DE1246175B - Druckgiessmaschine mit hydraulischer Schusseinheit - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

B22d

Deutsche Kl.: 31 b2 -17/30

Nummer: 1246 175

Aktenzeichen: B 81434 VI a/31 b2

Anmeldetag: 13. April 1965

Auslegetag: 3. August 1967

Die Erfindung betrifft eine Druckgießmaschine mit hydraulisch beaufschlagbarer Schußeinheit und dieser zugeordnetem Kolbenakkumulator sowie absperrbarer Hydraulikpumpe.

Es ist bekannt, daß bei jedem Einschuß von Druckgußschmelze in eine Form im Moment der endgültigen Formfüllung ein ganz bedeutender Schlag auftritt, da der sehr rasch bewegte Schußkolben plötzlich auf der kompakten, in der Form und im Anguß verteilten Schmelze gestoppt wird.

Es ist bekannt, elastische Stoßdämpfer einzubauen. Diese erwiesen sich als fünstig, um die größte Spitze des Stoßes zu brechen. Als Nachteil dabei wird aber die Ansprechträgheit angesehen.

Es kann festgestellt werden, daß nicht in erster Linie ein elastisches Auffangen des Stoßes dem Übel abhilft, sondern daß in erster Linie die in der Schußeinheit während des Schusses akkumulierte kinetische Energie massiv verringert werden muß.

Es ist das Ziel der Erfindung, die den Betrag der größten Stoßamplitude beeinflussenden Elemente der Schußeinheit derart zu gestalten, daß sie diese Stoßamplitude verringern. Da der Schußkolben und das diesen Schußkolben betätigende hydraulische Druckmittel als wesentliche Speicher kinetischer Energie auftreten, müssen diese Massen reduziert werden.

Die erfindungsgemäße Druckgießmaschine ist zur Erreichung dieses Ziels dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenakkumulator und die hydraulische Schußeinheit in unmittelbarer Nähe zueinander angeordnet sind und der Kolben des Kolbenakkumulators und der Großteil der beweglichen Teile der Schußeinheit in Leichtmaterial hergestellt sind.

Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung, wobei

F i g. 1 eine Druckgießmaschine mit Schußeinheit und zugehöriger Steuerung,

Fig.^s2 in vergrößerter Detaildarstellung die Anordnung der Schußeinheit erster Ausführungsart und

F i g. 3 die Schußeinheit samt Steuerung zweiter Ausführungsart in verändertem Maßstab zeigt.

Eine Druckgießmaschine gemäß F i g. 1 ist auf einem Sockel 1 aufgebaut und umfaßt das Düsenschild 2 sowie die bewegliche Formträgerplatte 3, wobei diese beiden Teile die Form 4 tragen. Das Düsenschild 2 ist mit dem hinteren Schild 6 durch Holme 7 verbunden, auf welchen die bewegliche Formträgerplatte (3) verschiebbar ist. Die Schußeinheit dieser Druckgießmaschine umfaßt einen Zylinder 10 mit einem darin verschiebbaren Kolben 11. Der Kolben 11 ist mit einer Kolbenstange 12 ver-Drackgießmaschine

mit hydraulischer Schußeinheit

Anmelder:

Gebrüder Bühler, Uzwil (Schweiz)

Vertreter:

Dipl.-Chem. Dr. phil. E. Jung, Patentanwalt,

München 23, Siegesstr. 26

Als Erfinder benannt:

Ulrich Eggenberger, Oberuzwil (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 13. Mai 1964 (6215)

sehen und trägt einen Schußkolben 13. Wie die F i g. 2 zeigt,. sind der Kolben 11 und die Kolbenstange 12 in Leichtmaterial, vorwiegend in einem Leichtmetall ausgeführt. Dagegen ist der mit der Schmelze in Berührung kommende Schußkolben 13 in einem temperaturbeständigen Material ausgeführt und auf die Kolbenstange aufgewindet.

Der Schußkolben 13 ist in der Füllbüchse 15 verschiebbar, die eine Füllöffnung 16 aufweist. In unmittelbarer Nähe der Schußeinheit, d.h. des Zylinders 10 mit dem Kolben 11, ist ein Kolbenakkumulator 20 angeordnet. Wie aus der F i g. 2 ersichtlich ist, ist dabei der Kolben 21 des Kolbenakkumulators 20 ebenfalls in Leichtmaterial, vorwiegend in Leichtmetall, ausgeführt. Eine Druckgasflasche 25 ist über das Absperrventil 26 mit dem Gasraum 27 des Kolbenakkumulators 20 verbunden. Weiter führt in den Gasraum 27 eine Gasspeiseleitung 28 mit einem zwischengeschalteten Absperrventil 29.

Das hydraulische System der Schußeinheit umfaßt eine Wanne 31, das die hydraulische Flüssigkeit enthält. Eine Pumpe 32 fördert die hydraulische Flüssigkeit aus der Wanne 31 durch ein Rückschlagventil 33 in die Druckleitung 34. An der Druckleitung 34 ist ein Maximaldruckventil 35 angeschlossen, von dem eine Tankleitung 36 zurück in die Wanne 31 führt. Ein Umsteuerschieber 40 ist durch eine Magnetspule 41 verstellbar. Eine Zuleitung 45 führt vom Umsteuerschieber 40 einerseits in den Zylinder 10 und andererseits über ein steuerbares Rückschlagventil 46 in den hydraulischen Raum 47 des Kolbenakku-

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mulators 20. Das steuerbare Rückschlagventil 46 ist besonders hydraulisch, führt die Akkuleitung 50

durch einen Magneten 48 steuerbar. Aus dem KoI- über das Absperrventil 51 und die Tankleitung 36

benakkumulator 20 bzw. aus dessen Hydraulikraum ' in die Wanne 31. Im Moment des Öffnens des Ab-

47 führt eine Akkuleitung 50 zu einem Absperrventil Sperrventils 51 fließt das Druckmedium, d. h. die

51 und in die Tankleitung 36. Weiter führt die Akku- 5 Druckflüssigkeit, zurück in die Wanne 31, Damit

leitung 50 zu einem Rückschlagventil 55. Dieses kann das ganze Hydrauliksystem entspannt werden.

Rückschlagventil 55 ist weiter mit der zum Umsteuer- ·. Diese Vorrichtung weist den Vorteil auf, daß die

schieber 40 führenden! Rückleitung 56 verbunden, die auf die ganze Schußeinheit schädlich wirkenden

nach dem Umsteuerschieber 40 als zweite Tank- Schläge ganz wesentlich gemildert werden. Es erübrigt

leitung 58 zurück in die Wanne 31 führt. Diese Vor- io sich bei dieser Vorrichtungsanordnung, elastische

richtungsanordnung ergibt folgende Funktionsweise: Stoßauffangmittel vorzusehen. Das heißt aber so viel,

Die Form 4 ist geschlossen, d. h., die bewegliche daß die ganze Schußeinheit weniger störungsanfällig

Formträgerplatte 3 ist nach rechts gegen das Düsen- ist und daher wirtschaftlich arbeitet. Sie weist einen

schild 2 verschoben. ' einfachen Aufbau auf. Im Gegensatz zu bekannten

Die durckzugießende Schmelze wird durch die 15 Stoßminderern werden nicht die kinetischen Ener-

Füllöffnung 16 in die Füllbüchse 15 gegeben. Die gien an sich vernichtet, sondern ein wesentlicher An-

erste Bewegung des Kolbens 11 und damit auch des teil derselben wird von vornherein an der Entstehung

Schußkolbens 13, der'mit der Schmelze in Berührung verhindert.

steht, erfolgt langsam, sowie die Pumpe hydraulisch In der Variante gemäß F i g. 3 ist zur Verminde-Öl in den Zylinder 10 hineinpreßt. Dafür wird der ao rung der Hydraulikleitung aus dem Kolbenakkumu-Umsteuerschieber 40 aus seiner gezeigten Lage nach lator 20 in die Schußeinheit 10 dieser Kolbenakkulinks derart verschoben, daß eine direkte Verbindung mulator direkt mit der Schüßeinheit zusammengebaut, zwischen der Druckleitung 34 und der Zuleitung 45 In der dazwischenliegenden Trennwand 61 ist ein bzw. zwischen der Rückleitung 56 und der zweiten durch einen Magneten 62 steuerbares Steuerventil 63 Tankleitung 58 besteht. Zu einem bestimmten Zeit- 25 vorgesehen. Wie bereits in der Ausführung gemäß punkt der Verschiebung des Kolbens 11 wird das Fig. 1 und 2 sind der Kolben 11 mit der Kolbensteuerbare Rückschlagventil 46 geöffnet, so daß das stange 12 und der Kolben 21 des Kolbenakkumulaim Kolbenakkumulator unter hohem Druck gespei- tors in Leichtmatell hergestellt. Zur Umsteuerung cherte Druckmedium direkt auf den Kolben 11 wirk- auf die große Schußgeschwindigkeit mit dem Kolbensam wird. Das im Gasraum 27 komprimierte Gas ent- 30 akkumulator trägt die Kolbenstange 12 einen Steuerspannt sich, die Hydraulikflüssigkeit im Hydraulik- nocken 65, der auf einen Steuerschalter 66 wirkt. Im raum 47 fließt mit großer Geschwindigkeit aus die- Hydrauliksystem fördert eine sogenannte Nullhubsem heraus durch das steuerbare Rückschlagventil pumpe 70, d. h. eine Pumpe, die zwischen Null und 46 in den Zylinder 10 und bewegt den Kolben 11 einer maximalen Fördermenge stufenlos verstellbar mit großer Geschwindigkeit nach links. Im Moment 35 ist, Druckflüssigkeit aus der Wanne 31.
der endgültigen Formfüllung wird diese Bewegung Zur Verstellung der Nullhubpumpe 70 ist das Verschlagartig abgebremst. Da nun aber einerseits die stellgerät 71 über die Steuerleitung 72 mit der Druck-Masse des bewegten Kolbens 11 und der Kolben- leitung 34 verbunden. Die Druckleitung 34 führt zu stange 12 wegen der Ausführung in Leichtmetall sehr einem Umsteuerschieber 80, der wahlweise die Vergering ist, ist darin auch sehr geringe kinetische 40 bindung zwischen der Druckleitung 34 und der RückEnergie aufgespeichert. Da weiter der Weg aus dem leitung 56 bzw. der Rückleitung 56 und der zweiten Kolbenakkumulator 20 in den Zylinder 10 sehr kurz Tankleitung 58 ermöglicht. Zur Verstellung des Umist, ist ebenfalls die bewegte, mit kinetischer Energie Steuerschiebers 80 ist der Magnet 81 vorgesehen. Die aufgeladene Hydraulikmenge sehr gering. Druckleitung 34 ist über ein Rückschlagventil 83 mit

Weiter ist auch der Kolben des Kolbenakkumula- 45 einem Überströmventil 85 verbunden, von wo eine tors in Leichtmetall ausgeführt, so daß auch in diesem Leitung 86 in den Hydraulikraum 47 des Kolbentrotz seiner raschen Bewegung sehr wenig kinetische akkumulators führt.

Energie aufgespeichert werden konnte. Die Gesamt- Durch diese Vorrichtungsanordnung ergibt sich

heit der gespeicherten kinetischen Energien bleibt folgende Funktionsweise:

daher gering, d. h., der Schlag wirkt sich nur noch 50 Die Nullhubpumpe 70 fördert Hydraulikflüssigkeit sehr schwach aus. Dies bedeutet aber, daß bereits aus der Wanne 31 unter dem durch das Maximalwesentlich geringere Schläge im ganzen Schußsystem druckventil 35 eingestellten Druck in die Druckfestzustellen sind. Nach erfolgtem Schuß wird der leitung 34. Für den Schuß wird das Steuerventil 63 Umsteuerschieber 40 zurück in die gezeigte Lage ge- zwischen dem Kolbenakkumulator rechts und dem bracht, die Pumpe 32 fördert einerseits Druckmedium 55 Zylinder links durch den Magneten leicht angehoben, in den von der Kolbenstange 12 durchdrungenen so daß vorerst eine geringe Vorschubgeschwindigkeit Raum des Zylinders 10 und bewegt den Kolben 11 des Kolbens 11, der Kolbenstange 12 und des Schußsamt Schußkolben 13 wiederum in die Ruhelage. kolbens 13 erfolgt. Zu einem bestimmten Zeitpunkt Gleichzeitig fördert aber auch diese Pumpe 32 verläßt der Steuernocken 65 den Steuerschalter 66, Druckmedium durch das Rückschlagventil 55 in den 60 dieser schließt und erregt den Magneten 62 ganz und Kolbenakkumulator 20 und lädt diesen wieder auf. öffnet damit das Steuerventil 63. Damit wird der

Um einerseits Gasverluste zu kompensieren und gesamte Druck des Kolbenakkumulators auf den andererseits auch eine zusätzliche Ladung oder nach Kolben 11 wirksam, und dieser schiebt sich mit der einem Stillstand eine Neuladung des Kolbenakku- größten Geschwindigkeit in Spritzrichtung. Im Momulators mit Druckgas zu ermöglichen, ist eine 65 ment der endgültigen Formfüllung wird der Schuß-Fremdgasleitung 28, die durch das Absperrventil 29 kolben 13 und damit auch der Kolben 11 brüsk ababschließbar ist, mit dem Kolbenakkumulator 20 ver- gestoppt. Da aber, wie bereits in den F i g. 1, 2 darbunden. Zur Entlastung des Kolbenakkumulators 20, gestellt, der Kolben 11 und die Kolbenstange 12 in

Leichtmetall hergestellt sind, ist in diesen Elementen bereits sehr wenig kinetische Energie gespeichert, so daß rückwirkend auf die Ölmenge, die im Hydraulikraum 47 und im Zylinderraum 9 wegen der fehlenden Verbindungsleitungen aus dem Kolbenakkumulator in den Schußzylinder ganz minimal ist, ein äußerst geringer Schlag erfolgt. Nach erfolgtem Schuß wird der Umsteuerschieber 80 durch den Magneten 81 nach rechts verschoben, die Nullhubpumpe 70 fördert unter dem durch das Maximal-Druckventil 35 eingestellten Druck durch die Druckleitung und die Rückleitung 56 in den Zylinder und bewirkt damit ein Zurückbewegen des Kolbens 11 samt Kolbenstange 12. Weiter wird dieser Maximal-Druck aus der Druckleitung 34 durch das Rückschlagventil 83 und das Reduzierventil 85 im Hydraulikraum 47 des Kolbenakkumulators 20 wirksam. Dieser Druck in der Leitung 86 liegt aber infolge des Reduzierventils tiefer als derjenige in der Rückleitung 56. Da aber in der vom Zylinderraum 9 abgewandten Seite des Zylinders 10 ein größerer Druck herrscht als im Zylinderraum 9 und im Hydraulikraum 47, ergibt sich ein Kraftüberschuß, so daß trotzdem der Kolben nach rechts bewegt wird.

Gleichzeitig wird auch der Kolben 21 des Kolbenakkumulators 20 nach rechts bewegt, so daß der Gasdruck wieder aufgebaut wird. Dank der gleichzeitigen Einspeisung von Hydraulikflüssigkeit sowohl in den vorderen Raum des Schußzylinders 10 wie auch in den Hydraulikraum 47 ergibt sich eine Leckverlustkompensation. Es ist daher stets in den Hydraulikräumen das notwendige öl vorhanden.

Diese Vorrichtungsanordnung zeichnet sich durch radikale Verminderung der kinetische Energie speichernden Massen aus. Diese Verminderung der kinetischen Energien bewirkt aber automatisch auch bei einem brüsken Abstoppen eine Verminderung der Schläge.

Da nicht die hydraulischen Schaltungen Gegenstand vorliegender Erfindung sind, sondern im wesentlichen die Reduktion der kinetischen Energien, wurde auf Feinheiten der Hydraulikschaltungen verzichtet.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Druckgießmaschine mit hydraulisch beaufschlagbarer Schußeinheit und dieser zugeordnetem Kolbenakkumulator sowie absperrbarer Hydraulikpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenakkumulator (20) und die hydraulische Schlußeinheit (10 bis 13) in unmittelbarer Nähe zueinander angeordnet sind und der Kolben (21) des Kolbenakkumulators (20) sowie der Großteil der beweglichen Teile der Schußeinheit (11,12) in Leichtmaterial hergestellt sind.

2. Druckgießmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schußeinheit (11 bis 13) und der Kolbenakkumulator (20) in einem gemeinsamen Zylinder untergebracht sind und dieser Zylinder im Raum zwischen dem beweglichen Teil der Schußeinheit (11 bis 13) und dem Kolben (21) des Kolbenakkumulators (20) mit einem steuerbaren Verschlußelement (63) versehen ist.

3. Druckgießmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Teil der Schußeinheit (11 bis 13) im Bereich der Berührung mit der einzuschießenden Schmelze mit einem hochtemperaturbeständigen Schußkolben (13) versehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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