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Die Erfindung betrifft einen Schnellschließzylinder für Kunststoff-Spritzgießmaschinen
mit einem kleinen Zylinder für die Hubbewegung und einem großen Zylinder für die
Schließbewegung und Schließdruckerzeugung, bei dem die hohl ausgebildete Kolbenstange
eines beidseitig beaufschlagbaren Schließkolbens den kleinen Zylinder für die Hubbewegung
bildet und aus dem Schließdruckraum in den Innenraum eines Führungszylinders über
ein mit der Rückseite des Führungszylinders fest verbundenes Rohrstück abgedichtet
verschiebbar ist, wobei der Innenraum der hohlen Kolbenstange iiber das feste Rohrstück
im Schließsinne beaufschlagbar und am Ende der Hubbewegung durch ein wegabhängig
gesteuertes Schieberventil mit dem ringförmigen Innenraum des Führungszylinders
verbindbar ist, und bei dem im Schließkolben ein den Schließdruckraum und Öffnungsdruckraum
verbindender Überströmkanal vorgesehen ist, der am Ende der Hubbewegung durch einen
in einer Ausnehmung im rückholseitigen Dekkel des Schließzylinders angeordneten
Ansatz verschließbar ist.
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Ein insbesondere für kleinere Kunststoff-Spritzgießmaschinen geeigneter
Schnellschließzylinder dieser Art ist Gegenstand eines älteren, nicht veröffentlichten
Vorschlages, wobei der feststehende Ansatz während der Schließbewegung den Öffnungsdruckraum
und den Schließdruckraum gegeneinander absperrt, so daß das hydraulische Druckmittel
nicht mehr vom Öffnungsdruckraum zum Schließdruckraum umgewälzt werden kann. Das
dadurch entstehende Vakuum öffnet ein Saugventil und saugt das Druckmiftel aus einem
Reservebehälter in den Schließdruckraum.
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Trotz der verhältnismäßig langsamen Schließbewegung muß das Saugventil
bei zulässigerSauggeschwindigkeit relativ groß sein.
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Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, einen insbesonderen für größere
Kunststoff-Spritzgießmaschinen geeigneten Schnellschließzylinder zu schaffen, bei
dem das Nachsaugen des Druckmittels in den Schließdruckraum bei der Schließbewegung
des Schließkolbens nicht mehr über ein Saugventil erforderlich und darüber hinaus
eine variable Änderung des Schließkolbens möglich sind.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß der Ansatz als Steuertauchkolben
ausgebildet ist, der in der zylindrischen Ausnehmung des rückholseitigen Deckels
des Schließzylinders verschiebbar gelagert ist und dessen eine als Schrägschulter
ausgebildete Druckfläche vom Öffnungsdruckraum her durch Kanäle im rückholseitigen
Deckel beaufschlagbar ist und dessen andere Druckfläche einerseits über eine Leitung,
eine davon abzweigende Leitung, in die ein Vorspannventil und ein Rückschlagventil
geschaltet sind, und eine weitere Leitung mit Druckmittel beaufschlagbar, andererseits
über eine von der letztgenannten Leitung abzweigende Leitung, ein Vorspannventil
und ein Magnetsteuerventil vom Druck entlastbar ist.
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Hierdurch wird eine wesentlich bessere Ausnutzung der Maschine erreicht.
Während bisher der Langsam-Öffnungshub entsprechend der Eintauchtiefe des Ansatzes
in den Schließkolben stets konstant war, kann gemäß der Erfindung die Hublänge des
Langsam-Öffnungshubes von z. B. 30 mm auf 0 mm reduziert werden. Wird nur eine geringe
Anfangsöffnungskraft benötigt, die von der Art des Werkzeugs abhängig ist, so kann
der Steuertauchkolben
vor der Öffnungsbewegung des Werkzeugs aus dem Schließkolben
hydraulisch herausgezogen werden.
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Hierdurch beträgt der Langsam-Öffnungshub 0 mm.
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Die Maschine öffnet sofort und schnell.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Steuertauchkolben
mehrere Längenabschnitte unterschiedlichen Durchmessers aufweisen, und zwar einen
mittleren Abschnitt, einen dem Schließkolben zugekehrten, durch die Schrägschulter
abgesetzten Fortsatz, dessen Durchmesser geringfügig kleiner ist als der des Überströmkanals,
sowie auf der dem Schließkolben abgewandten Seite einen als Anschlag wirkenden,
im Durchmesser kleiner bemessenen Längenabschnitt. Ferner kann der Schließdruckraum
sowohl über eine zwischen dem Vorspannventil und dem Rückschlagventil abzweigende
Leitung, in die ein Vorspannventil geschaltet ist, und die weiteren Leitungen mit
einer Pumpe als auch über eine Ablaufleitung, ein Vorspannventil und das Magnetsteuerventil
mit einem Reservebehälter verbunden werden.
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In den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht.
Es zeigt F i g. I einen senkrechten Längsschnitt durch einen Schnellschließzylinder
und F i g. II ein Schaltbild zur Steuerung des Schnellschließzylinders nach F i
g. I in schematischer Darstellung.
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Gemäß den F i g. I und II fördert eine Pumpe 1 im Sinne einer Schließbewegung
nach Betätigung eines Magneten 2 und einer damit verbundenen Steuerung eines Schaltschiebers
3 Druckmittel über eine Leitung 4 in eine Bohrung 5 eines feststehenden Rohrstückes
6, das in einem Führungszylinder 7 koaxial angeordnet ist. Das Druckmittel tritt
durch die Bohrung 5 des Rohrstückes 6 hindurch in einen Innenraum 8 einer hohlen
Kolbenstange9, die mit einem SchließkolbenlO als Ganzes ausgebildet und an ihrem
in Schließrichtung vorderen Ende durch einen Boden 11 verschlossen ist. Infolge
der kleinen Fläche des Bodens 11 wird der Schließkolben 10 mit relativ hoher Geschwindigkeit
in der Schließrichtung des Pfeils x bewegt. Während dieser Schließbewegung des Schließkolbens
10 wird das in einem Öffnungsdruckraum 12 des Zylinders befindliche Druckmittel
durch tXberströmkanäle 13, 14 im Schließkolben zum Schließdruckraum 15 des Zylinders
umgewälzt. Während der Überströnikanal 13 koaxial zum Schnellschließzylinder angeordnet
und mit großem Durchmesser versehen ist, besteht der Überströmkanal 14 aus zwei
oder mehreren radialen Bohrungen in einem in Öffnungsrichtung y vorstehenden, einen
Bestandteil des Schließkolbens bildenden Ansatz 16 mit einem gegenüber dem Schließkolben
geringeren Durchmesser.
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Der Überströmkanal 13 weist in seinem dem Öffnungsdruckraum zugekehrten
Ende ein Rmgpaßstück 17 auf, dessen Innendurchmesser etwas kleiner bemessen ist
als der Überströmkanal 13 im Schließkolben auf seiner übrigen Länge. Die rückholseitige
wirksame Fläche des Schließkolbens 10 ist etwas größer bemessen als die vom Schließdruckraum
her beaufschlagbare Kolbenfläche, so daß die dem Differenzvolumen entsprechende
Menge des Druckmittels durch eine Bohrung 18, eine Leitung 19 und den Schaltschieber
3 in einen Reservebehälter 20 gedrückt wird. Die Rückholseite des Schließkolbens
ist mittels Druckstangen 27 mit einer nicht dargestellten beweglichen Werkzeughälfte
verbunden.
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Bei der schnellen Schließbewegung saugt die Kolbenstange 9 in einen
ringförmigen Innenraum 21 des Führungszylinders 7 über ein Saugventil 22 und eine
Leitung 29 Druckmittel an, so daß der Innenraum 21 gefüllt wird. In der in F i g.
I ersichtlichen Stellung des Schließkolbens 10 gibt eine das dem Schließkolben abgekehrte
Ende der Kolbenstange 9 begrenzende und als Gleitführung auf dem feststehenden Rohrstück
6 dienende Muffe 24 radiale Öffnungen 25 des Rohrstückes 6 frei. Infolgedessen kann
das Druckmittel in den Innenraum 21 aus dem Innern des Rohrstückes 6 übertreten.
Durch die Beaufschlagung des Innenraums 21 des Führungszylinders 7 mit Druckmittel
wird der Saugdruck aufgehoben, so daß sich das Saugventil22 schließt.
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Mit 50 ist ein Steuertauchkolben bezeichnet, der in einer Ausnehmung
51 eines Deckels 52 in Bewegungsrichtung des Schließkolbens 10 verschiebbar gelagert
ist. Der Steuertauchkolben besteht aus einem mittleren Abschnitt 50 a, der in Richtung
des Schließhubes in einen im Durchmesser kleiner bemessenen, als Anschlag wirkenden
Längenabschnitt 50 b und in Richtung des Öffnungshubes unter Bildung einer Ringschulter
50 d in einen abgesetzten Fortsatz 50 c übergeht. Der Fortsatz kann durch eine Öffnung
in einer Platte 53 hervortreten, welche die zylindrische Ausnehmung 51 in Richtung
des Öffnungsdruckraums begrenzt und einen gegenüber dem mittleren Abschnitt 50 a
kleineren, dem Querschnitt des Fortsatzes 50 c angepaßten Durchmesser aufweist.
Das Ringpaßstück 17 an der Rückholseite des Schließkolbens besitzt einen lichten
Durchmesser, der nur geringfügig größer als der Durchmesser des Fortsatzes50c des
Steuertauchkolbens bemessen ist, so daß dieses Ende in den Überströmkanal 13 im
Schließkolben dann eintreten kann, wenn der Steuertauchkolben in seiner in F i g.
I linken Endstellung liegt.
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Bei dem oben beschriebenen Schließhub des Schließkolbens 10 wird
der Steuertauchkolben durch das im Öffnungsdruckraum 12 befindliche Druckmittel
über Kanäle 54 in der Platte 53 auf seiner Schrägschulter 50d beaufschlagt und nimmt
daher die in F i g. I rechte Endstellung ein. Dies hat zur Folge, daß das im Öffnungsdruckraum
12 befindliche Druckmittel auch während des langsamen Hochdruck-Schließhubes durch
den Überströmkanal 13, 14 in den Schließdruckraum 15 überströmen kann.
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Das vor Erreichen der in F i g. I rechten Endstellung von dem Steuertauchkolben
50 verdrängte Druckmittel kann durch eine die zylindrische Ausnehmung 51 nach außen
abschließende Platte 55 hindurch über eine Leitung 56 und ein Vorspannventil 58
in den Reservebehälter 20 abfließen. Dies setzt voraus, daß das Vorspannventil 58
und ein Magnetsteuerventil 59 durch einen betätigten Magneten 60 auf drucklosen
Umlauf geschaltet sind.
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Sobald das Werkzeug der Spritzgießmaschine geschlossen ist, steigt
der Druck in der Leitung 4 an, so daß ein in eine Abzweigleitung 61 geschaltetes
Vorspannventil 62 und ferner ein Rückschlagventil 63 betätigt werden und die dem
Schließkolben abgekehrte Seite des Steuertauchkolbens 50 über die Leitung 56 mit
Druckmittel beaufschlagt wird. Der Steuertauchkolben 50 wird dadurch in den tXberströmkanal
13 des Schließkolbens 10 eingefahren und sperrt somit den Öffnungsdruckraum 12 gegenüber
dem Schließdruckraum 15 ab. Nach weiterem Druckanstieg wird über ein Vorspannventil
64 in einer
Abzweigleitung 65 der Leitung 61 über eine radiale Bohrung 30 in der
Wandung des Schließzylinders der Schließdruckraum 15 mit Druckmittel beaufschlagt.
Die Länge des Schließdruckhubes läßt sich somit in Abhängigkeit von derjenigen Länge
steuerns mit der der abgesetzte Fortsatz 50c des Steuertauchkolbens in den Öffnungsdruckraum
hineinragt und in den Schließkolben hineingefahren wird.
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In Abhängigkeit von den besonderen Betriebsbedingungen besteht nun
die Möglichkeit, die Hublänge des Langsam-Öffnungshubes durch Einstellung eines
an sich bekannten und daher nicht dargestellten Endschalters, der von dem Spritzgießwerkzeug
betätigt wird, stufenlos in einem Bereich von z. B.
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30 mm bis 0 mm einzustellen und gegebenenfalls auf o mm zu reduzieren.
Wenn in Abhängigkeit von dem jeweils verwendeten Werkzeug nur eine geringe Öffnungskraft
für das Werkzeug erforderlich ist, so kann der Steuertauchkolben50, bevor die Rückholbewegung
des Schließkolbens durch Erregung eines Magneten28 des Schaltschiebers 3 eingeleitet
wird, aus dem Schließkolben 10 hydraulisch herausgezogen werden. Infolgedessen ist
die Länge des langsamen Hochdruck-Öffnungshubes des Schließkolbens gleich Null Millimeter.
Die Maschine öffnet also sofort, und vorher wird über einen Endschalter der Magnet
66 des Magnetsteuerventils 59 und damit ein in eine Ablaufleitung 67 geschaltetes
Vorspannventil 68 auf drucklosen Umlauf geschaltet, so daß das Druckmittel aus dem
Schließdruckraum 15 durch die Leitung 65 und die Ablaufleitung 67 drucklos in den
Reservebehälter 20 abfließen kann.
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Es ist somit ersichtlich, daß durch Schalten der Magnete 60, 66,
die gegebenenfalls über Endschalter und eventuell über Schütze gesteuert werden
können, die Hublänge des langsamen Hochdruck-Offnungshubes bestimmt werden kann.