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Hydraulische Steuervorrichtung an Spritz- oder Preßgießmaschinen Die
vorliegende Erfindung betrifft eine hy# draulische Stenervorrichtung an Spritz-
oder Preß-ießmaschinen.
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Bei Spritz- und Preßgießmaschinen ist das Betätigen einer Nockenwelle
zum Steuern von Ventilen mittels einer als Zahnstange ausgebildeten, hydraulisch
bewegten Kolbenstange und das Betätigen von Stenerventilen durch absatzweises Drehen
einer Nockenwelle ,mittels eines hydraulisch betätigten Schaltgetriebes schon bekannt,
ebenso das Bewegen von Kolben durch Anwendung versAiedener hydraulischer Drücke
auf die beiden Kolbenseiten und das Verwenden von handbetriebenen Wipphebeln zum
Steuern von Ventilen.
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Gemäß der Erfindung wird in einer hy-
draulischen Steuervorrichtung
an Spritz- oder Preßgießmaschinen, bei welcher eine hydraulisch bewegte Zahnstange
zum Betätigen einer die verschiedenen Arbeitsgänge bewirkenden Nockenwelle Verwendung
findet, dieser Nockenwelle mittels eines selbsttätigen Umschaltgetriebes eine hin
und her gehende Bewegung erteilt, um einen fortlaufenden Betrieb der Maschine zu
ermöglichen. Zu der Stenervorrichtung gemäß der Erfindung gehört ferner eine Vorsteuerung,
die jederzeit ein Stillsetzen der Maschine, ein Fortsetzen der Arbeitsgänge oder
ein Zurückführen in die Anfangsstellung ermöglicht.
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Durch einen fortlaufenden Betrieb kann die Leistungsfähigkeit einer
solchen Maschine vervielfacht werden, während die Vorsteuerung gestattet, jederzeit
in jedem gewünschten Sinne in den Arbeitsablauf einzugreifen.
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In der Zeichnunc, ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es bedeuten: Abb. i eine schematische Zusammenstellung einer Spritzgußmaschine mit
den zugehörigen Steuervorrichtungen, Abb. 2 bis 7 das Umschaltgetriebe, Abb.
2 und 3 Querschnitte nach Linie C-D in Abb. 6,
Abb. 4 und
5 Querschnitte nach Linie E-F in Abb. 6,
Abb. 6- ein Mittelschnitt
auf der Längsachse, und Abb. 7 eine Seitenansicht.
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Nach Abb. i ist eine Verteilerplatte i vorgesehen, auf welcher ein
Haupthahn 3 angeordnet
ist, der die von einem nicht dargestellten
Druckspeicherer, herkommende Hauptdruckleitung -2 abschließt. Von diesem
Haupthahli zweigen ab: erstens eine Leitung 4... nach den das öffnen des Schließzylinders
5 steuernden Ventilen 6 und 7, zweitens eine Leitung
8
nach der einen Steuerzylinderseite 9 einer Abschlagvorrichtung für
das gegossene Stück und drittens ein Verteilerrohr io, an welches einerseits eine
Leitung i i nach dem Preßzylinder i-" zwei Leitungen 13 nach den Pufferzylindern
16, welche die Aufspannplatte 14 mit vorderer Formhälfte 15 von dem Spritzmundstück
abstoßen, und eine vierte Leitung 17 nach dem Antriebszylinder 18 für die
Nockenwelle ig angeschlossen sind. Andrerseits sind an dieses Verteilerrohr io zwei
Zuleitungen 2o und ->i- zu den von einer als Anlaß- und Abstellorgan dienenden Handwippe
22, 22' beherrscht-en Ventilen 2,3, :24 und 23' angeschlossen, von
denen :23 durch eine Leitung 25 mit dem von der Nockenwelle ig aus betätigten
Steuerventilen 26, 26"
verbunden ist, während das Ventil 24 eine-Verteilleitung
:27 mit Druck versieht. Ventil Z>
23' dagegen vermittelt die Verbindung
der steuerbaren Druckleitung 25 mit einer Leerlatifleitung 3,4- Von dieser
Verteilleitung 27
zweigen folgende Druckleitungen ab-. eine Leitung nach dem
Steuerveritil 28 der Puff erhhIfte zylinder tragenden 29, welche nicht den
dargestellten die hintere Form- Formträger zum Zwecke des Kernenziehens aufhalten;
eine Leitung nach den Steuerventilen 30', 30" der einen Zylinderseite eines
DruckverstärkerS31', eine Leitung nach den Steuerventilen3?,', 3.2", 32..
der andern Zylinderseite der Abschlagvorrichtung und der anderen Zylinderseiten
von Druckverstärker und Formenschließzylinder und endlich eine Leitung nach den
Stenerventilen 33', 33... des Preßzylinders 12.
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Außer der Hauptdruckleitung 2- ist auch eine drucklose Sammelleitung
34 als Rückleitung in den die Pumpe speisenden nicht dargestellten Sammelbehälter
vorgesehen. In diese Sammelleitung münden ein- eine vom Entlastungsventil
23' herkommende Leitung 35, eine vom Entlastungsventil 26"
herkonimende Leitung 36 und vier Leitungen 30"", 37, 38, 39, welche
von den Entlastungsventilen 30", 32", 33... und 7 herkommen.
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Mit Ausnahme der Pufferzylinder sind alle anderen Arbeitszylinder,
nämlich Preßzylinder, Formenschließzylinder, DruckverstärkerzylinderundAntriebszylinder
für dieNockenwelle, als Stufenzylinder ausgebildet.
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Die verlängerte Kolbenstange 4o des Antriebszylinders trägt eine Zahnstange
41, welche durch Eingriff mit dem auf der Nockenwelle festsitzenden Zahnrad 42 bei
Betätigung des Stuf enkolbens 43 durch die Druckleitungen 17
und 44 der Nockenwellen
eine vor- und rückwärts gehende Drehbewegung um i8o" mitteilt. In der Druckleitung44
ist ein Regelventil45 und in die Entlastungsleitung36 vor dem Entlastungsventil
26" ein Regelventil 46 eingebaut. Im Druckleitungsnetz können nun unterschieden
werden: die direkt vom #Terteilerrohr io abgezweigten Leitungen, welche stets gleichen
Druck erhalten, und die von den Ventilen 23, 24 abgezweigten Leitungen, welche
steuerbaren Druck erhalten. Die Ventile 26', 26" vermitteln ebenfalls einen
steuerbaren Druck, der auf die größere Fläche des Stufenkolbens 43 wirkt und bei
geöfflietem Ventil 26' und Regelhahn 45 die Zahnstange 41 nach unten und
die Nockenwelle in einem dem Drebsinn des Uhrzeigers entgegengerichteten Sinne bewegt.
Wird nun Ventil 26' geschlossen und öffnet sich Ventil:26", so wird umgekehrt
die größere Kolbenfläche 43 durch die Leitung 36 entlastet, und der Druck
der Leitung 17 dreht die Nockenwelle im Uhrzeigersinn. Diese abwechselnde
Drehung wird durch einen Wipphobel 47 eingeleitet.
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Dieser auf einer auf der Platte 48 angeordneten Drehachse 49 schwingbare
Hebel 47 kommt einerseits mittels einer einstellbaren Schraube 50 mit der
Spindel 5 1 des Ventils 26' in Berührung und ist mit seinem Ende gegen
eine Druckfeder 52 abgestützt. Andrerseits trägt der Wipphebel 47 eine einstellbare
Schraube 53, welche mit der Ventilspindel 54 des Entlastungsventils :26"
in Berührung kommen kann, und stützt sich mit seinem mit einer Laufrolle versehenen
Ende auf eine auf der Nockenwelle festsitzende Nockenscheibe 82,1, welche die Schwin#gbewegung
des Hebels 47 steuert und einen Teil eines Umschaltgetriebes bildet, welches in
den Abb. 2 bis 7
beschrieben wird.
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In ähnlicher Weise wird durch die nur von Hand betätigte Wippe 22,
und die mit dieser festverbundenen Wippe 22' auf der Verteilerplatte i die Steuerung
der Ventile 23, 23" und -24 bewirkt. Ist durch Anheben der Einstellschraube
56 das Ventil:23 geöffnet und hat sich unter Einwirkung des Flüssigkeitsdruckes
und durch Abheben der Einstellschraube 57 das Ventil 23' geschlossen,
so wird der in ;der Leitung 25 wirkende Druck den Antriebskolben 43 nach
abwärts bewegen. Gleichzeitig wird durch Anheben der Einstellschraube
58 die Verteilleitung 27 unter Druck gesetzt. Werden die Wippen 22
und -,2' in eine Mittelstellung umgestellt, so werden dadurch die Ventile
23 und 24 geschlossen, ebenso bleibt Entlastun,-sventil 23'geschlossen-,
die Druckflüssigkeit inder Leitung25 zwischen Ventil 23 und. dem Kolben 43
ist somit eingeschlossen und verhindert deshalb jede weitere
Bewegung
des Antriebskolbens 43. Ebenso wird in dieser Mittelstellung der Wippendie Verteilung
27 drucklos, so daß alle von dieser Leitung gesteuerten Bewegungen der Maschine
augenblicklich angehalten werden. Durch Umstellen der Wippen 22 und 22' in eine
dritte Stellung wird Entlastungsventil 23' geöffnet, während die Ventile23
und 24 geschlossen bleiben. Der auf die kleinere Fläche des Antriebskolbens 43 wirkende
volle Druck in der Leitung 17 bewegt nun den Antriebskolben nach aufwärts,
da das zwischen dein Ventil 23 und dein Antriebskolben 43 eingeschlossene
Wasser nun durch das geöffnete Ventil 23' und durch Leitung 35 in
die Rückleitung 34 gelangbn kann. Durch die Auf-
wärtsbewegung des Antriebskolbens
43 wird auch die Drehrichtung der Nockenwelle ig umgekehrt und somit die Maschine
in ihre Ausgangsstellung zurückgebracht. Die Art der Verteilung des verfügbaren
Betriebsdruckes in Verbindung mit der Handwippe ermöglicht nach dem plötzlichen
Abstellen aller Maschinenbewegungen diese durch Umstellung der Handwippe sofort
wieder fortzusetzen oder aber in die Ausgangsstellung zurückzubringen.
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Durch passende Einstellung der Regelventile 45 und 46 kann der Querschnitt
der Leitun,-en 36 und 44 zum Aitriebskolben 43 und damit auch die Geschwindigkeit
seiner Bewegung stufenlos geregelt werden.
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Abb. i stellt die Stellung der Teile un-I mittelbar nach dem
Gießen dar, d. h. kurz vor dem 'L ' ',nischalten zum Öffnen der Maschine.
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Die Steuerung*der übrigen Ventile durch die Nockenwelle wird, ähnlich
wie für die Nockenscheibe 82' -beschrieben, von den auf der Welle 19
festsitzenden Nocken 59 bewirkt. Die ersteWippe61, welche mit demAntriebszylinder
iS auf derselben Piatte 6o angeordnet ist, dient zur Steuerung der hinteren Puff
erkolben62 über die Druckleitungen64 und 64'.
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Die Wippe 66 steuert die beiden Ventile 32'
und 32i";
das erstere Überträgt den Druck von der Leitung 27 über die Leitung
68' und 68 auf die größere Kolbenfläche des Schließkolbens
5' und bewirkt das Schließen des Formenträ gers, währenddern Ventil
32.. als Entlastungsventil für diegrößere Kolbenfläche dient. Gleichzeitig
wird auch durch das geöffnete Ventil 32' der Arbeitsdruck durch Leitung 7o
auf die größere Kolbenfläche einer Abschlagvorrichtung 71 übertragen, welche t'
el die aus der Form ausgestoßenen Gußstücke abschlägt. Um einen höheren Schließdruck
zu erhalten, ist ein D - ruckverstärker 31 vorgesehen, dessen Kolben
als Stufenkolben ausgebildet ist. Zur Steuerung dieses Kolbens dient die Wippe
65, welche Ventile 30' und 3o" betätigt, wovon das letztere als Entlastungsventil
des auf die größere Kolbenfläche des Druckverstärkers wirkenden Druckes dient, während
Ventil 30',den Drirckder Leitung 27 auf die Druckleitung 67 des Druckverstärkers
überträgt. Die kleinere Kolbenfläche des Druckverstärkers überträgt ihren Druck,
der gegenüber dem auf die größere Fläche wirkenden Druck entsprechend dein Flächenunterschied
bedeutend vergrößert ist, auf die größere Fläche des Schließkolbens 5
vermittels
einer Leitung 68. Ein Rückschlagventil 32" verhindert ein Übertragen
des erhöhten Druckes durch das geöffnete Ventil 32'
auf die Druckzuleitung
27. Der Druckverstärker wird erst betätigt, wenn der Formenträger geschlossen
ist.
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Die vierte Wippe 72 steuert die auf die größere Kolbenfläche
des für das Einpressen des Metalls bestimmten Preßzylinders 12 wirkende Druckleitung
73. Hierbei wirkt Ventil 33... als Entlastungsventil, währendVentil33'
den Druck aus der Leitung 27 vermittelt.
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Die fünfte Wippe 74 steuert den durch eine Leitung 75 auf die
kleinere Fläche des Formenschließkolbens 5' wirkenden, unmittelbar vom Verte-ilerrohr
i o hergeleiteten gleichbleibenden Druck mittels des Ventils 6, wobei Ventil
7
als Entlastungsventil dient.
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Nach Abb. 2 bis 7 besteht das Umschaltgetriebe aus zwei mit
der Nockenwelle ig verkeilten Federgehäusen 8o', 802, welche mit darauf aufgeschobenen
NockenringgenSil, 812 fest verbunden sind, und aus z#v-ei zwischen den Federgehäusen
fest miteinander verbundenen und lose auf der Welle sitzenden Nockenscheiben 82',
82'. Während mit diesen Scheiben die unter Federwirkung stehenden, lose auf einer
gemeinsamen Achse 83 gelagerten Klinken 8,1i, 84# zusammenarbeiten,
dienen die Nockenringe8i',8i" dazu, mittels seitlich von den Klinken 841, 84# vorstehender
Lauf rollen 84'0, 84111 diese Klinken zu steuern. Etwas mehr als die Hälftedes kreisförmigen
Hohlraumes der Federgehäuse wird von den mit zur Führung dienenden Kopfstücken 861a,
861b und 862a, 862b versehenen Federn 87', 87 2 eingenommen,
während seitlich von den Nockenscheiben auf gleicher Höhe vorstehende Klauen
881, 882 in die noch verbleibendenHohlräume hineingreifen und dazu dienen,
mittels der Federkopfstücke 861a, 861b
und 86-a, 862b die Federn
871 und 87 2 Zu spannen.
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Mit den Nockenscheiben 821, 822 arbeitet außer den genannten
Klinken 84', 842 auch der Wipphebel 47 zusammen, der drehbar auf der Achse49 angeordnet
ist. Die Stellschrauben 50', 53 dieser Wippe arbeiten mit den Ventilspin#deln
51, 54 zusammen. Entsprechend der abwechselnden Drehbewegung
der
Welle ig in entgegengesetzter Richtung sind auch die eine Klinke 84' und der damit
in Eingriff kommende Nocken der Nockenscheibe 8:22 als Klauen ausgebildet.
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Die Wirkungsweise dieses Umschaltgetriebes ist folgende: Die Nockenwelle
ig erhält ihre jeweilige Drehlbewegung durch den Antriebskolben 43 mit der Zahnstange
41 (Abb. i), während der Wechsel der Drehrichtung durch die Federn 871,
87' (Abb. 2 bis 5) bewirkt wird, welche die Nockenscheiben umstellen
und dadurch den Wipphebel 47 zum Umsteuern der den Antriebszylinder beherrschenden
Ventile P, 54 betätigen.
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In Abb. 2 steht die Laufrolle des Wipphebels 47 auf dem größeren Radius
der fest miteinander verbundenen Nockenscheiben 821,
822; Ventil
26' ist durch den auf Ventilspindel 5 1 wirkenden Stiften 5o der Wippe
47 geÖffnet, während Ventil 26" durch den auf dieses wirkenden Flüss-igkeitsdruck
geschlossen gehalten wird. Die Zahnstange 41 bewegt sich nach abwärts, und die Nockenwelle
ig dreht sich entge 'gen dem Uhrzeigersinn. Die auf N l\ ockenwelle 19 drehbar angeordneten
Nockenscheiben 8?-1, 82' werden durch Anstehen des Zahnes 82,11, der sich
an der Nockenscheibe 821 befindet, an der Klinke 841 am Drehen verhindert.
Nach Zurücklegen eines bestimmten Weges stehen die Kopf stücke 861b, 862a
der Federn 871, 87' an den in die Federgehäuse 8o1, 8o2 hineinragenden Klauen
881,
882 an, währenddem die Federgehäus# 8o1, 8o2 ihre Drehung fortsetzen
und dadurch die Federn 87', 87' zusammendrücken, bis der Nocken des Nockenringes
811 durch Bewegung mit der Rolle 84" die Klinke 84' ausschaltet. Die dadurch freigegebenen
Nockenscheiben 82', 822 werden dadurch plötzlich in einer der Uhrzeigerbewegung
entgegengesetzten Richtun- vorgeschnellt, so daß der Wipphebel schlagweise auf den
tieferen Rand der Nockenscheibe fällt und das Ventil 51 plötzlich schließt und das
Ventil 54 plötzlich öffnet. Durch diese plötzliche Umsteuerung des hydraulischen
Druckes steigt die Zahnstange 41 und dreht die Nockenwelle in der Uhrzeigerrichtung.
Dieser Augenblick ist in Ahl). 3
dargestellt.
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Auf dem tieferen Rand der Nockenscheiben 82', 822 ist noch
ein Zahn gol vorgesehen, der bei dem durch die Federn 871, 872 bewirkten
Vorschnellen der Scheiben diese Bewegung durch Anschlag andie abgefederte Klinke
89
begrenzt. Welle ig hat dabei eine halbe Drehung vollendet.
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In dieser Endstellung der Scheibe 821, 822
ist aber die starr
mit Scheibe 821 verbundene Scheibe 822 durch Einfallen der Hakenklinke
84# in einen Zahn 821 dieser Scheibe gegen eine Drehbewegung der Welle ig
im Uhrzeigersinne verriegelt worden, so daß beide Scheiben 821 und
822 während dieser Drehbewegung der Welle ig festgehalten werden. Bei dieser
Drehbewegung werden die Federn 87', 87' herumgeschwungen, bis ihr Ende'die
zn in ihrer Lage ebenfalls durch die Hakenklinke festgehaltenen Klauen 881, 882
trifft. Diese Stellung ist in Fi-. 4 dargestellt.
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Beim Weiterdrehen der Welle ig im Uhrzeigersinn drücken nun die Federgehäuse
die von den Klauen 881, 882 festgehaltenen Federn 871, 872 zusammen,
bis der Nocken des Nockenringes 812 durch Auftreffen auf die Rolle 8421 die Hakenklinke
84# auslöst. Hierdurch werden die freigegebenen Nockenscheiben 821,
822
vorwärts geschnellt und der Nocken der Scheiben 821, 822 plötzlich unter
das Hebelende 47 geschoben. Dadurch wird das Ventil 54 plötzlich wieder geschlossen
und Ventil 5 1 geöffnet und dadurch der Antriebskolben 43 umgesteuert, so
daß die Drehbewegung der Nocken-welle wieder eine dem Uhrzeigersinn entgegengesetzte
Richtung einnimmt. Durch die schlagartige Öffnung und Schließung der Umsteuerventile
findet dieser Wechsel plötzlich statt. Diese Stellung ist in Abb. 5 dargestellt.