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Anordnung zur Betätigung des hydraulischen Antriebes von Spritzgußmaschinen
für plastische Massen
Zur Betätigung des Antriebes von Spritzgußmaschinen verwendet
man entweder Kniehebelkonstruktionen oder hydraulische Antriebe. Beide bekannen
Antriebsarten ermöglichen in ihrer bisherigen Ausführung keinen vollautomatischen
i3etiieb, ohne besondere Maßnahmen zu treffen.
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Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung zu entwickeln,
durch die die bisherige Art des Antriebes verbessert und ein vollautomatisches Arbeiten
ohne verwickelte Vorrichtungen ermöglicht wird. Weiterhin soll dann als Beispiel
zu dieser Anordnung eine Vorrichtung geschildert sein, die in besonderer Weise den
Erfindungsgedanken zu verwirklichen gestattet.
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Die Anforderungen beim Antrieb von Spritzgußmaschinen gehen dahin,
daß ein Schließkolben, der den beweglichen Teil der Form trägt, zu Beginn des Arl>eitsgangs
möglichst schnell im Leerlauf an die Gegen form herangeführt werden muß, worauf
der Spritzkolben und damit der Massekolben vorgedrückt und gleichzeitig der den
beweglichen Formteil tragende Kolben mit erhöhtem Druck anzulegen ist, um ein Ausspritzen
der Masse aus der Form zu verhindern. Danach ist der Bewegungsvorgang in umgekehrter
Reihenfolge zurückzulegen, d. h. also, Masse- und Spritzkolben werden bei geschlossener
Form zurückgeschoben und die Form nach Erreichen der hinteren Stellung geöffnet.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung soll nuh ein vollhydraulischer Antrieb
so erfolgen, daß zunächst der Schließkolben allein im Schnellgang unter niedrigem
Druck vorgeschoben wird, der bei Erreichen
der Schließstellung den
Spritzzylinder selbsttätig an eine Hochdruckleitung anschließt, worauf mit dem Beginn
des Vorschubs des Spritzkolbens durch diesen der Schließzylinder von der Niederdruckleitung
abgeschaltet und unter Hochdruck gesetzt wird, während am Ende des Arbeitshubs durch
einen Richtungswechsel des Druckmittels in den Leitungen der Bewegungs- und Schaltvorgang
in umgekehrter lteihenfolge abläuft.
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Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß durch die beschriebene Aufeinanderfolge
der Arbeitsgänge ein automatisches Arbeiten des hydraulischen Antriebes möglich
ist. Allerdings ist es erforderlich, daß in der Rücklaufleitung zwischen dem Schließkolben
und der Druckmittelquelle ein Absperrorgan eingefügt wird, das von dem Spritzkolben
in seiner Anfallgsstellung geöffnet gehalten und bei seiner Vorschubbewegung freigegeben
wird, sich damit also schließt. Die Einordnung dieses zweiten bsper orgaiis hat
den Zweck, daß bei Umkehr der Bewegungsrichtung des Druckmittels unter allen Umstinden
zuerst der Spritzkolben in seine Ausgangsstellung zurückgenommen wird, während das
Druckmittel an den Schließzylinder nicht gelangen kann.
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Erst l>ei Erreichen der Ausgangsstellung des Spritzzylinders wird
unter dessen Einfluß das zweite Absperrorgan wieder Geöffnet und nunmehr auch der
Schließzylinder in die Ausgangsstelung zurückgeführt.
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Eine Verbesserung der Erfindung besteht nun darin, Mittel zu schaffen,
die den Vorschub des Schließkolbens in der Leerlaufbewegung beschleunigen.
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I)ies ist dann möglich, wenn der Schließkolben durch je eine mit hohem
Druck geringer Förderleistung tiiid mit niederem Druck großer Förderleistung arl>eitende
Pumpe betätigt wird, von denen die Niederdruckpumpe abstellbar ist, während der
Spritzzylinder ausschließlich unter die Wirkung der von ihm abschaltbaren Hochdruckpumpe
gestellt werden kann, wobei die Pumpen vorzugsweise auf gleicher Welle sitzen.
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Die erfindungsgemäße Anordnung sei an einem Beispiel erläutert, das
in der Zeichnung dargestellt ist, und zwar gibt Al)b. I den Aufbau einer Spritzgußmaschine
nach der Erfindung in schematischer Darstellung in der Ausgangsstellung der Steuerkolben
wieder, während Abb. 2 die Stellung der Schiebersteuerung während des zweiten Arbeitstakts
darstellt.
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In dem Spritzzylinder I mit den Zylinderräumen 10 und Ib bewegt sich
nach Abb. I der Spritzkolben 2 mit der Kolbenstange 3, die einen Steuerhebel 4 trägt
und in den Massekolben 5 ausläuft, der auf die plastische Masse 6 im Massezylinder
7 einwirkt. In dem gegenüberstehenden Schließzylinder 8 mit den Zylinderäumen 8a
und 8b gleitet der Schließkolben 9, der über Kolbenstangen Io und ii den Formflansch
12 trägt, an dem der eine Teil einer beliebig ausgeliildeten Spritzform I3 befestigt
ist. An dem Formflansch 12 ist ein Steuerhebel 14 angebracht, der auf ein Federventil
15 einwirkt, das seinerseits eine weiter unten erwähnte Druckriiittelleitung vom
Spritzzylinder I absperrt. Eine Hockdruckpumpe I6 und eine Niederdruckpumpe I7 sind
auf gemeinsamer Welle montiert. Der Drehsinn der Pumpen kann umgeschaltet und damit
die Förderrichtung umgekehrt werden. Die Hochdruckpumpe ist über eine Druckleitung
I8 mit dem Schließzylinder 8, und zwar mit dessen vorderem Druckraum 80 verbunden.
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Eine Zweigleitung 19 führt über das unter Federwirkung stehende Ventil
15 zum Druckraum 1a des Spritzzylinders I.
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Der Rücklauf vom Schließzylinder 8 führt über die Leitung 20 zu den
Leitungen 20a und 20b, die in die Schiebersteuerung 24 einmünden. Von hier ührt
die Leitung 22 zur Saugseite der Hochdruck-Pumpe I6. Von der Hinterseite Ib des
Spritzzylin-4ers l mündet die Leitung 2I in die Leitung 22.
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Die Niederdruckpumpe I7 ist über die Leitungen 23 und 26 mit der
Schiebersteuerung 24 verbunden.
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Die Leitung 25 verbindet die Schiebersteuerung mit dem Zylinderraum
80. An den Leitungen 23 und 26 sind die Überdruckventile 27, 28 angeordnet, die
in eine (nicht gezeihnete) Ölwanne enden. Die Schiebersteuerung 24 hat an ihren
Gehäuseenden je eine Ablaufleitung 29, 30, die die anfallenden Leckölmengen ebenfalls
in dieOlwanne leitet. DieSteuer kolben 3I, 32, 33, 34, von denen drei als Absperrorgane
dienen, sitzen auf der Steuerkolbenstange 35, die außerhalb des Gehäuses durch eine
Feder 36 nach links gezogen wird. Diese Stellung wird in der gezeichneten Ausgangsstellung
des Kolbens 2 durch den Steuerhebel 4 verhindert, der die Kolbenstange 35 nach rechts
drückt und in der gezeichneten Stellung hält.
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Die Arbeitsweise der Maschine ist wie folgt: Nach dem Einschalten
des Antriebsmotors fördern die Pumpen 16 und 17 das Druckmittel über die Leitungen
18 bzw. 23, 25 zum Zylinderraum 8a des Schließzylinders 8. Das Federventil 15 ist
hierbei noch geschlossen.
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Der Schließkolben g bewegt sich mit entsprechend hoher Geschwindigkeit
nach rechts und schließt hierbei über die Kolbenstange Io, II die Spritzform I3.
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13ei Erreichen des Formschlusses öffnet der Steuerhebel 14 das Federventil
I5, so daß das Druckmittel in den Zylinderraum 10 eintreten kann, wodurch der Spritzkolben
2 nach links bewegt wird. Infolge dieser Bewegung gibt der an der Kolbenstange 3
befestigte Stenerhebel 4 die Steuerkolbenstange 35 frei, so damms diese sich unter
der Einwirkung der Feder 36 nach links bewegt und sich in Stellung gemäß Abb. 2
einstellt. Die Verbindung der Leitungen 22 mit 20a, 23 mit 25 und 26 mit 20b sind
jetzt unterbrochen, dagegen die Leitungen 23 und 26 verbunden, so daß jetzt die
Niederdruckpumpe I7 kurzgeschlossen ist und die Hochdruckpumpe allein wirksam bleibt.
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Der Vorschub des Alassekolbens 5 wird unter wesentlich verlangsamtem
und entsprechend hohem Druck durchgeführt. Bei seiner weiteren Vorwärtsbewegung
drückt der Massekolben 5 die plastische Masse 6 aus dem Massezylinder 7 in die Spritzform
I3. Der hierbei auftretende hohe Druck wirkt über die Leitung 18 auch auf den Schließkolben
9, der entsprechend seiner größeren Kolbenfläche die
Spritzform
13 mit dem Vielfachen des Druckes, wie er auf den Spritzkolben 2 ausgeübt wird,
zusammenhalt. Nach dem Ausspritzen der Form wird die Drehrichtung der Pumpen geändert,
so daß diese jetzt in umgekehrtem Sinne fördern. Das Druckmittel fließt dabei iiber
die Leitungen 22 und 2I zum Zylin (lerraum 1b und bewegt den Spritzkolben 2 zurück.
Bei Erreichen seiner Endstellung wird die Steuerkolbenstange 35 mit den Kolben 31,
32, 33, 34 durch den Steuerhebel 4 in seine Ausgangsstellung gemäß Abb. I zurückbewegt,
wobei die Verhindungen der Leitungen 22 mit 20a, 23 mit 25 und 26 mit 20b wieder
hergestellt, während die Leitungen 23 Illit 26 wieder getremlt werden. Die Niederdruckpumpe
17 arbeitet dann wieder parallel zur Hochdruckpumpe 16 auf den Schließzylinder 8,
so daß der Schließkolben 9 mit erhöhter Geschwindigkeit in seine Ausgangsstellung
zurückkehrt' und dabei die Spritzform 13 öffnet. Kurz vor Erreichen dieser Endstellung
werden die Pumpen abgeschaltet und nach Entfernen des Spritzlings kann ein neuer
Arbeitshub beginnen.
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Die Steuerorgane können auch so ausgebildet sein, daß die Niederdruckpumpe
17 allein auf den Schließzylinder 8 und dieHockdruckpumpe I6 allein auf den Spritzzylinder
I arbeiten, wobei die Formzuhaltung über den Schließkolben g ebenfalls von der Hochdruckpumpe
16 zu leisten wäre.
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An Stelle der Schiebersteuerung 24 könen auch andere Steuerorgane
vorgesehen werden, die anstatt vom Spritzkolben 2 auch vom Schließkolben g gesteuert
werden können.