrichtung für größere Maschinell mit feststehender
düsenseitiger Formspannplatte, die durch eine kombinierte Niederdruck-Hochdruck-Pumpe
(Eilgang der Schließbewegung - Schließkraft/Einspritzung) angetrieben werden oder
die beim Einpumpenbetrieb mit einem Vorschubkolben für den Eilgang des Schließkolbens
versehen sind, ist beispielsweise in Fig. 3 dargestellt. Diese Einrichtung arbeitet
folgendermaßen: Mit Einschaltung der Vorlaufbewegung des Schließkolbens 6 durch
das elektromagnetisch betätigte Steuerventil 3 arbeiten beide Pumpen, die Niederdruckpumpe
1 ci und die Hochdruckpumpe 1, beim Einpumpenbetrieb wird ein Vorschubkollen betätigt.
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Gleichzeitig erhält das Magnetventil 25 Strom und gibt vom einstellbaren
Drosselventil 26, das an die Förderleitung der Pumpe zum Steuerventil angeschlossen
ist, den Weg zum Ablauf frei. Sobald die mit dem Kolben 6 verbundene, sogenannte
bewegliche Formspannplatte 27 den einstellbaren Schalter 19 überfährt, wird die
Niederdruckpumpe (durch elektromagnetisch betätigten Kurzschluß schieber) abgeschaltet
(beim Einpumpensystem wird die Förderung auf die volle Fläche des Schließkolbens
verteilt). Es arbeitet dann nur noch die Hochdruckpumpe, und die Bewegung des Kolbens
6 wird sehr verlangsamt.
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Während des Eilganges, wenn also beide Pumpen arbeiten, wird zur Bewegung
des Kolbens 6 und vor allem zur Überwindung der Rohrleiftingswiderstände ein relativ
hoher Druck benötigt, der im Augenblick der Verzögerung bei Abschaltung der Niederdruckpumpe
auf den Wert abfällt, der zur Aufrechterhaltung der Bewegung des Schließkolbens
6 nötig ist.
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Auf diesen Mindestwert, der wenigstens so hoch sein muß, daß die Fassungswiderstände
der Formhälften überwunden werden, wird die Drossel 26 eingestellt.
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Wenn während der Eilgangbeweg.mg durch den dabei herrschenden höheren
Druck des Betriebsmittels eine Teilmenge durch das Drosselventil 26 und das offene
Magnetventil 25 abströmt, ist dies ohne Einfluß, weil der Durchgang des Magnetventils
25 nur auf die Hochdruckfördermenge ausgelegt ist, also der großen Niederdruckmenge
einen erheblichen Widerstand entgegensetzt. Beim vollständigen Zusammenfahren der
beiden Formhälften 13 und 14 betätigt der einstellbare Stift 17 den Genauigkeitsschalter
18 (Mikroschalter) und macht dadurch das Magnetventil 25 stromlos. Der Abfluß wird
gesperrt, und die die Schließkraft bewirkende Hochdruck erreicht die Höhe, die am
Druckbegrenzungsventil 7 eingestellt ist. Verhindert ein zwischen den Formhälften
befindliches Restteil das vollständige Schließen, so wird der Schalter 18 nicht
betätigt, das Magnetventil 25 bleibt unter Strom und das Betriebsmittel strömt unter
dem Druck ab, der mit dem Drosselventil 26 eingestellt ist.
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Mit der Sicherungseinrichtung nach Fig. 1 bis 3 ist
zweckmäßig
eine Signaleinrichtung (Lampe, Horn) verbunden, die das Bedienungspersonal aufmerksam
macht, wenn eine Störung eingetreten ist.
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PATENTANSPROCHE: 1. Einrichtung zur Formsicherung an hydraulisch
betriebenen Druckgießmaschinen für Nichteisenmetalle und Spritzgießmaschinen für
plastische Massen mit zwei das Stillsetzen der Maschine oder den Rückzug des Schließkolbens
bewirkenden Schaltern, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schalter (18) an der sogenannten
feststehenden bzw. düsenseitigen Formspannplatte (11), der andere am Maschinenrahmen
befestigte Schalter (19) und eine einstellbare hydraulische Drossel (22) zwischen
Druckzylinderträger (9) und düsenseitiger Formspannplatte (11) angeordnet sind.