JP2005528239A - 機械部品を往復運動させるための液圧装置並びにこの液圧装置を備えた射出成形機の型締めユニット - Google Patents

Abstract

本発明は、機械部品を往復運動およびロックするための液圧装置、特に射出成形機の射出成形型の型半部を開閉および閉鎖保持するための液圧装置に関する。液圧装置はシリンダ（１）と、主ピストン（２）と、シリンダ（１）内で軸方向に移動可能な補助ピストン（７）とを備えている。シリンダ内に第１の圧力室（６）が設けられ、主ピストン（２）が１本または複数本のピストンロッド（１１）を備え、かつ第１の圧力室（６）内にある圧力媒体内で浮かぶことができる。本発明は、補助ピストン（７）が凹部（１２）を有し、この凹部内で主ピストン（２）のピストンロッド（１１）が摺動可能であることと、主ピストン（２）と補助ピストン（７）の向き合った側が当接可能な面（４０，４１）を備えていることを特徴とする。第１の運動相（開放および閉鎖）において、主ピストン（２）だけが移動する。第２の相において、面（４０），（４１）が当接するときに、主ピストン（２）と補助ピストン（７）はユニットとして移動する（ロック）。

Description

本発明は、請求項１の前提部分に記載した、機械部品を往復運動させるための液圧装置に関する。本発明は更に、このような液圧装置を備えた射出成形機の型締めユニットに関する。

技術水準により、いろいろな実施形の液圧装置が知られている。この液圧装置の場合、一方では小さな力でおよび高速で、射出成形機の型半部の開閉が行われ、他方では大きな力でおよび低速で型締めおよびロックが行われるように、機能が分割されている。

特許文献１により、ピストンロッドの一端に、急速動作ピストンとしての、比較的に小径の第１のピストンを配置し、ピストンロッドの他端に、作動ピストンとしての、上記よりもはるかに大きな直径の第２のピストンを配置し、このピストンをそれぞれ別個のシリンダ内で案内することが知られている。これにより、急速動作ピストンのために、圧力媒体で付勢可能な小さな面が供され、作動ピストンのために、圧力媒体で付勢可能な大きな面が供される。

特許文献２，３により、作動ピストンを作動シリンダ内で案内し、急速動作シリンダを作動ピストンのピストンロッドの内部に配置することが知られている。できるだけ大きな閉鎖力を発生できるようにするために、特許文献２では、作動ピストンの有効面積が適切な大きさに設計されるかあるいは特許文献３では作動ピストンのための室と急速動作ピストンのために室が適切に圧力を加えられるので、急速動作ピストンの有効面積がロック力を発生するために寄与する。

更に、ピストンロッドとシリンダが一方では急速動作ピストンによって、他方では作動ピストンによって互いに摺動可能であり、閉鎖力を発生するため並びにロックするために先ず最初に急速動作ピストンと作動ピストンが互いに液圧的にロック可能であり、機械部品のロックのために作動ピストンが圧力媒体で付勢される、液圧装置が知られている（特許文献４，５）。

特許文献６により、請求項１の前提部分に記載した液圧装置が知られている。シリンダ内には、圧力媒体を有する第１の大きな圧力室が設けられ、この圧力室内で主ピストンが軸方向に摺動可能である。主ピストンは複数本のピストンロッドを備え、このピストンロッドは動かすべき機械部品に連結されている。主ピストンは複数の貫通穴を備え、この貫通穴を通って圧力媒体が主ピストンの一方の側から他方の側に流れることができるので、主ピストンは圧力媒体内で浮かぶことができる。主ピストン内の貫通穴を開放または閉鎖するために、フラップ弁が、主ピストン内に配置された、軸方向に移動可能でロック可能な小さな補助ピストンによって操作可能である。閉鎖状態で、主ピストンの浮遊は阻止される。

この公知の装置は実質的に次のように機能する。

圧力媒体で付勢可能な面は、フラップ弁が開放され、圧力媒体が圧力室に供給されるときに、主ピストンが浮かんで右側に押圧され、射出成形機の型が型締めされるように、互いに調和している。その際、圧力媒体は少量で済み、運動は大きな速度でかつ小さな力で行われる。射出成形型の型半部を閉鎖保持するために、主ピストン内に配置された小さな補助ピストンによって、フラップ弁を操作し、主ピストンの浮遊を阻止する。それによって、ピストンロッドとは反対の主ピストン側で、圧力が上昇し、射出成形型が低速でかつ大きな力で最後の距離を移動し、続いて閉鎖保持される。射出成形型を開放するために、主ピストンのピストンロッドを内蔵する追加シリンダに、圧力媒体が供給され、フラップ弁が開放される。主ピストンは左側へ浮動して移動し、射出成形型が開放する。

この装置は、フラップ弁を操作するために主ピストンの内部に補助ピストンを配置する構造が比較的に複雑であり、主ピストンが主シリンダ内で往復運動するときに一緒に動くことができるように、補助ピストンを操作するための液圧管路を、シリンダの中を案内し、主ピストン内にある補助ピストンの圧力室に接続しなければならないという欠点がある。更に、主ピストンのピストンロッドのために、主シリンダに形成された別個の追加シリンダが設けられ、かつ補償ピストンのための他の追加シリンダが中央に設けられているので、液圧装置の全長が主シリンダの長さよりもはるかに長い。
独国実用新案登録第６６０５１１５号明細書 独国実用新案登録第９０１３７９１号明細書 仏国特許第２７３９１４９号明細書 独国実用新案登録第９０１４８８５号明細書 独国特許出願公開第１８０５９３８号明細書 独国実用新案登録第８５３３５３５号明細書

これに対して、本発明の根底をなす課題は、１個のシリンダで充分であり、それによって非常に短く形成される、冒頭に述べた液圧装置を提供することである。本発明の根底をなす課題は更に、技術水準よりも短く形成され、可動の型取付け板を往復運動させるために比較的に少量の圧力媒体で済む、射出成形機の型締めユニットを提供することである。

この課題は、請求項１記載の特徴を有する液圧装置によって解決される。有利な実施形および発展形態は従属請求項２〜１１に記載されている。２番目に挙げた課題の解決は、請求項１２，１３，１４，１９，２０記載の特徴を有する型締めユニットによって達成される。

本発明の主要な効果は、主ピストンが少量の圧力媒体で、高速でおよび小さな力で機械部品を往復運動させ、かつ低速でおよび大きな力で機械部品をロックすることにある。この場合、すべての運動相のために１個の（主）シリンダしか必要とせず、それに伴い液圧装置の長さが短い。

請求項１４〜１８記載の（３枚板型締めユニットのための）実施形と、請求項２４〜２７記載の（２枚板型締めユニットのための）実施形は、型半部の開閉のためにきわめて少量の油しか必要としないという利点がある。というのは、大きな圧力室が液圧的にロックされ、補助ピストンの小さな運動が主ピストンの大きな移動を強制的に生じるからである。追加シリンダは閉鎖運動のために遮断可能である。というのは、追加シリンダは開放のためにのみ必要であるからである。これは油消費を一層低減する。追加シリンダが開放のためにのみ必要であるので、開放のための大きな追加圧力室に圧力媒体を供給し、それによって圧力媒体によって付勢される大きな面が供されるように、追加シリンダを組み込むことができる。それによって、大きな力が供される。これは開放の開始時に有利である。この変形の場合の他の利点は、閉鎖運動の終わりに、型取付け板の制動を正確に制御することができることにある。これは“最後に瞬間に”初めて制動を可能にする。

次に、実施の形態に基づいておよび図１〜１８を参照して本発明を詳しく説明する。
第１の実施の形態（図１〜４）
次に、本発明による液圧装置の第１の実施の形態を、３枚板（３枚組）射出成形機の型締めユニットにおけるこのような液圧装置の使用に関連して説明する（図１〜４参照）。

シリンダ１は第１の内径４を有する第１区間３７と、第２の内径３９を有する第２区間３８を備えている。シリンダ１内には第１の圧力室６が設けられている。この第１の圧力室には圧力媒体用管路２６が開口し、この第１の圧力室の中を主ピストン２が軸方向に移動可能である。以下において、圧力媒体の搬送のために設けられた管路を、簡単にするために、圧力管路または管路と呼ぶ。主ピストン２の直径３はシリンダ１の第１の内径４よりも小さく、更に第２の内径３９よりも小さいので、環状隙間５が形成される。それによって、圧力媒体、好ましくは圧油が主ピストン２の前側２２から後側２０へおよびその逆に流れることができるので、主ピストン２は圧油内で浮いている。更に、第２の区間３８内で軸方向に移動可能でかつロック可能である補助ピストン７が設けられている。この補助ピストンは２つの区間８，９を備えている。第１区間８の直径がシリンダ１の第２区間３８の内径３９に一致しているので、補助ピストン７はシリンダ１内のこの範囲において摺動可能である。コスト上の理由から、シリンダ１が２つの区間３７，３８に分けてある。というのは、補助ピストン７が擦過する区間３８においてのみ、液圧的に申し分のない密封性を生じる表面処理が必要であるからである。これに対して、シリンダ１の区間３７は特別な表面処理を必要としない。補助ピストン７の第２区間９の直径は第１区間８よりも小さい。従って、補助ピストン７の区間８の円環状の背面２３の右側において、補助ピストン７とシリンダ１の間に、環状隙間の形をした圧力室１０が形成される。この圧力室には圧力管路３０が開口している。補助ピストン７の第２区間９はその一部がシリンダ１の右側の壁１７の穴１９を通って外側に突出している。シリンダ１はその右側の壁１７が３枚板型締めユニットの支持板の背面に固定されているかあるいは支持板１７自体がシリンダ１の右側の壁を形成している。

主ピストン２のピストンロッド１１は同様に、異なる直径を有する２つの区間１３，１４を備えている。第１区間１３の直径は補助ピストン７の円筒状の凹部１２の内径に一致しているので、ピストンロッド１１は補助ピストン７内で縦方向に摺動可能である。第２区間１４は第１区間１３よりも小さな直径を有し、補助ピストン７の円筒状の孔１５を通ってこの補助ピストンから突出し、そして可動の型取付け板１６に連結されている。従って、補助ピストン７の円筒状凹部１２の内壁と、ピストンロッド１１の区間１４の外径との間に、環状隙間状の圧力室１８が形成される。この圧力室には圧力管路２８が接続されている。

主ピストン２が補助ピストン７に接触すると、主ピストン２の当接面４０が補助ピストン７の当接面４１に接触する。更に、主ピストンと補助ピストンの互いに向き合った側２０，２１は、当接面４０，４１が合わさったときに主ピストン２と補助ピストン７の間に小さな圧力室４３が生じるように形成されている。この圧力室は補助ピストン７内を延びる通路２９と圧力管路３６を介して減圧可能である。主ピストン２は言わば、小さな圧力室４３を閉鎖する弁として作用する。

従って、本発明による液圧装置の第１の実施の形態では、次の４つの圧力室が設けられている。
１．第１の大きな圧力室６。この圧力内で主ピストン２と補助ピストン７が縦方向に摺動 可能である。
２．主ピストン２の背面２０と補助ピストン７の前面２１の間に一時的にのみ存在する第 ２の圧力室４３。
３．補助ピストン７の外面とシリンダ１の間の環状隙間状の第３の圧力室１０。
４．ピストンロッド１１の区間１４の外面と補助ピストン７の円筒状凹部１２の内径との 間の環状隙間状の第４の圧力室１８。

上記の液圧装置の作用を図４の回路図に基づいて説明する。
（１）閉鎖運動（型半部の型締め）
４／３方向制御弁３５がその中央の切換え位置にあるので、圧力室１０に開口する圧力管路３０と、通路２９に開口する圧力管路３６が遮断されている。それによって、補助ピストン７は液圧的にロックされ、その位置にとどまる。４／３方向制御弁２５はその右側の切換え位置にある（差動モード）。圧油が圧力媒体源２７から圧力管路２６を経て圧力室６に供給され、主ピストン２が両側２０，２２を圧力で付勢される。それによって、ピストンロッド１１の第１の区間１３の直径に比例する、右向きに作用する力が、主ピストン２に加えられる。この力は主ピストン２を右側へ移動させる。その際圧力室１８から押しのけられた圧油は、圧力管路２８と４／３方向制御弁２５を経て圧力管路２６に供給される。従って、主ピストン２の運動は大きな速度で行われるがしかし、運動時に進む距離が大きいにもかかわらず、少量の圧油しか必要としない。主ピストン２の運動によって、可動の型取付け板１６が固定された型取付け板４４の方に移動する。この過程の終わりに、主ピストン２の背面２０と補助ピストン７の区間の前面２１が直接相対峙する。
（２）ロック
主ピストン２の当接面４０と補助ピストン７の当接面４１が接触し、間に圧力室４３が形成されるや否や、４／３方向制御弁３５は右側の切換え位置に切換えられる。それによって、圧力室４３は通路２９と圧力管路３６を介してタンク３３に接続されて減圧される。圧油は圧力管路３４，３０経て圧力室１０に供給される。圧力室１０と圧力室６に圧油が供給され、圧力を加えられるので、補助ピストン７と主ピストン２の当接面４０，４１は液圧的に封止されるようにかつ互いにしっかりと押圧される。圧力室６，１０内の圧力が同じである場合に、当接面４０，４１が互いにしっかりと押圧されるようにするために、圧力室１０の環状隙間は、環状隙間５と圧力室１８の環状隙間の合計よりも常に大きくなければならない。主ピストン２の背面２０がもはや存在しないので、圧力室６内の圧油は主ピストン２の前面２２と、主ピストンによって被われていない、補助ピストン７の前面２１の円環状区間とに作用する。それによって、圧力室６内で付勢される面積から、圧油で反対方向に付勢される圧力室１０の円環状面積２３と圧力室１８の面積４５を差し引いた面積に比例する力が、主ピストン２と補助ピストン７からなるユニットに加えられる。安全のために圧力制限弁３２が設けられ、圧力室６，１０内で発生するロック圧力よりも少しだけ大きな値に調節される。結果的に、型半部２４，４２のロック時に、非常に短い距離しか進まず、大きな力が型半部に加えられる。
（３）ロック解除
射出成形される合成樹脂部品が充分に冷却され、型２４，４２から取り出し可能になるや否や、型締めユニットがロック解除される。そのために、４／３方向制御弁３５が中央の切換え位置にもたらされ、圧力室１０が液圧的にロックされる。４／３方向制御弁２５が左側の切換え位置に切換えられるので、圧力室６は圧力管路２６を介してタンク３３に接続され、圧力室１８は圧力管路２８を介して圧力媒体源２７に接続される。それによって、圧力室６が減圧されるので、主ピストン２は左側に移動する。従って、補助ピストン７に加えられる圧力が低下するので、圧力室１０内に閉じ込められた圧油の膨張に対応して、補助ピストンは短い距離だけ左側に移動する。
（４）開放運動（型半部の開放）
型半部２４，４２を離隔するために、圧力室６は圧力管路２６を介してタンク３３に接続され、それによって圧力負荷解除される。圧力室１８には、圧力媒体源２７から圧油が圧力管路２８を経て供給される。これは、主ピストン２とピストンロッド１１を左側に、しかも速い速度で移動させる。しかし、必要な圧油は少ない。これにより、可動の型取付け板１６は固定された型取付け板４４から左側に離れるように移動する。
第２の実施の形態（図５〜８）
次に、本発明による液圧装置の第２の実施の形態を、２枚板（２枚組）射出成形機の型締めユニットにおけるこのような液圧装置の使用に関連して説明する（図５〜８参照）。繰り返しを避けるために、重要な相違点についてのみ説明する。同じ参照符号は同じ部品を示しているので、その理解のために、第１の実施の形態の説明が参照される。

シリンダ１はその右側の壁４７が射出成形機の２枚板型締めユニットの可動の型取付け板１６に固定されている。主ピストン２はその背面２０に、第１の直径Ｄ１を有する第１のピストンロッド１１を備え、そして前面２２に、Ｄ１よりも小さな第２の直径Ｄ２を有する第２のピストンロッド４６を備えている。この第２のピストンロッド４６はシリンダ１の右側の壁４７から突出し、可動の型取付け板１６に設けられた、Ｄ２よりも大きな直径の貫通穴４８を通って案内され、そして固定された型取付け板４４に固定されている。第１のピストンロッド１１は補助ピストン７の円筒状凹部の直径に一致する統一直径Ｄ１有するので、補助ピストン７内で摺動可能である。補助ピストン７はその左側の端部に、通路５０を有する壁４９を備えている。この通路には、補助ピストン７内の圧力室に圧油を供給または排出することができるようにするために、圧力管路２８が接続可能である。この圧力室５１の機能は第１実施の形態の圧力室１８の機能に一致している。

この第２の実施の形態の作用を、図６の回路図に基づいて説明する。
（１）閉鎖運動（型半部の型締め）
４／３方向制御弁３５がその中央の切換え位置にあるので、補助ピストン７は液圧的にロックされている。４／３方向制御弁５２がその左側の切換え位置にあるので、圧油が圧力管路２６を経て圧力室６に供給される。圧力室５１はタンク３３に接続されている。第２のピストンロッド４６の小さな直径Ｄ２に基づいて、左向きの力が主ピストン２に加えられる。ピストンロッドが固定された型取付け板４４に固定されているので、シリンダ１は補助ピストン７と共に右側へ主ピストンの方へ移動し、型半部２４，４２が型締めされる。この過程の終わりに、主ピストン２の背面２０と補助ピストン７の前面２１が相対峙する。
（２）ロック
主ピストン２の当接面４０と補助ピストン７の当接面４１が接触し、間に圧力室４３が形成されるや否や、４／３方向制御弁３５は右側の切換え位置に切換えられる。それによって、圧力室４３は通路２９と圧力管路３６を介してタンク３３に接続されて減圧される。圧油は圧力管路５３，３４，３０を経て圧力室１０に供給される。４／３方向制御弁５２が左側の切換え位置にとどまるので、圧力室６には更に圧力管路５３，２６を経て圧油が供給される。圧力室１０と圧力室６に圧油が供給され、圧力を加えられるので、補助ピストン７と主ピストン２の当接面４０，４１は液圧的に封止されるようにかつ互いにしっかりと押圧される。主ピストン２の背面がもはや存在しないので、圧力室６内の圧油は主ピストン２の前面２２と、主ピストンによって被われていない、補助ピストン７の前面２１の円環状区間とに作用する。それによって、型締めユニットは大きな力で短い距離にわたって移動し、完全に閉鎖され、型締めされる。
（３）ロック解除
射出成形される合成樹脂部品が充分に冷却され、型２４，４２から取り出し可能になるや否や、型締めユニットがロック解除される。そのために、４／３方向制御弁３５が中央の切換え位置にもたらされ、圧力室１０が液圧的にロックされる。４／３方向制御弁５２が中央位置に切換えられるので、圧力室６は圧力管路２６を介してタンク３３に接続され、圧力室５１は圧力管路２８を介してタンクに接続される。それによって、圧力室６と圧力室５１は減圧される。
（４）開放運動（型半部の開放）
型半部２４，４２を離隔するために、４／３方向制御弁５２は右側の切換え位置にもたらされ、圧力室５１には差動モードで圧油が充填される。これはシリンダ１と補助ピストン７を左側に移動させる。なぜなら、主ピストン２の第２のピストンロッド４６が固定された型取付け板４４に固定されているからである。この開放運動は速い速度で、しかし圧油を少量しか必要としないで行われる。これにより、可動の型取付け板１６は固定された型取付け板４４から離れるように移動する。

２枚板型締めユニットの場合、使用者は、本発明による液圧装置を型取付け板のどちらにも取付けることができる。

第１の方法は、上記のようにおよび図７に再度概略的に示すように、シリンダ１を可動の型取付け板１６に固定し、主ピストン２の第２のピストンロッド４６を固定された型取付け板４４に固定することにある。その代わりに、図８に概略的に示すように、シリンダ１を固定された型取付け板４４に固定し、主ピストン２の第２のピストンロッド４６を可動の型取付け板１６に固定することができる。両者の場合、射出ユニット５４が通常のごとく、固定された型取付け板４４に付設されている。
第３の実施の形態（図９〜１３）
次に、本発明による液圧装置の第３の実施の形態を、図９〜１２に基づいて射出成形機の３枚板（３枚組）型締めユニットに関連して説明し、変形を図１３に基づいて説明する。繰り返しを避けるために、第１の実施の形態との重要な相違点についてのみ説明する。同じ参照符号は同じ部品を示しているので、その理解のために、第１の実施の形態の説明が参照される。

１個または図示のように２個のシリンダ１は３枚板型締めユニットの支持板１７に固定されている。この型締めユニットは第１の型半部２４を有する可動の型取付け板１６と、第２の型半部４２を有する固定された型取付け板４４を備えている。支持板１７はシリンダ１の範囲に貫通穴５５を備えている。両シリンダ１の補助ピストン７がこの貫通穴を通過して移動可能である。更に、追加シリンダ５６が支持板１７に固定されている。この追加シリンダのピストンロッド５７は可動の型取付け板１６に取付けられている。本実施の形態において、追加シリンダ５６は差動シリンダとして形成されている。ピストン５８の左側には第１の追加圧力室５９が形成され、ピストン５８の右側（ピストンロッド５７の側）には第２の追加圧力室６０が形成されている。第１の接続管路６１は第１の追加圧力室５９と、圧力室１０に接続された圧力管路３０とを接続する。第２の接続管路６２を介して、第２の追加圧力室６０が４／３方向制御弁６３に接続されている。更に、当接面４０，４１の接触を検出するセンサ６４，６５が設けられている。本実施の形態では、このセンサは、当接時に発生する音響信号を検出するマイクロフォンである。更に、例えば移動速度の変化を位置に依存して調節するために、可動の型取付け板の位置を検出することができる位置センサ７５が設けられている。

この第３の実施の形態の作用を図９〜１２の液圧回路図に基づいて説明する。
（１）図９の閉鎖運動（型半部の型締め）
４／２方向制御弁６６はその左側の切換え位置にあり、両シリンダ１内の圧力室６は液圧的にロックされている。４／３方向制御弁６３はその右側の切換え位置にあり、シリンダ１内の両圧力室１０には圧力媒体源２７から圧油が供給される。更に、両追加圧力室５９，６０に圧油が供給され、追加シリンダは差動モードで運転される。追加シリンダ５６は可動の型取付け板１６を右側へ固定の型取付け板４４の方へ駆動する。更に、主ピストン２のピストンロッド１１によって可動の型取付け板１６に力が加えられる。この力は、補助ピストン７が圧力室１０に供給される圧油の作用を受けて左側へ圧力室６内に移動し、圧力室６の容積が変化せず、従ってピストンロッド１１が圧力室６から右側へ駆動されることによって生じる。その結果、追加シリンダ５６のピストンロッド５７と両シリンダ１のピストンロッド１１によって発生し、可動の型取付け板１６に加えられる力が加算される。閉鎖運動の終わりに、シリンダ１内でそれぞれ主ピストン２の背面２０と補助ピストン７の前面２１が相対峙する。
（２）図１０のロック
主ピストンと補助ピストンの当接面４０，４１が当接すると、その際発生する音響信号がマイクロフォン６４，６５によって検出され、主ピストン２と補助ピストン７の間に生じた圧力室４３の減圧が開始される。そのために４／３方向制御弁６７は右側の切換え位置に切換えられるので、各圧力室４３は通路２９と接続管路６８，６９と圧力管路３６を介してタンク３３に接続される。そのすぐ後に、４／２方向制御弁６６が右側の切換え位置に切換えられる。４／３方向制御弁６３は変化しないでそのままである。すなわち、その右側の切換え位置にとどまる。これにより、圧油が圧力媒体源２７から圧力管路３４、４／３方向制御弁６７の右側切換え位置の接続部Ｐ−Ａ、圧力管路７２および４／２方向制御弁６６の右側切換え位置の分岐部Ｐ−Ａ，Ｂを経て、それぞれ両シリンダ１の圧力室６に供給され、両主ピストン２が圧力で付勢される。主ピストン２は補助ピストン７にしっかりと押圧され、補助ピストンと共にシリンダ１から右側に移動する。このロックは追加シリンダ５６によって補助される。追加シリンダには同様に圧油が供給される。圧力センサ７６によって、圧力室６内で発生する圧力を測定することができ、圧力媒体源の圧送出力を変更することによって、圧力室６内のこの圧力を上昇または低下させることができる。それによって、型締め力を適切に適合させることができる。
（３）図１１のロック解除
ロック解除のために、４／３方向制御弁６７が中央の切換え位置にもたらされるので、各圧力室６が圧力管路７０，７１、４／２方向制御弁６６、圧力管路７２および４／３方向制御弁６７を介してタンク３３に接続される。圧力室１０と追加シリンダ５６には、４／３方向制御弁６３と圧力管路３０，６１，７４を介して圧油が供給される。型半部２４，４２は小さな力で型締めされる。従って、射出成形された合成樹脂部品をまだ型内に保持しなければならない冷却相のときにすでに、ロック解除を行うことができる。
（４）図１２の開放運動（型半部の開放）
完成した合成樹脂部品が充分に冷却され、型２４，４２から取り出し可能になるときに、型半部２４，４２が離隔される。４／２方向制御弁６６が左側の切換え位置にもたらされる。この切換え位置では、各シリンダ１内の圧力室６が液圧的にロックされる。４／３方向制御弁６３は左側の切換え位置にもたらされる。この切換え位置では、ＡがＴに接続され、ＰがＢに接続されるので、追加圧力室６０に圧油が供給され、追加圧力室５９と両圧力室１０がタンク３３に接続されて圧力負荷解除される。追加シリンダ５６のピストン５８は左側に移動し、可動の型取付け板１６を固定の型取付け板４４から離れるように引っ張る。それによって同時に、主ピストン２のピストンロッド１１がシリンダ１内に押圧される。圧力室６が液圧的にロックされているので、補助ピストン７はシリンダ１から自動的に押しのけられ、しかも圧力室６内の容積を変更しないような距離だけ押しのけられる。

図１３には、第３の実施の形態の変形が示してある。支持板１７に固定された追加シリンダ５６に加えて、固定された型取付け板４４には他の追加シリンダ５６′を設けることができる。この追加シリンダのピストンロッド５７′は可動の型取付け板１６に作用する。この構造により、開放運動のためにピストンロッド５７′と反対側のピストン５８′の大きな面を圧油で付勢することができるという利点がある。それによって、型半部を開放開始するために、比較的に大きな力が供される。この他の追加シリンダ５６′は更に、閉鎖運動のために遮断されるかあるいは小さな圧力室６０′が圧力媒体源２７に接続されるように、液圧的に接続される。他の追加シリンダは、上述のように運転できるように、圧力管路６１′，７４′によって、別個の液圧回路を介して運転可能であるかあるいは既存の液圧回路に適切に接続されている。

図示していない変形では、図１３において１個または複数の追加シリンダ５６′が固定された型取付け板４４にのみ設けられ、本発明による液圧装置１だけが支持板１７に設けられている。
第４の実施の形態（図１４〜１８）
次に、本発明による液圧装置の第４の実施の形態を、図１４〜１７に基づいて射出成形機の２枚板（２枚組）型締めユニットに関連して説明する。繰り返しを避けるために、第２の実施の形態との重要な相違点についてのみ説明する。同じ参照符号は同じ部品を示しているので、その理解のためには、第２の実施の形態の説明が参照される。第１の変形（図１４〜１７）では、本発明による液圧装置と追加シリンダが固定の型取付け板に固定されている。この変形に関して、図１４〜１７には射出成形サイクルの異なる相の液圧回路が示してある。第２の変形（図１８）では、本発明による液圧装置が可動の型取付け板に固定され、追加シリンダが固定の型取付け板に固定されている。液圧回路は遮断状態にある状況を示している。

図１４では、シリンダ１は固定の型取付け板４４に固定され、他のピストンロッド４６は固定の型取付け板４４を通って案内され、可動の型取付け板１６に固定されている。補助シリンダ７の凹部１２は、主ピストン２とは反対の側のその端部が開放している。従って、ピストンロッド１１は凹部１２内で無圧で移動可能である。更に、固定の型取付け板４４に追加シリンダ５６が取付けられている。この追加シリンダのピストンロッド５７は固定の型取付け板４４を通過し、可動の型取付け板１６に固定されている。閉鎖のために、小さな追加圧力室６０が圧力媒体源２７に接続される。これに対して、開放運動のために、大きな追加圧力室５９が圧力媒体源２７に接続される。圧力センサ７６によって、圧力室６，１０内で圧力が測定および監視される。位置センサ７５によって、可動の型取付け板１６の現在の位置が測定され、機械制御装置によって評価される。
（１）図１４の閉鎖運動（型半部の型締め）
型半部２４，４２を閉じるために、圧力室６が液圧的にロックされ、第３の圧力室１０が圧力媒体源２７に接続される。追加シリンダ５６は図示のように、必要に応じて接続され、同様に圧力媒体が供給され、しかも圧油が小さな追加圧力室６０に供給されるように行われる。圧力室６内の容積が一定であることによって、補助ピストン７が右側へ移動する程度に、主ピストン２が左側へ摺動する。可動の型取付け板１６は固定の型取付け板４４の方に移動する。閉鎖運動の終わりに、主ピストン２の背面２０と補助ピストン７の前面２１が相対峙する。
（２）図１５のロック
主ピストンと補助ピストンの当接面４０，４１が互いに当接すると、その際発生する音響信号が検出され、主ピストン２と補助ピストン７の間に生じた圧力室４３の減圧が開始される。主ピストン２が補助ピストン７にしっかりと押し付けられる。圧油を圧力室６と圧力室１０に供給することにより、主ピストン２と補助ピストン７はユニットとしてシリンダ１から左側に移動する。ロックは図示のように、必要に応じて追加シリンダ５６によって補助される。圧力センサ７６によって、圧力室６内で発生する圧力を測定することができ、圧力媒体源２７の圧送出力を変更することによって、圧力室６内のこの圧力を上昇または低下させることができる。それによって、型締め力を適切に適合させることができる。
（３）図１６のロック解除
ロック解除のために、圧力室６がタンク３３に接続され、圧力負荷解除される。追加シリンダ５６が接続されると、型半部２４，４２は小さな力で型締めされる。
（４）図１７の開放運動（型半部の開放）
完成した合成樹脂部品が充分に冷却され、型２４，４２から取り出し可能になるときに、型半部２４，４２が離隔される。そのために、圧力室６が液圧的にロックされる。大きな追加圧力室５９に圧油が供給される。小さな追加圧力室６０と圧力室１０はタンク３３に接続される。追加シリンダ５６のピストン５８は右側に移動し、可動の型取付け板１６は固定の型取付け板４４から離れるように移動する。同時に、リンダ１内で主ピストン２のピストンロッド１１が補助ピストン７から引き出される。圧力室６が液圧的にロックされているので、補助ピストン７はシリンダ１から左側へ自動的に押しのけられ、しかも圧力室６内の容積を変更しないような距離だけ押しのけられる。

図１８に示した、第４実施の形態の変形では、追加シリンダ５６が前述のように固定の型取付け板４４に取付けられ、そのピストンロッド５７が可動の型取付け板１６に連結されている。これに対して、本発明による液圧装置のシリンダ１は可動の型取付け板１６に固定され、ピストンロッド４６は可動に型取付け板１６を通って案内され、固定の型取付け板４４に固定されている。作用は上述のように、可動の型取付け板１６がシリンダ１と共に右側へ固定の型取付け板４４の方へあるいはこの固定の型取付け板から離れるように左側へ移動し、主ピストン２の両ピストンロッド１１，４６が定置されたままである点が異なっている。簡単にするために、液圧回路は突出状態の型締めユニットを示している。

追加シリンダを備えた第３および第４の実施の形態は、追加シリンダを備えていない類似の第１と第２の実施の形態と比べて、型半部を閉鎖および開放するために、非常に少ない圧油しか必要としないという利点がある。これは、補助ピストン７の小さな運動が圧力室６内で比較的に大きな容積変化をもたらし、それによって、圧力室６がロックされているため、主ピストン２のピストンロッド１１が大きな距離を移動するからである。

更に、図９〜１８の型締めユニットは、追加シリンダが開放運動のためにのみ圧油を供給され、その他は遮断されるように運転可能である。

すべての実施の形態において、圧力室１０が圧油の充填によって大きくなるかまたは圧油の排出によって小さくなることにより、型取付け板の間の内法の高さの調節、ひいては型の高さの調節が行われる。同様に、圧力室６内の容積を適合させなければならない。そのために、型半部２４，４２が当接させられ、場合によっては小さな隙間を残して当接させられ、そして主ピストン２と補助ピストン７がこの位置で当接させられる。それによって、第１の圧力室６と第３の圧力室１０内の容積が定められる。第１と第２の両実施の形態では、閉鎖運動および開放運動中、第３の圧力室１０がロックされる。これに対して、第３と第４の実施の形態の場合、閉鎖運動および開放運動中、第１の圧力室６が液圧的にロックされる。

型が開放した状態の射出成形機の３枚板型締めユニットと関連して、液圧装置の第１の実施の形態の縦断面を示す図である。 型が閉じたときの図１の液圧装置の縦断面図である。 図２の一部の拡大図である。 射出成形サイクルの異なる相、すなわち （１）型半部の型締め （２）型半部のロック （３）型半部のロック解除 （４）型半部の開放のための第１の実施の形態の液圧装置の回路図である。 型が開放した状態の射出成形機の２枚板型締めユニットと関連して、液圧装置の第２の実施の形態の縦断面を示す図である。 射出成形サイクルの異なる相、すなわち （１）型半部の型締め （２）型半部のロック （３）型半部のロック解除 （４）型半部の開放のための第２の実施の形態の液圧装置の回路図である。 固定の型取付け板にピストンロッドを固定し、可動の型取付け板にシリンダを固定した２枚板型締めユニットにおける、第２の実施の形態による液圧装置の使用の概略図である。 可動の型取付け板にピストンロッドを固定し、固定の型取付け板にシリンダを固定した２枚板型締めユニットにおける、第２の実施の形態による液圧装置の使用の概略図である。 図９〜１２は射出成形機の３枚板型締めユニットにおける液圧装置の第３の実施の形態の、射出成形サイクルの異なる相のための回路図であり、図９は型半部の型締めを示す図である。 型半部のロックを示す図である。 型半部のロック解除を示す図である。 型半部の開放を示す図である。 第３の実施の形態の変形を示す図である。 図１４〜１７は、液圧装置が可動の型取付け板に取付けられ、追加シリンダが固定の型取付け板に取付けられた、射出成形機の２枚板型締めユニットにおける液圧装置の第４の実施の形態の、射出成形サイクルの異なる相のための回路図であり、図１４は型半部の型締めを示す図である。 型半部のロックを示す図である。 型半部のロック解除を示す図である。 型半部の開放を示す図である。 液圧装置が可動の型取付け板に取付けられ、追加シリンダが固定の型取付け板に取付けられた、射出成形機の２枚板型締めユニットにおける液圧装置の第４の実施の形態を示す図である。

符号の説明

１ シリンダ
２ 主ピストン
３ 主ピストン２の直径
４ シリンダ１の第１の内径
５ 環状隙間
６ 第１の圧力室
７ 補助ピストン
８ 補助ピストン７の第１の区間
９ 補助ピストン７の第２の区間
１０ 環状隙間状の圧力室（第３の圧力室）
１１ 主ピストン２のピストンロッド
１２ 補助ピストン７内の円筒状凹部
１３ ピストンロッド１１の第１の区間
１４ ピストンロッド１１の第２の区間
１５ 円筒状の孔
１６ 可動の型取付け板
１７ 支持板とシリンダ１の右側の壁
１８ 環状隙間状の圧力室（第４の圧力室）
１９ 支持板またはシリンダ１の右側の壁の穴
２０ 主ピストン２の背面
２１ 補助ピストン７の前面
２２ 主ピストン２の前面
２３ 補助ピストン７の区間８の円環状背面
２４ 第１の型半部
２５ 第１の４／３方向制御弁
２６ 圧力媒体用管路
２７ 圧力媒体源
２８ 圧力管路
２９ 補助ピストン７内の通路
３０ 圧力管路
３１ 圧力管路
３２ 圧力制限弁
３３ タンク
３４ 圧力管路
３５ 第２の４／３方向制御弁
３６ 圧力管路
３７ シリンダ１の第１の区間
３８ シリンダ１の第２の区間
３９ シリンダ１の第２の内径
４０ 主ピストン２の当接面
４１ 補助ピストン７の当接面
４２ 第２の型半部
４３ 主ピストンと補助ピストンの間の圧力室（第２の圧力室）
４４ 固定された型取付け板
４５ ピストンロッド１１の区間１３，１４の段部の円環状面
４６ 主ピストン２の第２のピストンロッド
４７ シリンダ１の右側の壁
４８ 固定された型取付け板の貫通穴
４９ 補助ピストン７の左側の壁
５０ 左側の壁４９内の通路
５１ 補助ピストン７内の圧力室
５２ 差動位置と中央減圧位置を有する４／３方向制御弁
５３ 圧力管路
５４ 射出ユニット
５５ 貫通穴
５６，５６′ 追加シリンダ
５７，５７′ 追加シリンダのピストンロッド
５８，５８′ 追加シリンダのピストン
５９，５９′ 第１の大きな追加圧力室
６０，６０′ 第２の小さな追加圧力室
６１，６１′ 第１の接続管路
６２ 第２の接続管路
６３ ４／３方向制御弁
６４ マイクロフォン
６５ マイクロフォン
６６ ４／２方向制御弁
６７ ４／３方向制御弁
６８ 第３の接続管路
６９ 第４の接続管路
７０〜７４，７４′ 圧力管路
７５ 位置センサ
７６ 圧力センサ

Claims (27)

1. シリンダ（１）と、第１のピストン（主ピストン）（２）と、シリンダ（１）内で軸方向に移動可能な第２のピストン（補助ピストン）（７）とを備え、シリンダ内に圧力媒体を有する第１の圧力室（６）が設けられ、主ピストン（２）が１本または複数本のピストンロッド（１１）を備え、かつ第１の圧力室（６）内にある圧力媒体内で浮かぶことができる、機械部品を往復運動およびロックするため、特に射出成形機の射出成形型の型半部を開閉および閉鎖保持するための液圧装置において、補助ピストン（７）が凹部（１２）を有し、この凹部内で主ピストン（２）のピストンロッド（１１）が摺動可能であることと、主ピストン（２）と補助ピストン（７）の向き合った側が当接可能な面（４０，４１）を備えていることを特徴とする液圧装置。
2. 当接面（４０，４１）の接触時に、主ピストン（２）と補助ピストン（７）の間に第２の圧力室（４３）が形成されるように、主ピストン（２）と補助ピストン（７）の向き合った側が形成されていることと、この圧力室（４３）に閉じ込められた圧力媒体を減圧するために、この圧力室（４３）に開口する通路（２９）が設けられていることを特徴とする、請求項１記載の液圧装置。
3. 主ピストン（２）と補助ピストン（７）の間に形成された第２の圧力室（４３）内に、負圧を発生することができることを特徴とする、請求項２記載の液圧装置。
4. 主ピストン（２）の当接面（４０）と補助ピストン（７）の当接面（４１）が円錐形に形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つに記載の液圧装置。
5. 補助ピストン（７）がシリンダ（１）の内壁に沿って滑動する第１の区間（８）を備え、この区間が主ピストン（２）寄りの側（２１）で、第１の圧力室（６）を画成することと、補助ピストン（７）が更に、第１の区間（８）に接続する第２の区間（９）を備え、この第２の区間の直径がこの範囲におけるシリンダ（１）の内径よりも小さく、それによってシリンダ（１）と補助ピストン（７）の間に環状隙間の形をした第３の圧力室（１０）が形成されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つに記載の液圧装置。
6. シリンダ（１）が第１の内径（４）を有する第１の区間（３７）と、第２の内径（３９）を有する第１の区間（３８）とを備えていることと、補助ピストン（７）の運動時に補助ピストンが擦過する範囲が第２の区間（３８）内にあることと、第２の区間（３８）だけが液圧的な要求を満たす表面を備えていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一つに記載の液圧装置。
7. 補助ピストン（７）の第２の区間（９）が部分的にシリンダ（１）から突出していることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一つに記載の液圧装置。
8. 主ピストン（２）のピストンロッド（１１）が、凹部（１２）内を滑動する第１の区間（１３）を有することと、ピストンロッド（１１）が更に、第１の区間（１３）に接続する第２の区間（１４）を有し、この第２の区間が第１の区間（１３）よりも小さな直径を有し、それによってピストンロッド（１１）の区間（１４）と補助ピストン（７）の間に環状隙間の形をした第４の圧力室（１８）が形成されていることと、第２の区間（１４）が補助ピストン（７）の凹部（１２）の型側の端部に形成された孔（１５）を通って案内されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一つに記載の液圧装置。
9. シリンダ（１）が可動の機械部品（１６）寄りのその端部に、端片（１７）を備え、この端片が射出成形機の３枚板型締めユニットの支持板として形成されていることと、ピストンロッド（１１，１４）がこの型締めユニットの可動の型取付け板（１６）に取付け可能であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一つに記載の液圧装置。
10. 主ピストン（２）が補助ピストン（７）とは反対の側に、他のピストンロッド（４６）を備え、このピストンロッドの直径が第１のピストンロッド（１１）の直径よりも小さいことと、他のピストンロッド（４６）がシリンダ（１）から突出していることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一つに記載の液圧装置。
11. シリンダ（１）が射出成形型（２４，４２）寄りの端部に、端片（１７）を備え、この端片が射出成形機の２枚板型締めユニットの型取付け板として形成されていることと、他のピストンロッド（４３）が他の型取付け板に取付け可能であることを特徴とする、請求項１０記載の液圧装置。
12. 支持板（１７）と、固定された型取付け板（４４）と、可動の型取付け板（１６）と、可動の型取付け板（１６）を操作するための請求項１〜９のいずれか一つに記載の１個または複数個の液圧装置とを備えた射出成形機用型締めユニット。
13. 支持板（１７）と、固定された型取付け板（４４）と、可動の型取付け板（１６）と、請求項５〜９のいずれか一つに記載の１個または複数個の液圧装置とを備え、シリンダ（１）が支持板（１７）に固定されているかあるいはシリンダ（１）の端片が支持板（１７）として形成され、支持板（１７）が貫通穴（５５）を備え、補助ピストン（７）がこの貫通穴を通って移動可能であり、ピストンロッド（１１）が可動の型取付け板（１６）に固定され、開閉運動中第３の圧力室（１０）が液圧的にロック可能である、射出成形機用型締めユニット。
14. 支持板（１７）と、固定された型取付け板（４４）と、可動の型取付け板（１６）と、請求項１〜９のいずれか一つに記載の１個または複数個の液圧装置とを備え、シリンダ（１）が支持板（１７）に固定されているかあるいはシリンダ（１）の端片が支持板（１７）として形成され、支持板（１７）が貫通穴（５５）を備え、補助ピストン（７）がこの貫通穴を通って移動可能であり、ピストンロッド（１１）が可動の型取付け板（１６）に固定され、少なくとも１個の追加シリンダ（５６）が支持板（１７）および／または固定された型取付け板（４４）に設けられ、追加シリンダのピストンロッド（５７）が可動の型取付け板（１６）に固定されている、射出成形機用型締めユニット。
15. 閉鎖運動のために第１の圧力室（６）が液圧的にロック可能であり、第３の圧力室（１０）が圧力媒体源（２７）に接続可能であり、そして追加シリンダ（５６）が遮断可能であることを特徴とする、請求項１４記載の型締めユニット。
16. 閉鎖運動のために第１の圧力室（６）が液圧的にロック可能であり、追加シリンダ（５６）と第３の圧力室（１０）が圧力媒体源（２７）に接続可能であることを特徴とする、請求項１４記載の型締めユニット。
17. 追加シリンダ（５６）が支持板（１７）に設けられている、請求項１４〜１６のいずれか一つに記載の型締めユニットにおいて、開放運動のために、第１の圧力室（６）が液圧的にロック可能であり、第３の圧力室（１０）と追加シリンダ（５６）内の第１の追加圧力室（５９）が液圧的に負荷解除され、追加シリンダ（５６）内の第２の追加圧力室（６０）が圧力媒体源（２７）に接続可能であることを特徴とする型締めユニット。
18. 追加シリンダ（５６′）が固定された型取付け板（４４）に設けられている、請求項１４〜１６のいずれか一つに記載の型締めユニットにおいて、開放運動のために、第１の圧力室（６）が液圧的にロック可能であり、第３の圧力室（１０）と追加シリンダ（５６′）内の第２の追加圧力室（６０′）が液圧的に負荷解除され、追加シリンダ（５６′）内の第１の追加圧力室（５９′）が圧力媒体源（２７）に接続可能であることを特徴とする型締めユニット。
19. 固定された型取付け板（４４）と、可動の型取付け板（１６）と、可動の型取付け板（１６）を操作するための、請求項１０または１１記載の１個または複数個の液圧装置とを備え、シリンダ（１）が固定された型取付け板（４４）に固定されているかあるいはシリンダ（１）の端片が固定された型取付け板（４４）として形成され、第２のピストンロッド（４６）が固定された型取付け板（４４）を通って案内され、可動の型取付け板（１６）に取付けられている、２枚板射出成形機用型締めユニット。
20. 固定された型取付け板（４４）と、可動の型取付け板（１６）と、可動の型取付け板（１６）を操作するための、請求項１０または１１記載の１個または複数個の液圧装置とを備え、シリンダ（１）が可動の型取付け板（１６）に固定されているかあるいはシリンダ（１）の端片が可動の型取付け板（１６）として形成され、第２のピストンロッド（４６）が可動の型取付け板（１６）を通って案内され、固定された型取付け板（４４）に取付けられている、２枚板射出成形機用型締めユニット。
21. 補助ピストン（７）内の円筒状の凹部（１２）の、主ピストン（２）とは反対側の端部が、端片（４９）によって閉鎖され、それによって補助ピストン（７）内に圧力室（５１）が形成されていることを特徴とする、請求項１９または２０記載の型締めユニット。
22. 補助ピストン（７）とシリンダ（１）の間の第３の圧力室（１０）が、開閉運動中液圧的にロック可能であることを特徴とする、請求項２１記載の液圧装置。
23. 補助ピストン（７）内の圧力室（５１）が閉鎖運動中減圧可能であり、かつ開放運動のために圧力媒体源（２７）に接続可能であることを特徴とする、請求項２１または２２記載の型締めユニット。
24. 補助ピストン（７）内の円筒状の凹部（１２）の、主ピストン（２）とは反対側の端部が、開放していることと、少なくとも１個の追加シリンダ（５６，５６′）が固定された型取付け板（４４）および／または可動の型取付け板（１６）に設けられていることを特徴とする、請求項１９または２０記載の型締めユニット。
25. 閉鎖運動のために第１の圧力室（６）が液圧的にロック可能であり、第３の圧力室（１０）が圧力媒体源に接続可能であり、追加シリンダ（５６，５６′）が遮断可能であることを特徴とする、請求項２４記載の型締めユニット。
26. 閉鎖運動のために第１の圧力室（６）が液圧的にロック可能であり、追加シリンダ（５６，５６′）と第３の圧力室（１０）が圧力媒体源（２７）に接続可能であることを特徴とする、請求項２４記載の型締めユニット。
27. 開放運動のために第１の圧力室（６）が液圧的にロック可能であり、第３の圧力室（１０）が減圧可能であることと、開放運動のためにピストン（５８，５８′）の大きな面が圧力媒体で付勢可能であるように、追加シリンダ（５６，５６′）が配置されかつ液圧的に操作可能であることを特徴とする、請求項２４〜２６のいずれか一つに記載の型締めユニット。

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