DE4204784C2 - Gestängekupplung für Werkzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gestängekupplung für Werkzeuge, ins­ besondere an der Antriebsstange von Auswerfervorrichtungen für die Formwerkzeuge in Spritzgießmaschinen, bestehend aus einem Kupplungs­ kopf und einem damit in und außer Eingriff bringbaren Kupplungs­ bolzen, die in der Eingriffsstellung Schub- und/oder zugfest mitein­ ander und gegeneinander verriegelbar sind,

• - wobei der Kupplungskopf ein hülsenförmiges Gehäuse aufweist, das an seinem freien Ende mit einer axialen Einstecköffnung für den Kupplungsbolzen versehen ist,
• - wobei sich an die Einstecköffnung innerhalb des Gehäuses eine zentrale Kupplungsaufnahme ortsfest anschließt,
• - wobei zwischen dem hülsenförmigen Gehäuse und der zentralen Kupplungsaufnahme ein Ringkolben axial verschiebbar und abge­ dichtet geführt sowie an einander gegenüberliegenden Kolben­ flächen abwechselnd mit Druckmittel beaufschlagbar ist,
• - wobei in den Wänden der Kupplungsaufnahme radial verschiebbare Kupplungsklauen sitzen, die mit radialen Kupplungsvertiefungen am Umfang des Kupplungsbolzens in und außer Eingriff stellbar sind,
• - wobei der Ringkolben an seinem die Kupplungsaufnahme umgebenden Innenumfang Steuerflächen und Sperrflächen trägt, über die die Kupplungsklauen in der einen Schieberichtung des Ringkolbens zwangsläufig radial einwärts in ihre Eingriffsstellung schieb­ bar sowie in dieser Eingriffsstellung verriegelbar sind,
• - wobei im Ringkolben radial verschiebbare Riegelglieder sitzen, die bei Druckmittelbeaufschlagung der einen Kolbenfläche nach radial einwärts und bei Druckmittelbeaufschlagung der anderen Kolbenfläche nach radial auswärts verlagerbar sind,
• - und wobei wenigstens der radial einwärts gelegenen Schiebe­ stellung der Riegelglieder an der Kupplungsaufnahme Sperreingriffe zugeordnet sind, deren axiale Relativlage an der Kupplungs­ aufnahme auf diejenige Schiebestellung des Ringkolbens ab­ gestimmt ist, in welcher dieser über seine Steuerflächen und Sperrflächen die Kupplungsklauen in ihrer Eingriffslage hält.

Eine Gestängekupplung dieser Art ist bereits bekannt durch die DE 36 24 298 A1. Sie hat sich im praktischen Einsatz auch bereits bestens bewährt.

In einigen wenigen Einsatzfällen haben sich jedoch insofern noch Unzulänglichkeiten ergeben, als bei einem Druckabfall in dem als Schalt- bzw. Betätigungsmedium dienenden Druckmittel und gleich­ zeitig auftretenden Erschütterungen die Riegelglieder für die axiale Fixierung des Ringkolbens außer Eingriff gelangen können. Es besteht dann die Gefahr, daß der ungesperrte Ringkolben sich aus seiner vorgeschobenen Endstellung in Richtung zu seiner zurückgezogenen Endstellung hin verlagert. Die Folge davon ist dann, daß die Kupp­ lungsklauen frei sind und bei einer Zugkrafteinwirkung auf den Kupplungsbolzen aus ihrer Sperrlage zurückgeschoben werden.

Eine andere Unzulänglichkeit der bekannten Gestängekupplung besteht darin, daß insbesondere das Einrücken des Kupplungsbolzen in die Einstecköffnung des Kupplungskopfes erschwert wird, sobald nur ein geringfügiger Achsversatz zwischen diesen beiden Teilen gegeben ist.

Schließlich erweist es sich in manchen Fällen auch noch als nachteilig, daß von außen her nicht ohne weiteres erkennbar ist, welche Funktionsstellung die Einbauteile des Kupplungskopfes jeweils einnehmen.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, die bei den gattungsgemäßen bekannten Gestängekupplungen noch vorhandenen Unzulänglichkeiten zu beseitigen.

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Gestängekupplung der gattungs­ gemäßen Art so zu verbessern, daß auch bei einem auftretenden Druckabfall jede der beiden möglichen Funktionsstellungen optimal gesichert bzw. fixiert bleibt. Darüberhinaus soll das Einrücken des Kupplungsbolzens in die Kupplungsaufnahme des Kupplungskopfes erleichtert werden und es soll auch ein automatischer Wechsel der Formwerkzeuge möglich sein.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1 dadurch gelöst, daß zur Betätigung der Riegelglieder ein zweiter Ringkolben vorgesehen und im ersten Ringkolben zwischen zwei Anschlägen begrenzt axial verschiebbar aufgenommen ist,
daß der zweite Ringkolben bei ausgerückten Riegelgliedern über die Riegelglieder und die sie stützende Kupplungsaufnahme in einer vor­ bestimmten Endstellung relativ zum ersten Ringkolben fixiert ist, daß beide Ringkolben miteinander und mit den Riegelgliedern relativ zur Kupplungsaufnahme bis in den Bereich der in der Kupplungsauf­ nahme vorgesehenen Sperreingriffe verschiebbar sind,
und daß der zweite Ringkolben relativ zum ersten Ringkolben aus­ schließlich für das Ein- und Ausrücken der Riegelglieder gegenüber den Sperreingriffen durch die Druckmittelbeaufschlagung zwischen den Begrenzungsanschlägen verlagerbar ist.

Es hat sich gezeigt, daß durch das Vorsehen des zweiten mit Druck­ mittel beaufschlagbaren Ringkolbens die Funktionssicherheit der Gestängekupplung im Einrückzustand beträchtlich erhöht werden kann, weil dieser eine mechanische Blockierung der Riegelglieder in ihrer Einrückstellung herbeiführt.

Bewährt hat es sich, wenn erfindungsgemäß die Riegelglieder aus Kugeln bestehen, welche in ihrer Einrückstellung sowohl mit Siche­ rungsmulden am Innenumfang des zweiten Ringkolbens als auch mit Rastmulden am Außenumfang der Kupplungsaufnahme in Eingriff gehalten sind.

Von Vorteil ist weiterhin, daß der zweite Ringkolben erfindungsgemäß durch das gleiche Druckmittel wie der erste Ringkolben beaufschlag­ bar ist und in seiner Grundstellung relativ zum ersten Ringkolben durch mit den Riegelgliedern in Kontaktberührung stehende, geneigte Ein- und Auflaufflächen abgestützt ist.

Das Einfahren des Kupplungsbolzens in die Kupplungsaufnahme des Kupplungskopfes kann dadurch wesentlich erleichtert werden, daß nach der Erfindung das Gehäuse des Kupplungskopf es und alle darin befind­ lichen Funktionsteile mit Radialspiel - also schwimmend - in einer Endplatte desselben gehalten und geführt ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist dabei vorgesehen, daß das Gehäuse des Kupplungskopfes mit einem radial auswärts gerichte­ ten Endflansch in eine ringförmige Vertiefung hinter einem radial einwärts gerichteten Stirnflansch an der Endplatte hineinfaßt.

Schließlich ist es einem automatischen Wechsel des Formwerkzeugs dienlich, wenn in der Endplatte mindestens ein Näherungsinitiator, vorzugsweise aber mehrere Näherungsinitiatoren, sitzen, welcher bzw. welche durch den ersten und/oder zweiten Ringkolben betätigbar ist bzw. sind. Mit diesen Näherungsinititoren können nicht nur Signale an die Maschinensteuerung gegeben werden, die dann z. B. einen automatischen Wechsel der Formwerkzeuge auslösen. Vielmehr ist es auch möglich, den jeweiligen Schaltzustand der Gestängekupplung, bspw. durch Leuchtsignale, am Bedienpult anzuzeigen.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.

Fig. 1 zeigt die Gestängekupplung im Längsschnitt, wobei die obere Längsschnitthälfte die Kupplungsstellung und die untere Längs­ schnitthälfte die Entkupplungsstellung wiedergibt.

In Fig. 2 der Zeichnung ist der Ausschnitt II der Fig. 1 ver­ größert gezeigt.

Die in der Fig. 1 dargestellte Gestängekupplung 16 weist außer einem bspw. als Auswerferstange wirksamen Kupplungsbolzen 14 noch einen Kupplungskopf 17 auf, der an einer Kolbenstange 18 eines Auswerferantriebs befestigt ist.

Der Kupplungskopf 17 hat dabei ein hülsenförmiges Gehäuse 19, das an seinem einen Ende über einen radial nach auswärts gerichteten Flansch 20 in eine Ringnut 21 eines Tragkörpers 22 eingreift, die sich an einen radial einwärts gerichteten Flansch 15 des Tragkörpers 22 anschließt. Zwischen dem Außenumfang des Flansches 20 und dem Innenumfang der Ringnut 21 ist ein Radialspiel 14 von mehreren, bspw. 2 mm vorgesehen sind und ein entsprechendes Radialspiel 13 ist auch zwischen dem Innenumfang des Flansches 15 sowie dem Außen­ umfang eines hülsenförmigen Gehäuses 19 des Kupplungskopfes 17 vorhanden.

Bedingt durch die Radialspiele 13 und 14 ist eine gewissermaßen schwimmende Halterung des hülsenförmigen Gehäuses 19 im Tragkörper 22 des Kupplungskopfes vorhanden, welche einem später noch zu erläuternden Zwecke dient.

Das hülsenförmige Gehäuse 19 des Kupplungskopfes 17 hat an seinem vom Flansch 20 abgewandten, freien Ende eine radial einwärts gerichtete Schulter 23, die wiederum mit einer axialen Einstecköff­ nung 24 für den Kupplungsbolzen 14 versehen ist.

Innerhalb des hülsenförmigen Gehäuses 17 schließt sich an die Einstecköffnung 24 eine zentrale Kupplungsaufnahme 25 an, welche zwischen der Schulter 23 und dem Tragkörper 22 koaxial zum hülsen­ förmigen Gehäuse 19 angeordnet und eingespannt ist. Dabei hat die Kupplungsaufnahme 25 einen an die Schulter 23 anschließenden Längen­ abschnitt 25a relativ großen Durchmessers sowie einen an die End­ platte 22 anschließenden Längenabschnitt 25b relativ kleinen Durch­ messers. Der Längenabschnitt 25a ist dabei mit einer Ausnehmung 26 versehen, deren Durchmesser insgesamt mit dem kleinsten Durchmesser der Einstecköffnung 24 in der Schulter 23 übereinstimmt.

Im Bereich zwischen dem hülsenförmigen Gehäuse 19 und der Kupplungs­ aufnahme 25 ist ein Ringkolben 27 axial verschiebbar geführt, der wiederum einen Längenabschnitt 27a mit relativ großem Innendurch­ messer und einen Längenabschnitt 27b mit relativ kleinem Innendurch­ messer aufweist. Der Längenabschnitt 27a des Ringkolbens 27 ist dabei einem Ringraum 28a zwischen dem hülsenförmigen Gehäuse 19 und dem Längenabschnitt 25a der Kupplungsaufnahme 25 zugeordnet, während der Längenabschnitt 27b des Ringkolbens 27 sich in einem Ringraum 28b befindet, welcher zwischen dem hülsenförmigen Gehäuse 19 und dem Längenabschnitt 25b der Kupplungsaufnahme 25 eingeschlossen ist.

Über einen Dichtungsring 29 wirkt der Abschnitt 27a des Ringkolbens 27 mit dem Längenabschnitt 25a der Kupplungsaufnahme 25 zusammen, während er über einen weiteren Dichtungsring 31 auch gegen den Innenumfang des hülsenförmigen Gehäuses 19 abgedichtet ist. Die Dichtungsringe 29 und 31 sind dabei vorzugsweise als sogenannten O-Ringe ausgeführt, die in rechteckigen Ringnuten des Ringkolbens 27 aufgenommen sind.

Dem Ringraum 28b ist eine relativ große Kolbenfläche 27c des Ring­ kolbens 27 derart zugewendet, daß bei Druckmittelbeaufschlagung desselben der Ringkolben 27 in Richtung gegen die Schulter 23 geschoben wird, wie das die obere Hälfte der Zeichnungsfigur erken­ nen läßt.

Zwischen dem Abschnitt 27a des Ringkolbens 27 sowie zwischen den Abschnitten 25a und 25b der Kupplungsaufnahme 25 ist ein weiterer Ringraum 28c eingeschlossen, dem die Kolbenfläche 27d des Ringkol­ bens 27 zugeordnet ist, welche eine relativ kleine Flächenabmessung hat.

Wird der Ringraum 28c mit Druckmittel beaufschlagt, dann wird der Ringkolben 27 im Gehäuse 19 von der Schulter 23 weg verschoben, wie das in der unteren Hälfte der Zeichnungsfigur deutlich zu sehen ist.

Innerhalb der Ausnehmung 26 der Kupplungsaufnahme 25 ist eine Druckplatte 32 axial verschiebbar geführt. Sie steht unter der Wirkung einer Druckfeder 33, welche sie in der Schiebestellung abzustützen sucht, wie sie in der unteren Hälfte der Zeichnung zu sehen ist. Entgegen der Wirkung der Druckfeder 33 läßt sich die Druckplatte 32 jedoch in die Ausnehmung 26 der Kupplungsaufnahme 25 hineinschieben, und zwar bis in die hintere Anschlagsstellung, welche in der oberen Hälfte der Zeichnungsfigur zu sehen ist.

Der Ringkolben 27 weist am freien Ende seines Abschnittes 27a an seinem Innenumfang eine geneigte Steuerfläche 34 auf, an welche sich eine parallel zur Kolbenachse verlaufende Sperrfläche 35 anschließt. Über die Steuerfläche 34 und die Sperrfläche 35 wirkt der Ringkolben 27 mit mehreren, bspw. mit drei oder vier Kupplungsklauen 36 zu­ sammen, welche als Bolzen gestaltet sind und eine in Umfangsrichtung der Kupplungsaufnahme 25 gleichmäßig verteilte Anordnung haben. Dabei werden die Kupplungsklauen 36 in Durchlässen 37 des Abschnitts 25a der Kupplungsaufnahme 25 radial verschiebbar geführt und weisen einen Stellweg auf, welcher einerseits durch ihre Ausrückstellung und andererseits durch ihre Einrückstellung bestimmt ist. Während die Ausrückstellung der Kupplungsklauen 36 in der unteren Hälfte der Zeichnungsfigur zu sehen ist, zeigt deren obere Hälfte die Einrückstellung für die Kupplungsklauen 36.

Das dem Ringkolben 27 zugeordnete Ende der Kupplungsklauen 36 hat jeweils einen geneigten Endabschnitt 38, welcher mit der geneigten Steuerfläche 34 am Abschnitt 27a des Ringkolbens 27 zusammenwirkt, während sich daran andererseits ein quer zur Längsachse der Kupp­ lungsklauen 36 gerichteter Abschnitt 39 anschließt, der mit der Sperrfläche 35 am Innenumfang des Abschnitts 27a des Ringkolbens 27 in Stützverbindung tritt.

An ihrem der Ausnehmung 26 der Kupplungsaufnahme 25 zugewandten Ende haben die Kupplungsklauen 36 jeweils eine Schrägfläche 40, die eine zur gegenüberliegenden Steuerfläche 38 entgegengesetzte Nei­ gungslage aufweist. An diese Schrägfläche 40 der Kupplungsklauen 36 schließt sich eine Stützfläche 41 an, die einer entsprechenden Umfangsfläche 42 an der abgefederten Druckplatte 32 zugeordnet ist.

Die Kupplungsklauen 36 im Kupplungskopf 17 wirken mit radialen Kupplungsvertiefungen, bspw. einer Umfangsnut 43 am Kupplungsbolzen 14 zusammen, wenn dieser durch die zentrale Öffnung 24 der Stütz­ schulter 23 in die Ausnehmung 26 der Kupplungsaufnahme 25 eingescho­ ben wird, wie das die obere Hälfte der Zeichnungsfigur deutlich macht. Dabei wird durch das vordere Ende des Kupplungsbolzens 14 die Druckplatte 32 entgegen der Wirkung der Druckfeder 33 aus der in der unteren Hälfte der Zeichnungsfigur gezeigten Stellung in die Stellung zurückgedrängt, welche der oberen Hälfte der Zeichnungs­ figur zu entnehmen ist. Es kommen dadurch die Stützflächen 41 der Kupplungsklauen 36 von der Umfangsfläche 42 der Druckplatte 32 frei und können damit durch Axialverschiebung des Ringkolbens 27 aus der in der unteren Hälfte der Zeichnungsfigur gezeigten Freigabestellung in die aus der oberen Hälfte derselben ersichtliche Einrückstellung bewegt werden. Dabei treffen die Kupplungsklauen 36 mit ihrer Schrägfläche 40 gegen eine entsprechend geneigte Flanke 44 der die Kupplungseingriffe bildenden Umfangsnut 43 des Kupplungsbolzens 40, so daß der Kupplungsbolzen 40 zwischen den Kupplungsklauen 36 und der abgefederten Druckplatte 32 eingespannt wird. Die relativ flach geneigte Flankenfläche 44 der Umfangsnut 43 liegt dabei dem freien Ende des Kupplungsbolzens 14 näher als die relativ steil geneigte Flankenfläche 45 derselben. Wie bereits weiter oben erwähnt wurde, gelangt der Ringkolben 27 in die der oberen Hälfte der Zeichnungs­ figur gezeigte Kupplungs- bzw. Sperrlage dadurch, daß der Ring- Zylinderraum 28b unter einen Druckmitteldruck gesetzt wird, welcher auf die Kolbenfläche 27c einwirkt.

Der Ringkolben 27 kann sich jedoch aus der in der unteren Hälfte der Zeichnungsfigur gezeigten Schiebestellung nur dann in die Schiebestellung bewegen, wie es in der oberen Hälfte der Zeichnungs­ figur zu sehen ist, wenn zuvor die Druckplatte 32 durch den Kupp­ lungsbolzen 14 zurückgeschoben wurde, und zwar aus der in der unteren Hälfte der Zeichnungsfigur gezeigten Stellung in die Stel­ lung, wie sie in der oberen Hälfte derselben zu sehen ist.

Soll der Ringkolben 27 zum Lösen der Gestängekupplung 16 aus der in der oberen Hälfte der Zeichnungsfigur gezeigten Sperrstellung in die aus der unteren Hälfte derselben ersichtliche Freigabestel­ lung zurückgeschoben werden, dann wird hierzu der Ring-Zylinderraum 28c mit Druckmittel beaufschlagt, so daß diese auf die Kolbenfläche 27c einwirkt. Die Kupplungsklauen 26 kommen dann frei und können durch Ausüben einer Zugkraft am Kupplungsbolzen 14 über die Flanken­ fläche 44 der Ringnut 43 und ihrer eigenen Schrägfläche 40 radial nach auswärts in die Freigabestellung verschoben werden. Da die Druckplatte 32 der Axialbewegung des Kupplungsbolzens 14 folgt, werden durch sie die Kupplungsklauen 36 anschließend wieder selbst­ tätig in der ausgerückten Stellung fixiert, wie das die untere Hälfte der Zeichnungsfigur erkennen läßt.

Damit der Ringkolben 27 die Kupplungsklauen 36 in ihrer eingerückten Stellung, wie sie in der oberen Hälfte der Zeichnungsfigur gezeigt wird, auch dann sicher blockiert, wenn der Arbeitsdruck des Druck­ mittels im Ring-Zylinderraum 28b wegfällt, sind besondere Vorkehrun­ gen getroffen. Es sind nämlich besondere Riegelglieder 46 in Form von Kugeln vorgesehen, die ihre Wirkung zwischen dem Längenabschnitt 25b der Kupplungsaufnahme 25 sowie zwischen dem Ringkolben 27 entfalten. Die Riegelglieder 46 sind zu diesem Zweck einerseits in einer zylindrisch ausgeführten Eindrehung 47 am Ringkolben 27 aufgenommen, während sie andererseits am Außenumfang des Längen­ abschnitts 25b der Kupplungsaufnahme 25 anliegen und dort in der vorgeschobenen Axialstellung des Ringkolbens 27 mit Umfangsmulden 48 in Eingriff treten können, wie das die obere Hälfte der Zeich­ nungsfigur verdeutlicht.

Zur Betätigung der als Kugeln ausgestalteten Riegelglieder 46 ist ein zweiter Ringkolben 53 vorgesehen, der im ersten Ringkolben 27, und zwar in dessen zylindrischer Eindrehung 47, koaxial verschiebbar geführt wird. Dieser zweite Ringkolben 53 ist dabei einerseits über einen O-Ring 54 gegen den Umfang der zylindrischen Eindrehung 47 und andererseits über einen O-Ring 55 gegen den Abschnitt 25b der Kupplungsaufnahme 25 abgedichtet.

Die relative Verschieblichkeit des zweiten Ringkolbens 53 im ersten Ringkolben 27 wird einerseits durch das innere Ende der zylindri­ schen Ausdrehung 47 und andererseits durch einen Anschlagring 56 eingegrenzt, der in eine Ringnut nahe dem vorderen Ende der Aus­ drehung 47 eingesprengt ist.

Bei eingerückter Gestängekupplung, wie sie in der unteren Hälfte der Zeichnungsfigur zu sehen ist, werden die von den Kugeln gebilde­ ten Riegelglieder 46 zwischen dem Boden der Ausdrehung 47 und dem Umfang des Abschnitts 25b der Kupplungsaufnahme 25 durch eine geneigte Ein- und Auflauffläche 57 des zweiten Ringkolbens 53 mit relativ geringem Spiel gehalten, während der zweite Ringkolben 53 seine Stützanlage am Anschlagring 56 hat. Der zweite Ringkolben 53 ist somit gegen eine Axialverschiebung relativ zum ersten Ringkolben 27 fixiert.

Wenn der erste Ringkolben durch die Druckmittelbeaufschlagung in die aus der oberen Hälfte der Zeichnungsfigur ersichtliche Stellung gelangte ist, können die von den Kugeln gebildeten Riegelglieder 46 in die muldenförmigen Umfangsvertiefungen 48 eindringen. Der auch auf dem zweiten Ringkolben 53 vom Ring-Zylinderraum 28b aus an­ stehende Druckmitteldruck kann nunmehr den zweiten Ringkolben 53 von links nach rechts verschieben, weil die Ein- und Auflaufflächen 57 in der Lage sind, die von den Kugeln gebildeten Riegelglieder 46 in die muldenförmigen Umfangsvertiefungen 48 am Abschnitt 25b der Kupplungsaufnahme 25 zu verdrängen. Danach wird der zweite Ringkolben 53 soweit vorgeschoben, bis er mit einer muldenförmigen Umfangsnut 58 die Riegelglieder 46 umfaßt und diese damit form­ schlüssig in ihrer Eingriffslage fixiert, wie das die obere Hälfte der Zeichnungsfigur deutlich macht.

Der zweite Ringkolben 53 kann sich also relativ zum ersten Ringkol­ ben 27 nur dann bewegen, wenn dieser in die aus der oberen Hälfte der Zeichnungsdarstellung ersichtliche Endstellung gelangt ist und damit ein Eintreten der Riegelglieder 46 in die muldenförmigen Umfangsvertiefungen 48 möglich wird. Der zweite Ringkolben 53 führt unter der Einwirkung des im Ring-Zylinderraum 28b anstehenden Druckmitteldruckes also eine mechanisch-formschlüssige Fixierung der Riegelglieder 46 in ihre Eingriffslage herbei und hält diese solange aufrecht, wie der Ring-Zylinderraum 28b mit dem Druckmittel gefüllt ist, auch wenn dieses nicht mehr oder nicht mehr voll unter Arbeitsdruck steht.

Für eine Freigabe der Riegelglieder 46 ist es daher notwendig, den zweiten Ringkolben 53 aus der Stellung, wie sie in der oberen Hälfte der Zeichnungsfigur gezeigt ist, zunächst wieder nach links bis gegen den Anschlagsring 56 zu verschieben.

Zu diesem Zweck wird die den zweiten Ringkolben 53 enthaltende zylindrische Ausdrehung 47 durch den Kanal 50 mit Druckmittel beaufschlagt und zugleich wird auch über einen Kanal 51 dem Ring- Zylinderraum 28c dieses Druckmittel zugeführt. Sobald der zweite Ringkolben 53 relativ zum ersten Ringkolben 27 in seine linke Anschlagsstellung gelangt ist, kommen die Riegelglieder 46 aus den muldenförmigen Umfangsvertiefungen 48 frei und nunmehr kann der Ringkolben 27 aus seiner rechten Endstellung (obere Hälfte der Zeichnungsfigur) in seine linke Endstellung (untere Hälfte der Zeichnungsfigur) zurückkehren, um hierdurch die Kupplungsklauen 36 freizugeben und die Gestängekupplung 16 zu lösen.

Beide Ringkolben 27 und 53 werden sowohl zum Einrücken der Gestänge­ kupplung 16 als auch zum Ausrücken derselben jeweils mit dem glei­ chen Druckmittel beaufschlagt, jedoch durch dieses funktionsbedingt zeitversetzt relativ zueinander bewegt.

Wie bereits eingangs erwähnt wurde, ist das hülsenförmige Gehäuse 19 des Kupplungskopfs 17 mit allen darin untergebrachten Funktions­ elementen relativ zur Endplatte 22 mit gewissem Radialspiel 13, 14 schwimmend geführt. Hieraus läßt sich ableiten, daß innerhalb der durch das Radialspiel 13, 14 gegebenen Grenzen ein Achs- bzw. Mittenversatz des Kupplungsbolzens 14 relativ zum Kupplungskopf 17 selbsttätig ausgeglichen wird, wenn die beiden Teile beim Zusammen­ führen aufeinandertreffen. In diesem Falle ist es hilfreich, wenn einerseits das vordere Ende des Kupplungsbolzens 14 eine konische Anlauffläche 11 hat, die mit einer ebenfalls konischen Anlauffläche zusammenwirken kann, welche sich am Innenumfang der Schulter 23 des hülsenförmigen Gehäuses 19 befindet.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, arbeitet die Gestängekupplung 16 mit sogenannten Näherungsinitiatoren 59 zusammen. Diese sind in den Kupplungskopf 17 eingebaut, und zwar vorzugsweise in dessen Endplatte 22, wie das deutlich aus der Zeichnung hervorgeht.

Vorzugsweise werden die Näherungsinitiatoren 59 als Magnetschalter ausgelegt, die einen mit den beiden Ringkolben 27 und 53 in Wirkver­ bindung tretenden Schieber 60 haben. Dieser Schieber 60 steht dabei unter der Einwirkung einer Feder 61, die ihn in vorgeschobener Stellung innerhalb des Ring-Zylinderraums 28b zu halten sucht, wie das die obere Hälfte der Zeichnungsfigur deutlich macht. In dieser Stellung des Schiebers 60 ist dabei der jeweilige Näherungsinitiator 59 unbetätigt und signalisiert damit, daß der Ringkolben 27 seine vorgeschobene Stellung einnimmt und die Gestängekupplung 16 einge­ rückt ist.

Wird der Ringkolben 27 nach vorhergehender Rückstellung des Ringkol­ bens 53 und dem daraus resultierenden Ausrücken der Riegelglieder 46 durch den auf den Ring-Zylinderraum 28c gegebenen Druckmittel­ druck nach links geschoben, dann trifft die gemeinsame Kolbenfläche 27c beider Ringkolben 27 und 53 auf den Schieber 60 der Näherungs­ inititatoren 59. Dieser wird aus der in der oberen Hälfte der Zeichnungsdarstellung ersichtlichen Stellung bis in die in der unteren Hälfte der Zeichnungsdarstellung ersichtliche Betätigungs­ stellung zurückgeschoben, womit der Näherungsinitiator 59 aktiviert ist.

Mit Hilfe der Näherungsinitiatoren 59 kann also auf einfache Art und Weise der jeweilige Zustand der Gestängekupplung 16, nämlich dessen Verriegelungsstellung und Endriegelungsstellung, signalisiert werden. Dies ist bspw. am Bedienpult der Maschine durch Leucht­ signale möglich.

Der Fig. 2 läßt sich entnehmen, daß die Ausdrehung 47 des Ringkol­ bens 27 an ihrem inneren Ende noch mit einer Hinterdrehung 62 ausgestattet ist, die über eine Konusfläche 63 in die Ausdrehung übergeht. Die Eigenelastizität des O-Rings 54 ist so gewählt, daß dieser mit einer noch minimal zulässigen Anpreßkraft in die Hinter­ drehung 62 ausweichen kann und auch dort noch abdichtend wirksam ist.

Beim Öffnen bzw. Entriegeln der Kupplung wird der O-Ring 54 über die Konusfläche 63 so in die Ringnut des Ringkolbens 53 zurückge­ drängt, daß er in die engere Ausdrehung 47 des Ringkolbens 27 einlaufen kann und dabei so verformt wird, daß er dort seine maxima­ le Anpreßkraft hervorbringen kann.

Durch den elastischen Widerstand des O-Rings 54 wird damit erreicht, daß die Kupplung auch durch Rütteln nicht entriegelt werden kann.

Für die angestrebte Wirkung des O-Rings 54 reichen schon relativ geringe Durchmesserdifferenzen zwischen der Ausdehnung 47 und der Hinterdrehung 62 aus.

Liste der Bezugszeichen

11

konische Anlauffläche

12

konische Anlauffläche

13

Radialspiel

14

Radialspiel

15

Stirnflansch

16

Gestängekupplung

17

Kupplungskopf

18

Kolbenstange

19

hülsenförmiges Gehäuse

20

Endflansch

21

ringförmige Vertiefung

22

Endplatte

23

Schulter

24

Einstecköffnung

25

Kupplungsaufnahme

25

a Längenabschnitt

25

b Längenabschnitt

26

Ausnehmung

27

Ringkolben

27

a Längenabschnitt

27

b Längenabschnitt

27

c Kolbenfläche

27

d Kolbenfläche

28

a Ring-Zylinderraum

28

b Ring-Zylinderraum

28

c Ring-Zylinderraum

29

Dichtungsring

31

Dichtungsring

32

Druckplatte

33

Druckfeder

34

geneigte Steuerfläche

35

Sperrfläche

36

Kupplungsklauen

37

Durchlässe

38

Steuerfläche

39

Endfläche

40

Schrägfläche

41

Stützfläche

42

Umfangsfläche

43

Umfangsnut

44

flach geneigte Flankenfläche

45

steil geneigte Flankenfläche

46

Riegelglieder/Kugeln

47

Ausdrehung

48

Vertiefungen/Sperreingriffe

50

Druckmittelzuführkanäle

51

Druckmittelzuführkanäle

53

Ringkolben

54

O-Ring

55

O-Ring

56

Anschlagring

57

Ein- und Auflaufflächen

58

Sicherungsmulden

59

Näherungsinitiator

60

Schieber

61

Druckfeder

62

Hinterdrehung

63

Konusfläche

Claims (8)

1. Gestängekupplung für Werkzeuge, insbesondere an der Antriebs­ stange von Auswerfervorrichtungen für die Formwerkzeuge in Spritzgießmaschinen, bestehend aus einem Kupplungskopf und einem damit in und außer Eingriff bringbaren Kupplungsbolzen, die in der Eingriffsstellung schub- und/oder zugfest mitein­ ander und gegeneinander verriegelbar sind,

• - wobei der Kupplungskopf ein hülsenförmiges Gehäuse auf­ weist, das an seinem freien Ende mit einer axialen Einstecköffnung für den Kupplungsbolzen versehen ist,
• - wobei sich an die Einstecköffnung innerhalb des Gehäuses eine zentrale Kupplungsaufnahme ortsfest anschließt,
• - wobei zwischen dem hülsenförmigen Gehäuse und der zen­ tralen Kupplungsaufnahme ein Ringkolben axial verschieb­ bar und abgedichtet geführt sowie an einander gegenüber­ liegenden Kolbenflächen abwechselnd mit Druckmittel beaufschlagbar ist,
• - wobei in den Wänden der Kupplungsaufnahme radial ver­ schiebbare Kupplungsklauen sitzen, die mit radialen Kupplungsvertiefungen am Umfang des Kupplungsbolzens in und außer Eingriff stellbar sind,
• - wobei der Ringkolben an seinem die Kupplungsaufnahme umgebenden Innenumfang Steuerflächen und Sperrflächen trägt, über die die Kupplungsklauen in der einen Schiebe­ richtung des Ringkolbens zwangsläufig radial einwärts in ihre Eingriffsstellung schiebbar sowie in dieser Ein­ griffsstellung verriegelbar sind,
• - wobei im Ringkolben radial verschiebbare Riegelglieder sitzen, die bei Druckmittelbeaufschlagung der einen Kolbenfläche nach radial einwärts und bei Druckmittel­ beaufschlagung der anderen Kolbenfläche nach radial auswärts verlagerbar sind,
• - und wobei wenigstens der radial einwärts gelegenen Schie­ bestellung der Riegelglieder an der Kupplungsaufnahme Sperrein­ griffe zugeordnet sind, deren axiale Relativlage an der Kupplungsaufnahme auf diejenige Schiebestellung des Ringkolbens abgestellt ist, in welcher dieser über seine Steuerflächen und Sperrflächen die Kupplungsklauen in ihrer Eingriffslage hält,

dadurch gekennzeichnet,
daß zur Betätigung der Riegelglieder (46) ein zweiter Ringkol­ ben (53) vorgesehen und im ersten Ringkolben (27) zwischen zwei Anschlägen (56) begrenzt axial verschiebbar aufgenommen ist,
daß der zweite Ringkolben (53) bei ausgerückten Riegelgliedern (46) über die Riegelglieder und die sie stützende (25b) Kupplungsaufnahme (25) in einer vorbestimmten Endstellung relativ zum ersten Ringkolben (27) fixiert ist,
daß beide Ringkolben (27 und 53) miteinander und mit den Riegelgliedern (46) relativ zur Kupplungsaufnahme (25) bis in den Bereich der in dieser vorgesehen Sperreingriffe (48) verschiebbar sind,
und daß der zweite Ringkolben (53) relativ zum ersten Ringkol­ ben (27) ausschließlich für das Ein- und Ausrücken der Riegel­ glieder (46) gegenüber den Sperreingriffen (48) durch die Druckmittelbeaufschlagung (28b) zwischen den Begrenzungsan­ schlägen (56) verlagerbar ist.

2. Gestängekupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Riegelglieder (46) aus Kugeln bestehen, die in ihrer Einrückstellung sowohl mit Sicherungsmulden (58) am Innenumfang des zweiten Ringkolbens (53) als auch mit Rastmulden (48) am Außenumfang der Kupplungsaufnahme (25, 25b) in Eingriff gehal­ ten sind.

3. Gestängekupplung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ringkolben (53) durch das gleiche Druckmittel wie der erste Ringkolben (27) beaufschlagbar ist (28b).

4. Gestängekupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ringkolben (53) in seiner Grundstellung relativ zum ersten Ringkolben (27) durch mit den Riegelgliedern (46) in Kontaktberührung stehende, geneigte Ein- und Auflaufflächen (57) abgestützt ist.

5. Gestängekupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (19) des Kupplungskopfes (17) und alle darin befindlichen Funktionsteile mit Radialspiel (13, 14) - schwim­ mend - in einer Endplatte (22) desselben gehalten und geführt ist (15, 20, 21).

6. Gestängekupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (19) des Kupplungskopfes (17) mit einem radial auswärts gerichteten Endflansch (20) in eine ringförmige Vertiefung (21) hinter einem radial einwärts gerichteten Stirnflansch (15) an der Endplatte (22) hineinfaßt.

7. Gestängekupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Endplatte (22) mindestens ein Näherungsinitiator (59), vorzugsweise aber mehrere Näherungsinitiatoren (59) sitzen, welcher bzw. welche durch den ersten Ringkolben (27) und/oder den zweiten Ringkolben (53) betätigbar ist bzw. sind.

8. Gestängekupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ringkolben (53) in der Eingrifflage der Riegel­ glieder (46) durch elastische Klemmglieder (54) im ersten Ringkolben (27) fixierbar (62, 63) ist, die durch Druckmittel­ beaufschlagung (50, 51) lösbar (63) sind.