DE3721333A1 - Vorrichtung zum betaetigen einer geteilten form fuer die kunststoffteile-herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betätigen einer ge­ teilten Form für die Kunststoffteile-Herstellung, bei der ein er­ stes Formteil vertikal schließend gegen ein zweites Formteil ge­ fahren wird, das erste Formteil druckhaltend gegen das zweite Formteil gedrückt wird, das erste Formteil unter Überwindung von Haftkräften vom zweiten Formteil gelöst wird und das erste Form­ teil öffnend von dem zweiten Formteil weggefahren wird, und bei der zum hydraulischen Schließen, Druckhalten, Lösen und Öffnen größere Kolben-Zylinder-Einrichtung und kleinere Kolben-Zylinder- Einrichtungen vorgesehen sind, die jeweils an eine Pumpe ange­ schlossen sind.

Bei einer bekannten (DE-OS 26 25 323) Vorrichtung dieser Art dient die eine Art von Kolben-Zylinder-Einrichtungen zum Schließen, Druckhalten und öffnen und dient die andere Art von Kolben-Zylin­ der-Einrichtungen dem Lösen, wobei beide Arten von Kolben-Zylin­ der-Einrichtungen räumlich getrennt voneinander angeordnet sind. Wenn beim Druckhalten mit hohen Druckwerten gearbeitet wird, dann müssen die dem Schließen, Druckhalten und Öffnen dienenden Kolben- Zylinder-Einrichtungen entsprechend groß gestaltet sein. Die Form sollte sich unter dem Dehnungsdruck auch nicht um wenige 1/100 mm öffnen. Diese große Gestaltung der Kolben-Zylinder-Einrichtungen führt zu großen Pumpenleistungen, wenn die zum Öffnen zugeführte Flüssigkeit beim Schließen wieder abfließt. Der Zu- und Abfluß großer Flüssigkeitsmengen nimmt in der Regel auch relativ viel Zeit in Anspruch.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der ein­ gangs genannten Art zu schaffen, bei der die zu- und abzuführenden Flüssigkeitsmengen und die Dauer eines Arbeitszyklus in einem er­ heblichen Umfang vermindert sind. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist, diese Aufgabe lösend, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schlie­ ßen und Öffnen der kleinere Zylinder wahlweise an eine Senkventil­ einrichtung oder über ein Wegeventil an die Pumpe anschließbar ist, daß zum Druckhalten der größere Zylinder auf der einen Seite des größeren Kolbens an die Pumpe anschließbar ist, daß zum Lösen der größere Zylinder auf der anderen Seite des größeren Kolbens an die Pumpe anschließbar ist und daß die beiderseits des größeren Kolbens befindlichen Räume des größeren Zylinders für eine Hydrau­ likpendelung leitend miteinander verbunden sind.

Da für das Öffnen und Schließen nur wenig Kraft aufzuwenden ist, läßt es sich mit kleineren Kolben-Zylinder-Einrichtungen durch­ führen, für deren Betätigung nur relativ kleine Flüssigkeitsmengen zuzuführen und abzuführen sind. Die für das Druckhalten und Lösen erforderlichen großen Kräfte werden von den großen Kolben-Zylin­ der-Einrichtungen aufgebracht, für deren Betätigung von der Pumpe her keine oder nur sehr wenig Druckflüssigkeit zugeführt wird. Im Zusammenhang mit den Kolben-Zylinder-Einrichtungen wird hier un­ ter groß und klein verstanden, daß die Durchmesser bzw. beauf­ schlagten Druckflächen groß bzw. klein sind. Die großen Kolben- Zylinder-Einrichtungen bringen während des z.B. 5 sek. dauernden Aushärtens eine relativ hohe Klemmkraft auf und bringen vor dem Öffnen eine hohe Lösekraft auf. Alles dieses erfolgt rein hydrau­ lisch und mechanische Einrichtungen für das Druckhalten mit hoher Klemmkraft sind vermieden. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden insbesondere großflächige Kunststoffteile hergestellt, die z.B. im Kraftfahrzeugbau verwendet werden. Aufgrund der Hydraulik­ pendelung sind Nachsaugeventile vermieden.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wenn jeweils eine kleinere Kolben-Zylinder-Einrichtung konzentrisch in einer größe­ ren Kolben-Zylinder-Einrichtung angeordnet ist, wobei der Kolben der größeren Kolben-Zylinder-Einrichtung den Zylinder der kleine­ ren Kolben-Zylinder-Einrichtung bildet. Es liegen für das Schlie­ ßen, Druckhalten, Lösen und Öffnen kompakte Hydraulikeinheiten vor, bei denen die Hydraulikpendelung auf kürzestem Weg zwischen den beiden Teilen des großen Zylinders erfolgt.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wenn die Senkventil­ einrichtung ein Ventil großen Querschnittes für schnelle Schließ­ bewegung und eine Ventil kleinen Querschnittes für langsamen Werk­ zeugschluß aufweist. Das Schließen erfolgt durch Absenken des be­ weglichen Formteiles im freien Fall durch Ablassen von Flüssigkeit aus den kleinen Zylindern. Durch die Möglichkeit des Umschaltens vom Ventil großen Querschnittes auf das Ventil kleineren Quer­ schnittes wird trotz langsamen, weichen Aufsetzens der Formteile aufeinander eine Beschleunigung des Arbeitszyklus erreicht.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das Schließen und Öff­ nen beschleunigt und sind die Druckaufbauzeiten verkürzt und somit die Dauer eines Arbeitszyklus verringert. Hierzu wird eine rela­ tiv große Pumpe eingesetzt. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wenn die Pumpe in an sich bekannter Weise leistungsgere­ gelt ist. Die Pumpe hält für das Druckhalten einen vorgegebenen Druck aufrecht. Sobald dieser Druck erreicht ist, wird der Kunst­ stoff in die Form eingeschossen. Wegen der Leistungsregelung ist ein energiesparender Einsatz der relativ großen Pumpe gegeben. Aufgrund der Leistungsregelung wird das Produkt aus Fördermenge und Druck konstant gehalten. Es liegt z.B. eine Druckaufbauzeit von ca. 0,5 sek. vor.

Durch die Hydraulikpendelung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann sich die Druckflüssigkeit u.U. unzulässig hoch erwärmen. Des­ halb ist es besonders zweckmäßig und vorteilhaft, wenn bei Ver­ schiebung des größeren Kolbens die Volumenänderung auf der Löse- Seite des größeren Zylinders größer ist als die Volumenänderung auf der Druckhalte-Seite des größeren Zylinders und daß an den größeren Zylinden eine Pumpe für Frischöl angeschlossen ist. Es wird also jeweils beim Schließen etwas Druckflüssigkeit aus dem größeren Zylinder verdrängt, die dann beim Öffnen durch frische Druckflüssigkeit ersetzt wird, wodurch eine Kühlung der im größe­ ren Zylinder befindlichen Druckflüssigkeit erfolgt.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es auch, wenn die Pumpe zum Lösen nicht nur auf die Löse-Seite des größeren Zylinders, sondern auch auf den kleineren Zylinder geschaltet ist. Hierdurch ist die zum Lösen zur Verfügung stehende Kraft erhöht. Das Lösen erfolgt, indem das bewegliche Formteil um etwa 5 bis 10 mm bewegt wird.

In der Regel sind sämtliche Kolben-Zylinder-Einrichtungen unter­ halb des beweglichen Formteiles angeordnet, um Bauhöhe zu sparen. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wenn jede der vier Ecken des ersten Formteiles je eine der konzentrischen Kolben- Zylinder-Einrichtungs-Einheiten zugeordnet ist. Aufgrund der Aus­ bildung der Kolben-Zylinder-Einrichtung als konzentrische Einhei­ ten lassen diese sich ohne Platzprobleme an beiden seitlichen En­ den der Form paarweise vorsehen, was der genaueren Führung des beweglichen Formteiles in Relation zum anderen Formteil dienlich ist.

Nach dem Schließen erfolgt das Einschießen der Kunststoffmasse in die Form, wobei von der Kunststoffmasse verdrängte Luft aus der Form entweichen muß. Dieses Luft-Entweichen dauert relativ lange, wenn es über gesteuerte Ventile erfolgt, was die Dauer eines Ar­ beitszyklus verlängert. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es daher, wenn an dem beweglichen Formteil zusätzliche Kolben- Zylinder-Einrichtungen zum Lüften angreifen, die nach dem Schlie­ ßen und vor dem Druckhalten auf Betätigung geschaltet sind. Diese zusätzlichen Kolben-Zylinder-Einrichtungen werden ebenfalls von der einen Pumpe her beaufschlagt und heben das bewegliche Form­ teil kurz um 1/100 mm an, damit die von der Kunststoffmasse ver­ drängte Luft entweichen kann. Die Pumpe bewirkt also zunächst das Schließen der Form, dann das Lüften bzw. kurze Anheben des einen Formteiles und dann das Druckhalten bzw. Klemmen, wobei auch das Lüften hydraulisch bewirkt wird.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt und zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Vorrichtung zum Betätigen einer geteilten Form für die Kunststoffteile-Herstellung, mit Aufbruch und verschiedenen Betriebsstellungen in der lin­ ken und rechten Hälfte,

Fig. 2 in einer Hälfte einen Schnitt gemäß Linie II-II in Fig. 1 und in einer weiteren Hälfte einen Schnitt gemäß Linie III-III in Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht mit Aufbruch der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und

Fig. 4 schematisch eine hydraulische Einrichtung der Vorrichtung gemäß Fig. 1.

Gemäß Zeichnung ist ein rahmenartiges Maschinengestell vorgesehen, das ein unteres Querstück 1 und ein oberes Querstück 2 umfaßt, zwischen denen sich zwei Paare von Ständern 3 erstrecken, die im Querschnitt rechteckig sind, wobei die beiden Ständer eines Paares Abstand voneinander aufweisen. Auf dem unteren Querstück 1 ist eine untere Tragplatte 4 mittels Gelenken 5 um eine waagerechte Achse schwenkbar gelagert, wobei Kolben-Zylinder-Einrichtungen zum Schwenken der unteren Tragplatte vorgesehen, jedoch nicht ge­ zeigt sind. Im oberen Bereich des rahmenartigen Maschinengestelles ist eine Traverse 6 vorgesehen, an deren Unterseite eine obere Tragplatte 7 mittels Gesenken 8 um eine waagerechte Achse schwenk­ bar gelagert ist, wobei Kolben-Zylinder-Einrichtungen zum Schwen­ ken den unteren Tragplatte vorgesehen, jedoch nicht gezeigt sind. Die obere Tragplatte 7 trägt ein oberes Formteil 9 und die untere Tragplatte 4 trägt ein unteres Formteil 10, wobei die beiden Form­ teile zusammen eine Form bilden. Die Traverse 6 ist an jedem Stän­ der 3 zweifach geführt und ragt zwischen die beiden Ständer jedes der Ständerpaare.

Zwischen den beiden Ständern 3 jedes Ständerpaares befinden sich zwei Kolben-Zylinder-Einheiten 12, die unten auf dem unteren Quer­ stück an diesem befestigt stehen und sich oben zu der Traverse 6 erstrecken, an der sie ebenfalls befestigt sind. Jede Kolben-Zy­ linder-Einheit 12 umfaßt eine im Querschnitt größere Kolben-Zy­ linder-Einrichtung 13 und eine im Querschnitt kleinere Kolben-Zy­ linder-Einrichtung 13 und eine im Querschnitt kleinere Kolben-Zy­ linder-Einrichtung 14. Die größere Kolben-Zylinder-Einrichtung 13 nimmt in einem auf den unteren Querstück 1 stehenden größeren Zy­ linder einen größeren Kolben 15 auf, dessen Kolbenstange sich nach oben aus dem größeren Zylinder erstreckt und an der Traverse 6 angreift. Diese Kolbenstange samt dem größeren Kolben 15 ist als kleinerer Zylinder der kleineren Kolben-Zylinder-Einrichtung 14 ausgebildet, indem der kleinere Kolben 16 gleitbar ist, dessen nach unten ragende Kolbenstange am unteren Querstück 1 festgelegt ist. Zwischen jedem Ständer 3 eines Paares stehen auf dem unteren Querstück zwei zusätzliche Kolben-Zylinder-Einrichtungen 17, die oben an der Traverse 6 angreifen. Es ist nicht näher gezeigt, wie diese zusätzlichen Kolben-Zylinder-Einrichtung 17 hydraulisch an­ geschlossen sind und zum Lüften des oberen Formteiles 9 geschal­ tet werden, da dies für den Fachmann einfach zu verwirklichen ist.

Gemäß Fig. 4 ist der oberhalb des kleineren Kolbens 16 befindliche Zylinderraum des kleineren Zylinders der kleineren Kolben-Zylin­ der-Einrichtung 14 durch eine Bohrung 18 des kleineren Kolbens 16 und dessen Kolbenstange mit einem Anschluß 19 verbunden, der einerseits zu einer Senkventileinrichtung 20 und andererseits zu einer Pumpe 21 führt. Die Senkventileinrichtung 20 ist in nicht näher gezeigter Weise mit zwei steuerbaren Ventilen versehen und über diese an einen Tank angeschlossen. Die Pumpe 21 ist mit einer Leistungsregelung 22 und einem Steuerventil 23 versehen. Die Pumpe 21 fördert vorbei an einem Sicherheitsventil 24 und über ein Ein­ wegventil 25 zu einem Wegeventil 26. Von dem Wegeventil 26 führt eine Leitung 27 vorbei an einem Sicherheitsventil 28 und über ein Einwegventil 29 zu dem Anschluß 19. In Fig. 4 ist die Traverse im abgesenkten Zustand gezeigt, d.h. der Zylinderraum des Zylin­ ders der kleineren Kolben-Zylinder-Einrichtung 14 hat sich über die Bohrung 18, den Anschluß 19 und die Senkventileinrichtung 20 entleert. Um das Öffnen der Form durchzuführen, d.h. die Traverse 6 anzuheben, wind das Wegeventil 26 bei geschlossener Senkventil­ einrichtung 20 so geschaltet, daß die Pumpe 21 über das Wegeventil 26, die Leitung 27, den Anschluß 19 und die Bohrung 18 in den Zy­ linderraum der kleineren Kolben-Zylinder-Einrichtung 14 fördert. Der Zylinder der größeren Kolben-Zylinder-Einrichtung 13 ist durch den größeren Kolben 15 in zwei Teile geteilt, wobei sich unter dem Kolben 15 die Löse-Seite 30 und über dem Kolben 15 die Druckhalte- Seite 31 befindet. Die Löse-Seite 30 und Druckhalte-Seite 31 sind über eine Verbindungsleitung 32 miteinander verbunden, an die eine Pumpe 33 für Frischöl über ein Einwegventil 34 angeschlossen ist. Die Druckfläche des Kolbens 15 umschließt auf der Druckhalte-Sei­ te 31 die Kolbenstange des Kolbens 15 und ist daher kleiner als auf der Löse-Seite des Kolbens. Die Druckflächen betragen z.B. auf der Löse-Seite 30 334 cm² und auf der Druckhalte-Seite 31 ca. 243,7 cm². Hinter dem Wegeventil 26 zweigt von der Leitung 27 eine Zweigleitung ab, die über ein Zuschaltventil 35 an einen An­ schluß 36 zum größeren Zylinder auf der Löse-Seite 30 führt. Wenn das Wegeventil 26 auf Öffnen geschaltet wird, so wird das Zu­ schaltventil 35 kurzzeitig zum Lösen auf Durchlaß geschaltet, um nach dem Lösen wieder gesperrt zu werden. Das Wegeventil 26 läßt sich über eine Leitung 37, an die an ein Ablaßventil 38 ange­ schlossen ist, auf einen Anschluß 39 zu der Druckhalte-Seite 31 des größeren Zylinders schalten. In diesem Fall wirkt die Pumpe auf der Druckhalte-Seite, um die Form geschlossen zu halten. Wenn der Kolben 15 sich nach oben verschiebt, so gelangt diejenige Druckflüssigkeit, die nicht über die Verbindungsleitung 32 auf die Löse-Seite 31 fließen kann, über das Ablaßventil 38 in den Tank.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Betätigen einer geteilten Form für die Kunst­ stoffteile-Herstellung, bei der ein erstes Formteil vertikal schließend gegen ein zweites Formteil gefahren wird, das erste Formteil druckhaltend gegen das zweite Formteil gedrückt wird, das erste Formteil unter Überwindung von Haftkräften vom zwei­ ten Formteil gelöst wird und das erste Formteil öffnend von dem zweiten Formteil weggefahren wird, und bei der zum hydrauli­ schen Schließen, Druckhalten, Lösen und Öffnen größere Kolben- Zylinder-Einheiten und kleinere Kolben-Zylinder-Einheiten vor­ gesehen sind, die jeweils an eine Pumpe angeschlossen sind, da­ durch gekennzeichnet, daß zum Schließen und Öffnen der kleinere Zylinder (14) wahlweise an eine Senkventileinrichtung (20) oder über ein Wegeventil (26) an die Pumpe (21) anschließbar ist, daß zum Druckhalten der größere Zylinder (13) auf der einen Seite (31) des größeren Kolbens (15) an die Presse (21) an­ schließbar ist, daß zum Lösen der größere Zylinder (13) auf der anderen Seite (30) des größeren Kolbens (15) an die Pumpe (21) anschließbar ist und daß die beiderseits (30, 31) des grö­ ßeren Kolbens (15) befindlichen Räume des größeren Zylinders (13) für eine Hydraulikpendelung leitend miteinander verbunden (32) sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je­ weils eine kleinere Kolben-Zylinder-Einrichtung (14) konzen­ trisch in einer größeren Kolben-Zylinder-Einrichtung (13) an­ geordnet ist, wobei der Kolben (15) der größeren Kolben-Zylin­ der-Einrichtung (13) den Zylinder der kleineren Kolben-Zylin­ der-Einrichtung (14) bildet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Senkventileinrichtung (20) ein Ventil großen Querschnittes für schnelle Schließbewegung und ein Ventil kleinen Querschnit­ tes für langsamen Werkzeugschluß aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (21) in an sich bekannter Weise leistungsgeregelt ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verschiebung des größeren Kolbens (15) die Volumenänderung auf der Löse-Seite (30) des größeren Zylin­ ders (13) größer ist als die Volumenänderung auf der Druckhal­ te-Seite (31) des größeren Zylinders und daß an den größeren Zylinder (13) eine Pumpe (33) für Frischöl angeschlossen ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (21) zum Lösen nicht nur auf die Löse-Seite (30) des größeren Zylinders (15), sondern auch auf den kleineren Zylinder (14) geschaltet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder der vier Ecken des ersten Formteiles (6) eine der konzentrischen Kolben-Zylinder-Einrichtungs-Einheiten (12) zugeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem beweglichen Formteil (9) zusätzliche Kolben-Zylinder-Einrichtungen (17) zum Lüften angreifen, die nach dem Schließen und vor dem Druckhalten auf Betätigung ge­ schaltet sind.