DE2806051A1

DE2806051A1 - Spritzgussmaschine

Info

Publication number: DE2806051A1
Application number: DE19782806051
Authority: DE
Inventors: Kazuyoshi Segawa
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1977-02-15
Filing date: 1978-02-14
Publication date: 1978-08-17
Also published as: FR2380094B1; CH619638A5; JPS5819383B2; JPS53100128A; DE2806051C2; US4208879A; IT7848024A0; IT1101792B; FR2380094A1; GB1581799A

Description

TOSHIBA KIKAI KABUSHIKI KAISHA, Tokio/Japan

Spritzgußmaschine.

Die Erfindung betrifft Spritzgußmaschinen, in denen geschmolzenes Metall oder Spritzgußmassen in eine Form mit hoher Geschwindigkeit und unter hohem Druck eingespritzt werden.

Zur Zeit sind drei verschiedene Arten a), b) und c) von Spritzgußmaschinen bekannt. Diese verschiedenen Arten von Spritzgußmaschinen werden in Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 3 im folgenden erläutert.

(a) Einfache Spritzgußmaschine.

Diese Maschine enthält einen einfachen Zylinder, dejr an ein Druckmittelsystem angeschlossen ist. Nach Fig. 1 enthält der Einspritzzylinder 2 einen Einspritzkolben 3 und ist an einen Behälter 1 angeschlossen, der Öl oder eine · andere Flüssigkeit unter hohem Gasdruck enthält. Das Öl in dem Behälter 1 wird dem Zylinder 2 über Leitungen 5, 6 und 7 und ein Umsteuerventil 4 zugeführt.Wenn dieses Ventil sich in der Stellung Z nach Fig. 1 befindet, wird das Öl dem Zylinder 2 zugeleitet,um den Einspritzkolben 1 mit hoher Geschwindigkeit zu bewegen. Wenn das Ventil 4 in die Stellung Y bewegt wird, nimmt die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens 3 ab und ist kleiner als diejenige, wenn sich das Ventil 4 in der Stellung Z befindet. Wenn das Ventil 4 in die Stellung X bewegt wird, wird der Kolben 3 zurückge-

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zogen , indem die linke Seite des Kolbens mit einer nicht dargestellten Ölpumpe über eine Leitung H verbunden wird.

Wenn auch diese einfache Spritzgußmaschine einen einfachen Aufbau hat und leicht bedient werden kann, ist es notwendig, eine große Menge Öl dem Zylinder 2 und dem Vorratsbehälter 1 zuzuführen, um den Hub zu bewirken. Infolge der durch die Leitungen 5, 6 und 7 fließenden Druckflüssigkeit treten gefährliche Druckschläge auf,wenn der Einspritzkolben 3 nach Ausführung des Einspritzhubes angehalten wird, so daß ein hoher Druckanstieg in dem Einspritzzylinder 2 auftritt, der während einer beträchtlichen Zeit anhält. Da dieser Druck auf das geschmolzene Metall in der Form durch den Kolben 3 übertragen wird, können Fehler in dem Gußstück auftreten. Wenn die Spritzgußerzeugnisse einen großen Querschnitt haben, kann es dazu kommen,daß die Form durch den Überdruck geöffnet wird.

(b) Spritzgußmaschine mit Rückkopplungsleitung.

Fig. 2 zeigt eine Maschine dieser Art, wobei z.Teil die. gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet sind. Bei dieser Maschine ist eine Rückkopplungsleitung 8,9 vorgesehen, und ein Absperrventil 10 liegt zwischen der hinteren Kammer B und der vorderen Kammer P des Einspritzzylinders 2, um das Öl vender hinteren Kammer B in die vordere Kammer P umzuleiten, wenn der Einspritzkolben 3 nach vorne bewegt wird. Wie weiter unten noch ausführlich beschrieben wird,ist das Absperrventil 10 während des Hinlaufs des Einspritzkolbens 3 voll geöffnet, wird aber durch eine Feder geschlossen, wenn ein Rückschlagventil geöffnet wird. Wenn der Einspritzkolben 3 zurückgezogen werden soll, wird das Steuerventil 4 in die- Stellung X gebracht, so daß Drucköl dem Absperrventil 10 über eine Leitung H, über ein Ventil 4 und eine Hilfsleitung 11 zugeführt wird, so daß das Ventil 10 sich schließt. Ein Folgeventil 12

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zur Druckentlastung ist an die hintere Kammer B über eine Leitung 14 angeschlossen. Das Ventil 12 wird durch eine Feder geschlossen, wenn der Einspritzkolben 3 sich nach vorne bewegt; wenn jedoch der Einspritzkolben seinen Hinlauf beendet hat, wird der durch die Hilfsleitung 13 dem Ventil 12 zugeführte Druck größer als die Kraft der Feder. Das Folgeventil 12 wird geöffnet , um das Öl in der hinteren Kammer B in einen Behälter über die Leitungen 14, 12, 15 und 16 zu leiten, so daß der Druck , der durch den Einspritzkolben 3 erzeugt wird, erhöht wird. Ein Rückschlagventil 17 liegt parallel zu dem Folgeventil 12, um das DruckÖl der hinteren Kammer B zuzuleiten, wenn das Steuerventil 4 in die Stellung X bewegt wird, um den Einspritzkolben 3 zurückzuziehen.

Wenn bei dieser Maschine der Einspritzkolben 3 nach vorn bewegt wird, wird das Öl aus der hinteren Kammer B in die vordere Kammer P übertragen , so daß es möglich ist, einen Einspritzvorgang mit hoher Geschwindigkeit durchzuführen, indem eine verhältnismäßig kleine Menge Öl dem Einspritzzylinder 2 von dem Behälter 1 zugeführt wird. Bei Beendung des Einspritzvorganges wird die Rückkopplungsleitung unterbrochen, während gleichzeitig der Druck in der hinteren Kammer B entlastet wird, so daß ein hoher Druck auf das in die Form eingespritzte geschmolzene Metall übertragen wird.

Diese Art der Maschine hat gegenüber der einfachen Maschine verschiedene Vorteile, da keine Druckschläge auftreten und eine hohe Einspritzgeschwindigkeit mit einer kleineren Menge von Druckmittel erzielt werden kann. Da jedoch eine verhältnismäßig lange Zeit von einigen Zehntel bis zu mehreren Hundertstel Millisekunden erforderlich ist, bevor der auf das geschmolzene Metall ausgeübte Druck nach Beendigung des Einspritzvorganges erhöht werden kann, nimmt möglicherweise die Temperatur des geschmolzenen Metalles während dieser Zeit ab, so daß es nicht möglich ist, einen

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genügend hohen Druck auf das geschmolzene Metall auszuüben. Aus diesem Grund ist es nicht möglich, einwandfreie Erzeugnisse zu erhalten. Wenn auch bei der Maschine: mit Rückkopplungsleitung der Vorteil gegenüber der einfachen Spritzgußmaschine besteht, daß die Druckschläge vermindert werden, die durch das große Gewicht der bewegten Bauteile, wie z.B. den Einspritzkolben und die Kolbenstange , auftreten, erzeugt ein großes Trägheitsmoment eine hohe Druckspitze auf das in die Form eingespritzte geschmolzene Metall.

(c) Spritzgußmaschine mit Druckerhöhung.

Fig. 3 zeigt eine Maschine mit Druckerhöhung, bei der wieder Bezugszeichen aus Fig.l und 2 übernommen sind. Der Durchmesser des Einspritzzylinders 2 ist kleiner, als der des Zylinders bei der einfachen Maschine und bei der Maschine mit Rückkopplungsleitung, so daß ein Einspritz Vorgang hoher Geschwindigkeit mit einer verhältnismäßig kleinen Druckmittelmenge durchgeführt werden kann. Bei dieser Maschine ist ein Druckerhöhungszylinder 20 mit dem vorderen Ende des Zylinders 2 verbunden und enthält einen Druckerhöhungskolben 21 , der einen Abschnitt mit großem Durchmesser und einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser aufweist, so daß der Flüssigkeitsdruck in umgekehrtem Verhältnis zu dem Flächenverhältnis der Hochdruckseite P^- und der Niederdruckseite P₂ erzeugt wird. Ein Folgeventil 22 ist vorgesehen, um die Leitung zu steuern, die von der Rückseite des Druckerhöhungskolbens 21 mit großem Durchmesser zu der hinteren Kammer des Einspritzzylinders 2 führt und zur Auslaßleitung 15 über Leitungen 24 und 25 , so daß der Zeitpunkt des Arbeitsbeginnes des Druckerhöhungskolbens 21 gesteuert wird. Bei Beendung des Einspritzhubes nimmt der Druck in der Hilfsleitung 23 zu , so daß das Folgeventil 22 geöffnet wird, um den Druckerhöhungskolben 21 nach vorne zur Erhöhung des Druckes zu bewegen. Ein Rückschlagventil 26 ist in dem Druck-

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erhöhungskolben 21 vorgesehen und ein Rückschlagventil 17 liegt parallel zu dem Folgeventil 22 und wird dazu benutzt, um Drucköl der Rückseite des Druckerhöhungskolbens 21 zur Zurückbewegung desselben zuzuführen.

Wenn das Steuerventil 4 in die in Fig. 3 dargestellte Lage gebracht ist, wird die Flüssigkeit aus dem Behälter der vorderen Kammer P£ des Einspritzzylinders 2 über Leitungen 5 und 6, das Steuerventil 4, die Leitung 7, und ein Rückschlagventil 26 zugeführt, so daß der Einspritzkolben vorgeschoben wird. Während dieses Hubes wird das Folgeventil 22 in seiner geschlossenen Stellung durch eine Feder gehalten, so daß der Druckerhöhungskolben 21 gegen Vorwärtsbewegung gesperrt ist. Wenn das Einströmen des geschmolzenen Metalles in die Form beendet ist, hört die Vorwärtsbewegung des Einspritzkolbens 3 auf. Das Folgeventil 22 ist durch die zugeführte Druckflüssigkeit voll geöffnet, die es über die Hilfsleitung 23 erhält, so daß der Druckerhöhungskolben 21 sich nach vorn bewegen kann. Das Rückschlagventil 26 wird geschlossen, um den Druck der Flüssigkeit, die sich in der Kammer Pp zwischen dem Kolben 3 und dem Teil des Druckerhöhungskolbens 21 mit kleinem Durchmesser befindet,auf einer Wert zu erhöhen, der höher ist,als der Druck der Flüssigkeit, die aus der Druckmittelquelle 1 zugeführt wird, und zwar im Verhältnis der Flächen der Abschnitte mit großem und kleinem Durchmesser des Druckerhöhungskolbens 21.

Bei dieser Maschine sind die Druckschläge und der Einspritzkolben 3 kleiner als die der einfachen Maschine und der Spitzendruck, der durch das Trägheitsmoment der bewegten Teile erzeugt wird, ist niedriger als bei der Maschine mit Rückkopplungsleitung; es ist jedoch eine Zelt von einigen zehntel bis zu mehreren hundertstel Millisekunden zwischen der Beendung des Einspritzhubes und dem Aufbau eines genügenden Druckes erforderlich, der von dem Druckerhöhungskolben 21 hervorgerufen wird und auf das eingespritzte geschmolzene Metall einwirkt. Obwohl es möglich ist, mit

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dieser Maschine die ZaIiX der Fehler zu vermindern im Yergleich zu der einfachen Spritzgußmasehine werden dock keine einwandfreien Erzeugnisse wie mit der Eopplungsleitung erzielen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Spritzgpßmaschine anzugeben, die die verschiedenen Nachteile der bekannten Maschinen nicht aufweist- Yor allen Dingen sollen die Bruckschlage vermindert oder ganz beseitigt werden , und es soll die Geschwindigkeit des Einspritzkolbens während des Einspritzhtibes veränderbar sein- Ferner soll die Spritzgußmaschine in der Lage sein, Schwierigkeiten zu vermeiden, die durch adiabatische Kompression von Gasen in der Form hervorgerufen, werden.

Gemäß der Erfindung ist die SpritzgußmascMne, welche die im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen. Merkmale aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Bruckmittelquelle tmd eine zweite Yentilanordnung vorgesehen ist, die zwischen der zweiten Drtickmi-frfeelciiielle und dem Drtickerhohungszylincler liegt»

Weitere Merkmale und! Einzelheiten der Erfindung sowie Yorteile gehen aus der ausführlichen Beschreibung van einem itasführungsbeispiel hervor, das in Fig. 4· dargestellt ist.

Fig. 1, 2 UEBi 3 zeigen bekannte Äüsfuhrungsfarmen van SpritzgtißmaschJoien und.

Fig. 4 ist eine schematische Barstellung,, die eine Spritzgußmasehine gemäß der Erf ineLung teilweise im Schnitt zeigt.

Die Spritzgttßmaschine gemäß der Erfindung nach Fig. enthalt einen. Einspritzzylinder 3L_x einen, Einspritzkalben 32. g der in dem Zylinder gleitend gefuhrt ist tradl ein Brück erhöhungssystem mit einem SruckerhShungszylliidler 33

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einem Druckerhöhungskolhen 34, der einen Abschnitt mit großem Durchmesser innerhalb des DruekerhöTiungszylinders 33 aufweist und einen Abschnitt mit kleinerem Durchmesser, der In die Vorderkanmer A des Einspritzzylinders 31 hineinragt, um eine Kraft zxfischen dent Einspritzzylinder 31 und den Druckerhöhungszylinder 33 zu übertragen- ¥enn der Einspritzkolben 32 in seine rückwärtige Grenzlage zurückgezogen ist, wie in Fig. 4 dargestellt ist,liegt der Druckerhöhungskalben 34 etwa in der Mitte des Druckerhöhungszylinders 33 » um Drticksehläge zu verhindern. Sine Kickkopplungsleitung 35 ist so ausgebildet, daß sie das Druckmittel aus der hinteren Kammer B des Einspritzzylinders 31 in die vordere Kammer A umleitet» wenn, der Einspritzkolben 32 nach vorne bewegt wird, so daB eine Einspritzung mit hoher Geschwindigkeit mit einer kleinen Flüsslgkeitsmenge ermöglicht wird, die der vorderen Kammer A aus einer BruckmittelQiielle 40, z.B. einem Behalter, zugeführt wird. In die Leitung- 35 ist ein Schnellsciiliißventil 36 eingesetzt, das einen Ventilkorper 37 aufweist, der einen Abschnitt mit großem und einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser hat und in dem Ventilgehäuse verschiebbar ist. Das Ende des Abschnittes mit kleinem Durchmesser ragt durch das Yentilgehause in die Außenluft, so daß die Fläche ,auf die das Drucköl einwirkt, kleiner ist als die Fläche auf der Seite nit kleinem Burchmesser. Das Yentil JS kann daher in einer äußerst kurzen Zeit geschlossen werden-Ein Hilfskolben 38 ist ±n dem. Yentü 36 vorgesehen, der dazu benutzt wird, das Yentil 37 durch den Druck zu schliessen, der über die Hilfsleitung 39 zugeführt wird, wens der Einspritzkolben. 32 zurückgezogen, wird.

Die als Behälter 40 ausgebildete Etenckmi-fcfcelquelle ähnelt; dem Behalter 1 in Fig. 1 unci das DrucköT wird der Traröeren

Kammer A des Einspritzzylinders 31 ti&er Leitungen 44, 45 46, ein DurchfluQsteuerventil 41 und ein Hichtxm&s-

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steuerventil 43 zugeführt, welches die Richtung und Geschwindigkeit des Einspritzkolbens 32 steuert, sowie ein Schnellschlußventil 47, das dem Ventil 37 ähnelt und einen Ventilkörper 47 enthält. Ein Hilfszylinder 49 ist mit dem einen Ende des Schnellschlußventiles 47 verbunden und enthält einen Kolben 50. Der Hilfszylinder 49 ist mit der Leitung 46 über eine Hilfsleitung 51 verbunden, so daß das Schnellschlußventil 48 geöffnet wird, wenn der Einspritzkolben 32 zurückgezogen werden soll. Ein zweiter Behälter 52, der ein Druckmittel unter Gasdruck enthält, ist für die Betätigung des Druckerhöhungskolbens 34 und zur Absorption von Druckschlägen vorgesehen. Das Rückschlagventil 53 liegt in Reihe mit den Leitungen 54 und 55, welche den Druckerhöhungszylinder 33 und den zweiten Behälter 52 verbinden, so daß die Flüssigkeit nur von dem Druckerhöhungszylinder zu dem zweiten Behälter durchströmen kann . Ein Umsteuerventil 56 wird durch ein elektrisches Signal betätigt und überbrückt das Rückschlagventil 53 in Reihe mit einem Durchflußsteuerventil 57 und einer Leitung 58. Ein Hilfsrückschlagventil 59 liegt zwischen der hinteren Kammer B des Einspritzzylinders 31 und einem Behälter 139 über Leitungen 66 und 67. Mit dem Rückschlagventil 59 ist ein Umsteuerventil 60 verbunden,welches die Flüssigkeit in der Federkammer des Rückschlagventils 59 ablässt und die Federkammer durch ein elektrisches SignalsüLießt, das z,B. durch einen Grenzschalter erzeugt wird oder aufgrund eines mechanischen Signals, das durch eine Nockensteuerung erzeugt wird, um z.B. das Rückschlagventil 59 zu öffnen oder zu schließen, wenn eine vorbestimmte Zeit nach dem Beginn des Einspritzhubes des Einspritzkolbens 32 abgelaufen ist. Ein Folgeventil 61 liegt parallel zu dem Umsteuerventil 60. Das Folgeventil 61 ist so eingestellt, daß es durch den Hilfsdruck geöffnet wird, der über die Leitung 46 und eine Hilfsleitung 62 zugeführt wird, wenn der Einspritzkolben 32

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seinen Einspritzhub beendet haijund wenn das Umsteuerventil 60 nicht benutzt wird. Die dargestellten Leitungen sind mit dem Bezugszeichen 58 , 63 "bis 67 und 77 "bis 80 "bezeichnet. Ein Grenzschalter 68 ist einstellbar in einer solchen Stellung vorgesehen, daß er durch eine Nase 69 auf der Kolbenstange 32a des Einspritzkolbens betätigt \yerden kann und ein elektrisches Signal, das mit Hilfe dieses Grenz schalters hervorgerufen wird, wird benutzt, um das Umsteuerventil 60 zu betätigen. Die Leitungen 70 und 71 , die an eine Druckmittelquelle, z.B. eine nicht dargestellte ölpumpe angeschlossen sind, liefern Drucköl an die Behälter 40 und 52 über Rückschlagventile 73 und 74. Ein Druckverminderungsventil 52 ist vorgesehen, um den dem Behälter 52 zugeführten Öldruck zu reduzieren. Ein Durchflußsteuerventil 76 liegt in der Leitung 77,die mit der hinteren Kammer B des EinspritzZylinders 31 verbunden ist, um die Geschwindigkeit des Einspritzkolbens 32 zu steuern, \irenn der Abschnitt mit verringertem Durchmesser in die Öffnung 31 a eintritt. Ein solcher Dämpfungsmechanismus wird nur verwendet, wenn der Einspritzkolben in die vordere oder rückwärtige Richtung bewegt wird, ohne daß tatsächlich geschmolzenes Metall eingespritzt wird, um z.B. die Maschine einstellen zu können.

Die Spritzgußmaschine arbeitet wie folgt. Die Maschine . kann Spritzvorgänge ausführen, die bisher mit den Spritz gußmaschinen der Fig. 1 bis 3 nicht durchführbar waren.

1. Besonders hohe Einspritzgeschwindigkeit bei besonders hohen Drucken.

Wenn das Steuerventil 43 sich in der Stellung Z nach Fig. 4 befindet, wird das Drucköl aus dem Behälter 40 mit hoher Geschwindigkeit der vorderen Kammer A des Einspritzzylinders über Leitungen 44, 45 , das Steuerventil 41, das Steuerventil 43, und die Leitung 46 zugeführt, indem das

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Schnellschlußventil 48 nach links bewegt wird, so daß der Einspritzkolben 32 einen Einspritzhub beginnt. Da das Folgeventil 61 und das Steuerventil 60 sich in der dargestellten Lage befinden, wird auch das Hilfsventil 49 in der geschlossenen Stellung gehalten. Das Öl in der rückwärtigen Kammer B des Einspritzzylinders fließt daher über die Leitung 35 , so daß das Schnellschlußventil 37 nach rechts bewegt wird, mit dem Ergebnis, daß das Öl in die vordere Kammer A des Einspritz Zylinders 31 zurückgeführt wird. Aus diesem Grund ist es möglich, den Einspritzkolben mit einer besonders hohen Geschwindigkeit durch Zuführung nur einer kleinen Menge von Öl aus dem Behälter 40 zu bewegen, wobei sich die Ölmenge aus der Fläche des Kolbens 32 und der Fläche der Kolbenstange 32a multipliziert mit dem Hub des Kolbens 32 ergibt. Die Geschwindigkeit dieses Vorgangs kann mit Hilfe des Durchflußsteuerventils 41 auf einen gewünschten Wert eingestellt werden. Wenn der Einspritzvorgang beendet ist und die Form mit geschmolzenem Metall gefüllt ist, wird der Druck in der Leitung 46 gleich dem in dem Behälter 40, so daß das Folgeventil 61 sich öffnet und hierdurch das Hilfsventil 59 öffnet. Das Öl in der rückwärtigen Kammer B des Einspritzzylinders 31 wird in den Behälter 139 über das Rückschlagventil 59 entleert,sowie über die Leitungen 66 und 67 und der Druck in der rückwärtigen Kammer B nimmt auf den atmosphärischen Luftdruck ab. Gleichzeitig wird das Schnellschlußventil 37 durch die Feder 37a geschlossen und durch den Öldruck in der Mitte des Ventils 37 und das Ventil 48 wird ebenfalls durch die Feder 48A und den Öldruck,der durch die Öffnung 48 B einwirkt, geschlossen, wobei die Querschnittsfläche des Ventiles 48 auf der linken Seite größer ist als auf der rechten Seite. Das Öl in der vorderen Kammer A des Einspritzzylinders 31 ist daher abgeschlossen.

Wenn der Einspritzkolben sich um einen vorbestimmten Abstand bewegt, wird das Richtungsumsteuerventil 56 in die

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Stellung W gebracht, um das Drucköl in dem Behälter 52 der Kammer C des DruckerhohungsZylinders 33 zuzuführen. Obwohl bei diesen Vorgängen das Rückschlagventil 59 geöffnet ist, wenn die Form mit dem geschmolzenen Metall gefüllt ist, ist es auch möglich, das Ventil 60 durch einen Grenzschalter oder einen Zeitschalter (nicht dargestellt) vor dem Füllen der Form zu schalten.

Wie oben erwähnt, wird der Druckerhöhungskolben 34 etwa in der Mitte des DruckerhohungsZylinders 36 festgehalten, bevor Drucköl von dem Hilfsbehälter 52 zugeführt wird. Wenn der Einspritzkolben 32 nun dem geschmolzenen Metall in der Form einen Druck nach Beendigung des Einspritzvorganges besonders hoher Geschwindigkeit zuführen sollte,kann die Energie des Trägheitsmomentes des. Öles, das der vorderen Kammer A mit hoher Geschwindigkeit zugeführt worden ist, durch eine Bewegung des Druck erhöhungskolbens nach rechts absorbiert werden, indem das öl der Kammer C in/Hilfsbehälter 52 eingeführt wird. Während dieses Vorganges erleiden alle zugehörigen Bauteile eine Deformation , so daß der Druckerhöhungsvorgang beendet werden kann. Es ist daher möglich, den DruckerhöhungS¥organg in dem Zeitpunkt, in dem der Einspritzvorgang beendet ist, ohne Zeitverzögerung zu beenden.

Bei einer in dieser Weise ausgeführten Spritzguß maschine können Druckschläge vollständig beseitigt werden, und da ein Rückkopplungsventil zur GeschwindigkeitseMiöhung und ein Druckerhohungs zylinder mit dem Einspritzzylinder kombiniert sind, ist es möglich, die Masse und das Gewicht der bewegten Teile des Einspritzkolbens mit der Kolbenstange stark zu vermindern im Vergleich mit den bekannten Ausführungen. Selbst wenn daher der Einspritzvorgang mit besonders hoher Geschwindigkeit durchgeführt wird,ist das Trägheitsmoment der bewegten Teile gering. Wie noch weiter unten näher

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erläutert wird, arbeitet die Druckerhöhung nach einem idealen Zeitplan am Ende des Einspritzhubes, so daß es möglich ist, einen gewünschten Druck und insbesondere auch besonders extrem hohe Drucke dem geschmolzenen Metall in der Form zuzuführen.

Gemäß der Erfindung ist es auch möglich, die gefährlichen Druckschläge selbst dann zu vermeiden,wenn die Einspritzung mit besonders hoher Geschwindigkeit erfolgt, .d.h. mit Geschwindigkeiten, die bisher nicht erreichbar waren. Es ist auch möglich, die Zeitverzögerung der Druckerhöhung zu beseitigen, die bei den bekannten Maschinen einige zehntel bis mehrere hundertstel Millisekunden betrug.

2. Einspritzen mit normaler Geschwindigkeit und Druckerhöhung.

In diesem Fall wird das Ventil 43 in die Stellung Y gebracht, gleichzeitig mit dem Umschalten des Ventiles in die andre Stellung (d.h. die betätigte Stellung) , so daß das Hilfsventil 49 geöffnet wird, um zu verhindern, daß das Öl aus der Kammer B in die Kammer A zurückgeleitet wird, woraus sich eine langsame Geschwindigkeit für den Einspritzkolben ergibt. Wenn der Einspritzkolben 32 eine gewünschte Stellung erreicht hat, wird das Ventil 43 in die Stellung Z gebracht und nach einer vorgeschriebenen Zeitspanne wird das Ventil 56 in die Stellung B bewegt. Obgleich bei dieser Arbeitsmethode der Einspritzkolben 32 erst mit niedriger Geschwindigkeit arbeitet unddann mit hoher· Geschwindigkeit und mit Druckerhöhungsgeschwindigkeit arbeitet, ist es möglich, die Schwierigkeiten zu vermeiden, die sich aus Druckschlägen und einer Zeitverzögerung der Druckerhöhung ergeben.

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3· Veränderung der Geschwindigkeit während des Einspritzhubes.

Bei den bekannten Spritzgußmaschinen ist die Einspritzgeschwindigkeit niedrig bis ein bestimmter Punkt erreicht ist. Dann wird auf eine hohe Geschwindigkeit umgeschaltet, wenn das geschmolzene Metall durch die EintrittsÖffnung in die Form strömt und schließlich wird ein hoher Druck mit Hilfe des Druckerhöhungs- oder Rückkopplungssystems auf das geschmolzene Metall ausgeübt,wenn die Form gefüllt ist. Bei einigen Spritzgußmaschinen mit Rückkopplungsleitung wird eine Bremskraft auf den Einspritzkolben am Ende des Einspritzhubes ausgeübt, um das Trägheitsmoment zu ver gleichmäßigen. Bei diesen bekannten Spritzgußmaschinen ist es unmöglich, mit idealen Geschwindigkeiten für verschiedene Arten der Produkte, der Formen und des geschmolzenen Metalls zu arbeiten. So ist z.B. eine Einspritzung hoher Geschwindigkeit günstig für eine Kombination, die sich aus der Form und Qualität des Erzeugnisses,aus der Konstruktion der Form, aus der Art des geschmolzenen Metalles und der Gießtemperatur sowie anderen Parametern ergibt, während eine niedrige Geschwindigkeit für andare Kombinationen dieser Größen geeignet sein kann. Bei noch anderen Kombinationen würde es vorteilhaft sein, die Einspritzgeschwindigkeit langsam zunehmen zu lassen, während das geschmolzene Metall in die Form einströmt. Es gibt weitere Fälle, bei denen es wünschenswert sein kann, die Einspritzgeschwindigkeit allmählich zu vermindern. Man sollte daher in der Lage sein, die Einspritzgeschwindigkeit in Abhängigkeit von den ver schiedenen Parametern des Vorganges ändern zu können.

Bisher hat man daher ein Drucköl - betätigtes Servoventil benutzt, jedoch ist die Einspritzzeit außerordentlich kurz. Das Servoventil kann daher , wie man -weiß, auf extrem kurze Zeiten nicht ansprechen, so daß es unmöglich ist, die Ein -

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Spritzgeschwindigkeit von einem hohen auf einen niederen Wert oder umgekehrt zu ändern. Gemäß der Erfindung ist es jedoch möglich, die Einspritzgeschwindigkeit während des Einspritzhubes in der gewünschten Weise zu verändern, wie man es bisher nicht durchführen könnte. Um die Beschreibung abzukürzen,wird im folgenden die Geschwindigkeit als niedrige Geschwindigkeit, mittlere Geschwindigkeit und hohe Geschwindigkeit sowie ultrahohe Geschwindigkeit bezeichnet, jedoch haben diese Geschwindigkeiten keine festen Grenzen und es gibt allmähliche Übergänge zwischen diesen verschiedenen Arbeitsgeschwindigkeiten.

Wenn auch nach Fig. 4 die Verbindung der Flüssigkeitsleitungen die gleiche bleibt, wenn das Ventil 43 in der Stellung Y oder Z gehalten wird, kann eine einstellbare Öffnung 80 in der Stellung Y vorgesehen sein, so daß die Einspritzgeschwindigkeit niedrig ist,wenn das Ventil 43 sich in der Stellung Y befindet. Wenn das Ventil 60 die in der Zeichnung dargestellte Lage einnimmt, wird die Rückkopplungsleitung 35 betätigt, während, wenn das Ventil 60 in die andere Lage gebracht wird, in der die Betätigungsspule eingeschaltet wird, das Hilfsventil 59 geöffnet wird, um die Rückkopplungsleitung 45 unwirksam zu machen. Wenn daher das Ventil 60 sich in der dargestellten Lage befindet, wird der Einspritzkolben 32 mit hoher Einspritzgeschwindigkeit bewegt ,aber wenn das Ventil 60 in die andere Lage bewegt wird, ist die Einspritzgeschwindigkeit niedrig. Es ist daher möglich, die Einspritzgeschwindigkeit in der oben beschriebenen Weise dadurch zu verändern, daß die Ventile 43 und 60 entsprechend gesteuert werden. Im folgenden werden einige Beispiele für derartige Änderungen der Einspritzgeschwindigkeit angegeben.

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1. Das Ventil 43 befindet sich in der Stellung Y und das Ventil 60 befindet sich in der linken Stellung durch Erregung der Wicklung.

2. Das Ventil 43 befindet sich in der Stellung Y

und das Ventil 60 ist in der in Fig. 4 dargestellten Lage.

3- Das Ventil 43 befindet sich in der Stellung Z und das Ventil 60 befindet sich in der linken Stellung.

4. Das Ventil 43 befindet sich in der Stellung Z und das Ventil 60 befindet sich in der in Fig. 4 dargestellten Lage.

Wenn man die Ventile 43 und 60 in der angegebenen Reihenfolge umschaltet, ändert man die Geschwindigkeit des Einspritzkolbens 32 von einer niedrigen Geschwindigkeit zur mittleren Geschwindigkeit, zur hohen Geschwindigkeit und zur ultrahohen Geschwindigkeit.

Wenn andererseits die Reihenfolge der Umschaltung der Ventile 43 60 folgendermassen verläuft:

5· Das Ventil 60 befindet sich in der dargestellten Lage und das Ventil 43 wird in die Stellung Y gebracht.

6. Das Ventil 60 befindet sich in der dargestellten Lage und das Ventil 43 wird in die Stellung Z gebracht.

7. Das Ventil 60 wird in die andere Stellung umgeschaltet und das Ventil 43 wird in die Stellung Z gebracht.

8. Das Ventil 60 befindet sich in der anderen Stellung und das Ventil 43 wird in die Stellung Y gebracht.

Bei dieser Reihenfolge wird die Geschwindigkeit des Einspritzkolbens 32 von einer mittleren Geschwindigkeit zur ultrahohen Geschwindigkeit und dann zur hohen Geschwindigkeit und zur niedrigen Geschwindigkeit verändert. Wie man aus diesen Beispielen erkennen kann, kann die Reihenfolge der Einspritzgeschwindigkeiten in verschiedener Weise

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geändert werden,indem man die Reihenfolge der Umschaltung der Ventile 43 und 60 entsprechend wählt.

Die folgenden Vorteile können durch Veränderung der Einspritzgeschwindigkeit während des Einspritzhubes erzielt werden. Wenn die EinspritzgesGhwindigkeit im Anfang niedrig ist und dann erhöht wird, während das geschmolzene Metall in die Form einströmt, dann kann das geschmolzene Metall mit einer solchen Geschwindigkeit gegossen werden, daß eine laminare Strömung erzielt wird, wodurch sich Erzeugnisse besonders hoher Qualität erzielen lassen. In einigen Fällen haben die Erzeugnisse und die Form eine · solche Gestalt, daß es schwierig ist, das Gas aus der Form auszutreiben. Wenn die Eihspritzgeschwindigkeit am Ende des Einspritzhubes sehr groß wäre, würde die Temperatur des Gases in der Form über die Temperatur des geschmolzenen Metalles angehoben infolge der adiabatischen Kompression und hierdurch würde das geschmolzene Metall an der Form haften und die Lebensdauer der Form verringern. Diese Schwierigkeit kann dadurch behoben werden, daß die Einspritzgeschwindigkeit am Ende des Einspritzhubes verringert wird. Es ist klar, daß die verschiedenen Abstufungen der Einspritzgeschwindigkeit dadurch noch vergrößert werden können, daß man die Zahl der Ventile vermehrt und anders ausgebildete Ventile verwendet.

Wenn bei irgendeiner Art der Änderung der Einspritzgeschwindigkeiiüder Einspritzkolben 32 bei Beendung des Einspritzhubes angehalten wird, wird das Trägheitsmoment des Öles durch den Hilfsbehälter 52 über den Druckerhöhungskolben 34 absorbiert. Da es außerdem möglich ist, das Ventil 56 zu einer beliebigen Zeit zu schalten ,kann man den Druck ohne Zeitverzögerung oder auch mit einer gewünschten Zeitverzögerung anheben. Da es ferner möglich ist, den Druck in dem Hilfsbehälter 52 auf einen gewünschten Wert mit Hilfe des Reduzierventils 72 einzustellen, kann man auf das

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in der Form befindliche geschmolzene Metall einen gewünschten Druck ausüben.

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Claims

PaienionroaTi© Dr.-Ing. Wi)Iu-Im Eeichel n n n n nr , DipL-fe Wu^ Ecicliei 2806051 icn-.'-r-i--i. M. 1 -JT- Fcnksiraüe 13 9026 TOSHIBA KIKAI KABUSHIKI KAISHA, Tokio/Japan Patentansprüche

1.) Spritzgußmaschine mit einem Einspritzzylinder, der einen Einspritzkolben enthält, mit einer Rückkopplungsleitung, die mit den einander gegenüberliegenden Seiten des Einspritzkolbens verbunden ist, mit einem Schnellschlußventil in der Rückkopplungsleitung, mit einer ersten Druckmittelquelle, mit einer ersten Ventileinrichtung, welche eine Druckflüssigkeit dem Einspritzzylinder auf der einen Seite des Einspritzkolbens zuleitet, mit einem Druckerhöhungszylinder, der mit der einen Seite des Einspritzzylinders verbunden ist, um dem Einspritzkolben eine Flüssigkeit unter höherem Druck zuzuführen, der über dem Druck der ersten Druckmittelquelle liegt, wobei der Druckerhöhungs zylinder einen Kolben mit einem Abschnitt großen Durch messers und einemAbschnitt von kleinem.Durchmesser aufweist, der auf der einen Seite in den Einspritzzylinder hineinragt, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Druckmittelquelle (52) vorgesehen ist, und daß eine zweite Ventilanordnung (53,56) zwischen der zweiten Druckmittelquelle (52) und dem Druckerhöhungszylinder (33) vorgesehen ist.

2. Spritzgußmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schnellschlußventil (36) einen Ventilkörper mit einem Abschnitt verringerten Durchmessers (35) enthält, der durch, das Ventilgehäuse des Schnellschlußventils (36) in die Außenluft ragt.

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3. Spritzgußmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt des Druckerhöhungskolbens (34) mit großem Durchmesser während des Einspritzhubes des Einspritzkolbens (32) an einem mittleren Punkt der axialen Ausdehnung des Druckerhöhungszylinders gehalten wird und dadurch Druckschläge, die am Ende des Einspritzhubes auftreten,durch die zweite Druckmittelquelle (52) absorbiert.

4. Spritzgußmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ventileinrichtung ein erstes Steuerventil (43) enthält, das zwischen der ersten Druckmittelquelle (52) und der einen Seite des Einspritzzylinders (31) angeordnet ist, um die Druckflüssigkeit dem Einspritzzylinder zuzuführen und aus ihm abzuleiten, daß ein Rückschlagventil (59) mit dem Einspritzzylinder auf der anderen Seite des Einspritzkolbens (32) verbunden ist, um die Druckflüssigkeit aus dem Einspritzzylinder (B) abzuleiten, daß ein zweites Steuerventil (6o) das Rückschlagventil (59) steuert und daß Einrichtungen (61) vorgesehen sind, durch die das erste und zweite Steuerventil in einer vorbestimmten Reihenfolge tätig werden.

5· Spritzgußmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Ventilanordnung (53,56) ein Steuerventil (56) enthält, das zwischen dem Druckerhöhungszylinder (32) und der zweiten Druckmittelquelle (52) angeordnet ist, und daß ein Rückschlagventil (53) parallel zu dem Steuerventil (56) angeordnet ist, welches geöffnet wird, um die Druckflüssigkeit von dem Druckerhöhungskolben der zweiten Druckmittelquelle zuzuleiten.

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6. Spritzgußmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste. Druckmittelquelle (40) und die zweite Druckmittelquelle (52), ..^e aus einem abgedichteten Behälter bestehen, der die Flüssigkeit und ein komprimiertes Gas aufnimmt.

7· Spritzgußmaschine nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schnellschlußventil (36) einen Hilfskolben (38) in dem Gehäuse enthält und daß die Spritzgußmaschine eine Hilfsleitung (39) aufweist,die ein Druckmittel aus der ersten Druckmittelquelle dem Hilfskolben zuführt.

8. Spritzgußmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schnellschlußventil (47) zwischen der vorderen Kammer (A) des Einspritzzylinders (31) und der ersten Druckmittel quelle (40) vorgesehen ist , und daß ein Hilfszylinder (49) auf den Druck der Flüssigkeit in der ersten Druckmittelquelle (40) anspricht, um das Schnellschlußventil (47) zu betätigen.

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