Устройство замыкания формы формовочной машины для пластмасс, в частности, литьевой машины - RU2152305C1

Чертежи

Описание

Изобретение относится к устройству замыкания формы для формовочной машины для пластмасс, приведенного в ограничительной части п. 1 формулы изобретения вида. Изобретение применимо предпочтительно для литьевой машины, причем в этом случае предусмотрена лишь одна подвижная плита для крепления формы и одна из двух жестких плит выполнена в виде неподвижной плиты для крепления формы. Другая жесткая плита является опорной плитой для замыкающего привода. Изобретение применимо, однако, также для устройств замыкания формы, которые имеют две подвижные плиты для крепления формы, которые могут перемещаться относительно друг друга с помощью двух систем приводов. Обе жесткие плиты являются тогда опорными плитами для обоих замыкающих приводов. Этот конструктивный тип можно встретить, в частности в дутьевых формовочных машинах.

Усилие, оказываемое замыкающим приводом для замыкания формы, воздействует на обе жесткие плиты как разжимающее их реакционное усилие. Дополнительно инжецированная в закрытую форму пластмасса оказывает распирающее усилие, разжимающее половины формы, которое также должно быть воспринято жесткими плитами. Обе жесткие плиты поэтому соединены растягивающими элементами, имеющими достаточные параметры, которые препятствуют движению жестких плит друг от друга и тем самым, в частности открытию формы под давлением впрыска.

В литьевых машинах традиционной конструкции растягивающие элементы состоят из четырех прямолинейных балок или брусьев, которые соединяют между собой обе жесткие плиты, т.е., как правило, неподвижную плиту для закрепления формы и несущую замыкающий цилиндр опорную плиту, и закреплены в угловых частях этих плит. Таким образом достигают надежного взаимного опирания жестких плит с равномерным распределением усилий по поверхности этих плит, которое может надежно предотвратить раскрытие формы под давлением впрыска, а именно также в том случае, если, благодаря конструкции литьевой формы, давление впрыска действует несимметрично относительно центральной оси формы. Использование прямых балок или брусьев в качестве растягивающих элементов имеет, однако, тот недостаток, что, в частности, обе удаленные от рамы балки препятствуют свободному доступу к пространству между жесткими плитами. Тем самым затрудняется, в частности, применение ручного устройства, которое должно вводиться между открытыми формами для изъятия готовых отформованных изделий.

Использованное выше название "жесткие плиты" означает, что плиты во время работы, в основном, являются стационарными и при движении открывания-закрывания формовочного инструмента не перемещаются вместе с ним. Как правило, однако, по меньшей мере, одна их этих плит, возможно даже обе, установлены на машинной раме с возможностью ограниченного сдвига таким образом, чтобы они под влиянием усилия закрытия могли выполнять небольшие движения сдвига для выравнивания изменений по длине растягивающих элементов.

Во избежание препятствий для доступа к пространству между формами, предложены так называемые безбалочные литьевые машины. Вместо прямолинейных балок или брусьев они имеют на каждой стороне машины С-образный растягивающий элемент, который соединяет друг с другом обе жесткие плиты и проходит в области между жесткими плитами, в основном, под верхней кромкой машинной рамы и благодаря этому оставляет доступ в пространство между жесткими плитами. Такая безбалочная литьевая машина известна, например, из патента EP 0554068. Применение такого же принципа с С-образными растягивающими элементами в формовочной машине для пластмасс с двумя подвижными относительно друг друга плитами для крепления форм, в частности, в дутьевой формовочной машине, известно из US-A-3787165. Далее, из DE 4411649 A1 известно, что такого рода растягивающие элементы составляют из нескольких частей, например, из двух соединенных между собой L-образных частей. Это, однако, ничего не меняет, так как L-образные части вместе образуют С-образный элемент, который лишь в двух точках соединен с жесткой плитой.

Далее известно, что от применения отдельных растягивающих элементов совсем отказались и обе жесткие плиты опираются непосредственно на выполненную соответственно в С-образной форме машинную раму, как, например, в DE-U-9212480.1.

Ввод замыкающих реакционных усилий в С-образный элемент или С-образную машинную раму приводит, однако, к тому, что неизбежная деформация С-элемента связана с распиранием С-колена, т.е. с изменением угла С-колена. Для того чтобы это не привело к соответствующему изменению угла между жесткими плитами, т. е. к утрате параллельности жестких плит, во всех известных конструкциях предусмотрено, что обе жесткие плиты в своем центре соединены с С-образными растягивающими элементами или машинной рамой с возможностью откидывания вокруг горизонтальной оси. Таким образом, обе жесткие плиты имеют как раз возможность, независимо от деформации С-образных растягивающих элементов или машинной рамы, сохранять свою параллельность относительно друг друга. Благодаря своей возможности откидывания (отклонения) вокруг горизонтальной оси, обе жесткие плиты, и тем самым связанные с ними формовочные инструменты, с помощью расширяющих усилий, которые действуют эксцентрически относительно центральной оси формовочного инструмента, отклоняются вокруг этой горизонтальной оси таким образом, что открывается зазор с одной стороны между формовочными инструментами, что может привести к выходу расплава пластмассы в зазор и к образованию облоя на отлитой детали. В известных конструкциях поэтому преимущество беспрепятственного доступа к пространству между жесткими плитами оплачивается тем недостатком, что устройство предрасположено к одностороннему нажатию формовочного инструмента.

В основе изобретения лежит задача выполнить устройство указанного вида таким образом, чтобы пространство между жесткими плитами было беспрепятственно доступным от прямолинейных направляющих брусьев, но при этом также жесткие плиты с помощью растягивающих элементов надежно поддерживались параллельными друг другу.

Первое решение согласно изобретению дано в п. 1 формулы изобретения. При этом решении благодаря соответствующему приданию формы и размерам нижних растягивающих элементов обеспечивается, что они под влиянием усилий замыкания имеют такое же удлинение, как и верхние растягивающие элементы, чтобы выдержать параллельность жестких плит. Наиболее просто это достигается согласно п. 2 формулы изобретения благодаря тому, что все растягивающие элементы имеют одинаковую форму и одинаковые размеры.

Второе решение задачи согласно изобретению дано в п. 7 формулы изобретения. При этом решении используют нижние и верхние растягивающие элементы, которые, благодаря различному приданию формы имеют также различное сопротивление деформации против усилий замыкания. Благодаря подключению промежуточных гибких передающих усилие элементов между растягивающими элементами и, по меньшей мере, одной из жестких плит, можно, однако компенсировать различную жесткость при деформации растягивающих элементов и обеспечить точную параллельность жестких плит.

Оба решения согласно изобретению по сравнению с обычными устройствами, в которых жесткие плиты соединены с помощью четырех прямолинейных растягивающих балок, имеют то преимущество, что верхние растягивающие элементы, благодаря С-форме образованы так, что они не препятствуют доступу в пространство между жесткими плитами и, в частности в пространство между открытыми формовочными инструментами для литья под давлением. По сравнению с указанными вначале безбалочными машинами, которые по обе стороны машины имеют лишь по одному растягивающему элементу С-образной формы, оба решения согласно изобретению имеют то преимущество, что жесткие плиты соединены с помощью растягивающих элементов над и под осью замыкающего усилия и поэтому поддерживаются этими растягивающими элементами в своем параллельном друг другу положении.

Варианты выполнения изобретения поясняются более подробно на основе чертежей и показывают:
фиг. 1 схематический вид в перспективе устройства для замыкания формы для литьевой машины, согласно первому варианту выполнения первого решения в соответствии с изобретением;
фиг. 2 в схематически представленном виде сбоку второй вариант выполнения изобретения;
фиг. 3 в схематическом изображении вида сбоку третий вариант выполнения изобретения;
фиг. 4 в подобном изображении, что и на фиг. 1, вариант выполнения второго решения, согласно изобретению;
фиг. 5 деталь устройства, представленного на фиг. 1, в вертикальном разрезе;
фиг. 6 другой вариант выполнения второго решения, согласно изобретению, в схематически представленном виде сбоку;
фиг. 7 деталь устройства, согласно фиг. 6, в представленном схематически виде сбоку.

Устройство согласно фиг. 1 имеет машинную раму 1. На ней установлены две жесткие плиты 3, 5, расположенные параллельно друг другу, напротив друг друга на некотором расстоянии друг от друга. Одна жесткая плита 3 выполнена в виде неподвижной плиты для крепления формы и закреплена на раме машины 1 без возможности перемещения. Другая жесткая плита 5 является опорной плитой, на которой закреплен гидравлический цилиндр 7 для замыкания, который проходит через жесткую плиту 5 и поршень которого посредством промежуточно подключенных нажимных плит 9, 11 может оказывать действующее вдоль оси 10 усилие замыкания на подвижную плиту 13 для крепления формы, которая направляется на машинной раме 1, например, на рольгангах 15, с возможностью продольного перемещения. При нагружении замыкающего цилиндра 7 рабочей средой подвижная плита 13 для крепления формы может двигаться к жесткой плите 3 для крепления формы, так что установленные на плитах 3, 13 формовочные инструменты (не показаны) замыкаются и нагружаются удерживающим усилием. Выполненная в виде опорной плиты жесткая плита 5 опирается на раму 1 машины предпочтительно с помощью скользящей опоры (не показано), так что она может выполнять небольшие движения перемещения в своем продольном направлении.

Для того чтобы жесткие плиты 3, 5 взаимно поддерживать против воздействующих на них реакционных усилий, жесткие плиты 3, 5 соединены друг с другом четырьмя растягивающими элементами 17, 19, 17', 19', которые попарно расположены на обеих сторонах устройства. Растягивающие элементы 17, 17', 19, 19' шарнирно соединены соответственно с обеими жесткими плитами 3, 5 в угловых областях, причем растягивающие элементы 17, 17' оказывают воздействие на удаленные от рамы углы жестких плит 3, 5, а растягивающие элементы 19, 19' на концы, обращенные к раме.

Каждый растягивающий элемент 17, 17', 19, 19' в общем выполнен С-образным. Благодаря С-образному выполнению удаленных от рамы растягивающих элементов 17, 17' их верхняя кромка в их среднем отрезке лежит ниже оси 10 замыкающего усилия и предпочтительно ниже, чем нижняя кромка несомого плитами 3, 13 для крепления формы формовочного инструмента (не показан). Благодаря этому обеспечивается беспрепятственный доступ к пространству между жесткой плитой 3 для крепления формы и подвижной плитой 13 для крепления формы. Также расположенные ближе к раме нижние растягивающие элементы 19, 19' выполнены также С-образными и имеют размеры, идентичные размерам верхних растягивающих элементов 17, 17', хотя это и не требовалось бы для свободного доступа к пространству между плитами 3, 13. Таким образом достигается, что при нагрузке растягивающих элементов 17, 17', 19, 19' реакционными силами усилия замыкания, производимого замыкающим устройством 7, все растягивающие элементы 17, 17', 19, 19' деформируются на точно одинаковую величину в продольном направлении машины. Благодаря этому, независимо от величины этой деформации, всегда обеспечивается точная параллельность жестких плит 3, 5. На практике растягивающие элементы имеют такие размеры, что их деформация в продольном направлении машины при максимальном усилии замыкания составляет менее 0,1%, т.е. при длине растягивающих элементов примерно 2 м деформация в продольном направлении составит величину порядка, например, 1 мм.

Вместо представленных на фиг. 1 шарнирных соединений растягивающих элементов 17, 17', 19, 19' с жесткими плитами 3, 5 все эти соединения или некоторые из них можно выполнить также жестко, так как деформации С-образных растягивающих элементов приводят лишь к очень незначительным проворачиваниям С-образных колен относительно остающихся параллельными жестких плит 3, 5.

В то время, как в варианте выполнения согласно фиг. 1 идентичные деформации растягивающих элементов достигаются благодаря идентичному выполнению растягивающих элементов, можно также, как упоминалось, достичь идентичного удлинения при различной форме растягивающих элементов благодаря соответствующему выбору размеров. Поэтому растягивающие элементы могут быть выполнены по-разному.

В варианте выполнения согласно фиг. 2 прикрепленные к ближним к раме углам жестких плит 5, 3 растягивающие элементы 19 выполнены по существу более плоской формы, чем растягивающие элементы 17, прикрепленные к удаленным от рамы углам. Так как последние из-за большей длины своих С-колен могут деформироваться в большей степени, то более близкие к раме растягивающие элементы 19 должны быть выполнены с помощью соответствующего выбора размеров или материала, например, путем применения более тонких листов, таким образом, чтобы они, несмотря на более короткие С-образные колена, имели одинаковое удлинение, так чтобы при приложении усилия замыкания изменение длины l₁ верхних растягивающих элементов 17 равнялось изменению длины l₂ нижних растягивающих элементов 19.

В варианте выполнения согласно фиг. 3 лишь прикрепленные к удаленным от рамы углам растягивающие элементы 17 выполнены С-образной формы, в то время, как расположенные ближе к раме углы жестких плит 3, 5 соединены обычным образом с помощью прямолинейных балок 21. Так как они лежат очень близко к машинной раме 1, то они лишь незначительно затрудняют доступ к пространству между жесткой плитой 3 и подвижной плитой 13. Также и здесь с помощью соответственно жесткой конструкции С-образных растягивающих элементов 17 и соответственно гибких балок 21 следует позаботиться о том, чтобы их удлинение под воздействием данного усилия замыкания было точно одинаковым, чтобы была обеспечена параллельность жестких плит 3, 5. Этого можно достичь, например, с помощью выполнения прямых нижних балок 21 в виде труб и соответствующей толщины стенок трубы.

Устройство, представленное на фиг. 4, в достаточной степени соответствует устройству, показанному на фиг. 1, и соответствующие друг другу детали обозначены одинаковыми позициями и здесь больше не поясняются.

В противоположность устройству согласно фиг. 1 в устройстве согласно фиг. 4 четыре растягивающие элемента 17, 17', 19, 19' не имеют одинаковой жесткости при деформации. Нижние растягивающие элементы 19, 19' имеют форму, не одинаковую с формой верхних растягивающих элементов 17, 17', как, например, показано на фиг. 4 более "плоскую" С-форму с более короткими С-коленами.

Так как их жесткость при деформации в продольном направлении машины различна, то усилие замыкания или расширяющее усилие в литьевой форме привело бы к различным удлинениям растягивающих элементов 17, 17' и 19, 19' и к потере параллельности жестких плит 3, 5. Чтобы этого избежать, оба верхних растягивающих элемента 17, 17' соединены с плитой 3 для крепления формы нежестко или с помощью шарнира. Напротив, плита 3 опирается на растягивающие элементы 17, 17' посредством гидравлической рабочей жидкости. Для этой цели плита 3 имеет боковые выступы 20, которые охватываются вертикальными коленами С-образных растягивающих элементов 17, 17'. На каждом растягивающем элементе 17, 17' закреплен поршень 23, который входит в отверстие цилиндра, которое выполнено в каждом выступе 20 плиты 3. Детальный разрез этой конструкции показан на фиг. 5. Поршень 23 входит в закрытый цилиндрический канал 25, выполненный в выступе 20 плиты 3. Этот канал 25 имеет подсоединение 27 для рабочей жидкости, которое, как схематически обозначено на фиг. 4, с помощью трубопроводов 29 для рабочей жидкости, сообщаясь, связано с подсоединением 31 для снабжения рабочей жидкостью замыкающего цилиндра 7. Площадь поперечного сечения поршня 23 имеет такие размеры, что она составляет 1/4 эффективной площади поперечного сечения поршня в замыкающем цилиндре 7. Поэтому усилие, передаваемое с помощью поршня 23, между плитой 3 и растягивающим элементом 17 составляет всегда точно 1/4 усилия замыкания. Таким образом, обеспечивается, что независимо от различных изменений длины растягивающих элементов 17, 19 или 17', 19', которые могут быть обусловлены различной формой и размерами этих растягивающих элементов, всегда точно выдерживается параллельность плит 3 и 5.

Описанное опирание с помощью гидроцилиндра может использоваться вместо при верхних растягивающих элементах 17, 17' также при нижних растягивающих элементах 19, 19' или также при всех четырех растягивающих элементах. Точно также это гидравлическое опирание может использоваться вместо при жесткой плите 3 для крепления формы при жесткой плите 5 цилиндра.

В варианте выполнения согласно фиг. 6 подобно тому, как на фиг. 2, каждый из удаленных от рамы растягивающих элементов 17 в общем выполнен С-образной формы. Благодаря этому обеспечивается беспрепятственный доступ к пространству между жесткой плитой 3 для крепления формы и подвижной плитой 13 для крепления формы. Расположенные ближе к раме нижние растягивающие элементы 21 выполнены традиционным образом в виде прямолинейных штанг или брусьев. Так как они лежат очень близко к раме 1 машины, то они не мешают доступу к пространству между жесткой плитой 3 и подвижной плитой 13.

С-образные растягивающие элементы 17 могут легче деформироваться в продольном направлении, чем прямолинейные балки 21 растяжения. Попытка дать С-образным элементам растяжения 17 такую жесткую конструкцию, чтобы они при заданных усилиях замыкания имели такое же растяжение, как и прямолинейные балки 21, привела бы к очень тяжелой и объемной форме С-образных растягивающих элементов 17.

Согласно изобретению описывается путь, в соответствии с которым не нужно повышать жесткость на растяжение С-образных элементов 17 растяжения, а следует снизить эффективную жесткость прямолинейных балок 21 растяжения. Для этой цели, как показано на фиг. 7, соединение между каждой балкой 21 растяжения и, по меньшей мере, одной из жестких плит 3 или 5 выполнено таким образом, что балка 21 растяжения проходит через жесткую плиту (здесь плита 3 для крепления формы) и на своем конце имеет расширение 33, например, навинченную гайку, и что между расширением 33 и обратной стороной плиты 3 для крепления формы зажата втулка 35 сжатия. Когда между жесткими плитами 3 и 5 действует усилие, оказываемое замыкающим цилиндром 7, которое нагружает растягивающие элементы 17, 21 соответствующим усилием растяжения, то на каждую втулку 35 сжатия действует соответствующее усилие сжатия, так что втулка сжатия подвергается деформации сжатия. Каждая втулка 35 сжатия так рассчитана по длине, поперечному сечению и материалу, что ее деформация сжатия равна разнице между удлинениями в продольном направлении С-образных растягивающих элементов 17 и прямолинейных балок 21 растяжения, вызванных усилием замыкания. Другими словами, обусловленное С-формой большее удлинение растягивающих элементов 17 компенсируется упругой деформацией сжатия втулок 35. В конечном результате С-образные растягивающие элементы 17 и прямолинейные растягивающие элементы 21 с втулками 35, подлежащими деформации сжатия, вызывают точно одинаковую величину движения друг от друга на всех четырех углах жестких плит 3, 5, так что жесткие плиты 3, 5 несмотря на различную форму и жесткость на растяжение растягивающих элементов 17, 21 всегда сохраняют свою точную параллельность друг другу.

Придание втулкам сжатия такой формы, чтобы они обеспечивали нужную величину деформации сжатия, может осуществляться по желанию специалиста разными способами. В том случае, если С-образные элементы 17 растяжения имеют очень слабые параметры и таким образом обладают очень большим удлинением в продольном направлении, тогда втулки 35 сжатия при некоторых обстоятельствах можно заменить или дополнить пружинными элементами по типу тарельчатых пружин или им подобных.

Изобретение не ограничивается частностями описанных вариантов выполнения. Специалист может предпринять многочисленные изменения и формирования описанных вариантов выполнения в рамках изобретения. Так, например, в первом решении согласно изобретению при котором верхние и нижние растягивающие элементы должны иметь одинаковую жесткость к деформации в продольном направлении, можно также нижним растягивающим элементам 19 придать С-форму с более короткими С-коленами, отклоняющуюся от формы верхних растягивающих элементов 17, подобно тому, что представлено на фиг. 4, и с помощью более слабых параметров нижних растягивающих элементов, путем вырезок материала или других мероприятий позаботиться о том, чтобы жесткость к деформации нижних растягивающих элементов 19 снизилась и выровнялась с жесткостью верхних С-образных растягивающих элементов 17.

Предпочтительно при всех вариантах выполнения точки воздействия верхних и нижних растягивающих элементов 17, 19 или 21 расположены на равных расстояниях над или под горизонтальной плоскостью, проходящей через ось 10 усилия замыкания. В этом случае усилие замыкания равномерно распределяется на верхние и нижние растягивающие элементы, так что они для достижения одинакового удлинения под воздействием усилия замыкания должны иметь одинаковую жесткость к деформации. Однако также можно расположить точки воздействия растягивающих элементов на жесткие плиты на различных расстояниях от горизонтальной плоскости, проходящей через ось 10 усилия замыкания. В этом случае на те растягивающие элементы, точки воздействия которых на жесткие плиты расположены ближе к горизонтальной плоскости, проходящей через ось 10 (приложения) усилия замыкания, выпадает большая часть усилия замыкания. Подобное неравномерное распределение усилия замыкания на растягивающие элементы должно быть в этом случае учтено при расчете жесткости к деформации растягивающих элементов или элементов, передающих усилия, соединяющих растягивающие элементы с жесткими плитами.

Привод для замыкания может быть выполнен в иной форме, не в виде гидроцилиндра, а, например известным способом с коленчатым рычагом или с приводимой электрически зубчатой винтовой передачей.

Реферат

Устройство замыкания формы для формовочной машины для пластмасс содержит раму, а также две жесткие плиты. Плиты опираются на раму и установлены параллельно напротив друг друга. Устройство содержит одну подвижную плиту для крепления формы, выполненную с возможностью перемещения на раме между жесткими плитами. Привод замыкания расположен на одной из жестких плит и может нагружать подвижную плиту усилием замыкания. Растягивающие элементы соединяют друг с другом обе жесткие плиты и воспринимают усилие растяжения, оказываемое приводом замыкания на эти плиты. Точки воздействия верхних растягивающих элементов на жесткие плиты лежат над горизонтальной плоскостью, проходящей через ось усилия, а точки воздействия нижних - под этой плоскостью. С-образные верхние растягивающие элементы расположены под горизонтальной плоскостью в области между подвижной и жесткой плитами. При заданном усилии замыкания удлинения верхних и нижних растягивающих элементов одинаковы. По другому варианту исполнения верхние или нижние растягивающие элементы связаны с жесткими плитами с помощью гибкого элемента для передачи усилия, который компенсирует разницу их жесткостей. Устройство позволяет обеспечить свободный доступ к пространству между подвижной и жесткой плитами. 2 с. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

Формула