DE2351222A1

DE2351222A1 - Formschliessvorrichtung fuer eine spritzgussmaschine

Info

Publication number: DE2351222A1
Application number: DE19732351222
Authority: DE
Inventors: Herbert Strassheimer
Original assignee: GKN Windsor GmbH
Current assignee: GKN Windsor GmbH
Priority date: 1973-10-12
Filing date: 1973-10-12
Publication date: 1975-09-04
Also published as: DE2351222B2; FR2247333B1; JPS5067363A; SE7410706L; SE402878B; FR2247333A1; DE2351222C3; CH575283A5; AT336208B; IT1023762B; ATA690674A; US3987705A

Description

Ihr Zeichen Ihr Schreiben Mein Zeichen ^W 093 W β-hi Tag \l ], 10,

Betrifft. Patent- .-anmeldung Anmelder: GKM Windsor GmbH, 6451 Bischofsheim (Hessen)

Formschließvorrichtung für eine Spritzgußmaschine

Die Erfindung "betrifft eine Formscliließvorrichtung für eine Spritzgußmaschine mit einem doppelt wirkenden hydraulischen Schließzylinder, der durch einen mittels eines Gleitringes geführt'en Kolben mit einer Packungsanordnung in einen Druckraum und einen von einer Kolbenstange durchsetzten Kolbenstangenraum unterteilt ist.

Eine derartige Formschließvorrichtung ist grundsätzlich aus der deutschen Auslegeschrift 1 130 154 bekannt. Beim normalen Betrieb einer derartigen Vorrichtung ist es üblich, den Formschließkolben von der einen Seite her hydraulisch derart zu beaufschlagen, daß die Formschließkraft aufgebracht wird, während die zum Aufreißen der Form erforderliche Formöffnungskraft dadurch erzeugt wird, daß der Formsehließkolben auf seiner"anderen Seite hydraulisch beaufschlagt wird. Dabei entsteht das

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^Briefvom Blut 2 Dipl.-lng. G. Schliebs

das Deutsche iatentaiiit, .,uinchen Patentanwalt

Problem, daß der Formschließkolben im abgedichtet werden muß. In der Praxis hat sich gezeigt, daß die zu dieser Abdichtung verwendeten Dichtungspackungen einem besonders starken Verschleiß unterworfen sind. Die aufgetretenen Versclileißerscheinungeii wirken sich insbesondere deshalb besonders nachteilig auä, weil einerseits wegen der in beiden Eichtungen erforderlichen Dichtwirkung verhältnismäßig aufwendige Packungen verwendet werden müssen und andererseits diese Packungen beim Auswechseln nur schwer zugänglich sind. Darüberhinaus führt das Auswechseln der Dichtungspackungen zu verhältnismäßig langen Ausfallzeiten der gesamten dpritzgußmaschine.

Der Erfindung liegt die .aufgäbe zugrunde, eine Formschließvorrichtung der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß selbst bei extrem hohen dcnließdrücken (über 400 atü) zwischen dem Schließkolben und dem üchließzylinder ein besonders einfaches Dichtungselement verwendbar ist, welches dennoch eine außerordentlich hohe Lebensdauer aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß der Druckraum und der Kolbenstangenraum über eine Hydraulikleitung miteinander verbunden sind, welche geöffnet ist, solange der Druckraum unter Druck steht und verschlossen ist, sobald der Druckraum druckentlastet ist, und daß die Packungsanordnung derart ausgebildet ist, daß ein überdruck im Kolbenstangenraum gegenüber dem Druckraum kurzzeitig aufrecht erhalten bleibt.

Gemäß der Erfindung ist der wesentliche Vorteil erreichbar, daß der Formschließkolben im Formschließzylinder nur in einer einzigen Richtung abgedichtet werden muß, während in der entgegengesetzten Richtung der Durchtritt von Drucköl

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Brief vom Blatt 3 Dipl.-Ing. G. Schliebs

an das Deutscli2 Patentamt, l.iünehen Patentanwalt

zulässig ist. Die Erfindung geht nämlich von der Erkenntnis aus, daß der hohe Verschleiß der Dichtungspackung im wesentlichen von Üchleppöl herrührt, welches zwischen den beiden Packungen eingefangen., wird", die in einer Dichtung erforderlich sind, welche "beidseitig beaufschlagt werden kann.

Da gemäß der Erfindung eine einseitig beaufschlagbare Dichtungspackung ausreicht, um die erforderliche Abdichtung des Foraschließkolbens gegenüber dem Formschließzylinder zu erreichen, kann grundsätzlich, kein dchleppöl mehr eingefangen werden, da der bei den bekannten Anordnungen zwangsläufig vorhandene Zwischenraum zwischen den beiden Packungsteilen gemäß der Erfindung entfällt.

Weiterhin führt der gemäß der Erfindung im Kolbenstangenraum beim Schließen der Form vorgesehene Kompensationsdruck^ zu dem weiteren wesentliehen Vorteil, daß die zum Öffnen der Form erforderliche FormÖffnungskraft aus diesem Kompensationsdruck im Kolbenstangenraum ohne weiteres gewonnen werden kann, wodurch ein besonders schnelles und zuverlässiges Öffnen der Form ohne zusätzlichen Aufwand erreichbar ist.

Vveiterhin führt die _#erfindungsgemäße Formschließvorrichtung zu dem Vorteil, daß eine besonders hohe FormÖffnungskraft zur Verfugung steht, und zwar in der Weise, daß unmittelbar zu Beginn des Öffnungsvorganges bereits die volle erforderliche FormÖffnungskraft auf den Formschließkölben wirken kann; dadurch läßt sich das Öffnen der Form auch bei extrem hohen Formschließdrücken und bei solchen Materialien, die dem Öffnen der Form einen hohen Widerstand entgegensetzen, ohne Schwierigkeiten in zuverlässiger Weise beherrschen.

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Brief vom Blctt 4 Dipl.-Ing. G. Schliebs

^an das Deutsche ratenta&t, MüncLan Patentanwalt

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:

Fig. 1 eine beidseitig be auf schlag bare Packungsciichtung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer formschließvorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 3 einen Axialschnitt des auf dem dchließkolben angeordneten Druckringes und

Fig. 4 einen Querschnitt des in der Pig. 3 dargestellten Druckringes in vergrößertem Maßstab.

In der Fig. 1 ist eine Packungsanordnung dargestellt, wie sie üblicherweise verwendet wird, wenn eine Abdichtung eines hin- und hergehenden Kolbens oder einer hin- und hergehenden Stange erforderlich ist. Zwei gegeneinander geschaltete Kegelformsätze 21 schließen einen Gleitring 22 ein, der eine Ausnehmung 23 aufweist, in welcher sich das zwischen den beiden Kegelformsätzen 21 eingebrachte Schleppöl ansammeln kann, welches über die Leitung 24 abgeführt wird ο

G-emäß Fig. 2 ist im Formschließzylinder 6 ein Formschließkolben 5 mit einer Kolbenstange 13 hydraulisch steuerbar, um ein (nicht dargestelltes) an der Kolbenstange 13 angebrachtes Formteil einer Spritzgußform zum Schließen und zum Öffnen der Form hin- und her zubewegen. Um den Formschließkolben 5 aus der geöffneten Stellung in die Schließstellung zu bringen, wird zunächst über eine Niederdruckleitung 17, welche zentral durch eine im Formschließzylinder 6 fest angebrachte innere Kolbenführungsstange "te hindurchgeführt ist, Drucköl in einen Kolbeninnenraum 19

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Brief vom ßlalt 5 Dipl.-Ing. 6. Schliebs

an das Deutschte iaterrüciiiiu, München Patentanwalt

gefördert, wodurch der Formschließkolben 5 bereits praktisch in die schließstellung gefahren, wird. Diese Schließbewegung wird mit einer verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit - im sog. Eilgang - bei relativ geringem Druck ausgeführt, da hierbei keine nennenswerten Widerstände zu überwinden sind. Der volle Forrusehließäruck von bis zu 500 atü wird über die Hochdruckleitung 20 in den Druckraum 1 eingeleitet, der auf der von der Kolbenstange 13 abgewandten Seite des Formschließkolbens 5 im Formschließzylinder 6 gebildet ist. Der Formschließdruck wirkt auf die Schließkolbenstirnfläche 4, und über die Hydraulikleitung 3 wird der Formschließdruck zugleich in den Kolbenstangenraum 2 übertragen, indem über das in dieser Richtung geöffnete Rückschlagventil 8 aus dem Druckraum 1 Drucköl in den Kolbenstangenraum 2 gelangt. Folglich wirkt auf eine die Kolbenstange 13 konzentrisch umgebende Ringfläche 12 derselbe Druck wie auf die gegenüberliegende Schließkolbenstirnflä.che 4. Aus der Flächendifferenz zwischen der Schließkolbenstirnfläche 4 und der Ringfläche 12 des Formschließkolbens 5 ergibt sich die auf die Form wirkende Zuhalte- oder Formschließkraft. In der in der Fig. 2 dargestellten Anordnung beträgt die Ringfläche 12 etwa 10 ^c/> der Schließkolbenstirnfläche 4, auf welche der Schließdruck von bis zu etwa 500 atü wirkt. Y/ährend dieser dchließdruck sowohl im Druckraum 1 als auch ia Zolbenstangenraum 2 wirksam ist, besteht keine Notwendigkeit, daß durch die Dichtungspackung 9, 10, 11 verhindert wird, daß Drucköl aus dem Druckraum 1 in den Kolbenstangenraum 2 strömt. Im Gegenteil, es kann allenfalls erwünscht sein, einen möglichst hohen Kompensationsdruck im Kolbenstangenraum 2 aufzubauen, so daß eine Strömung von Drucköl aus dem Druckraum 1 in den Kolbenstangenraum parallel zu der Hydraulikleitung 3 der Arbeitsweise der Formschließvorrichtung nur dienlich sein kann. \

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I.-lng. G

das Deutsclie Patentamt;, Manchen Patentanwalt

⁶ Dipl..|„g. G. Sehliefa,

Da unter dem extrem hohen Schließdruck von etwa 500 atü von dem Formschließkolben 5 nur ein minimaler Weg in der Größenordnung von wenigen Liillimetern zurückgelegt wird, ist der Verschleiß der Dichtungspackung 9» 10, 11 äußerst gering, und zwar insbesondere deshalb, weil auf diesem Verschiebeweg der Druckring 10 nicht besonders fest an die Innenwand des Fornischließzylinders 6 angedrückt werden muß.

Falls sich im Kolbenstangenraum 2 Drucköl befindet, während der Formschließkolben 5 im Eilgang -in die Schließstellung gefahren wird, so kann dieses Öl über die Leitung 25 entweichen. Zweckmäßigerweise wird die leitung 25 über ein entsprechendes Ventil geöffnet, sobald der Formschließkolben 5 im Eilgang in die Schließstellung gefahren wird, während die leitung 25 durch eine entsprechende Steuerung dicht verschlossen ist, sobald der über die Hochdruckleitung 20 in den Forms chlieiSzylind er 6 eingeleitete Formschließdruck wirksam ist.

Zur Abdichtung der Kolbenstange 13 gegenüber dem Formschließ zylinder 6 genügt eine normale, herkömmliche Kolbenstangenpackung 16.

Um die Form zu öffnen, genügt es, eine Druckentlastung der Schließkolbenstirnfläche 4- herbeizuführen, weil aufgrund des im Kolbenstangenraum 2 herrschenden hohen Drukkes auf die Ringfläche 12 des Formschließkolbens 5 eine verhältnismäßig große Kraft wirkt, welche zuverlässig ausreicht, um die Form momentan zu öffnen. Dabei legen sich die lippen des Druckringes 10 dichtend an die Innenwand des Formschließzylinders 6 an, so daß der Druck auf der Kolbenstangenseite im Kolbenstangenraum 2 zunächst voll aufrechterhalten bleibt. Damit steht zum Öffnen der Form von Anfang an der volle erforderliche Formöffnungsdruck

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Brief vom BIaM 7 Dipl.-Ing. G. Sdiliebs

an das Deutsclie Patentamt, München . \ Patentanwalt

zur Verfügung, und erst in dem Maß, in welchem der Formschließkolben 5 in die geöffnete Stellung geht, erfolgt eiη Druckabfall im Koltenstangenraum 2. Bei einem' derart gesteuerten OffnungsVorgang wird unter dem hohen Öffnungsdruck nur ein minimaler Weg zurückgelegt, welcher jedoch ausreicht, um ein zuverlässiges Aufreißen der Form zu ge- ?;ährleisten. Der geringe Verschiebeweg des Formschließkolbens 5 unter extrem hohem Druck wirkt sich auf die Lebensdauer des Druckringes 10 sehr günstig aus. Wie aus dem oben geschilderten Bewegungsablauf beim Schließen und beim Öffnen der Form ersichtlich ist, ist nur eine einseitige Abdichtung des Formschließkolbens 5 durch den Druckring 10 in Verbindung mit den Bronzeringen 9 und dem Stützring 11 erforderlich, wobei"sich in dieser Packungsanordnung kein Schleppöl ansammeln kann; außerdem werden unter hoher Druckbelastung der Packungsdichtung nur minimale Wege zurückgelegt. Diese beiden letztgenannten Vorteile tragen sehr wesentlich dazu bei, daß der Verschleiß der Packungsdichtung 9, TO, 11 minimal gehalten werden kann.

In den Fig. 3 und 4 ist in vergrößertem Haßstab die Ausbildung des Druckringes 10 dargestellt. -Um eine besonders gute Abdichtung zu erreichen, weist der Druckring 10., der zweckniäßigerweise aus Bronzeschleuderguß hergestellt ist, auf seiner Innen- und auf seiner Außenunifangsfläche jev/eils eine radiale Kuΐ 14 bzw. 14' auf, welche dazu beiträgt, und zwar in Verbindung mit der im wesentlichen parallel· zum Umfang verlaufenden V-förmigen Ausnehmung 26, daß schräg nach außen stehende Dichtlippen 15 bzw. 15' gebildet sind. Durch diese elastischen Dichtlippen 15 und 15'> die sich an die Innenwand des Formschließzylinders 6 gut dichtend anlegen, bleibt während des Aufreißens der Form ■ der Über druck im Kolbenstangenrauiii 2 gegenüber dem Druckraum 1 voll bestehen, indem nämlich über den Stützring 11,

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Brief vom Bluft 3 Dipl.-Ing. G. Schliebs

^on das Deutscne-patentaiirb, künchen Patentanwalt

welcher in die Ausnehmung 26 eingreift, die Dichtlippeη 15 und 15' hydraulisch an die Innenwand des Formscaließzylinders 6 angedrückt werden.

Pa t e nt a na pr üc he

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Claims

Brief vom Blait 9 Dipl.-Ing. G. Schliebs

an das Deutsche latentaiLt, München Patentanwalt

Patentansprüche

Λ.) Formschließvorrichtung für eine Spritzgußmaschine mit einem doppelt wirkenden hydraulischen Schließzylinder, der durch einen mittels eines Gleitringes geführten Kolben mit einer Packungsanordnung in einen Druckraum und einen von einer Kolbenstange durchsetzten Kolbenstangenraum unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (1) und der Kolbenstangenraum·(2) über eine Hydraulikleitung (3) miteinander verbunden sind, welche geöffnet ist, solange der Druckraum unter Druck steht und verschlossen ist, sobald der Druekraum druckentlastet ist, und daß die Packungsanordnung derart ausgebildet ist, daß ein Überdruck im Kolbenstangenraum (2) gegenüber dem Druekraum (1) kurzzeitig aufrecht erhalten bleibt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hydraulikleitung (5) ein Rückschlagventil (8) vorgesehen ist, weiches in der Richtung vom Kolbenstangenraum (2) zum Druekraum (1) schließt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Kolbenstange (13) etwa 90 $ der Kolbenstirnfläche einnimmt.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließdruck im Schließzylinder etwa 500 atü beträgt.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Packungsanordnung wenigstens einen G-leitring (9) aufweist, neben welchem

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ein Druckring (10) und ein Stützring (11) angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gieitring (9) auf der öeite des Druckraumes (1) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitring (9) aus Bronze besteht.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß der ötützring (11) aus Stahl besteht.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (4) aus Teflon besteht und daß als Druckring (10) ein O-Ring verwendet ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckring (10) aus Bronzeschleuderguß besteht und auf seiner Innen- und auf seiner Außenumfangsfläche jeweils eine radiale Hut (14, H') aufweist, derart, daß schräg nach außen stehende Dichtlippen (15, 15') gebildet sind.

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