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Druckkontrollvorrichtung flir Druckübersetzer in Spritzgussmaschinen
Priorität : Italienische Patentanmeldung Nr. 22724 vom 19. Oktober 1968 Die Erfindung
betrifft eine Verbesserung an Druckkontrollvorrichtungen von Druckübersetzern in
Spritzmaschinen.
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Bs ist bekannt dass bei Spritzgussmaschinen, um einen höheren Druck
auf dem Einspritzstempel zu bekommen, ein Drucküberseter verwendet wird t er soll
den Druck der Druckflüssigkeit erhöhen.
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Zu diesem Zweck wird ein Differentialkolben benutzt, dessen Querschnitt
mit dem grössten Durchmesser dem Druck der Druckflüssigkeit aussesetzX ist, während
sein Querschnitt geringeren Durchmesseru auf ein Druckkissen einwirkt, welches seinerseits
einen einfachen Kolben bewegt, der den Einspritzkolben steuert. Der Druck in diesem
Plüssigkeitskissen ist aufgrund des Verhältnisses zwischen den beiden Querschnitten
des Differentialkolbens erhöht.
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Es ist weiterhin bekannt, dass, um das bruckverhälnis 1aufend zu verändern,
auf dem Differentialkolben eine Oberfläche vorgesehen ist, auf welche ein kontrollierter
druck ausgeübt wird, welcher entgegen dem Druck wirkt, der auf den Querschnitt grösseren
Durchmessers ausgeübt wird. Dieser Kontrollierte Druck wird mit hilfe einer Flüssigkeit
erzeugt die in eine Kammer eintritt, welche auch von der erwähnten Oberfläche begrenzt
wird. In den üblichen Druckübersetzern wird der Wert des Gegen- oder Kontrastdruckes
mit Hilfe eines selbstgesteuerten Ventils kontrolliert.
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Dieses System hat jedoch den-übel t d e'ner erheblichen Verspätung
des Ansprechens, da der i«!xDgruck während der Bewegung des Differentialkolbens
hervorgerufen wird, das heisst wenn die Phase der ubersetzung bereits begonnen hat.
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Die Trägheit dieses üblichen Systems wird durch die Notwendigkeit
verstärkt, Kontrollventile erheblicher Dimensionen zu verwenden, um befriedigende
Übersetzungsgeschwindigkeiten zu erzielen.
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Um diesem flbelstand abzuhelfen, sind andere Kontrollsysteme als Ersatz
für das Eontrollsystem mit selbststeuerndem Ventil entwickelt worden. Diese Typen
sehen eien Druckakkumulator vor, der mit regulierbarem Druck belastet und mit der
Kontrastkrone des Differentialkolbens verbunden ist. Hierdurch wird wohl die Ansprechverspätung
ier Ubersetzung beseitigt,sie haben jedoch ihrerseits andere schwerwiegende Fehler.
Bei ihnen tritt nähmlich während der Ubersetzungsstufe, also während der Bewegung
des Differentialkolbens um das Einspritzen des Metalles hervor zu rufen 1eine Verengung
der Kontrastkammer ein, weshalb die darin enthaltene Flüssigkeit gegen ten Akkumulator
verdrängt wird. daraus folgt eine Brhdhung des Kontrastdruckes in einem Grad, der
vom Hubweg des Differentialkolbens abhängig ist, weshalb die vorher festgesetzten
Verhältnisse der VruckBpiele gefälseht werden.
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Dies ist um so offensichtlicher, wenn man bedenkt, dass der Hub des
Differentialkolbens von ILaschinenunabhängigen äusseren Faktoren abhängt, wie zum
Beispiel der Form des zu
giessenden teiles, der Temperatur des Metalles
in der Form, den Dosierungskonstanzen des Metalles und den flewegungs reibungen
des Injektionskolbens.
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Diese Ubelstände werden durch die Erfindun berwunden.
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Gemäss. der Erfindung ist die Ringkammer des Kontrastdruckes nicht
unmittelbar mit einem Druckakkwtulator verbunden, sondern ist von diesem durch ein
Ventil getrennt, auf welches der vom Akkumulator selbst geregelte Druck einwirkt.
Dieses Ventil ist derart ausgebildet dass, wenn der- Kontrastdruck dazu neigt, den
Eichdruck zu übersteigen, ein Teil der in der Kontrastkammer enhaltenen Flüssigkett
abgelassen wird, wodurch jede Druckerhöhung verhindert wird.
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Die Erfindung gestattet gleichzeitig, verschiedene wesentliche Vorteile
zu erzielen. Vor allem wira die absolute Konstaus des übersetzten Druckes gewährleistet,
da der Steuerakkumulator vom Kontrastzyklus abgesondert und sein Druck nicht den
Xnderungen des Kontrastdruckes sowie der Bewegung des Differsntialkolbens ausgesetzt
ist.
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Zweitens werden die Trägheiten, die- die Kontrolle des Kontrastdruckes
verspäten, vermieden, da der vorher eingestellte Druckwert des Kontrastdruckes nicht
durch Einwirken eines Steuergerätes bestimmt, sondern sofort aufgebracht wird, da
der Druck des Akkumulators konstant wirkt.
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Drittens ist jede Verspätung der Bewegung des Differentialkolbens
und folgliuh auch der Druckübersetzung au6geschlosse; da der Zufluss zur Kontrastkammer
direkt mit dem freien Ablauf, unabhängig von mechanischen Steuerorganen verbunden
ist, und erfolgt, wenn der Wert des Kontrolldruckes dazu neigt, den Eichdruck zu
überschreiten. Ausserdem kann ein Druckakkumulator kleiner Dimensionen Verwendung
finden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, ist in den Zeichnungen wieder
gegeben, welche darstellen Fig.1 eine Querschnittsansicht des Druckübersetzers mit
erfindungsgemässem Kontrollsystem des Druckes; und Fig. 2 hydraulisches Schema des
Kontrollsvstems.
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Nach Pig. 1 weist die hydraulische Einrichtung zur Steuerung des Injektionskolens
1 einer Pressgussmaschine einen Hohlkörper 2 auf, der innen eine zylinrische Kammer
3 hat, die sich an der vom Kolben 1 am weitesten entfernten Stelle in eine Kammer
4 grösseren Durchmessers erweitert.
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In der zylindrischen Kammer 3 bewegt sich ein Kolben 5, der über eine
Stange 6 mit dem Pleuel 7 des Kolbens 1 verbunden ist, Diese Stange 6 durchbricht
abgedichtet das Ende 8 des Hohlkörpers 2. Für die Druckübersetzung wird ein Differential
kolben 9 verwendet dessen Teil grösseren Querschnitts sich in der Kammer 4 bewegt,
während der Teil kleineren Querschniti 5 sich in der Kammer 3 bewegt, Der Uebergang
oe goss3ren zum kleineren Querschnitt wird durch einen Kranz 10 bewirkt, der an
einer solchen Stelle innerhalb der Kammer 4 angeordnet ist, dass durch Bildung einer
Ringkammer 11 im Hohlkörper 2 nach der Stufe 12 eine Verbindung der Kammern 3 und
4 geschaffen ist. Zwischen dem Kolben 5 und dem Differentaolben 9 ist ein Raum 13
vorhanden, der ein Fltssigkeitskissen enthält. Im Differentialkolben 9 ist ein Ventil
14 vorgesehen, das an sich bekannt ist, welches den Durchgang von FlUssigkeit aus
der Kammer 4 gegen das Flüssigkeitskissen in Raum 13 gestattet. Am Anfang eines
jeden Spritzgussvorganges fliesst die aus der Leitung 18 kommende Flüssigkeit durch
das Ventil 14, A1l füllt den Kissenraum 13 auf und drückt den Kolben 5 nach links.
Am Ende des Hubs von Kolben 5 im Kissenraum 13 erhält man einen Druck, der dem Förderdruck
gleich ist, weshalb das Ventil 14 mittels Feder 14r sich schliesst und die gesamte
Oberfläche des Kolbens 9 dem Druck der Flüssigkeit aussetzt. Hierdurch wird der
Kolben 9 nach links gedrückt und der Druck der im Kissenraum 13 eingeschlossenen
Flüssigkeit vervielfacht und somit dem Kolben ein grösserer Druck mitgeteilt.
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Am vorderen Ende der Kammer 3 ist eine Flüssigkeitsleitung 15 vorgesehen,
welche über einen Stutzen 16 mit einer Leitung 17 verbunden ist. Diese Leitung 17,
kann entweder mit der unter Druck stehenden Förderflüssigkeit in Verbindung stehen,
oder auch mit dem Abfluss. Auf gleiche Weise kann die Kammer 4
Aber
eine Leitung 18, einen Stutzen 19 und eine Leitung 20 entweder an die unter Druck
stehende Pörderflüssigkeit oder an den Abfluss angeschlossen sein.
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Offensichtlich erfolgt wenn man die Leitung 18 unter Druck setzt
und die Leitung 15 an den Abfluss anschliesst, der Spritzgussvorgang wie oben beschrieben.
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3eim Rilcklauf wird die Leitung 15 an die Förderung und die Leitung
18 an den Abfluss angeschlossen, sodass der Kolben 5 nach rechts verschoben, und
durch das Kissen in Raum 13 auch der Differentialkolben 9 nach rechts bewegt wird,
der dann am Hubende des Ventil 14 gegen einen Ven 4 stössel 24 drückt, welcher daß
Ventil öffnet und den Abfluss des FlUssigkeitskissens aus Raum 13 gestattet.
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Vor der Erfindung wurde die Kammer 11 direkt mit einem Druckakkumulator
21 verbunden, wobei man die vorher erwähnten Nachteile in Kauf nehmen Xusste.
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Gemäss der vorliegenden Erfindung ist zwischen Akkumulator 21 und
Kammer 11 ein Ventil 22 eingebaut. Dieses Ventil 22 is so ausgebildet, dass es dem
Flüssigkeitsdruck des wkkumulator 21 sowie auch dem der Kammer 11 ausgesetzt ist'
Jedoch ist die tfi dem Druck des Akkumulators ausgesetzte Oberfläche/ größer als
die dem Druck der Kammer 11 ausgesetzte Oberfläche, sodass dieses Ventil normalerweise
geschlossen ist. Wenn in Kammer 11 der Druck wegen der Bewegung des Kolbens 9 ansteigt,
hebt sich das Ventil 22 gegen den Druck des Akkumulat tors an und öffnet somit den
Weg zu einer Leitung BS die mit dem Abfluss in Verbindung steht Hierdurch wird ein
Teil der Flüssigkeit in Kammerfil zum Abfliessen gebracht und somit das Auftreten
eines Überdruckes verhindert.
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Die Speisung der unter Druck stehenden Flüssigkeit in die Kammer
11 zum Akkumulator 21 erfolgt nach dem Schema in Fig. 2.
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Von der Leitung 17, die den vorderen Teil der Kammer 11 speis ist
eine Leitung 25 abgezweigt, welche mit einem Rückschlagventil 26 und einem Druckreduzierventil
27 ausgerüstet ist.
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Hinter Ventil 27 teilt sich die Leitung in zwei Zweige 28 und 29.
Die Leitung 28 speist den Akkumulator 21, während die Leitung 29 die Kammer 11 iiber.ein
Reduzierventil 30 speist.
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Mit dieser Anordnung werden Kammer 11 und Akkamulatort1 gespeist,
wenn Leitung 17 mit der Förderleitung verbunden ist, das heisst, wenn die Kolben
5 und 9 den Rücklauf ausführen.
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Aus den obigen Erläuterungen geht hervor, dass der Druck in Kammer
11 durch das Ventil 22 geregelt ist, dessen Sciessdruck
infolge des konstanten vom Akkumulator 21 auf es ausgeübten Drucks konstant ist.
Auf diese Weise ist der Höchstdruck, der sich in Kammer 11 bilden kann, festgelegt
und es ist nicht-möglich, dass ein Druckanstieg erfolgt, der den vorher eingestellten
Arbeitshöchstdruck der Maschine beeinträchtigen könnte.
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Natürlich kann die Erfindung auch in anderen als der oben beschriebenen
Form ausgeführt werden, ohne damit aus dem Bereich der Erfindung heraus zu kommen.