DE2351222C3 - Formschließvorrichtung für eine Spritzgußmaschine mit einem doppelt wirkenden hydraulischen Schließzylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Formschließvorrichtung für eine Spritzgießmaschine mit einem doppelt wirkenden hydraulischen Schließzylinder, der durch einen mit·' tels eines Gleitringes geführten Kolben mit einer Dichtungsanordnung in einen Druckraum und einen von einer Kolbenstange durchsetzten Kolbenstangenraum unterteilt ist und bei dem der Druckraum und der KoI-benstängenraum über Steuerventile an eine Drucklei

tung bzw. an eine Ableitung anschließbar sind.

Bei einer derartigen bekannten Formschließvorrichtung (DE-AS 11 30 154) ist es im normalen Betrieb üblich, den Formschließkolben von der einen Seite her hydraulisch derart zu beaufschlagen, daß die Formschließkraft aufgebracht wird, während die zum Aufreißen de,· Form erforderliche Formöffnungskraft dadurch erzeugt wird, daß der Formschließkolbün auf seiner anderen Seite hydraulisch beaufschlagt wird. Dabei

ίο entsteht das Problem, daß der Formschließkolben im Formschiießzylinder abgedichtet werden muß. In der Praxis hat sich gezeigt, daß die zu dieser Abdichtung verwendeten Dichtuugspackungen einem besonders starken Verschleiß unterworfen sind. Die aufgetretenen Verschleißerscheinungen wirken sich insbesondere deshalb besonders nachteilig aus, weil einerseits wegen der in beiden Richtungen erforderlichen Dichtwirkung verhältnismäßig aufwendige Packungen verwendet werden müssen und andererseits diese Packungen beim Auswechseln nur schwer zugänglich sind. Darüber hinaus führt das Auswechseln der Dichtungspackungen zu verhältnismäßig langen Ausfallzeiten der gesamten Spritzgießmaschine.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Formschließvorrichtung der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß selbst bei extrem hohen Schließdrücken (über 400 atü) zwischen dem Schließkolben und dem Schließzylinder ein besonders einfaches Dichtungselement verwendbar ist, welches dennoch eine außerordentlich hohe Lebensdauer aufweist. Diese Aufgabe wird bei einer Formschließvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Druckraum und der Kolbenstangenraum über eine Hydraulikleitung miteinander ver-

Bunden sind, in der ein Rückschlagventil angeordnet ist, welches sich in der Richtung vom Kolbenstangenraum zum Druckraum schließt, sobald der Druckraum druckentlastet ist und daß die Dichtungsanordnung nur bei einem Überdruck im Kolbenstangenraum gegenüber dem Druckraum abdichtet.

Damit wird erreicht, daß der Formschließkolben im Formschließzylinder nur in einer einzigen Richtung abgedichtet werden muß, während in der entgegengesetzten Richtung der Durchtritt von Drucköl zulässig ist.

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

Da gemäß der Erfindung eine einseitig beauschlagba re Dichtungspackung ausreicht, um die erforderliche Abdichtung des Formschließkolbens gegenüber dem Formschließzylinder zu erreichen, kann grundsätzlich kein Schleppöl mehr eingefangen werden, da der bei den bekannten Anordnungen zwangsläufig vorhandene Zwischenraum /wichen den beiden Packungsteilen gemäß der Erfindung entfällt.

Weiterhin führt der gemäß der F^;.rfindung im Kolben stangenraum beim Schließen der Form vorgesehene Kompensationsdruck zu dem weiteren wesentlichen Vorteil, daß die zum öffnen der Form erforderliche Formöffnungskraft aus diesem Kompensationsdruck im Kolbensfarigenraum ohne weiteres gewohnen werden kann, wodurch ein besonders schnelles und zuverlässiges Öffnen der Form ohne zusätzlichen Aufwand erreichbar ist.
Weiterhin führt die erfindungsgemäße Formschließ·'

vorrichtung 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 Formschließkolben 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.

Es ist zwar an sich bekannt (DD-PS 60 415), bei einer Formschließvorrichtung für eine Spritzgießmaschine den Druckraum mit dan Kolbenstangenraum über Hydraulikleitungen und Ventile zu verbinden. Diese Verbindung ist aber nur während der anfänglichen Schließbewegung (Schnellauf) geöffnet, so daß die Hydraulikflüssigkeit aus dem Kolbenstangenraum in den Druckraum strömt Der hierbei auftretende Druck ist verhältnismäßig gering, so daß die Beanspruchung der Kolbendichtung ebenfalls gering ist. Das Rückschlagventil schließt hier nicht zum Druckraum hin, sondern in entgegengesetzter Richtung. Sobald der Druckraum der bekannten Vorrichtung mit dem zum Autbringen der Schließkraft erforderlichen Druck beaufschlagt wird, wird die Leitungsverbindung zwischen dem Kolbenstangenraum und dem Druckraum unterbrochen; die kolbenstangenseitigen Räume sind mit dem Rücklauf verbunden und daher drucklos. Die Kolbendichtung muß als in beiden Richtungen wirkende Dichtung ausgeführt sein; diese Dichtung wird beim Aufbringen der vollen Schließkraft am Ende des Schließvorganges rrit dem im Druckraum herrschenden hohen Druck einseitig beaufschlagt, was zu den erwähnten Nachteilen führt.

Im Gegensatz dazu ist bei der Erfindung der Druckraum mit dem Kolbenstangenraum auch dann über die Hydraulikleitung verbunden, wenn der Druckraum mit dem hohen Druck am Ende des Schließvorganges beaufschlag* wird. Dieser hohe Druck stehl im Kolbenstangenraum in gleicher Höhe an. wirkt jedoch nur auf eine wesentlich kleinere Kolbenfläche, so daß sich eine hohe Kolbenkraft ergibt, die für das Schließen der Form und insbesondere für das Halten im geschlossenen Zustand erforderlich ist. Die Kolbendichtung ist dabei k?iner höheren Beanspru-hung ausgesetzt, so daß der Verschleiß sehr gering ist.

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

F ι g 1 eine beaufscMagbare Dichtungsanordnung,

F i g. 2 eine schematiche Darstellung einer Formschließvorrichtung.

F ι g. J einen Axialschnitt des auf dem Schheßkolben angeordneten Druckringes und

F ι g. 4 einer. Querschnitt des in der F ι g. 3 dargestellten Druckringes in vergrößerter Darstellung

In der F i g. I ist eine Dichtungsanordnung 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 Lektung 24 abgeführt wird.

Gemäß Fig.2 ist un Schließzylinder 6 ein Formschließkolben 5 mit einer Kolbenstange 13 hydraulisch steuerbar, um ein (nicht dargestelltes) an der Kolbenstange 13 angebrachtes Formteil einer Spritzgießform zum Schließen und zum öffnen der Form hin- und heriubewegen. Um den Formschließkolben 5 qus der geöffneten Stellung in die Schließstellung zu bringen, wird s zunächst über eine Niederdruckleitung 17, welche zentral durch eine im Schließzylinder 6 fest angebracht--· innere Kolbenführungsstange 18 hindurchgeführt ist, Drucköl in einen Kolbeninnenraum 19 gefördert, wodurch der Formschließkolben 5 bereits praktisch in die

ίο Schließstellung gefahren wird. Diese Schließbewegung wird mit einer verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit — im sogenannen Eilgang — bei relativ geringem Druck ausgeführt, da hierbei keine nennenswerten Widerstände zu überwinden sind. Der volle Formschließdruck von bis zu 500 atü wird über eine Hochdruckleitung 20 in den Druckraum 1 eingeleitet, der auf der von der Kolbenstange 13 abgewandten Seite des Formschließkolbens 5 im Schließzylinder 6 gebildet ist. Der Formschließdruck wirkt auf die Schließkolbenstirnfläche 4, und über eine Hydr^likleitung 3 wird der Formschließdruck zugleich in den Kolbenstangenraum 2 übertragen, indem über ein in dieser Richtung geöffnetes Rückschlagventil 8 aus dem Druckraum 1 Drucköl in den Kolbenstangenraum 2 gelangt. Folglich wirkt auf ^.ine die Kolbenstange 13 konzentrisch umgebende Ringfläche 12 derselbe Druck wie auf die gegenüberliegende Schließkolbenstirnfläche 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 F i g. 2 dargestellten Anordnung beträgt die Ringfläche 12 etwa 10% der Schließkolbenstirnfläche 4, auf welche der Schließdruck von bis zu etwa 500 atü wirkt. Während dieser Schließdruck sowohl im Druckraum 1 als auch im Kolbenstangenraum 2 wirksam ist, besteht keine Notwendigkeit, daß durch die Dichtung 9, 10, 11 verhindert wird, daß Drucköl aus dem Druckraum 1 in den Kolbenstangenraum 2 strömt. Im Gegen teil, 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 2 parallel zu der Hydraulikleitung 3 der Arbeitsweise der Formschließvorrichtung nur dienlich sein kmn.

Da unter dem extrem hohen Schließdruck von etwa 500 atü von dem Formschließkolben 5 nur ein minimaler Weg in der Größenordnung von wenigen Millimetern zurückgelegt wird, ist der Verschleiß der Dichtung 9, 10. 11 äußerst gering, und zwar insbesondere deshalb.

weil auf diesem '-'erschiebeweg der Druckring 10 nicht besonders fest an die Innenwand des Schließ/yhndirs 6 angedrückt werden muß.

. a.ls sich im Kolbenstangenraum 2 Drucköl befindet, während der Formschließkolben 5 im Filgang in die Schließstellung gefahren wird, so kann dieses Öl liber die Leitung 25 entweichen. Zweckmäßigerweise wird die Leitung 25 über ein entsprechendes Ventil geöffnet, sobald der Formschließkolben 5 im Filgang in die Schließstellung gefahren wird, während die Leitung 25 durch eine entsprechende Steuerung dieht verschlossen ist, sobald der über die Hochdruckleitung 20 in den Schließzylinder 6 eingeleitete Formschließdruck wirksam ist.
Zur Abdichtung der Kolbenstange 13 gegenüber

dem Schließzylinder 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 Druckes 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 Kolbenstangenrautn 2 zunächst voll aufrechterhalten bleibt Damit steht zum öffnen der Form von Anfang an der volle erforderliche Formöffnungsdruck zur Verfügung, und erst in dem Maß, in welchem der Formschließkolben in die geöffnete Stellung geht, erfolgt ein Druckabfall im Kolbenstangenraum 2. Bei einem derart gesteuerten Öffnungsvorgang wird unter dem hohen Öffnungsdruck nur ein minimaler Weg zurückgelegt, welcher jedoch ausreicht, um ein zuverlässiges Aufreißen der Form zu gewährleisten. Der geringe Verschiebeweg des Formschließkolbens 5 .nt»» nw».-t

dauer 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 dem Gleitring 9 aus Bronze und dem Stützring 11 erforderlich, wobei sich in dieser Dichtung kein Schleppöl ansammeln kann; außerdem werden unter hoher Drückbelastung der Dichtung nur minimale Wege zurückgelegt. Diese beiden letztgenannten Vorteile tragen sehr wesentlich dazu bei, daß der Verschleiß der Dichtung 9, 10,11 minimal gehalten werden kann.

In den F i g. 3 und 4 ist in vergrößertem Maßstab die Ausbildung des Druckringes 10 dargestallt. Um eine besonders gute Abdichtung zu erreichen, weist der

ίο Druckring 10, der zweckmäßigerweise aus Bronzeschleuderguß hergestellt ist, auf seiner Innen- und auf Seiner Aüßenumfängsfläche jeweils eine radiale Nut 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 bzw. innen stehende Dichtlippen 15 bzw. 15' gebildet sind. Durch diese elastischen Dichtlippen 15 und 15', die sich an die innenwand des Schließzylin- ~£rs 6 "Hl dichtend anlegen bleibt v/ährend des Aufr⁰!·· Bens der Form der Überdruck im Kolbenstangenraum 2 gegenüber dem Druckraum 1 voll bestehen, indem nämlich über den Stürzring 11, welcher in die Ausnehmung 26 eingreift, die Dichtlippen 15 und 15' hydraulisch an die Innenwand des Schließzylinders 6 angedrückt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Formschließvorrichtung füi eine Spritzgießmaschine mit einem doppelt wirkenden hydraulischen Schließzylinder, der durch einen mittels eines Gleitringes geführten Kolben mit einer Dichtungsanordnung in einen Druckraum und einen von einer Kolbenstange durchsetzten Kolbenstangenraum unterteilt ist und bei dem der Druckraum und der Kolbenstangenraum über Steuerventile an eine Druckleitung bzw. an eine Ableitung anschließbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (1) und der Kolbenstangenraum (2) über eine Hydraulikleitung (3) miteinander verbunden sind, in der ein Rückschlagventil (8) angeordnet ist, welches sich in der Richtung vom Kolbenstangenraum (2) zum Druckraum (1) schließt, sobald der Drui_kraum druckeniiistet ist, und daß die Dichtungsanordnung (9, 10, 11} nur bei einem Überdruck im Kolbenstangenraum (2) gegenüber dem Druckraum (1) abdichtet.

2. Formschließvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Kolbenstange (13) etwa 90% der Schließkolbenstirnfläche (4) einnimmt.

3. Formschließvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließdruck im Schließzylinder (6) etwa 500 atü be'rägt

4. Formschließvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Gddurch gekennzeichnet, daß bei der Dichtungsanordnung neben dem Gleitring (9) ein Druckring (10) .. nd ein Stützring (11) angeordnet sind.

5. Formschließvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitring (9) auf der Seite des Druckraumes (1) angeorndet ist.

6. Formschließvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitring (9) aus Bronze besieht.

7. Formschließvorrichtung nach einem der Aniprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (11) aus Stahl besteht.

8. Formschließvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5. dadurch gekennzeichnet, daß der Stürzring (U) aus Polytetrafluoräthylen (PTFE) besteht und daß als Druckring (10) ein O-Ring verwendet ist.

9. Formschließvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckring (10) aus Bron/eschleuderguß besteht und auf seiner Innen- und auf seiner Außenumfangsfläche jeweils eine radiale Nut (14. 14') aufweist derart, daß schräg nach außen bzw. nach innen stehende Dichtlippen (15. 15') gebildet sind.