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Bezeichnung: Spanneingeit für die Gießform einer Maschine zur Verarbeitung
von Thermoplasten und dgl.
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Zusatz zu Patent .................
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(Patentanmeldung P 20 51 083.2) Die Erfindung bezieht sich auf eine
Weiterbildung der in dem Patent ......o (Patentanmeldung P 20 51 083.2> geschützten
Erfindung.
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Das Hauptpatent betrifft eine Spanneinheit für die Gießform einer
Maschine zur Verarbeitung von Thermoplasten, Duroplasten, Elastomeren oder von Metallen
(Spritzguß, ruckguß), bei welcher der bewegbare Träger für die eine Gießformhälfte
über Kolbenstangen mit den Kolben der Zylinder (Druckzylinder) einer hydraulischen
Antriebsvorrichtung verbunden und die andere Gießfor:nhälfte an der Stirnseite der
Druckzylinder abgestützt ist und bei welchex die Gießform mit Hilfe wenigstens eines
hydraulischen Antriebszylinders (Fahrzylinder) mit kleiner Kraft in Offenstellung
gefahren (öffnungshub) und nach Überführen in Schließstellung (Schließhub) mit Hilfe
der Druckzylinder
bei druckfreiem Fahrzylinder mit großer Kraft
zugehalten wird (Druckperiode) und bei welcher der Fahrzylinder koaxial am Drucksylinder
befestigt ist und sein Kolben mit dem Kolben (Druckkolben) im Druckzylinder eine
Bewegungseinhett bildet und die vor und hinter dem Druck kolben liegenden Zylinderräume
durch einen Yerbindungskanal miteinander verbunden sind, in den ein Verschlußventil
eingefügt ist, das während der Druckperiode in Verschlußstellung und während des
Offnungs- und Bchließhubes in Offenstellung gesteuert ist.
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Die Spanninheit gemäß dem Hauptpatent ist durch die gombination folgender
Merkmale gekennzeichnet: a) Der Kolben des Pahrzylinders ist durch eine Kolbenstange
gebildet, die eine Verlängerung der Kolbenstange des Druckkolbens darstellt und
deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Kolbenstange des Druckkolbens;
b) Drucksylinder und Fahrzylinder sind unmittelbar von einem Pwnpsystem gespeist,
das wechselweise wenigstens zwei unterschiedliche Druckbereiche (Niederdruckbereich,
Hochdruckbereich) liefert; o) die Druckkolben der Druckzylinder sind mit einer Ringdichtung
ausgerüstet, die erst bei höherem ueberdruck (Hochdruckbereich) zu einer absolut
dichtenden Anlage an die Zylinderinnenwandung deformiert wird, während sie bei geringerem
Druck (Niederdruckbereich) ohne Deformation und ohne Anlagedruck die Zylinderinnenwandung
berührt oder nahezu berührt;
d) die hydraulische Antriebavorriohtung
der Spann einheit ist derart ausgebildet, daß bei druckfreien Fahrzylinder während
der Druckperiode der Druckkolben im Hochdrickbereich beaufschlagt ist und daß beim
Schließhub, der aufgrund einer Differenz der vorderen und hinteren Kolbenfläche
des Druckkolbens erfolgt, dieser Druckkolben im Wiederdruckbereich beaufschlsgt
ist, wobei der Druck so niedrig ist, daß er nicht ausreicht, um die Ringdichtung
des Druckkolbens zu deformieren.
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Charakteristisch für den Gegenstand des Hauptpatentes ist es, daß
die Drncflolben bei allen axialen Bewegungen (Öffnungshub, Schließhub) überhaupt
nicht oder nur im Niederdruckbereich beaufschlagt sind.
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Ser Gegenstand des Hauptpatentes ist nunmehr in Richtung einer wesentlichen
Beschleunigung des Öffnungshubes dadurch weitergebildet, daß einem Hauptschieber
in den zu und von dem Zylinderräumen führenden Hydraulikleitungen ein wahlweise
in Betrieb (Aktivierung = Arbeitsweise II) oder außer Betrieb (Passivierung = Arbeitsweise
I) zu nehmender Nebenschalter nachgeschaltet ist, mit gessen Hilfe bei Aktivierung
bei Beginn des Öffnungshubes sämtliche Zylinderräume der Druckzylinder und der Fahrzylinder
mit Druckmedium im Niederdruckbereich beschickbar (Arbeitsweise II) und bei Passivierung
beim Öffnungshub nur die Kolben der Fahrzylinder beaufschlsgt sind (Arbeitsweise
1).
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Durch eine solche Ausbildung ergibt sich der Vorteil, daß die Spanneinheit
auf eine Arbeitsweise mit wesentlich schnellerem Öffnungshub einstellbar ist.
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nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung an einem Ausführungbeispiel
erläutert.
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Die einzige Figur entspricht der Figur 3 des Hauptpatentes.
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Die vorn Hauptschieber 113 zu den Zylinderräumen 57, 58 der Druckzylinder
126 fUhrende Hauptleitung 70 und die vorn Hauptschieber zu den Zylinderräumen 76,
77 der Fahrzylinder 102 führende Hauptleitung 69 gehen, wenigstens zeitweise über
einen Nebenschieber 140, der dem Hauptschieber nachgeschaltet ist. Der Nebenschieber
kann mittels eines Wahlschalters (nicht gezeichnet) wahlweise in den Stromkreis
der Spanneinheit bzw. des Hauptschiebers einbezogen (Aktivierung) oder aus diesem
Stromkreis genommen werden (Passivierung). Im letzteren Falle ist er völlig passiv,
d.h. er hat auf die hyd raulische Steuerung der Spanneinheit keinerlei Einfluß.
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Bei Passivierung des Nebenschiebers entspricht die Arbeitsweise der
Spanneinheit genau der im Hauptpatent beschriebenen Arbeitsweise, die im folgenden
als Arbeitsweise 1 bezeichnet wird, denn die hydraulischen Hauptleitungen 69 und
70 sind durch den passivierten Nebenschieber völlig unbeeinflußt. Nach Aktivierung
des Nebenschiebers, d.h. nach seiner Einbeziehung in den Stromkreis des Hauptschiebers
mittels des Wahlschalters, s.B. durch die bedienende Person, werden Hauptschieber
und Nebenschieber synchron gesteuert. Der Nebenschieber wird durch die gleichen
elektrischen Impulse betätigt> die den Hauptschieber auf "Schließhub" bzw. Öffnungshub"
umstellen, wobei der Nebenschieber bei dem Impuls Schließhub" in eine Stellung gemäß
der Figur gelangt (Durchlaufstellung). Beim Impuls "Öffnungshub" nimmt der Nebenschieber
eine Stellung (Arbeitsstellung) ein, die der in der Figur gezeigten Stellung gegensätzlich
iet. Bei Jedem aus Schließhub, Druckperiode und Offnungshub bestehendem Arbeitszyklus
der Spanneinheit wird der Nebenschieber einmal aus der Durchlaufstellung
in
Arbeitsstellung überführt. Er befindet sich während des Schließhubes und während
der Dru,ckperiode in Durchlaufstellung und während des Öffnungahubes in Arbeitsstellung.
Ist er in Arbeitsstellung, d.h. in einer Position, die der in der Figur gezeigten
Position gegensätzlich ist, so gelangt das Druckmedium nicht nur über die Hauptleitung
69 in die Zylinderräume 761 77 der Fahrzylinder 102, vielmehr wird das Druckmedium
im Bebenschieber 140 zusätzlich auch in die Leitung 70" eingespeist, so daß auch
die Zylinderräume 57, 58 und über die Leitung 83 auch die Zylinderräume 78, 79 beschickt
werden.
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Bre Aktivierung des Nebenschiebers ist also gl¢ichbedeutend mit einer
wahlweisen Einstellung der Spanneinheit auf eine zusätzliche Arbeitsweise (Arbeitsweise
II) der Spanneinheit, die sich von der Arbeitsweise I ohne Hebenschieber (Hauptpatent)
oder mit, passiviertem Nebenschieber durch eine abweichende hydraulische Steuerung
des Öffnungshubes unterscheidet. Bei der Arbeitsweise II werden also beim öffnungehub
beide Hauptleitungen 70 und 69 im Niederdruckbereich mit Druckmedium beschickt.
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Sämtliche Flächen der Druckkolben 54, 55 und der Kolben der Fahrzylinder
102 sind beaufschlagt. Der Öffnungshub, bei dem also alle Zylinderräume 57, 58,
78, 79; 76, 77 kurzgeschlossen slna, resultiert daher aus einer wirksamen Kolbenfläche,
die der Querschnittsdifferenz swischen der Kolbenstange 52 bzw. 53 und der Kolbenstange
52' bzw. 53' entspricht. Diese wirksame Kolbenfläche ist wesentlich kleiner als
diejenige Kolbenfläche, die bei der Arbeitsweise 1 beim Öffnungahub beaufschlagt
wird; denn bei der Arbeitsweise 1 wird beim Öffnungshub nur und ausschließlich die
Kolbenfläche des Kolbens des Fahrzylinders beaufschlagt, wobei der Druckzylinder
126 völlig druckfrei ist. Der Öffnungshub erfolgt daher bei
der
Arbeitsweise II unter der Voraussetzung eines gleichgroßen Ölauswurfes der Pumpen
118, 119 zwangsläufig wesentlich schneller und mit kleinerer Kraft als bei der Arbeitsweise
1.
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Sowohl bei der Arbeitsweise I als auch bei der Arbeitsweise, II wird
auch der Druckkolben 54 bzw. 55 beim Öffnungehub von rechts nach links bewegt. Da
der Querschnitt der die Kolben der Fahrzylinder bildenden Kolbenstagen 52', 53'
größer ist als der Querschnitt der Kolbenstangen 52, 53,ist das Volumen der beim
Öffnungshub aus den Zylinderräumen 57, 58 verdrängten Ölmenge größer als das Volumen
der rückwärtigen Zylinderräume 78, 79, sodaß die verdrängte ölmenge dort nicht vollständig
Platz finden kann. Die überschüssige Ölmenge (Restölmenge) gelangt über das die,
Geschwindigkeit und die Snddäipfung des Öffnungshubes steuernde Regelventil 67 und
über die Drossel 71 sowie über den Leitungsabschnitt 70" und über den Nebenschieber
140 in die Leitung 69 und damit in die Zylinderräume 76, 77 der Pahrzylinder 102.
Dies bedeutet, daß im Gegensatz zur Arbeitsweise I, bei welcher die Restölmenge
in den Tankraum gelangt, nunmehr diese Restölmenge in die Fahrzylinder 102 eingespeist
wird, was wiederum zu einer erwünschten Beschleunigung des Öffnungshubes beiträgt,
indem die zum Antrieb der Fahrzylinder zur Verfügung stehende Ölmenge durch die
Restölmenge erhöht wird. Durch diese Überspeisung der Restölmenge in die Pahrsylinder
bei der Arbeitsweise II ist im Vergleich zur Arbeitsweise I dasJenige Ölvolumen,
das bei Jedem Arbeitszyklus in den Tankraum der Spanneinheit ges langt, weiter verringert.
Bei der Arbeitsweise II verbleibt mehr Öl in einem internen Kreislauf innerhalb
der Zylinderräume 57, 58; 78, 79; 76; 77 der Druck- und Fahr zylinder, was die Arbeitsgeschwindigkeit
wesentlich be günstigt. Bei der Einspeisung der Restömenge in die
Fahrzylinder
beim Öffnungshub spielt das Regelventil 66 keine Rolle. Dieses dient lediglich,
wie bei der Arbeitsweise I, zur Bemessung der Geschwindigkeit beim Schließhub sowie
zur Enddämpfung dieses Hubes. Wohl aber gelangt bei der Arbeitsweise II die beim
Offnungshub in die Fahr-Zylinder 102 eingespeiste Restölmenge über das Regelvantil
67 in den Tank, so daß wie bei der Arbeitsweise I die Maglichkeit besteht, die Geschwindigkeit
des Öffnungshubes mit Hilfe dieses Regelventils einzustellen und diesen Hub in seiner
Endphase zu dämpfen.
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Die praktischen Erfahrungen haben gezeigt, daß in einem konkreten
Beispiel bei der Arbeitsweise I fünfundzwanzig Arbeitstakte (Arbeitszyklen) pro
Minute und bei der Arbeitsweise II infolge der Beschleunigung des Öffnungshubes
dreißig Arbeitszyklen pro Minute erreicht wurden.
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Der Benutzer der Spanneinheit hat die freie Wahl zwischen den Arbeitsweisen
I und II. Er wird üblicherweise die Arbeitsweise II, also den bei etwas geringerer
Kraft erfolgenden schnellen Öffnungshub bevorzugen und nur in besonderen Fällen,
insbesondere denn, wer die Öffnung der Gießform eine etwas größere Kraft erfordert,
auf die Arbeitsweise I mit langsamerem Öffnungshub umstellen, die dafür eine etwas
größere Kraft beim Öffnungshub liefert. Solche Fälle einer etwas erschwerten Zorm-Öffnung
liegen vor, wenn beispielsweise ein becherförmiger Spritzling mit streng in Öffnungarichtung
der Gießform verlaufenden Wandungen gefertigt wird. Bei einer solchen Gießform ist
der in den Hohlraum des becherförmigen Spritzlings eingetauchte und mit der einen
Gießformhälft verbundene Kern über die Wandung des Spritzlinge mit der anderen Gießformhälfte
bis zu einem gewissen Grade verspannt, weil der Spritzling im Augenblick der Öffnung
der Form noch nicht ganz abgekühlt ist. Aus diesem Grunde sind oftmals erhebliche
Kräfte
erforderlich, um die beiden Gießformhälften voneinander zu trennen. In solchen und
ähnlichen Fällen ist es angezeigt, die Spanneinheit auf die Arbeitsweise I einzustellen.
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Steht nach der Art des zu erwartenden Einsatzes der Spanneinheit fest,
daß eine nur bei der Arbeitsweise 1 snt; wickelte, größere Kraft beim ÖfFnungshub
nicht erforderlich ein wird, so kann auf diese Arbeitsweise ganz verzichtet werden
und der Hauptschieber 113 entfallen. An seine Stelle tritt ein ständig in den Stromkreis
der Spanneinheit einbezogener Nebenschieber als Hauptschieber.
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Die ausschließliche Arbeitsweise einer solchen Spanneinheit entspricht
der Arbeitsweise II.