DE1579043C2 - Hydraulische Formenschließeinrichtung für Spritzgießmaschinen - Google Patents

Description

2. Hydraulische Formenschließeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kolbenstangenseitige Teil des Zylinderraumes

(6) in einen äußeren Öffnungsdruckraum (5) und einen inneren Speicherraum (7) unterteilt ist.

3. Hydraulische Formenschließeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere des Innenzylinders (13) als Druckmittelleitung (21) ausgebildet ist, die an ihrem dem Austritt der rohrförmigen Kolbenstange (14) zugewandten Ende eine Verbindung (3') mit dem Speicherraum (7) und an ihrem anderen Ende einen Austritt (3) aus dem Innenzylinder (13) besitzt.

4. Hydraulische Formenschließeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß. zum Schließen der Form der Schließdruckraum (4), ■ der= - Öffnungsdruckraum (5); sowie der Speicherraum (7) mit einer Niederdruck-Druckmittelzufuhr (26) verbunden sind und daß beim Erzeugen des Formschließdruckes der Schließdruckraum (4) mit einer Hochdruck-Druckmittelzufuhr (27) verbunden ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Formenschließeinrichtung für Spritzgießmaschinen mit einer ortsfesten Widerlagerplatte, einer beweglichen Formenaufspannplatte und einem hydraulischen Zylinder zum Schließen einer Form mit einem beidseitig beaufschlagbaren Kolben, wobei der Zylinder mit der einen und die Kolbenstange des Kolbens mit der anderen der beiden Platten verbunden ist und wobei der Zylinderraum auf der der Kolbenstange zugewandten Seite des Kolbens einen ringförmigen Öffnungsdruckraum und auf der anderen Seite des Kolbens einen Schließdruckraum bildet, der mit einem Druckmittelbehälter verbindbar ist. Der hydraulische Zylinder der Formenschließeinrichtung bewegt beim öffnen und Schließen der Form die bewegliche Formenaufspannplatte hin und her und erzeugt bei geschlossener Form den Formschließdruck, mit dem die beiden Formhälften gegeneinandergepreßt werden.

Man ist nun einerseits zur Erzielung hoher Leistungen der Spritzgießmaschinen bestrebt, die vorgenannten Bewegungsvorgänge möglichst schnell, in möglichst kurzer Zeit und mit einem Minimum an Energieaufwand und technischem Aufwand durchzuführen. Dieser Anforderung kommen Zylinderräume mit kleinen Querschnitten entgegen, so daß das Füllvolumen der Zylinderräume, die in den Druckraum des Zylinders einzuführende Menge an Hydraulikflüssigkeit und die aus dem drucklosen Zylinderraum vom Kolben verdrängte und abzuführende Flüssigkeitsmenge relativ gering sind. Dementsprechend können kleinere und weniger kostspielige Rohrleitungen, Armaturen, Schalt- und Steuerorgane, Pumpen mit geringem Energiebedarf usw. verwendet werden. Andererseits wird die Anforderung gestellt, daß ein hoher Formschließdruck erzeugt werden kann, der aus der beaufschlagten Kolbenfläche und dem Druck der Flüssigkeit resultiert. Dieser Anforderung kommen daher Zylinderräume mit relativ großem Querschnitt und einem entsprechend großen Füllvolumen sowie hohe Flüssigkeitsdrücke entgegen. Dies macht aber das Umsteuern oder Umpumpen großer Flüssigkeitsmengen erforderlich und bedingt wegen der notwendigen großen Rohrleitungsquerschnitte und wegen der hohen Drücke außerordentlich aufwendige Schalt- und Steuerorgane, Pumpen usw. Die beiden vorstehend erläuterten Anforderungen erfordern also einander widerstrebende, entgegengerichtete Maßnahmen.

Bei der bekannten, zumeist üblichen hydraulischen Formenschließeinrichtung für Spritzgießmaschinen der eingangs genannten Art werden beim Schließen der Form die zu beiden Seiten des Kolbens liegenden Zylinderräume miteinander sowie mit einer Niederdruckleitung verbunden, so daß sowohl die der Kolbenstange abgewandte größere Kolbenfläche als auch die andere, um den Querschnitt der Kolbenstange kleinere Kolbenfläche mit Niederdruck beaufschlagt wird. Infolgedessen bewegt sich der Kolben zum kolbenstangenseitigen Ende des Zylinders hin, wobei die vom Kolben aus dem kolbenstangenseitigen Zylinderraum verdrängte Flüssigkeit durch die Verbindung beider Zylinderräume unmittelbar in den der Kolbenstange abgewandten Zylinderraum strömt, dem daher aus der Niederdruckleitung nur noch eine dem Volumen der Kolbenstange entsprechende ölmenge zusätzlich zugeführt werden muß. Auf diese Weise kann also mit einer relativ geringen ölmenge aus einer Niederdruckleitung und mit einem relativ niedrigen Energieaufwand eine schnelle Schließbewegung er-' reicht werden. Bei geschlossener Form wird dann durch eine Umsteuerung die Verbindung der beiden Zylinderräume getrennt, der kolbenstangenseitige Zylinderraum wird mit einem Druckmittelablauf verbunden, und der andere Zylinderraum wird mit einer Hochdruckleitung verbunden, so daß der Kolben zur Erzeugung des Formschließdruckes auf seiner der Kolbenstange abgewandten Seite mit hohem Druck beaufschlagt wird. Auch hierfür wird nur eine sehr geringe Flüssigkeitsmenge und ein Minimum an Leistung benötigt, da sich die Form bereits in der Schließstellung befindet und infolgedessen der Hub des Kolbens sehr klein ist. Beim öffnen der Form wird durch erneute Umsteuerung der kolbenstangenseitige Zylinderraum mit einer Niederdruckleitung und der andere Zylinderraum mit einem Druckmittelablauf verbunden. Es muß also auf der einen Seite das gesamte Flüssigkeitsvolumen zur Füllung des kolbenstangenseitigen Zylinderraums aus der Niederdruckleitung zugeführt werden, während andererseits aus dem änderen Zylinderraum die gesamte Flüssigkeitsmenge in den Pumpensumpf oder in einen Tank abfließt, so daß die Öffnungsbewegung eine relativ große Förderleistung der Pumpe erfordert und langsam verläuft. Wolke man diesen Nachteil beheben, müßte man größere Leitungsquerschnitte, erheblich aufwendigere Schalt- und Steuerorgane, Pumpen mit größerer Leistung, höhere Flüssigkeitsdrücke usw. verwenden und den Nachteil dieses technischen Aufwandes in Kauf nehmen.

Bei einer anderen bekannten, häufig angewendeten Formenschließeinrichtung sind Kolbenstange und Kolben von der der Kolbenstange abgewandten Seite des Kolbens ausgehend mit einer axialen Bohrung versehen. In dem Zylinderraum auf der der Kolbenstange abgewandten Seite des Kolbens ist ein. Rohr fest angeordnet, das in die Bohrung der Kolbenstange hineinragt und auf dem Kolben und Kolbenstange bei der Hin- und Herbewegung abgedichtet gleiten. Der das Rohr umgebende Zylinderraum ist über ein Rückschlagventil mit einem oberhalb des Zylinders angeordneten ölbehälter verbunden. Beim Schließvorgang wird aus einer Niederdruckleitung Flüssigkeit durch das Rohr in die Kolbenstangenbohrung geleitet, so daß sich der Kolben zum kolbenstangenseitigen Ende des Zylinders hin bewegt. Aus dem die Kolbenstange umgebenden Zylinderraum fließt die verdrängte Flüssigkeit ab, während der das Rohr umgebende Zylinderraum auf der anderen Seite des Kolbens über das Rückschlagventil aus dem ölbehälter Flüssigkeit ansaugt. Diese Anordnung ermöglicht es zwar, die Schließbewegung schnell und mit relativ geringem Energieaufwand durchzuführen, da der Kolbenstangenbohrung nur eine geringe ölmenge aus der Niederdruckleitung zugeführt wird. Die drucklos aus dem ölbehälter dem darunter angeordneten Zylinder

ίο zulaufende Flüssigkeit erfordert aber außerordentlich große· Rohrleitungsquerschnitte und ein entsprechend großes Rückschlagventil, um innerhalb der kurzen Zeit das relativ große Volumen des das Rohr umgebenden Zylinderraumes mit der drucklos zufließenden und von dem Zylinderraum angesaugten Flüssigkeitsmenge zu füllen. Hiermit sind folgende Nachteile verbunden: Nach Beendigung des Schließvorganges wird der das Rohr umgebende Zylinderraum zur Erzeugung des Formschließdruckes mit einer Hoch-

ao druckleitung verbunden, wobei das Rückschlagventil die Verbindungsleitung von dem Zylinderraum zum ölbehälter schließt. Infolge der außerordentlich großen Leitungsquerschnitte und des hohen Öldruckes werden in dem Rückschlagventil enorme Kräfte wirk-

a5 sam, und es bedarf daher eines außerordentlich kräftigen und teuren Rückschlagventils und entsprechender Leitungen und Armaturen. Beim öffnen der Form wird der die Kolbenstange umgebende Zylinderraum mit einer Niederdruckleitung verbunden, so daß zwar die Öffnungsbewegung schnell und mit einer geringen Menge zugeführter Druckflüssigkeit . durchgeführt werden kann, jedoch müssen auch hierbei wieder große ölmengen aus dem das Rohr umgebenden Zylinderraum verdrängt und in den ölbehälter zurückgeführt werden. Die großen Querschnitte der Leitungen sowie der Schalt- und Steuerorgane und die Beherrschung der infolgedessen auftretenden großen Kräfte erfordern ebenso sehr aufwendige und teure Mittel wie der erforderliche enorme Flüssigkeitsbehälter, der eine sehr große Bauhöhe der Spritzgießmaschine bedingt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Einrichtungen zu vermeiden und eine hydraulische Formenschließeinrichtung zu schaffen, die die eingangs beschriebenen Anforderungen derart erfüllt, daß sowohl hohe Formenschließdrück'e erzeugt werden können, als auch mit einfachen, billigen und zuverlässigen technischen Mitteln, mit kleinen zugeführten Druckflüssigkeitsmengen und mit einem Minimum an Energieaufwand schnelle Schließ- und Öffnungsbewegungen ermöglicht werden.

Diese Aufgabe wird bei einer hydraulischen Formenschließeinrichrung der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an der einen Platte ein Außenzylinder mit einem darin konzentrisch angeordneten Innenzylinder befestigt ist, wobei in dem zwischen Außenzylinder und Innenzylinder gebildeten, im Querschnitt ringförmigen

So Zylinderraum ein ringförmiger Kolben angeordnet ist, auf dessen einer Seite der Zylinderraum den Schließdruckraum bildet und an dessen anderer Seite eine rohrförmige kolbenstange angeordnet ist, die an der anderen Platte befestigt ist und den kolbenstangenseitigen Teil des Zylinderraums in den im Querschnitt ringförmigen. Öffnungsdruckraum und einen ringförmigen Speicherraum unterteilt, und daß der Schließdruckraum, der Öffnungsdruckraum und

der Speicherraum mittels an sich bekannter Steuerorgane sowohl miteinander als auch mit Druckmittelquellen verbindbar sind derart, daß während des Ausfahrens der rohrförmigen Kolbenstange zum Schließen der Form der Schließdruckraum, der Offnungsdruckraum und der Speicherraum miteinander sowie mit einer Druckmittelzufuhr verbunden sind, wobei das aus dem Öffnungsdruckraum und aus dem Speicherraum vom ringförmigen Kolben verdrängte Druckmittel unmittelbar dem Schließdruckraum zufließt, daß beim Erzeugen des Formschließdruckes bei geschlossener Form der Schließdruckraum mit einer Druckmittelzufuhr und der Öffnungsdruckraum sowie der Speicherraum mit einem Druckmittelablauf verbunden sind und daß ferner beim Einfahren der rohrförmigen Kolbenstange zum Öffnen der Form der Öffnungsdruckraum mit der Druckmittelzufuhr und der Schließdruckraum sowie der Speicherraum miteinander sowie mit dem Druckmittelablauf verbunden sind, wobei aus dem Schließdruckraum vom ring-. förmigen Kolben verdrängtes Druckmittel unmittelbar in den Speicherraum zurückfließt.

Auf diese Weise wird erreicht, daß die Öffnungsund Schließbewegungen durch Zufuhr kleiner Druckflüssigkeitsmengen außerordentlich schnell und mit geringstem Energieaufwand durchgeführt werden. Die lediglich zur Füllung der Zylinderräume hin und her fließenden Flüssigkeitsmengen werden unter Druck dem im Zylinder selbst gebildeten Speicherraum entnommen oder zugeführt, so daß ein separater Flüssigkeitsbehälter mit der erforderlichen großen Volumen und der damit Verbundene konstruktive Aufwand entfallen. Obwohl die vorgenannten, relativ großen Flüssigkeitsmengen unter Druck hin und her fließen, durchströmen sie nicht die Pumpen, so daß kleine Pumpen mit verhältnismäßig geringen Förderleistungen verwendet werden können. Hierdurch und durch die Vermeidung von Ansaugvorgängen -werden größere Strömungsgeschwindigkeiten und infolgedessen die Verwendung kleiner Querschnitte in den Leitungen und Armaturen ermöglicht. Auf die Schalt- und Steuerorgane wirken daher kleinere Kräfte ein. Die erfindungsgemäße Formenschließeinrichtung ermöglicht insgesamt eine sehr wirtschaftliche Konstruktion.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Formenschließeinrichtung wird an Hand einer Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Formenschließeinrichtung im Längsschnitt und in Seitenansicht,

F i g. 2 einen schematischen Schaltplan für die Formcnschließeinrichtung nach Fig. 1.

In Fig. 1 ist an der Widerlagerplatte25 der Spritzgießmaschine ein Zylinderaggregat 10 befestigt^ das aus einem Außenzylinder 11 und einem darin konzentrisch angeordneten Innenzylinder 13 besteht. In dem zwischen Außenzylinder 11 und Innenzylinder 13 gebildeten, im Querschnitt ringförmigen Zylinderraum 6 ist ein ringförmiger Kolben 12 mit einer rohrförmigen Kolbenstange 14 angeordnet, die an der beweglichen Formenaufspannplatte 15 befestigt ist. Auf der der Kolbenstange 14 abgewandten Seite des ringförmigen Kolbens 12 bildet der Zylinderraum 6 einen Schliclklruckraiim 4, der beim Schlicßvorgang durch den Anschluß 1 in dem Zylinderdeckel 18 mit Druckflüssigkeit beaufschlagt wird. Die rohrförmigc Kolbenstange 14 unterteilt den kolbenstangenseitigen Teil des Zylinderraumes 6 in einen im Querschnitt ringförmigen Speicherraum 7 sowie in einen ringförmigen Öffnungsdruckraum 5, der beim Öffnungsvorgang durch einen Anschluß 2 mit Druckflüssigkeit beaufschlagt wird. Der Öffnungsdruckraum 5, der von einem Zylinderdeckel 17 verschlossen wird, ist außen um die rohrförmige Kolbenstange 14 angeordnet, während der Speicherraum 7, der von einem Zylinderdeckel 16 verschlossen wird, innerhalb der rohrförmigen Kolbenstange 14 angeordnet ist. Dadurch ist eine besonders einfache Bauweise und leichte Anordnung der Schalt- und Steuerorgane möglich.

Der Innenraum des Innenzylinders 13 ist als ringförmige Druckmittelleitung 21 ausgebildet, die zwischen dem Innenzylinder 13 und einem Mantelrohr 22 liegt und an ihren Enden von den Ringkörpern 23 und 24 verschlossen wird. Die Druckmittelleitung 21 ist an ihrem dem Austritt der rohrförmigen Kolbenstange 14 zugewandten Ende durch eine Verbindung 3' mit dem Speicherraum 7 verbunden und besitzt an ihrem anderen Ende einen Austritt 3 aus dem Innenzylinder 13. Kolbenringe 19 und 20 dichten den ringförmigen Kolben 12 gegen den Außenzylinder 11 und gegen den Innenzylinder 13 ab. In entsprechender Weise sind die Zylinderdeckel 16 und 17 mit Dichtungen zur Abdichtung der rohrförmigen Kolbenstange 14 versehen.

Der Schließdruckraum 4, der Öffnungsdruckraum 5 und der Speicherraum 7 sind mittels an sich bekannter. Steuerorgane 29, wie in F i g. 2 schematisch dargestellt, miteinander verbindbar.

Zum Ausfahren der rohrförmigen Kolbenstange 14 beim Schließen der Form wird die Niederdruck-Druckmittelzufuhr 26 von einer Niederdruckquelle ND mit dem Anschluß 1 des Schließdruckraumes 4 verbunden. Durch die Steuerorgane 29 werden weiterhin der Anschluß 1 des Schließdruckraumes 4, der Anschluß 2 des Öffnungsdruckraumes 5 und der Austritt 3 des Speicherraumes 7 miteinander sowie mit der Niederdruck-Druckmittelzufuhr 26 verbunden, so daß das von dem ringförmigen Kolben 12 aus dem Öffnungsdruckraum 5 und aus dem Speicherraum 7 verdrängte, abfließende Öl unmittelbar dem Schließdruckraum 4 zugeführt wird. Die aus der Niederdruckquelle ND zusätzlich dem Schließdruckraum 4 zugeführte Flüssigkeitsmenge entspricht also nur dem Volumen der rohrförmigen Kolbenstange 14, so daß die Formenschließeinrichtung sich schnell in die Schließstellung bewegt.

Beim Erreichen der Schließstellung werden mit Hilfe der .Steuerorgane 29 der Austritt 3 des Speicherraumes 7 und der Anschluß 2 des Öffnungsdruckraumes 5 mit dem Druckmittelablauf 28 verbunden. Durch die Steuerorgane 29 wird weiterhin der Anschluß 1 des Schließdruckraumes 4 mit der Hochdruck-Druckmittelzufuhr 27 von einer Hochdruckquelle HD verbunden. Hierdurch wird bei geschlossener Form der Formschließdruck erzeugt.

Zum Einfahren der rohrförmigen Kolbenstange 14 beim öffnen der Form wird die Leitung 26 der Nicderdruck-Druckmitlclzufuhr ND mit dem Anschluß 2 des Öffnungsdruckraumes 5 verbunden. Durch Zufuhr einer kleinen Ölmcngc entsprechend dom Volumen des Öffnungsdruckraumes 5 wird der ringförmige Kolben 12 schnell in die öffnunjjsstcllung bewegt. Dabei ist der Anschluß 1 des Schließ-

druckraumes 4 mit dem Austritt 3 des Speicherraumes 7 verbunden, so daß das vom Kolben 12 aus dem Schließdruckraum 4 verdrängte, abfließende Druckmittel unmittelbar dem' Speicherraum 7 zugeführt wird. Ferner ist der Austritt 3 des Speicherraumes 7

mit dem Druckmittelablauf 28 verbunden, so daß die geringe überschüssige ölmenge, die dem Volumen des Öffnungsdruckraumes 5 und des Kolbenstangenrqhres 14 entspricht, in den Druckmittelablauf 28 fließen kann. ■

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

209 681/203

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Hydraulische Formenschließeinrichtung für Spritzgießmaschinen mit einer ortsfesten Widerlagerplatte, einer beweglichen Formenaufspannplatte und einem hydraulischen Zylinder, zum Schließen einer Form mit einem beidseitig beaufschlagbaren Kolben, wobei der Zylinder mit der einen und die Kolbenstange des Kolbens mit der anderen der beiden Platten verbunden ist und wobei der Zylinderraum auf der der Kolbenstange zugewandten Seite des Kolbens einen ringförmigen Öffnungsdruckraum und auf der anderen Seite des Kolbens einen Schließdruckraum bildet, der mit einem Druckmittelbehälter verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der einen Platte ein Außenzylinder (11) mit einem darin konzentrisch angeordneten Innenzylinder (13) befestigt ist, wobei in dem zwischen Außenzylinder (11) und Innenzylinder (13) gebildeten, im Querschnitt ringförmigen Zylinderraum (6) ein ringförmiger Kolben (12) angeordnet ist, auf dessen einer Seite der Zylinderraum (6) den Schließdruckraum (4) bildet und an dessen anderer Seite eine rohrförmige Kolbenstange (14) angeordnet ist, die an der anderen Platte befestigt ist und den kolbenstangenseitigen Teil des Zylinderraumes (6) in den im Querschnitt ringförmigen Öffnungsdruckraum (5) und einen ringförmigen Speicherraum (7) unterteilt, und daß der Schließdruck- faum (4), der Öffnungsdruckraum (5) und der Speicherraum (7) mittels an sich bekannter Steuerorgane (29) sowohl miteinander als auch mit Druckmittelquellen verbindbar sind, derart, daß während des Ausfahrens der rohrförmigen Kolbenstange (14) zum Schließen der Form der Schließdruckraum (4), der Öffnungsdruckraum

(5) und der Speicherraum (7) miteinander sowie mit einer Druckmittelzufuhr verbunden sind, wobei das aus dem Öffnungsdruckraum (5) und aus dem Speicherraum (7) vom ringförmigen Kolben (12) verdrängte Druckmittel unmittelbar dem Schließdruckraum (4) zufließt, daß beim Erzeugen des Formschließdruckes bei geschlossener Form der Schließdruckraum (4) mit einer Druckmittelzufuhr und der Öffnungsdruckraum (S) sowie der Speicherraum (7) mit einem Druckmittelablauf (28) verbunden sind, und daß ferner beim Einfahren der rohrförmigen Kolbenstange (14) zum öffnen der Form der Öffnungsdruckraum (5) mit der Druckmittelzufuhr und der Schließdruckraum (4) sowie der Speicherraum (7) miteinander sowie mit dem Druckmittelablauf (28) verbunden sind, wobei aus dem Schließdruckraum (4) vom ringförmigen Kolben (12) verdrängtes Druckmittel unmittelbar in den Speicherraum (7) zurückfließt.