DE4140385C2 - Hydraulischer Kreislauf für die Verbraucher der Schließeinheit und Spritzeinheit einer Spritzgießmaschine zur Kunststoffverarbeitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Anordnung eines hydraulischen Kreislaufes für die Verbraucher der Schließeinheit und der Spritzeinheit einer Spritzgießmaschine zur Kunststoff­ verarbeitung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Auf der Fachmesse für Kunststoffmaschinen FAKUMA 1991 wurden von verschiedenen Maschinenherstellern Spritzgieß­ maschinen gezeigt, deren hydraulischer Kreislauf für die Verbraucher der Schließeinheit und Spritzeinheit aus einer dezentralen Anordnung der Ventilblöcke mit den entsprechen­ den Leitungsanschlüssen für die Druckölzu- und Rückölab­ führung bestand. Die Ventilblöcke haben dabei inhaltlich verschiedene Aufgaben bzw. Funktionen zu erfüllen. So dienen sie zur Zusammenfassung der zur Spritzeinheit bzw. zur Schließeinheit hin- und zurückzuführenden Leitungen, zur Verteilung des Drucköls, das von der Pumpenkombination zur Schließeinheit bzw. Spritzeinheit gefördert wird, zur Realisierung der Maschinenfunktionen für die Schließ- und Spritzeinheit und zur Vereinigung der Rücklaufölströme und Leckölströme, die über Sammelblöcke geführt werden. Aus Prospektunterlagen der Firma Mannesmann DEMAG (1-5877-0008 Tl.9018328065 DGD) der Firma BUCHER (Imprime en Suisse 10.86.1.5) oder der Firma Sächsische Kunststofftechnik GmbH Freital (Stand 9/91) sind u. a. solche hydraulischen Kreisläufe mit dezentralen Anordnungen der Ventilblöcke für die Schließeinheit und Spritzeinheit bekannt.

Dementsprechend sind die hydraulischen Verbraucher der Schließeinheit wie die Eilgangzylinder, die Schließ­ zylinder, die Verriegelungszylinder, die hydraulischen Aus­ drücker, die Kernzugzylinder, der Werkzeughöhenverstell­ motor und der Werkzeugraumschutztürantriebsmotor und die hydraulischen Verbraucher der Spritzeinheit, wie die Düsen­ fahrzylinder, der Spritzzylinder, der Schwenkzylinder und der Plastizierantrieb über Zu- und Ablaufleitungen mit den jeweiligen Ventilblöcken verbunden. Von den separat an­ geordneten Ventilblöcken führen wiederum mindestens jeweils zwei Rohrleitungen durch den Ölbehälter bzw. über einen Sammelblock in den Ölbehälter zur Realisierung der einzel­ nen Steuerfunktionen. Durch die Vielzahl der angeführten Verbraucher und deren dezentrale Lage und Verknüpfung über die Sammelblöcke ist ein erheblicher Aufwand an Rohr­ leitungen für den gesamten hydraulischen Kreislauf erfor­ derlich, um die notwendigen Steuer- und Antriebsfunktionen zu verwirklichen. Der Kostenaufwand dafür ist dementspre­ chend hoch und innerhalb der Spritzgießmaschine werden relativ große Freiräume für die Verlegung der Rohre und Schläuche benötigt.

Ferner ist aus der DE-OS 22 09 079 ein hydraulischer Kreislauf bekannt, bei dem die hydraulischen Verbraucher für die Spritzeinheit von einem zentralen Ventilblock versorgt werden. Der zentrale Ventilblock ist mit der Spritzeinheit gekoppelt und beide sind als integrale Einheit auf den Führungen eines Untersatzes verschiebbar. Der dazugehörige Antrieb für die Formschließeinheit ist in der DE-OS 22 09 079 nicht näher erläutert und erfolgt vermutlich nicht hydraulisch sondern elektromechanisch. Sofern die Formschließeinheit aber hydraulisch betrieben wird, so müssen deren Verbraucher ebenfalls über einen dezentral angeordneten Ventilblock, Sammelblöcke und Rohrleitungen mit der Pumpenkombination und dem Ölbehälter verbunden werden, wodurch ein hoher Kostenaufwand entsteht. Von Nachteil bei dieser Lösung ist ferner, daß bei großen Spritzgießmaschinen der sehr voluminöse und schwere Ventilblock bei jedem Einspritzvorgang mitbewegt werden muß, wodurch sich ein höherer Energiebedarf ergibt. Ein weiterer Nachteil der Lösung besteht darin, daß die Spritzeinheit mit dem Ventilblock als integrale Einheit nur komplett gegen eine größere oder kleinere Spritzeinheit auswechselbar sind, da zwischen beiden eine Schnittstelle nicht vorhanden ist. Das hat zur Folge, daß die Spritzgießmaschine entweder nur mit einer Spritzeinheit betrieben werden kann oder aber der konstruktive und technologische Aufwand für die Umrüstung auf eine kleinere oder größere Spritzeinheit sehr hohe Kosten verursacht.

Aufgabe der Erfindung ist es, innerhalb des hydraulischen Kreislaufes einer Spritzgießmaschine den Verrohrungs- und Leitungsaufwand zwischen dem Ölbehälter und der Pumpenkombination für die Verbraucher der Schließ- und Spritzeinheit räumlich und anzahlmäßig zu reduzieren und durch hydraulische Schnittstellen einen schnellen Austausch der Spritzeinheit oder der Schließeinheit einer Spritzgießmaschine zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Ventilblock auf einer geometrischen Ringfläche gelagert und über Schwingungs­ dämpfer mit dem Deckel des Ölbehälters staubdicht so ver­ bunden, daß innerhalb der umschlossenen geometrischen Ring­ fläche starre Leitungen für die Rückölströme in den Ölbe­ hälter führen.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen hydraulischen Kreis­ laufes bestehen in einer sehr kompakten Bauweise, bei der der Verrohrungs- und Leitungsaufwand mit den dazugehörigen Verbindungselementen für die Verbraucher der Schließeinheit und Spritzeinheit erheblich reduziert wird. Erreicht wird dies durch die zentrale Anordnung eines einzigen Ventil­ blockes auf dem Ölbehälter in der Spritzeinheit, der die Verteilung der Ölströme zur Schließeinheit und Spritzeinheit übernimmt. Die Spritzeinheit und die Schließeinheit sind mechanische Baugruppen der Spritzgießmaschine, die bei Gewährleistung einer variablen Zuordnung von verschieden großen Spritzeinheiten bzw. Schließeinheiten an einer bestimmten Stelle, die als mechanische Schnittstelle bezeichnet wird, miteinander verbunden werden. Diese Schnittstelle ist besonders bei großen Spritzgießmaschinen zum Zwecke des Transportes erforderlich, um die Spritzeinheit von der Schließeinheit zu trennen und an dieser Stelle Schlauchleitungen anzuordnen. Wird erfindungsgemäß die Schnittstelle zur Schließeinheit unmittelbar am Ventilblock angeordnet, brauchen keine Rohrleitungen mehr innerhalb der Schließ­ einheit zum dezentralen Ventilblock verlegt werden, sondern die Schlauchleitungen, die für die Schnittstelle erforderlich sind, können direkt am Ventilblock angeschraubt werden.

Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten hydraulischen Kreis­ lauf sind ca. 85% der hydraulischen Verbraucher der Schließeinheit bereits an der festen Werkzeugaufspannplatte angebracht. Das hat den Vorteil, daß sehr kurze Verbindungen vom Ventilblock zu den hydraulischen Verbrauchern der Schließeinheit realisiert werden können, was sich wiederum günstig auf die dynamischen Eigenschaften der Spritzgießmaschine auswirkt. Die Schnittstelle zur Spritzeinheit befindet sich am Sammelblock auf dem Untersatz der Spritzeinheit, der zum Ventilblock über starre Leitungen und zur Spritzeinheit über flexible Leitungen verbunden ist. Mit dieser Anordnung reduziert sich der Rohrleitungsaufwand für die Spritzeinheit ebenfalls erheblich. Weitere Vorteile, die sich durch die Erfindung ergeben, sind die übersichtliche Gestaltung und der einfache Aufbau des Ölbehälters. In der Summe der beschriebenen Vorteile erhöht sich damit die Zuverlässig­ keit der Spritzgießmaschine.

Nachstehend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel erläutert. In den Figuren ist dar­ gestellt:

Fig. 1 hydraulischer Kreislauf für die Schließeinheit und Spritzeinheit einer Spritzgießmaschine,

Fig. 2 vergrößerte Einzeldarstellung des Ventilblockes auf dem Ölbehälter,

Fig. 3 Ansicht X gemäß Fig. 2,

Fig. 4 Ansicht Y gemäß Fig. 2,

Fig. 5 Ansicht Z gemäß Fig. 2,

Fig. 6 hydraulischer Kreislauf mit dezentral angeordneten Ventilblöcken für die Schließeinheit und Spritz­ einheit einer Spritzgießmaschine.

In Fig. 1 ist eine Spritzgießmaschine 1 mit einem verein­ facht dargestellten hydraulischen Kreislauf mit den wichtigsten Verbrauchern der Schließeinheit 2 und der Spritzeinheit 3 erkennbar. Die Schließeinheit besteht aus einer festen und einer beweglichen Werkzeugaufspannplatte 2.6 bzw. 2.7, die über Säulen 2.9 miteinander verbunden und auf einem Maschinengestell 1.1 angeordnet sind. Als hydrau­ lische Verbraucher der Schließeinheit 2 sind die Eilgang­ zylinder 2.1, die Verriegelungszylinder 2.2, die Schließ­ zylinder 2.3, ein Kernzugzylinder 2.4 und der Ausdrücker 2.5 erkennbar. Die Spritzeinheit 3, die auf einem Untersatz 4 angeordnet ist, besitzt als Verbraucher den Plastizier­ antrieb 3.1, den Spritzzylinder 3.2, die Düsenfahrzylinder 3.3 und den Schwenkzylinder 3.4. Die Aufgabe und Funktion der einzelnen Verbraucher für die Schließeinheit 2 und die Spritzeinheit 3 wird als bekannt vorausgesetzt und daher nicht näher erläutert. Im Untersatz 4 für die Spritzein­ heit 3 befindet sich der Ölbehälter 7 und die Pumpenkombination 5, bestehend aus einer Förderpumpe, die vorzugsweise eine Regelpumpe ist. Die Pumpenkombination 5 ist über eine Förderleitung 6 mit dem Ölbehälter 7 und dem einzigen Ventilblock 8, der auf dem Ölbehälter 7 angeordnet ist, verbunden. Der Ventilblock 8 ist die Schnittstelle 9 für alle Verbraucher der Schließeinheit 2, die dadurch schnell und problemlos anschließbar bzw. mit verschiedenen Baugrößen kombinierbar ist. Dazu sind lediglich jeweils zwei Schlauchleitungen 14 für die Eilgangzylinder 2.1, die Schließzylinder 2.3 und die Nebenverbraucher, wie Verriegelungszylinder 2.2, Kernzugzylinder 2.4 und Ausdrücker 2.5, die über einen Sammelblock 18 innerhalb der Schließeinheit 2 zusammengeführt werden, anzuschließen. In analoger Weise können verschiedene Baugrößen von Spritz­ einheiten 3 an der Schnittstelle 12 angekoppelt werden. Der zentrale Ventilblock 8 ist einerseits über eine Förderleitung 6 und eine Leckölleitung 6.1 mit der Pumpenkombination 5 und andererseits über eine Förder­ leitung 3.5, eine Rücklaufleitung 3.6 und eine Leckölleitung 3.7 mit dem Sammelblock 11 auf dem Untersatz 4 der Spritzeinheit 3 verbunden. Von der Schnittstelle 12 am Sammelblock 11 aus werden über eine flexible Energieführungskette 13 mit Schlauchleitungen, die an dieser Stelle abkoppelbar sind, sämtliche Verbraucher der Spritzeinheit 3 versorgt und das Rück- sowie Lecköl wieder abgeführt. Der erfindungsgemäße Ventilblock 8 ist gleichzeitig Knotenpunkt aller von der Spritzeinheit 3 und der Schließeinheit 2 in den Ölbehälter zu führenden Rück­ laufleitungen RL und Leckölleitungen LL, deren Anordnung und Verlegung sich dadurch sehr vereinfacht.

In Fig. 2 ist der zentrale Ventilblock 8 als vergrößerte Einzelheit und in den Folgefiguren 3, 4 und 5 sind unterschiedliche Ansichten auf den Ventilblock erkennbar, aus denen die Anordnung der jeweiligen Anschlüsse ersichtlich ist. Der Ventilblock 8 ist auf einer geometrischen Ringfläche 16, die vorzugsweise quadratisch oder rechteckig gestaltet ist, staubdicht auf Schwingungs­ dämpfern 15 auf dem Deckel 7.1 des Ölbehälters 7 befestigt. Dadurch ist es möglich, die Rücklaufleitungen RL und die Leckölleitungen LL starr in den Ölbehälter 7 zu führen und eine gute Entkopplung von Schallwellen und Schwingungen zu erreichen. In gleicher Weise ist die Schnittstelle 9 zur Schließeinheit 2 mit einer elastischen schwingungs­ dämpfenden Platte 17 mit rechteckigem Querschnitt am Untersatz 4 befestigt, um möglichst staubgeschützt eine Verbindung außerhalb des Untersatzes 4 herzustellen. Auf dem Ventilblock ist schematisch die Anordnung der erforderlichen Ventiltechnik 19 angedeutet, die abhängig ist von der Maschinengröße und deren Funktionsinhalt. An der linken Seite des Ventilblockes 8 sind die Anschlüsse für die Förderleitung 6 von der Pumpenkombination 5 und die Leckölleitung 6.1 sowie die Anschlüsse 3.5, 3.6 und 3.7 zur Spritzeinheit 3 erkennbar.

In Fig. 3 ist der Ventilblock aus der Ansicht X mit der rechteckigen Ringfläche 16 erkennbar. Die Anzahl der An­ schlüsse für die Rücklaufleitungen RL und Leckölleitungen LL ist ebenfalls von der Maschinengröße und deren Funk­ tionsinhalt abhängig. Ferner ist die Schnittstelle 9 zur Schließeinheit 2 und die Befestigung des Ventilblockes 8 am Untersatz 4 sichtbar.

Die Fig. 4 betrifft die Ansicht Y gemäß Fig. 2, mit der rechteckigen Ringfläche 20 und der elastischen Platte 17 zum Untersatz 4 und der Schnittstelle 12 zur Schließeinheit 2. Es sind die sechs Schlauchleitungen 14 für die Förder- und Rücklaufleitungen angedeutet, von denen je zwei zu den Eilgangzylindern, zwei zu den Schließzylindern und zwei zu den übrigen Verbrauchern über den Sammelblock 18 führen, der hier nicht erkennbar ist.

In Fig. 5, die die Ansicht Z gemäß Fig. 2 vom Ventilblock 8 darstellt, ist schematisch die Lage der in den Ventil­ block führenden Förderleitung 6, der Leckölleitung 6.1 von der Pumpenkombination 5 sowie die Förderleitung 3.5, die Rücklaufleitung 3.6 und die Leckölleitung 3.7 zur bzw. von der Spritzeinheit 3 erkennbar.

Die Fig. 6 zeigt vergleichsweise einen hydraulischen Kreislauf für die Verbraucher der Schließeinheit 2 und der Spritzeinheit 3 ohne die erfindungsgemäße Lösung. Es handelt sich dabei um die gleiche Spritzgießmaschine, mit den gleichen hydraulischen Verbrauchern, die entsprechend bezeichnet wurden. Deutlich erkennbar ist der wesentlich größere Verrohrungs- und Leitungsaufwand vom Ölbehälter 7 zum Ventilblock VV für die Verteilung der Ölströme und von dort zum dezentralen Ventilblock VS für die Schließeinheit 2 und zum dezentralen Ventilblock VSP für die Spritzeinheit 3. Die gegenüber der erfindungsgemäßen Lösung notwendigen zusätzlich erforderlichen Leitungen wurden entsprechend gekennzeichnet. So betreffen die mit a gekennzeichneten Leitungen die Rücklauf- und Leckölleitungen vom Ventil­ block VSP zum Ölbehälter 7, und die Rücklauf- und Lecköl­ leitungen vom hydraulischen Ausdrücker 2.5, vom Kernzug­ zylinder 2.4 und vom Verriegelungszylinder 2.2, die durch die erfindungsgemäße Lösung entfallen. Weitere zusätzliche Leitungen sind für die Verbindung des Ventilblockes VV für die Verteilung der Ölströme zur Schnittstelle 9 der Schließeinheit 2 erforderlich, die mit b gekennzeichnet sind. Schließlich sind die Schlauchleitungen bzw. elastischen Rohrdurchführungen für die Rücklaufleitungen und Leckölleitungen der Schließeinheit 2, der Spritzeinheit 3, der Pumpenkombination 5 und des Ventilblockes VV für die Verteilung der Ölströme zusätzlich erforderlich, die in Fig. 6 mit c gekennzeichnet sind. In der Summe dieser genannten und durch die erfindungsgemäße Lösung entfallenden Rohr- und Schlauchleitungen, der entsprechenden Verbindungselemente, die nicht näher dargestellt sind, und der Reduzierung der Anzahl von Ventilblöcken ergeben sich erhebliche Kosteneinsparungen und eine räumlich günstigere und platzsparende Anordnung des hydraulischen Kreislaufes.

Bezugszeichenliste

 1 - Spritzgießmaschine
 1.1 - Maschinengestell
 2 - Schließeinheit
 2.1 - Eilgangzylinder
 2.2 - Verriegelungszylinder
 2.3 - Schließzylinder
 2.4 - Kernzugzylinder
 2.5 - Ausdrücker
 2.6 - Werkzeugaufspannplatte (fest)
 2.7 - Werkzeugaufspannplatte (beweglich)
 2.8 - Formwerkzeug
 2.9 - Säulen
 3 - Spritzeinheit
 3.1 - Plastizierantrieb
 3.2 - Spritzzylinder
 3.3 - Düsenfahrzylinder
 3.4 - Schwenkzylinder
 3.5 - Förderleitung zur Spritzeinheit
 3.6 - Rücklaufleitung von der Spritzeinheit
 3.7 - Leckölleitung von der Spritzeinheit
 4 - Untersatz
 5 - Pumpenkombination
 6 - Förderleitung von der Pumpenkombination
 6.1 - Leckölleitung
 7 - Ölbehälter
 7.1 - Deckel
 8 - Ventilblock
 9 - Schnittstelle Schließeinheit
10 -
11 - Sammelblock
12 - Schnittstelle Spritzeinheit
13 - Energieführungskette mit Schlauchleitungen
14 - Schlauchleitungen
15 - Schwingungsdämpfer
16 - Ringfläche
17 - Platte
18 - Sammelblock
19 - Ventiltechnik
20 - Ringfläche
a, b, c - Durch Erfindung eingesparter Rohrleitungsaufwand
FL - Förderleitung
RL - Rücklaufleitung
LL - Leckölleitung
VV - Ventilblock für Verteilung der Ölströme zur Spritzeinheit und Schließeinheit
VS - Ventilblock Schließeinheit
VSP - Ventilblock Spritzeinheit

Claims (2)

1. Hydraulischer Kreislauf für die Verbraucher der Schließ­ einheit und der auf einem Untersatz angeordneten Spritz­ einheit einer Spritzgießmaschine zur Kunststoffverarbeitung, bestehend aus einem Ölbehälter, einer Förder- und Regelpumpenkombination, Ventil- und Sammelblöcken und Verbindungsleitungen und Schläuchen für die Förderströme, Rückölströme und Leckölströme von der Pumpenkombination zu den bzw. von den Verbrauchern der Schließeinheit und der Spritzeinheit zum Ölbehälter, wobei in der Spritzeinheit ein zentraler Ventilblock so angeordnet ist, daß er die Verteilung des von der Pumpenkombination geförderten Ölstromes zu den Verbrauchern der Spritzeinheit übernimmt und der Ventilblock Knotenpunkt aller von der Spritzeinheit in den Ölbehälter führenden Rück- und Leckölleitungen ist, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die hydraulischen Verbraucher der Schließeinheit (2) und der Spritzeinheit (3) gemeinsam an den zentralen Ventilblock (8) in der Spritzeinheit (3) angeschlossen sind,
• - der zentrale Ventilblock (8) in der Spritzeinheit (3) stationär und direkt auf dem Ölbehälter (7) angeordnet ist,
• - zum Auswechseln der Spritzeinheit (3) eine hydraulische Schnittstelle (12) am Sammelblock (11) auf dem Untersatz (4) der Spritzeinheit (3) und zum Auswechseln der Schließeinheit (2) eine hydraulische Schnittstelle (9) am zentralen Ventilblock (8) vorhanden ist und
• - der Ventilblock (8) zugleich der Knotenpunkt aller von der Schließeinheit (2) in den Ölbehälter (7) zu führenden Rück- und Leckölleitungen (RL, LL) ist.

2. Hydraulischer Kreislauf nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ventilblock (8) auf einer geometri­ schen Ringfläche (16) gelagert ist, über Schwingungs­ dämpfer (17) staubdicht mit dem Deckel (7.1) des Ölbe­ hälters (7) so verbunden ist, daß innerhalb der um­ schlossenen geometrischen Ringfläche (16) starre Lei­ tungen (RL, LL) für die Rück- und Leckölströme in den Ölbehälter (7) führen.