DE1758615B1

DE1758615B1 - Druckgiessmaschine mit Multiplikator

Info

Publication number: DE1758615B1
Application number: DE19681758615
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Rolf Piekenbrink; Albert Reinhardt
Original assignee: WOTAN WERKE GmbH
Current assignee: WOTAN WERKE GmbH
Priority date: 1968-07-06
Filing date: 1968-07-06
Publication date: 1971-01-14
Also published as: DE1758615C2; FR2012457A1; GB1268006A; CH497222A

Description

1 2

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckgieß- druck mittels eines Multiplikators in besonders günmaschine mit einem in einem Preßzylinder verschieb- stiger Weise in der jeweils gewünschten Größe schnell baren Preßkolben und mit einem einen Stufenkolben aufgebracht werden kann. Die Erfindung erstrebt enthaltenden Druckmultiplikator zur Erzeugung eines dabei ferner eine zweckmäßige und vorteilhafte Anerhöhten Druckes im Preßzylinder gegen Ende des 5 Ordnung und Ausbildung der verwendeten Mittel. Arbeitshubes des Preßkolbens, wobei die zum Preß- Ausgehend von einer Druckgießmaschine der einzylinder-Arbeitsraum führende Druckmittelleitung gangs genannten Art sieht die Erfindung vor, daß die während des Arbeitens des Multiplikators mittels Ringfläche des Multiplikatorkolbens unbelastet ist eines Ventils absperrbar ist. und die große Kolbenfläche desselben über eine

Bei bekannten Druckgießmaschinen wird dem io mittels Ventil steuerbare Speiseleitung mit voreinstell-

Preßzylinder-Arbeitsraum das Druckmittel durch den barem Druck beaufschlagbar ist.

Multiplikatorkolben hindurch zugeführt. Dabei ist im Damit verläßt die Erfindung das bisher übliche

Wege dieser Druckmittelzuleitung im Inneren des Prinzip, den Ringraum des Multiplikatorzylinders zur

Multiplikatorkolbens ein Sperrkolben oder Rück- Aufbringung einer Gegenkraft mit Druckmittel zu

schlagventil vorgesehen. Außerdem steht der im 15 füllen und bei jedem Arbeitshub bis zu einem ge-

Multiplikatorzylinder vorhandene Ringraum und da- wissen Grade auch wieder zu leeren. Mit dem von der

mit die Ringfläche des Multiplikatorkolbens unter Erfindung eingeschlagenen neuen Weg, auf die

einem bestimmten Druck. Dies ist erforderlich, um Druckmittelbeaufschlagung dieses Ringraumes über-

den Multiplikatorkolben während der Vorwärts- haupt zu verzichten, fallen alle damit zusammen-

bewegung des Preßkolbens zum Füllen der Gießform 20 hängenden Unannehmlichkeiten und Schwierigkeiten

an einer Bewegung zu hindern. Wäre ein solcher weg, ohne daß sich dadurch auf der anderen Seite

Gegendruck nicht vorhanden, würde der Multipli- besondere Probleme ergeben.

katorkolben schon während des Formfüllvorganges in Bei der erfindungsgemäßen Maschine kann die

Bewegung gesetzt werden, weil das zugeführte Druck- große Fläche des Multiplikatorkolbens genau im rich-

mittel nicht nur durch den Multiplikatorkolben hin- 25 tigen Augenblick mit dem für den jeweiligen Bedarfs-

durchströmt, sondern gleichzeitig auch auf die große fall günstigsten Druck beaufschlagt werden, so daß

hintere Kolbenfläche desselben wirkt und weil dieser eine optimale Arbeitsweise des Multiplikators und

letztere Druck wegen des beim Durchströmen des damit aller nachfolgender Elemente gewährleistet ist.

Sperrkolbens oder Rückschlagventils im Inneren des Während bei bekannten Ausführungen der Multi-

Multiplikatorkolbens stattfindenden Druckabfalls 30 plikatorkolben mit hohem Druck beaufschlagt wurde,

größer als der Druck im Preßzylinder-Arbeitsraum ist. der zum Teil durch einen Gegendruck aufgehoben

Da am Ende des Arbeitshubes des Preßkolbens werden mußte, genügt nun die Beaufschlagung einer der Nachdruck sehr schnell aufgebaut werden soll, ist einzigen Kolbenfläche mit entsprechend niedrigerem es erforderlich, daß einmal der Sperrkolben oder das Druck. Dies kann von einer geeigneten Druckmittel-Rückschlagventil im Multiplikatorkolben zum gege- 35 versorgungseinrichtung aus geschehen,
benen Zeitpunkt unverzüglich schließt und daß wei- Die Erfindung sieht weiterhin vor, daß die Multiterhin das bis dahin zum Aufrechterhalten eines plikator-Speiseleitung über ein Druckeinstell- oder Gegendruckes dienende Druckmittel aus dem Ring- Druckminderventil mit einer Druckmittelversorgungsraum des Multiplikatorzylinders rasch abfließen kann, leitung verbunden ist.

um den Gegendruck abzubauen. Falls es erwünscht 40 Eine besonders vorteilhafte Ausführung besteht ist, einen verminderten Gegendruck aufrechtzuerhal- ferner gemäß der Erfindung darin, daß an die Multiten, so muß die Abführung des Druckmittels aus dem plikator-Speiseleitung ein Druckspeicher angeschlos-Multiplikator-Ringraum noch durch zusätzliche Mit- sen ist. Dadurch läßt sich im Bedarfsfall auch eine tel gesteuert oder reguliert werden. Weil auf die große größere Menge an Druckmittel in kurzer Zeit dem Kolbenfläche des Multiplikatorkolbens der volle 45 Multiplikator zuführen. Der Speicher ist dabei zuvor Druck der Druckmittelquelle wirkt, kann eine Ver- mit dem gewünschten Enddruck aufgeladen,
änderung der Größe des Nachdruckes nur durch eine Insbesondere, wenn innerhalb der Nachdruckphase solche Beeinflussung der Verhältnisse im Multipli- mit einem längeren statischen Abschnitt zu rechnen kator-Ringraum erfolgen. ist, in dem der aufgebrachte Druck konstant gehalten

Die schnelle Abführung einer großen Druckmittel- 5° werden soll, ist es von Vorteil, den Speicher zusam-

menge aus dem Multiplikator-Ringraum ist nun aber men mit einem Druckeinsteil- oder Druckminder-

außerordentlich problematisch. Soll der Gegendruck ventil zu betreiben, so daß bei Bedarf aus der Ver-

in diesem Raum außerdem noch in gewissem Grade sorgungsleitung Druckmittel nachgeführt werden

einstellbar sein, so ergeben sich dadurch zusätzliche kann.

Schwierigkeiten. Die zeitlich richtige Aufbringung 55 Das Steuerventil für die Multiplikator-Speisedes Nachdruckes in der erforderlichen Größe hängt leitung ist vorteilhaft in Abhängigkeit vom Druck im weiterhin von der Arbeitsweise des im Multiplikator- Preßzylinder-Arbeitsraum steuerbar. Das Betätikolben befindlichen Sperrkolbens ab. Nur wenn die- gungsglied für das Ventil kann dabei unmittelbar auf ser schnell und rechtzeitig schließt, ist überhaupt der einen bestimmten Druck ansprechen oder die AusAufbau eines Nachdruckes in dem geforderten Maß 60 lösung erfolgt über einen zweckmäßig einstellbaren möglich. Alle diese Vorgänge sind schon im einzelnen Druckschalter, der bei Erreichen des vorgegebenen schwer zu beherrschen und führen erst recht in ihrem Druckes ein elektrisches Betätigungsorgan für das Zusammenwirken zu ernsthaften Problemen, was sich Ventil einschaltet.

auf die Arbeitsweise der Maschine und die Güte des Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung der Ma-

Produkts unmittelbar auswirkt. 65 schine besteht unter anderem auch der wesentliche

Ziel der Erfindung ist es, die bestehenden Nach- Vorteil, daß nunmehr das Absperrventil für die zum teile und Schwierigkeiten zu überwinden und eine Preßzylinder-Arbeitsraum führende Druckmittellei-Druckgießmaschine so auszubilden, daß der Nach- tung nicht mehr im Multiplikatorkolben angeordnet

3 4

ist, sondern an eine andere Stelle verlegt werden ebenfalls über die Leitung 8, dem Preßzylinderkann. Dadurch ergibt sich insgesamt auch eine gün- Arbeitsraum 3 schnell eine größere Menge Druckstigere räumliche Anordnung der einzelnen Elemente. mittel zuführen kann.

Das Druckmittel für die Beaufschlagung des Preß- Quer zur Achse des Preßzylinders 1 ist ein Multi-

zylinders beim Füllen der Form kann nunmehr dem 5 plikatorzylinder 11 mit darin verschiebbarem Multi-Preßzylinder weitgehend verlustfrei zugeführt wer- plikatorkolben 12 angeordnet. Derselbe kann auf den, insbesondere in axialer Richtung des Preß- seiner in der Zeichnung unten liegenden großen Kolzylinders. Die Multiplikatoranordnung steht dann benfläche 13 über eine mit einem Schaltventil 14 verquer zur Preßzylinderachse, sei es oberhalb, seitlich sehene Speiseleitung 15 mit Druckmittel von vor- oder unterhalb. Wegen der Herausnahme des Ab- io gegebenem Druck beaufschlagt werden. Vor der in Sperrventils aus dem Multiplikatorkolben kann letz- der Zeichnung obenliegenden kleinen Kolbenfläche terer einen kleineren Durchmesser erhalten. 16 befindet sich der Hochdruckraum 17 des Multi-

Die Erfindung sieht insbesondere vor, das Ab- plikators. Der Ringraum 18 steht über eine Entlüfsperrventil zwischen dem Preßzylinder-Arbeitsraum tungs- bzw. Leckölrückführungsleitung 19 mit der und dem Multiplikator-Hochdruckraum anzuordnen. 15 Atmosphäre in Verbindung. Die Ringfläche 20 des Dabei wird mit besonderem Vorteil die Ausführung Multiplikatorkolbens 12 ist somit ständig unbelastet, so getroffen, daß das Absperrventil zugleich als Ven- An dem in der Zeichnung oberen Ende des Multi-

til zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem plikatorzylinders 11 befindet sich ein von einer Boh-Preßzylinder-Arbeitsraum und einem von diesem ge- rung 21 verschiebbar aufgenommener hülsenförmiger trennten Hochdruckraum des Multiplikators aus- 20 Ventilkörper 22, der in der Nähe seines vorderen gebildet ist, derart, daß der Preßzylinder-Arbeitsraum Ende mit Durchlaßöffnungen 23 versehen ist. Dieses mit dem Multiplikator-Hochdruckraum verbunden Ventil 22 erfüllt eine doppelte Aufgabe. In der in der ist, wenn die Druckmittelleitung zum Preßzylinder- Zeichnung wiedergegebenen Stellung öffnet es einer-Arbeitsraum abgesperrt ist und umgekehrt. seits den Durchlaßweg zwischen der Leitung 8 und

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist as dem Preßzylinder-Arbeitsraum 3 und trennt andererdas Absperrventil durch den im Hochdruckraum des seits den letzteren von dem Hochdruckraum 17 des Multiplikators erzeugten Druck zu betätigen. Hier- Multiplikators. In ausgeschobener Stellung legt sich durch läßt sich ein besonders schnelles und sicheres der Ventilkörper 22 gegen den Sitz 24 an und sperrt Ansprechen des Ventils erreichen. Eine zweckmäßige somit die Verbindung zwischen der Leitung 8 und Ausführung besteht darin, daß das Absperrventil ein 30 dem Preßzylinder-Arbeitsraum 3, während jedoch durch den Druck im Multiplikator-Hochdruckraum der Hochdruckraum 17 des Multiplikators nun mit verschiebbares Ventilglied aufweist, das mit durch dem Preßzylinder-Arbeitsraum 3 über die Durchlaßdie Wandung seiner Aufnahmebohrung abdeckbaren öffnungen 23 im Ventilkörper 22 verbunden ist.
Durchlaßöffnungen zur Herstellung der Verbindung Vom Preßzylinder-Arbeitsraum 3 führt eine Lei-

zwischen Preßzylinder-Arbeitsraum und Multiplika- 35 tung 25 zu einem auf einen bestimmten Wert einstelltor-Hochdruckraum versehen ist. baren Druckschalter 26 für die Betätigung des Schalt-

Zur Rückführung des Ventilgliedes in seine den . ventils 14, um dieses aus der in der Zeichnung dar-Preßzylinder-Arbeitsraum vom Multiplikator-Hoch- gestellten Lage, in der es durch eine Feder gehalten druckraum trennende Stellung läßt sich beispiels- wird und in der der Raum 27 des Multipükatorzylinweise ein in Abhängigkeit vom Erreichen eines vor- 40 ders 11 mit dem Druckmittelbehälter in Verbindung gebbaren Druckes im Preßzylinder-Rückzugsraum steht, in seine zweite mögliche Lage zu bringen, in bewegbarer Stößel vorsehen. der die Speiseleitung 15 mit dem Multiplikatorraum

In der Zeichnung ist der Preßzylinder und das 27 verbunden ist. An diese Speiseleitung 15 ist ein Multiplikatorsystem einer gemäß der Erfindung aus- Druckspeicher 28 angeschlossen. Speiseleitung 15 und gebildeten Maschine im Schnitt gezeigt, während die 45 Druckspeicher 28 stehen über ein regulierbares zugehörigen hydraulischen Elemente zum Teil sehe- Druckeinsteil- oder Druckminderventil 29 mit einer matisch dargestellt sind. Versorgungsleitung 30 in Verbindung, über die

Im Preßzylinder 1 ist der Preßkolben 2 mit seiner Druckmittel von einer nicht besonders dargestellten Kolbenstange verschiebbar. Der in der Zeichnung Druckmittelquelle, etwa einer Pumpe, herangeführt rechts vom Preßkolben 2 liegende Zylinderraum 3 sei 50 werden kann. Es kann sich dabei um dieselbe Druckais Arbeitsraum und der links vom Preßkolben 2 lie- mittelquelle handeln, an die auch das Wegeventil 5 gende Raum 4 als Rückzugsraum bezeichnet. Dem angeschlossen ist. Das Druckeinstellventil 29 gewährletzteren wird von einer nicht besonders dargestellten leistet, daß der Speicher 28 ständig mit einem vor-Druckmittelquelle, z. B. einer Pumpe, aus über ein gegebenen Druck aufgeladen ist, der beim DurchWegeventil 5 und eine Leitung 6 Druckmittel zu- 55 schalten der Speiseleitung 15 mittels des Ventils 14 geführt, wenn der Preßkolben 2 nach dem Gieß- unmittelbar zur Beaufschlagung der Fläche 13 des Vorgang in die in der Zeichnung wiedergegebene Multiplikatorkolbens 12 verfügbar ist.
rechte Ausgangsstellung zurückgeschoben werden Mit der Ziffer 31 ist ein Stößel zum Zurückführen

soll. des Ventilkörpers 22 aus der die Leitung 8 absper-

Um den Preßkolben 2 zur Durchführung des Gieß- 60 renden Lage in die in der Zeichnung dargestellte Vorganges in der anderen Richtung vorzuschieben, Lage bezeichnet. Der Stößel 31 befindet sich an wird dem Preßzylinder-Arbeitsraum 3 von der Druck- einem in einem Zylinder 32 verschiebbaren Servomittelquelle aus über das Wegeventil 5, eine Leitung 7 kolben 33. Dem Zylinder 32 kann von der Leitung 6 und eine Leitung 8 Druckmittel zugeführt, wie auch aus über eine Leitung 34 und ein auf einen bestimmdurch Pfeile angedeutet ist. Mit der Ziffer 9 ist ein 65 ten Druck einstellbares Ventil 35 Druckmittel zu-Druckspeicher, z. B. ein Kolbenspeicher, bezeichnet, geführt werden. Parallel zu dem Ventil 35 ist eine der zu einem bestimmten Zeitpunkt mittels eines Leitung 36 mit einem Rückschlagventil 37 vorsteuerbaren Ventils 10 zugeschaltet werden kann und, gesehen.

Ein Arbeitszyklus geht wie folgt vonstatten. Etwa ausgehend von der in der Zeichnung wiedergegebenen Lage der einzelnen Teile wird zunächst das Wegeventil 5 so verstellt, daß die Leitung 7 mit der Druckmittelquelle und die Leitung 6 mit dem Tank verbunden ist. Damit strömt dem Preßzylinder-Arbeitsraum 3 über die Leitungen 7 und 8 Druckmittel zu, so daß sich der Preßkolben 2 zu verschieben beginnt. Bei dieser ersten Phase des Arbeitsvorganges bewegt sich der Preßkolben 2 nur langsam, und zwar, bis die nicht dargestellte Einfüllöffnung der Preßkammer der Maschine geschlossen ist. Durch Betätigen eines Schalters oder sonstige Auslösung eines Kommandos wird dann das Ventil 10 geöffnet und somit der Druckspeicher 9 zugeschaltet. Durch die nun über die Leitung 8 in den Preßzylinder-Arbeitsraum 3 zusätzlich einströmende Druckmittelmenge wird dem Preßkolben 2 eine hohe Geschwindigkeit erteilt. Dies ist die zweite Phase, in der eine schnelle Füllung des Hohlraumes der Druckgießform mit flüssigem Metall erfolgt.

Gegen Ende des Preßkolbenhubes steigt der Druck im Preßzylinder-Arbeitsraum 3 wegen der nun gefüllten Form an. Infolgedessen spricht jetzt der Druckschalter 26 an und bringt das Ventil 14 in die Öffnungsstellung, so daß die große Fläche 13 des Multiplikatorkolbens 12 mit dem vorgegebenen, im Speicher 28 herrschenden Druck beaufschlagt wird. Damit baut sich zugleich auch im Hochdruckraum 17 des Multiplikators der entsprechend übersetzte Druck auf. Der Ventilkörper 22 wird dadurch ausgeschoben und gegen seinen Sitz 24 gedrückt. Er stellt dabei die Verbindung zwischen dem Hochdruckraum 17 des Multiplikators und dem Preßzylinder-Arbeitsraum 3 her, während die Leitung 8 abgesperrt wird. An diesen dynamischen Abschnitt der Nachdruckphase schließt sich dann der statische Abschnitt an, in dem der aufgebrachte Nachdruck über eine bestimmte Zeit hinweg wirksam bleibt. Reicht die vom Druckspeicher 28 zur Verfügung gestellte Druckmittelmenge allein nicht aus, so wird sofort über das Ventil 29 weiteres Druckmittel mit dem richtigen Druck zugeführt. In jedem Falle wird genau der voreingestellte Enddruck erzielt, wie er entsprechend den jeweiligen Gegebenheiten als optimal im voraus gewählt werden konnte.

Um nach Beendigung des Gießvorganges den Preßkolben 2 wieder zurückzuführen, wird das Wegeventil 5 umgeschaltet, so daß nun die Leitung 7 mit dem Tank verbunden ist, während der Leitung 6 und damit dem Rückzugsraum 4 Druckmittel zuströmt. Dadurch bewegt sich der Preßkolben 2 nach rechts und schiebt dabei das im Raum 3 befindliche Druckmittel über die Durchlässe 23 im Ventilkörper 22 in den Raum 17 des Multiplikatorzylinders 11, so daß auch der Multiplikatorkolben 12 sich in seine Ausgangslage zurückbewegt. Der Druckabfall im Preßzylinder-Arbeitsraum 3 hat gleichzeitig dazu geführt, daß das Ventil 14 in die gezeigte Ruhelage zurückgekehrt ist, in der der Raum 27 des Multiplikator-Zylinders 11 zum Tank hin offen ist, so daß das vom Multiplikatorkolben 12 bei seinem Rückgang verdrängte Druckmittel aus diesem Raum frei abfließen kann.

Da am Ende der Rückstellbewegungen der KoI-ben 2 und 12 im Raum 4 des Preßzylinders 1 ein Druckanstieg stattfindet, öffnet das entsprechend voreingestellte Ventil 35, so daß der Kolben 33 beaufschlagt wird und durch den Stößel 31 der Ventilkörper 22 in seine in der Zeichnung gezeigte Ruhelage zurückgeführt wird. Beim nächsten Arbeitszyklus wird der Kolben 33 über den Durchlaß 38 auf seiner entgegengesetzten Seite mit dem Arbeitsdruck beaufschlagt und kehrt dadurch wieder in seine Ausgangslage zurück. Das verdrängte Druckmittel strömt dabei über die Leitungen 34,36, das Rückschlagventil 37, die Leitung 6 und das Wegeventil 5 zum Tank zurück.

Die übrigen Teile der Druckgießmaschine einschließlich der Steuerung, bei der z. B. Elemente einer Folgesteuerung verwendbar sind, können von üblicher Art und Ausbildung sein, so daß hierauf im einzelnen nicht näher eingegangen zu werden braucht.

Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten bzw. in der Zeichnung dargestellten Merkmale sollen, sofern der bekannte Stand der Technik es zuläßt, für sich allein oder auch in Kombinationen als unter die Erfindung fallend angesehen werden, auch wenn sie in den Ansprüchen nicht ausdrücklich erwähnt sind.

Claims

Patentansprüche:

1. Druckgießmaschine mit einem in einem Preßzylinder verschiebbaren Preßkolben und mit einem einen Stufenkolben enthaltenden Druckmultiplikator zur Erzeugung eines erhöhten Druckes im Preßzylinder gegen Ende des Arbeitshubes des Preßkolbens, wobei die zum Preßzylinder-Arbeitsraum führende Druckmittelleitung während des Arbeitens des Multiplikators mittels eines Ventils absperrbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringfläche (20) des Multiplikatorkolbens (12) unbelastet ist und die große Kolbenfläche (13) desselben über eine mittels Ventil (14) steuerbare Speiseleitung (15) mit voreinstellbarem Druck beaufschlagbar ist.

2. Druckgießmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Multiplikator-Speiseleitung (15) über ein Druckeinsteil- oder Druckminderventil (29) mit einer Druckmittelversorgungsleitung (30) verbunden ist.

3. Druckgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an die Multiplikator-Speiseleitung (15) ein Druckspeicher (28) angeschlossen ist.

4. Druckgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (14) für die Multiplikator-Speiseleitung (15) in Abhängigkeit vom Druck im Preßzylinder-Arbeitsraum (3) steuerbar ist.

5. Druckgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil (22, 24) für die zum Preßzylinder-Arbeitsraum (3) führende Druckmittelleitung (8) zugleich als Ventil zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Preßzylinder-Arbeitsraum (3) und einem von diesem getrennten Hochdruckraum (17) des Multiplikators ausgebildet ist, derart, daß der Preßzylinder-Arbeitsraum (3) mit dem Multiplikator-Hochdruckraum (17) verbunden ist, wenn die Druckmittelleitung (8) zum Preßzylinder-Arbeitsraum (3) abgesperrt ist und umgekehrt.

6. Druckgießmaschine nach Anspruch 5, da-

durch gekennzeichnet, daß das Absperrventil (22, 24) durch den im Hochdruckraum (17) des Multiplikators erzeugten Druck betätigbar ist.

7. Druckgießmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil ein durch den Druck im Hochdruckraum (17) des Multiplikators verschiebbares Ventilglied (22) aufweist, das mit durch die Wandung seiner Aufnahmebohrung (21) abdeckbaren Durchlaßöffnungen (23) zur Herstellung der Verbindung

zwischen Preßzylinder-Arbeitsraum (3) und Multiplikator-Hochdruckraum (17) versehen ist.

8. Druckgießmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Rückführung des Ventilgliedes (22) in seine den Preßzylinder-Arbeitsraum (3) vom Multiplikator-Hochdruckraum (17) trennende Stellung ein in Abhängigkeit vom Erreichen eines vorgebbaren Druckes im Preßzylinder-Rückzugsraum (4) bewegbarer Stößel (31) vorgesehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen COPY

009 583/222