DE4124086A1 - Vorrichtung zur betaetigung von backen, kernen oder aehnlichem als teile eines press- oder spritzwerkzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Betätigung von Backen, Kernen oder ähnlichem als Teile eines Preß- oder Spritzwerkzeugs. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Vorrichtung dieser Art, die ein Sichern der Backen und der anderen Teile gegen Bewegung während des Pressens oder Spritzens ermöglicht.

Derartige Vorrichtungen sind an sich bekannt. Üblicherweise sind sie als separate Einheiten, an den Preß- und Spritzwerkzeugen angebracht. Die zu bewegenden Backen, Kerne oder ähnliches sind an einer Stange als Teil der Vorrichtung gelagert. Die Stange wird mittels eines druckbetätigten Zylinders zwischen einer aktiven und einer unaktiven Position hin- und herbewegt. Mit Hilfe einer Anzahl von Verriegelungselementen, die mittels einer federbelasteten Verriegelungehülse mit einer Ringnut in der Stange in Eingriff gebracht werden, wird die Stange in einer ihrer Endstellungen verriegelt, üblicherweise in einer Stelllung, in der sie aus dem Zylinder herausragt.

Eine solche bekannte Vorrichtung hat einen Hydraulikzylinder, mit dessen Stößel die Stange verbunden ist. Die Stange erstreckt sich durch einen Block, der axial an den Hydraulikzylinder angebaut ist, der eine Öffnung für die Stange und eine Bohrung einer Weite aufweist, die derart bemessen ist, daß zwischen ihr und der Öffnung für die Stange in dem erwähnten Block ein ringförmigen Anschlagflansch gebildet wird, gegen den eine Anzahl Verriegelungssegmente anschlagen kann. Die erwähnten Verriegelungssegmente habe radial Vorsprünge, die etwas weniger als die halbe Differenz der Durchmesser der Bohrung und der Öffnung für die Stange ausmacht, und sie sind entlang des Umfangs der Stange angeordnet. Diese Endfläche der Verriegelungssegmente, die gegenüber der Endfläche des Anschlagflanschs die im Widerspruch zu der zuerst erwähnten Fläche steht, nicht senkrecht zur Längenertsreckung der Stange, sondern unter Bildung eines ersten, spitzen Winkels und auf der Gegenseite eines zweiten, stumpfen Winkels. In der Stange ist ferner eine Ringnut mit einem Seitenwinkel vorgesehen, der im wesentlichen mit dem ersten Winkel der Verriegelungssegmente korrespondiert. In der Bohrung des Blocks ist ferner eine bewegliche, hohle Verriegelungshülse gelagert, die mittels Federkraft gegen die Verriegelungssegmente gedrückt wird, die dementsprechend auch gegen den ringförmigen Anschlagflansch des Blocks drücken.

Wenn der Stößel des Hydraulikzylinders und dementsprechend auch die Stange ihre zurückgezogene Position einnehmen, befinden sich die Verriegelungssegmente vollkommen außerhalb der Stange, die sich deshalb in der dafür vorgesehenen Bohrung im Block befindet. Wird der Hydraulikzylinder betätigt und der Stößel ausgefahren, kann sich die Stange frei gegenüber dem Block bewegen. Befindet sich die Ringnut der Stange aber in Eingriff mit den Verriegelungssegmenten, werden diese durch die federbelastete Hülse mit verjüngt zulaufender Fläche im Zusammenwirken mit der zweiten verjüngt zulaufenden Fläche der Verriegelungssegmente hinuntergedrückt und ermöglichen über die Verriegelungssegmente eine Bewegung zum Zentrum der Stange. In dieser Stellung - wenn die Verriegelungssegmente teilweise in die Nut eingreifen und sich teilweise außerhalb derselben befinden, wobei sich die äußeren Vorsprünge der Verriegelungssegmente mit dem Inneren der Verriegelungshülse in Kontakt befinden - sind die Stange und mit ihr die Backen oder ähnliche Teile, die mit Ihnen Verbunden sind, gegen Bewegung gesichert.

Wird der Hydraulikzylinder zum Zweck entgegengesetzter Bewegung betätigt, wird ein Teil des Druckmediums in den Raum zwischen dem Anschlagflansch des Blocks und die Verriegelungshülse über Leitungen im Block gelangen, die ihn veranlassen, mittels Federkraft so weit auszulenken, daß die Verriegelungssegmente nicht mehr darin eingreifen. Der Verriegelungseffekt verschwindet, und der Stößel des Hydraulikzylinders sowie die Stange gehen in ihre zurückgezogene Ausgangslage zurück.

Die beschriebene Vorrichtung weist verschiedene Nachteile auf. Dies liegt daran, daß ein Anschlagflansch vorgesehen sein muß, gegen den die Endfläche der Verriegelungssegmente anschlagen muß, wodurch der Durchmesser der Stange etwas kleiner als der Durchmesser des Stößels des Hydraulikzylinders sein sollte. Da die Kräfte der Verriegelungsvorrichtung proportional zu den Flächen sind, die den Druck aufnehmen können, und letzterer vom kleineren Durchmesser herrührt, muß der Durchmesser des Hydraulikzylinders um ein entsprechendes Maß vergrößert werden, was einen erheblichen Nachteil darstellt, wenn es bei den Werkzeugen und den Maschinen auf kleine Bauweise ankommt.

Werden weitere Verriegelungssegmente nur durch Federkraft über eine Verriegelungshülse in ihre Verriegelungsposition gebracht werden die gestellten Erwartungen nicht erfüllt.

Da der Hydraulikzylinder lediglich eine geringe Kapazität für seine Rückstellung aufweist, weil der Öldruck nur gegen die Ringfläche wirkt, die einen Außendurchmesser hat, der dem Innendurchmesser des Zylinders entspricht, und wobei die Stange einen entsprechenden Innendurchmesser hat, muß der Öldruck hoch sein.

Die Gesamtlänge des Hydraulikzylinders sowie des Blocks ist beachtlich, und der Aufbau ist kompliziert. Daneben muß die oben genannte Ringwandung des Blocks wegen der oben erwähnten Leitungen perforiert sein, was es notwendig macht, zwischen der genannten Leitung und den Verriegelungssegmenten einen Anschlagring vorzusehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese und andere Nachteile zu vermeiden, mit denen frühere Konstruktionen behaftet waren, und eine einfache und relativ preiswerte Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die geringe Einbaumaße mit einer effektiven und sicheren Verriegelung bei relativ niedrigem Öldruck vereint.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Anspruch aufgeführten Merkmale gelöst.

Die Erfindung weist gegenüber dem Bekannten die Vorteile auf, die in der nachfolgenden Beschreibung aufgeführt sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung hervor.

Die Erfindung wird an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die neue Vorrichtung, wobei sich die Stange für die Betätigung in ausgerückter, verriegelter Position befindet, und

Fig. 2 einen ähnlichen Längsschnitt, wie in Fig. 1, wobei sich aber die Stange für die Betätigung in zurückgezogener, gelöster Stellung befindet.

Die neue Vorrichtung (Fig. 1) umfaßt ein im wesentlichen zylindrisches, erstes Hauptteil 1, das ein mit einem Gewinde versehenes Verbindungsteil 2 aufweist, mit dessen Hilfe die Vorrichtung beispielsweise an ein Spritzwerkzeug zum Zweck der Betätigung von Backen oder Kernen anbaubar ist. Das Hauptteil 1 ist mit einer ersten, zentralen Bohrung 3a versehen, die in eine etwas weitere Bohrung 3b übergeht, die ihrerseit in eine dritte Bohrung 3c einmündet, die ihrerseits in eine nochmals weitere Bohrung 3d mündet, die ihrerseits zu einem Innengewinde 4 führt. Dieses erste Hauptteil 1 weist dementsprechend rohrförmige Gestalt auf. In seinem sich erweiternden Bereich ist eine radial ausgerichtete Gewindebohrung 5 für ein Nippel zur Zuführung von unter Druck stehendem Medium vorgesehen.

Die Vorrichtung umfaßt ferner ein zweites, rohrförmiges Hauptteil 6. Das Hauptteil 6 weist einen Kragen mit einem Gewinde 7 auf, mit dessen Hilfe das Hauptteil 6 mit dem Hauptteil 1 in der Weise verbunden wird, daß eine druckdichte Verbindung zwischen den beiden Hauptteilen 1, 6 zustande kommt, die koaxial zueinander angeordnet sind. Der Kragen mit dem Gewinde 7 hat eine ebene Kante 8, die in eine Schrägfläche 9 übergeht, dessen Zweck was weiter unten noch erklärt werden wird. An dem Ende, das dem Gewinde 7 abgekehrt ist, hat das Hauptteil 6 ein inneres Gewinde 10, das mit einem auf seiner Außenseite mit einem Gewinde versehenen Verbindungsteil eines zylindrischen Endteils 11 zusammenwirkt, das seinerseits eine Gewindebohrung 12 für einen Nippel zur Zuführung eines Druckmediums aufweist. In einem zweiten Hauptteil 6a ist ein verschiebbarer Kolben 13 gelagert. Mittels Dichtungen 14 oder ähnlichem ist der Kolben 13 gegen die Innenwandung des Hauptteils 6 abgedichtet. Am in Fig. 1 der Zeichnung links befindlichen Ende des Kolbens 13 ist ein abgeschrägtes Teil 15 vorgesehen, und der Kolben ist mittels Bohrungen 16a, 16b, 16c verschiedener Durchmesser durchgehend geöffnet.

Der Kolben befindet sich in funktioneller Verbindung mit einem Flanschteil 17 einer Stange 18 für die Betätigung, die an ihrem freien Ende ein Gewinde 19 aufweist, um die Stange mit Backen, Kernen oder ähnlichem zu verbinden, die betätigt werden sollen. An diesem Ende hat die Stange auch einen Vierkant 20 zur Herstellung der Verbindung der Stange zu den Backen, Kernen oder ähnlichem. Zur Herstellung der funktionellen Verbindung ist eine Schraube 21 vorgesehen, die in einen Flanschteil der Stange 18 eingedreht ist und zur Sicherung verstiftet ist. Der Kolben 13 ist mittels eines Dichtrings 23 oder ähnlichem gegen die Schraube 21 abgedichtet. Zwischen dem Kopf der Schraube 21 und der zwischen den Bohrungen 16a und 16b liegenden Wandung ist eine Schraubendruckfeder 24 eingespannt, und aus Fig. 1 der Zeichnung ist zu sehen, daß der Weg, den der Kolben 13 unter Zusammendrückung der Schraubendruckfeder 24 gegenüber der Stange zurücklegt, dem Abstand zwischen dem Kopf der Schraube und der Wandung zwischen den Bohrungen 16b und 16c des Kolbens 13 entspricht.

Der Ringraum zwischen der Stange 18 und der Bohrung 3b des ersten Hauptteile 1 steht mit der in der Zeichnung rechts zu sehenden Stirnfläche der Stange 18 für die Betätigung über eine oder mehrere Leitungen 25 in Verbindung.

Wie aus der Zeichnung zu sehen ist, sind die Abmessungen so gewählt, daß ein Ringraum 26 zwischen der in der Zeichnung linken Stirnfläche des Kolbens 13 und der benachbarten Stirnfläche der Stange 18 für die Betätigung gebildet ist. Zwischen dem Flanschteil 17 der Stange 18 für die Betätigung und dem Kolben 13 sind Verriegelungssegmente 27 vorgesehen, welche die Gestalt von Kreissegmenten haben, die eine ebene Stirnfläche 25 und eine innere Schrägfläche 29 mit der gleichen Neigung aufweisen, wie die Schrägfläche des Teils 15 sowie eine Stirnfläche gegenüber der Stirnfläche 28, die neben einer ebenen Endfläche auch eine außenliegende Schrägfläche 30 hat, die mit der Stange für die Betätigung einen stumpfen Winkel bildet.

Funktionsweise der beschriebenen Vorrichtung

Bei der aus Fig. 2 zu sehenden Vorrichtung befindet sich die Stange für die Betätigung in zurückgezogener Position. Durch Zuführung eines unter Druck stehenden Mediums, wie beispielsweise Öl, das dem durch das Hauptteil 6 gebildeten Zylinder zugeleitet wird, wird der Kolben 13 (bei der Darstellung in der Zeichnung) nach links bewegt. Die Verriegelungssegmente 27 befinden sich hierbei in einer zurückgezogenen Position, durch Einwirkung der Schrägfläche an dem Teil 15 und der Schrägfläche 29 werden sie durch vorgegebene Kräfte aus dem Zentrum der Stange herausgedrückt.

Hat die Stange die aus Fig. 1 ersichtliche Position erreicht, sind die Verriegelungssegmente 27 mittels der erwähnten Einwirkung der Schrägflächen nach außen gedrückt, so daß sie die aus Fig. 1 ersichtliche Verriegelungsposition einnehmen, in welcher Stellung die Verriegelungssegmente durch Anschlag an der Schrägfläche 9 und ohne Möglichkeit der Rückkehr nach innen die Stange 18 für die Betätigung gegen Bewegung sichern. In dieser Stellung werden die Verriegelungssegmente nicht nur durch die Schraubendruckfeder 24 gehalten, sondern auch durch den Öldruck. Die Verriegelung wirkt dementsprechend spielfrei.

Für die Rückkehr der Stange 18 für die Betätigung zu der aus Fig. 2 ersichtlichen Position, die einer Rückkehr der Kerne oder Backen entspricht, die mit der Stange für die Betätigung verbunden sind, muß das unter Druck stehende Medium, wie beispielsweise Öl, über die Gewindebohrung 5 (Fig. 1) zugeführt werden.

Zuerst dringt über die Leitung 25 Öl in den Ringraum 26 ein (und gleichzeitig erreicht Öl die Räume zwischen den Verriegelungssegmenten, die jeweils mit Abstand zueinander angeordnet sind), was den Kolben 13 gegen die Federkraft der Schraubendruckfeder 24 (in der Darstellung der Zeichnung) so weit nach rechts bewegt, bis die Wandung zwischen den Bohrungen 16a und 16b an dem Kopf der Schraube anstößt. Dieser Abstand ist so gewählt, daß die Verriegelungssegmente nach dieser Bewegung gegen das Hauptteil 6 gedrückt werden, was dann erfolgt, wenn der Öldruck den Kolben bei der Darstellung nach rechts bewegt. Danach wird der Kolben 13 zusammen mit seinen Teilen, die er trägt, nach rechts in seine endgültige Lage der Fig. 2 bewegt.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung (Fig. 3) ist die oben erwähnte Schraubendruckfeder 24 weggelassen. An deren Stelle tritt eine Stiftverbindung 31 mit gewissem Axialspiel zwischen dem Kolben 13 und der Stange 18 für die Betätigung, wodurch die Haltekraft erhöht wird, die Herstellungskosten gesenkt werden können und insgesamt die Funktion der Vorrichtung verbessert wird.

Durch Anbringung von Sensorelementen 32a und 32b an den Hauptbauteilen, wobei die Sensorelemente mit dem Kolben und der Stange zusammenarbeiten, sind die Sensorlemente dazu in der Lage, Signale zur Handhabung der Teile der gerade verwendeten Bearbeitungs- oder Spritzwerkzeuge zu liefern.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Betätigung von Backen, Kernen oder ähnlichem als Teile eines Preß- oder Spritzwerkzeugs sowie mit einer Einheit, die an das Preß- oder Spritzwerkzeug anbaubar ist, wobei die Einheit ein Betätigungsmittel (Stange 18 zur Betätigung) umfaßt, an dem Kerne, Backen oder ähnliche zu betätigende Teile angebracht sind, und das mittels eines druckmittelbetätigten Zylinders zwischen einer aktiven und einer nicht aktiven Position bewegbar ist, wobei eine Anzahl Verriegelungssegmenten (27) mittels einer Verriegelungshülse (Zylinder 13) in eine ausgerückte Stellung bzw. zurück in ihre Ausgangsstellung bewegbar ist, wodurch die Stange zur Betätigung bedarfsweise arretierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (13) des druckmittelbetätigten Zylinders (Teil 6) gleichzeigig eine eine Verriegelungshülse bildet, an einem Ende an einem Teil (15) eine Schrägfläche aufweist, die mit einer weiteren Schrägfläche (29) der Verriegelungssegmente zum Zweck ihrer Auslenkung in radialer Richtung zusammenarbeitet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (Teil 6) mit einem Hauptteil (1) versehen bzw. dicht mit ihm verbunden ist, das teilweise einen Innendurchmesser hat, der den Innendurchmesser des Zylinders in diesem Bereich übersteigt, daß das Endteil in diesem Bereich die Verriegelungssegmente (27) aufweist sowie ein Flanschteil (17) der Stange (18) für die Betätigung umfaßt, und daß sich die Verriegelungssegmente mit einer Stirnfläche (28) mit dem erwähnten Flanschteil in Kontakt befinden, und im Verriegelungszustand mit einer vorzugsweise als Schrägfläche (30) ausgebildeten Fläche einer entgegengesetzt angeordneten Endfläche in Kontakt mit einer gegenüberliegenden Schrägfläche (9) des Zylinders (Hauptteil 6), daß der Kolben (13) in der Verriegelungsstellung sich mit einem abgeschrägten Teil (15) in Kontakt mit einer komplementären, inneren Schrägfläche (29) der Verriegelungssegmente (27) befindet, und daß der Kolben in eine Position verschiebbar ist, in der die Verriegelungssegmente so weit nach innen bewegt werden, daß sie mit dem Kolben in den Zylinder hineingeschoben werden, um die Arretierung aufzuheben.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (13) mit dem Betätigungsmittel (Stange 18) in der Weise verbunden ist, daß der Kolben beim Verschieben auch die Betätigungsmittel mitnimmt, aber von diesen auch wieder zurückziehbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (13) hohl ausgebildet und mit dem Betätigungsmittel (Stange 18) mittels einer Schraube (21) oder ähnlichem verbunden ist, deren Kopf die Bewegung des Kolbens gegenüber dem Betätigungsmittels (Stange 18) begrenzt, und daß ferner eine Schraubendruckfeder (24) vorgesehen ist, die den Kolben über die Verriegelungssegmente normalerweise gegen das Flanschteil (17) des Betätigungsmittels (Stange 18) drückt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende des Zylinders (Teil 6) mittels eines Endstücks (11) geschlossen ist, das vorzugsweise einen Nippel oder ähnliches hat, über den dem Zylinder Druckmedium auf einer Seite des Zylinders zuführbar ist, und daß die Zuführung des Druckmediums zur anderen Seite des Kolbens über Leitungen (25) erfolgt, die im Flanschteil (17) des Betätigungsmittels (Stange 18) vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Erstreckung der Verriegelungssegmente (27) in der Weise gestaltet ist, daß in der verriegelten Position ein Ringraum (26) zwischen dem Flanschteil (17) des Betätigungsmittels (Stange 18) und dem Kolben (13) vorgesehen sind, und daß Leitungen (25) für die Zuführung von unter Druck stehendem Medium mit dem vorgenannten Ringraum in Verbindung stehen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Ersatz für eine Feder oder ähnliches zwischen dem Kolben (13) und der Stange (18) eine Stiftverbindung (31) mit gewissem axialen Spiel zwischen dem Kolben (13) und der Stange (18) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikzylinder (Hauptteil 1, Hauptteil 6) Sensorelemente (32a, 32b) aufweist, die im Zusammenwirken mit der Stange (18) und/oder dem Kolben (13) Signale für die Steuerung der Maschine oder Werkzeugteile liefern.