AT11681U1

AT11681U1 - EFFICIENCY GRADE OPTIMIZED HYDRAULIC DRIVE UNIT

Info

Publication number: AT11681U1
Application number: AT0010510U
Authority: AT
Inventors: Hannes Ing Fritz; Anton Ing Lohnecker; Helmut Ing Steinparzer
Original assignee: Engel Austria Gmbh
Priority date: 2010-02-25
Filing date: 2010-02-25
Publication date: 2011-03-15
Also published as: DE202011002591U1

Abstract

Hydraulische Antriebseinheit (1), insbesondere für eine Spritzgießmaschine, mit einer Pumpe (2) mit veränderlichem Hubvolumen (V) zum Fördern von Hydraulikflüssigkeit in eine Hydraulikausgangsleitung (3), einem Motor (4), der die Pumpe (2) antreibt, wobei ein Drehzahlregler (5) für den Motor (4), ein Drucksensor (6), der den Hydraulikdruck (pist) in der Hydraulikausgangsleitung (3) misst und eine Steuer- oder Regeleinheit (7), die aus gespeicherten Einstellparametern (E) und dem vom Drucksensor (6) gemessenen Hydraulikdruck (pist) Ansteuerungssignale (nsoll, Qsoll) zum Einstellen des Pumpenhubvolumens (V) der Pumpe (2) und der Drehzahl (n) des Motors (4) zumindest einmal in einem Antriebszyklus (Z) berechnet, vorgesehen ist.Hydraulic drive unit (1), in particular for an injection molding machine, with a variable displacement pump (V) for pumping hydraulic fluid into a hydraulic output line (3), a motor (4) driving the pump (2), wherein Speed controller (5) for the engine (4), a pressure sensor (6) which measures the hydraulic pressure (pist) in the hydraulic output line (3) and a control unit (7) consisting of stored setting parameters (E) and of the Pressure sensor (6) measured hydraulic pressure (pist) control signals (nset, Qsoll) for adjusting the pump stroke volume (V) of the pump (2) and the speed (n) of the motor (4) calculated at least once in a drive cycle (Z) is provided ,

Description

österreichisches Patentamt AT 11 681 U1 2011-03-15Austrian Patent Office AT 11 681 U1 2011-03-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine hydraulische Antriebseinheit, insbesondere für eine Spritzgießmaschine, mit einer Pumpe mit veränderlichem Hubvolumen zum Fördern von Hydraulikflüssigkeit in eine Hydraulikausgangsleitung und einem Motor, der die Pumpe antreibt. Weiters betrifft die Erfindung eine Spritzgießmaschine mit einer solchen hydraulischen Antriebseinheit sowie ein Verfahren zum Berechnen und Einstellen eines bestimmten Volumenstromes einer hydraulischen Antriebseinheit. Im Speziellen geht es in dieser gesamten Anmeldung um die Verbesserung des energetischen Gesamtwirkungsgrades des hydraulischen Antriebssystems.Description: The invention relates to a hydraulic drive unit, in particular for an injection molding machine, with a variable displacement pump for conveying hydraulic fluid into a hydraulic output line and a motor which drives the pump. Furthermore, the invention relates to an injection molding machine with such a hydraulic drive unit and to a method for calculating and setting a specific volume flow of a hydraulic drive unit. Specifically, this entire application is concerned with improving the overall energetic efficiency of the hydraulic drive system.

[0002] Eine derartige Antriebseinheit für eine Spritzgießmaschine mit einer verbesserten Energieausnutzung ist beispielsweise aus der DE 691 03 228 T3 bekannt. Dabei sollten die Liefermengen einer Hydraulikpumpe die wirklich benötigten Liefermengen nicht in signifikanterWeise überschreiten, um dadurch Energie zu sparen. In bevorzugter Weise wird dies mit dem Ziel betrieben, dass die Hydraulikpumpen-Motor-Kombination mit dem bestmöglichen Wirkungsgrad betrieben wird.Such a drive unit for an injection molding machine with improved energy efficiency is known for example from DE 691 03 228 T3. The supply quantities of a hydraulic pump should not exceed the actual required delivery quantities in a significant way, thereby saving energy. Preferably, this is operated with the aim that the hydraulic pump-motor combination is operated with the best possible efficiency.

[0003] Nachteilig bei dieser Ausführung ist, dass zwar von verbesserter Energieausnutzung die Rede ist, dennoch ein gasgeladener Akkumulator angeschlossen sein muss, um das Übergangsverhalten bei Laständerungen zu verbessern bzw. darauf schnell zu reagieren. Ein solcher Akkumulator ist aber keinesfalls als Energieoptimierer sondern vielmehr als Energievernichter zu sehen. Es wird dabei sozusagen überschüssige Hydraulikenergie gepuffert, wodurch ein Großteil der unnötig und überschüssig erzeugten Energie im Hydrauliksystem ungenutzt bleibt. Die schlechte Energieausnutzung ist unter anderem darauf zurückzuführen, dass die für einen Antriebszyklus benötigte Drehzahl des Motors vorausberechnet und im Speicher der Steuerung abgelegt wird, um später für den entsprechenden Zyklus einmal darauf zuzugreifen.A disadvantage of this design is that although improved energy utilization is mentioned, nevertheless, a gas-charged accumulator must be connected in order to improve the transition behavior under load changes or to react quickly. However, such an accumulator is by no means to be seen as an energy optimizer but rather as an energy destroyer. It is buffered so to speak excess hydraulic energy, whereby a large part of the unnecessary and excessively generated energy in the hydraulic system remains unused. One of the reasons for the poor energy utilization is that the engine speed required for a drive cycle is calculated in advance and stored in the memory of the controller, in order to access it later for the corresponding cycle.

[0004] Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte hydraulische Antriebseinheit zu schaffen. Insbesondere soll ein optimaler Wirkungsgrad beim Betreiben des Motors und der Pumpe erreicht werden. Mithin soll das ausgestoßene, benötigte Hubvolumen von Hydraulikflüssigkeit unter möglichst geringem Energieeinsatz von Motor und Pumpe in das System (in die Hydraulikausgangsleitung Richtung angetriebener Einheit) gefördert werden können.The object of the invention is therefore to provide a comparison with the prior art improved hydraulic drive unit. In particular, an optimal efficiency in operating the motor and the pump should be achieved. Thus, the ejected, required stroke volume of hydraulic fluid with the lowest possible energy input from the engine and pump in the system (in the hydraulic output line direction driven unit) can be promoted.

[0005] Dies wird für eine hydraulische Antriebseinheit mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch 1 durch einen Drehzahlregler für den Motor, einen Drucksensor, der den Hydraulikdruck in der Hydraulikausgangsleitung misst, und eine Steuer- oder Regeleinheit, die aus gespeicherten Einstellparametern und dem vom Drucksensor gemessenen Hydraulikdruck Ansteuerungssignale zum Einstellen des Pumpenhubvolumens der Pumpe und der Drehzahl des Motors zumindest einmal in einem Antriebszyklus berechnet, gelöst. Somit berechnet eine übergeordnete Steuerung aus gespeicherten und gemessenen Parametern Steuersignale für die Pumpe (Verstellpumpe) und den Motor (im Speziellen für den Frequenzumrichter bzw. Servoregler des Motors), wobei bei der Berechnung geeignete Methoden zur Anwendung kommen, die zu jedem Zeitpunkt den hinsichtlich Wirkungsgrad bestmöglichen Arbeitspunkt des Systems bestimmen.This is for a hydraulic drive unit having the features of the preamble of claim 1 by a speed governor for the engine, a pressure sensor measuring the hydraulic pressure in the hydraulic output line, and a control unit consisting of stored setting parameters and that of the pressure sensor measured hydraulic pressure control signals for adjusting the pump stroke volume of the pump and the speed of the motor calculated at least once in a drive cycle, solved. Thus, a higher-level control of stored and measured parameters calculates control signals for the pump (variable displacement pump) and the motor (in particular for the frequency converter or servocontroller of the motor), which are used in the calculation of appropriate methods that at any time in terms of efficiency determine the best possible operating point of the system.

[0006] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Steuer- oder Regeleinheit aus gespeicherten Einstellparametern und dem vom Drucksensor gemessenen Hydraulikdruck Ansteuerungssignale zum Einstellen des Pumpenhubraums der Pumpe und den Drehzahlen des Motors kontinuierlich berechnet. Das heißt, dass zu möglichst jedem Zeitpunkt in einem Antriebszyklus die gerade benötigte Drehzahl des Motors und der Pumpenhubraum der Pumpe ermittelt werden kann. Kontinuierlich heißt dabei, dass nach bestimmten Zeitintervallen (beispielsweise alle 6 Millisekunden) ein sich wiederholender Rechenvorgang in der Steuer- oder Regeleinheit durchgeführt wird.According to a preferred embodiment of the invention can be provided that the control unit continuously calculated from stored adjustment parameters and the hydraulic pressure measured by the pressure sensor drive signals for adjusting the Pumpenhubraums the pump and the rotational speeds of the motor. This means that the currently required speed of the motor and the pump stroke of the pump can be determined at any time in a drive cycle. Continuously means that after certain time intervals (for example, every 6 milliseconds) a repetitive arithmetic operation is carried out in the control unit.

[0007] Ein Antriebszyklus ist jener Zyklus der hydraulischen Antriebseinheit, in der ein bestimmter Bewegungsablauf einer angetriebenen Einheit (beispielsweise Kern, Düse, Form, Schnecke) erfolgt. Bei diesem Bewegungsablauf ist bevorzugt ein konstanter Volumenstrom gegeben. 1/8 österreichisches Patentamt AT 11 681 U1 2011-03-15A drive cycle is that cycle of the hydraulic drive unit in which a certain movement of a driven unit (for example, core, nozzle, mold, screw) takes place. In this sequence of movements, a constant volume flow is preferably given. 1/8 Austrian Patent Office AT 11 681 U1 2011-03-15

Typische Antriebszyklen für hydraulische Antriebseinheiten einer Spritzgießmaschine sind Formschließen, Formöffnen, Düse bewegen, Auswerfen, Kern bewegen, Dosieren, Schneckenrückzug, Einspritzen und Ähnliche. Bevorzugt kann daher vorgesehen sein, dass die Steueroder Regeleinheit die Ansteuerungssignale in jedem Antriebszyklus kontinuierlich berechnet, wobei unterschiedliche Einstellparameter zugrunde liegen können.Typical drive cycles for hydraulic drive units of an injection molding machine are mold closing, mold opening, die moving, ejecting, core moving, metering, screw retraction, injection and the like. It may therefore be preferable for the control or regulating unit to continuously calculate the activation signals in each drive cycle, with different setting parameters being able to form the basis.

[0008] Für die Berechnung kann weiters bevorzugt vorgesehen sein, dass die gespeicherten Einstellparameter einen erforderlichen Volumenstrom der Hydraulikflüssigkeit, vorzugsweise anhand einer in der Steuer- oder Regeleinheit hinterlegten Kennlinie, umfassen, wobei der Volumenstrom das Pumpenhubvolumen pro Zeiteinheit des aktuellen Antriebszyklus wiedergibt. Somit berechnet die übergeordnete Steuerung zu jedem Zeitpunkt eines Maschinenzyklus in einem ersten Schritt zunächst den aufgrund der gespeicherten Einstellparameter erforderlichen Volumenstrom der Hydraulikflüssigkeit.For the calculation may further preferably be provided that the stored setting parameters include a required volume flow of the hydraulic fluid, preferably based on a stored in the control or regulation unit curve, wherein the volume flow reproduces the pump stroke volume per unit time of the current drive cycle. Thus, the superordinate controller first of all calculates the volume flow of the hydraulic fluid required at any time of a machine cycle in a first step, due to the stored setting parameters.

[0009] Der Volumenstrom der Pumpe ergibt sich aus dem eingestellten Pumpenhubraum der Verstellpumpe und der Drehzahl des Antriebsmotors. Ein bestimmter Volumenstrom kann dabei mit unterschiedlichen Drehzahlen des Antriebsmotors und entsprechend angepasstem Hubraum der Verstellpumpe eingestellt werden. Je nach Verhältnis des Pumpenhubraumes zur Motordrehzahl (=Arbeitspunkt) weist das Antriebssystem unterschiedliche Wirkungsgrade auf. Weiters ist der Wirkungsgrad auch vom Druck der Hydraulikflüssigkeit abhängig, der über den Drucksensor gemessen wird.The flow rate of the pump results from the set pump stroke of the variable and the speed of the drive motor. A certain volume flow can be adjusted with different speeds of the drive motor and correspondingly adapted displacement of the variable. Depending on the ratio of the pump stroke to the engine speed (= operating point), the drive system has different efficiencies. Furthermore, the efficiency is also dependent on the pressure of the hydraulic fluid, which is measured via the pressure sensor.

[0010] Die übergeordnete Steuerung ermittelt über geeignete Methoden laufend aus den berechneten und gemessenen Parametern jenen Arbeitspunkt, bei welchem der bestmögliche Wirkungsgrad des Antriebssystems erzielt wird. Daraus werden in weiterer Folge die Signale für die Pumpensteuerung und den Motor bzw. den Frequenzumrichter berechnet.The higher-level controller determined by suitable methods continuously from the calculated and measured parameters that operating point at which the best possible efficiency of the drive system is achieved. From this, the signals for the pump control and the motor or the frequency converter are subsequently calculated.

[0011] Weiters kann bevorzugt vorgesehen sein, dass je Antriebszyklus einstellbare Parameter für den benötigten Volumenstrom der Hydraulikflüssigkeit in der Steuer- oder Regeleinheit hinterlegt sind. Zudem kann vorgesehen sein, dass die gespeicherten Einstellparameter Methoden zum Berechnen des optimalen Arbeitspunktes der hydraulischen Antriebseinheit umfassen.Furthermore, it can be preferably provided that each drive cycle adjustable parameters for the required volume flow of the hydraulic fluid are stored in the control unit. In addition, it can be provided that the stored setting parameters include methods for calculating the optimum operating point of the hydraulic drive unit.

[0012] Wie an sich bekannt, kann weiters ein Volumenstromsensor, der den Volumenstrom der Hydraulikflüssigkeit in der Hydraulikausgangsleitung misst und an die Steuer- oder Regeleinheit sendet, vorgesehen sein. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass die Steuer- oder Regeleinheit aus gespeicherten Einstellparametern, dem vom Drucksensor gemessen Hydraulikdruck und dem vom Volumenstromsensor gemessenen Volumenstrom Ansteuerungssignale zum Einstellen des Pumpenhubvolumens der Pumpe und der Drehzahl des Motors zumindest einmal in einem Antriebszyklus, vorzugsweise kontinuierlich, berechnet.As is known per se, a volume flow sensor, which measures the volume flow of the hydraulic fluid in the hydraulic output line and sends it to the control or regulation unit, can furthermore be provided. In this case, it is preferably provided that the control or regulating unit calculates, from stored adjustment parameters, the hydraulic pressure measured by the pressure sensor and the volume flow measured by the volume flow sensor, control signals for adjusting the pump stroke volume of the pump and the rotational speed of the motor at least once in one drive cycle, preferably continuously.

[0013] Typischerweise besteht ein gesamtes Antriebssystem einer Spritzgießmaschine aus zwei oder mehreren hydraulischen Antriebseinheiten. Deshalb kann bevorzugt vorgesehen sein, dass einem Motor mehrere Pumpen zugeordnet sind, wobei von den Pumpen Hydraulikausgangsleitungen mit Drucksensoren wegführen und wobei aus gespeicherten Einstellparametern und den von den Drucksensoren gemessenen Hydraulikdrücken Ansteuerungssignale zum Einstellen des Pumpenhubraums der einzelnen Pumpen und des Drehzahlreglers des Motors zumindest einmal in einem Antriebszyklus, vorzugsweise kontinuierlich, berechnet.Typically, an entire drive system of an injection molding machine consists of two or more hydraulic drive units. Therefore, it may be preferably provided that a motor associated with a plurality of pumps, leading away from the hydraulic output lines with pressure sensors and wherein from stored Einstellparametern and measured by the pressure sensors hydraulic pressure control signals for adjusting the Pumpenhubraums the individual pumps and the speed controller of the motor at least once in a drive cycle, preferably continuously calculated.

[0014] Schutz wird auch begehrt für eine Spritzgießmaschine mit einer hydraulischen Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8.Protection is also desired for an injection molding machine with a hydraulic drive unit according to one of claims 1 to 8.

[0015] Zudem wird Schutz begehrt für ein Verfahren zum Berechnen und Einstellen eines bestimmten Volumenstroms einer hydraulischen Antriebseinheit, insbesondere für eine Spritzgießmaschine, mit einer Pumpe mit veränderlichem Hubvolumen zum Fördern von Hydraulikflüssigkeit in eine Hydraulikausgangsleitung, einem Motor, der die Pumpe antreibt, einem Drehzahlregler für den Motor, einem Drucksensor, der den Hydraulikdruck in der Hydraulikausgangsleitung misst und einer Steuer- oder Regeleinheit. Ein solches Verfahren ist gekennzeichnet durch folgende während eines Antriebszyklus durchgeführten Schritte: [0016] - Messen des Hydraulikdrucks in der Hydraulikausgangsleitung und übermitteln dieses 2/8 österreichisches Patentamt AT 11 681 U1 2011-03-15In addition, protection is desired for a method for calculating and setting a certain volume flow of a hydraulic drive unit, in particular for an injection molding machine, with a pump with variable displacement for conveying hydraulic fluid in a hydraulic output line, a motor that drives the pump, a speed controller for the engine, a pressure sensor that measures the hydraulic pressure in the hydraulic output line and a control unit. Such a method is characterized by the following steps performed during a drive cycle: - Measuring the hydraulic pressure in the hydraulic output line and transmit this 2/8 Austrian Patent Office AT 11 681 U1 2011-03-15

Hydraulikdrucks an die Steuer- oder Regeleinheit, [0017] - Auslesen des erforderlichen Volumenstroms der Hydraulikflüssigkeit aus einer in derHydraulic pressure to the control unit, - Read the required volume flow of hydraulic fluid from a in the

Steuer- oder Regeleinheit hinterlegten Kennlinie, die das Pumpenhubvolumen pro Zeiteinheit des aktuellen Antriebszyklus wiedergibt, [0018] - Errechnen der optimalen Motordrehzahl in Abhängigkeit vom gemessenen Hydraulik druck und vom ausgelesenen Volumenstrom, [0019] - Ausgeben eines errechneten Ansteuerungssignals an die Pumpe zum Einstellen des[0018] calculating the optimum engine speed as a function of the measured hydraulic pressure and the volumetric flow read out, outputting a calculated control signal to the pump for setting the control characteristic or regulating unit, which represents the pump stroke volume per unit time of the current drive cycle

Pumpenhubvolumens und [0020] - Ausgeben eines errechneten Ansteuerungssignals an den Motor zum Einstellen derPump stroke volume and outputting a calculated drive signal to the motor for setting the

Motordrehzahl.Engine speed.

[0021] Somit ist vor allem ein gegenüber der DE 691 03 228 T3 verbesserter kontinuierlicher Volumenstrom, der auch während eines Antriebszyklus veränderlich ist, gegeben, wogegen in der genannten deutschen Schrift während einer Phase die Ausgabe konstant gehalten wird und somit die Energieausnutzung nicht optimiert werden kann.Thus, especially compared to DE 691 03 228 T3 improved continuous flow, which is variable during a drive cycle, given, whereas in the said German writing during a phase, the output is kept constant and thus the energy utilization can not be optimized can.

[0022] Bezüglich des optimierten Verfahrens kann bevorzugt vorgesehen sein, dass beim Errechnen der optimalen Motordrehzahl in Abhängigkeit vom gemessenen Hydraulikdruck und vom ausgelesenen Volumenstrom gespeicherte Einstellparameter, in Form von normativen oder Fuzzy-Logik-Methoden zum Berechnen des optimalen Arbeitspunktes der hydraulischen Antriebseinheit, herangezogen werden. Im Folgenden werden diese Methoden genauer beschrieben.With regard to the optimized method can be preferably provided that when calculating the optimum engine speed in dependence on the measured hydraulic pressure and the volume read flow stored adjustment parameters, in the form of normative or fuzzy logic methods for calculating the optimum operating point of the hydraulic drive unit used become. The following describes these methods in more detail.

[0023] Bei der normativen Methode werden abhängig von Grenzwerten des Druckes sowie des Volumenstromes der Hydraulikflüssigkeit verschiedene Algorithmen zur Berechnung der Motordrehzahl angewandt.In the normative method, different algorithms for calculating the engine speed are applied depending on limits of the pressure and the volume flow of the hydraulic fluid.

[0024] Beispiel (die verwendeten Werte sind beispielhaft): [0025] Wenn der Druck kleiner als 50% des maximalen Druckes ist, dann wird Motordrehzahl proportional zum Volumenstrom erhöht. Bei größerem Druck wird die Drehzahl überproportional in Form eines druckabhängigen Offsets erhöht.Example (the values used are exemplary): If the pressure is less than 50% of the maximum pressure, then engine speed is increased in proportion to the volume flow. At higher pressure, the speed is increased disproportionately in the form of a pressure-dependent offset.

[0026] Bei der Fuzzy-Logik Methode kommen Elemente der Fuzzy-Logik, also der unscharfen Mengenlehre, zur Anwendung. Es wird dazu beispielsweise folgender Satz von Arbeitspunkten definiert.In the fuzzy logic method elements of fuzzy logic, ie the fuzzy set theory, are used. For example, the following set of operating points is defined.

[0027] 1. niedriger Druck bei niedrigem Volumenstrom [0028] 2. niedriger Druck bei mittlerem Volumenstrom [0029] 3. niedriger Druck bei hohem Volumenstrom [0030] 4. mittlerer Druck bei niedrigem Volumenstrom [0031] 5. mittlerer Druck bei mittlerem Volumenstrom [0032] 6. usw.[0027] 1. low pressure at low volume flow 2. low pressure at medium volume flow 3. low pressure at high volume flow 4. medium pressure at low volume flow 5. medium pressure at medium volume flow 6. etc.

[0033] Für jeden dieser Arbeitspunkte wird durch eine einmalige Messung ein Verhältnis aus Pumpenhubraum und Motordrehzahl ermittelt, bei dem der Wirkungsgrad bestmöglich ist. D. h., dass für einen bestimmten Hydraulikflüssigkeitsdruck und Volumenstrom die eingespeiste Energie im Wesentlichen minimal (also optimal) ist. Diese ermittelten Verhältnisse werden in der übergeordneten Steuerung abgelegt.For each of these operating points, a ratio of Pumpenhubraum and engine speed is determined by a single measurement, in which the efficiency is the best possible. In other words, for a given hydraulic fluid pressure and volume flow, the energy supplied is essentially minimal (ie optimal). These determined ratios are stored in the higher-level control.

[0034] Im Betrieb der Maschine wird zu jedem Zeitpunkt sowohl der Druck als auch der Volumenstrom über mathematische Funktionen (Fuzzy-Funktionen) bewertet, also eine Zugehörigkeit zu den definierten Arbeitspunkten berechnet (z.B. ein bestimmter Druck wird mit 30% niedrig, und mit 70% mittel bewertet).During operation of the machine, both the pressure and the volume flow via mathematical functions (fuzzy functions) is evaluated at any time, ie an affiliation to the defined operating points calculated (eg, a certain pressure is 30% low, and 70th % average).

[0035] Aus den ermittelten Zugehörigkeiten wird durch gewichtete Mittelwertbildung ein für den 3/8 österreichisches Patentamt AT 11 681 U1 2011-03-15 konkreten Arbeitspunkt optimales Verhältnis aus Pumpenhubraum und Motordrehzahl berechnet und dieses zur Berechnung der Signale an die Pumpensteuerung und den Frequenzumrichter verwendet.From the identified affiliations is calculated by weighted averaging for the concrete concrete working point optimal ratio of pump stroke and engine speed and this is used to calculate the signals to the pump control and the frequency converter ,

[0036] Beispiel (die verwendeten Werte sind beispielhaft): [0037] Zu einem bestimmten Zeitpunkt im Maschinenzyklus wird ein bestimmter Volumenstrom und ein bestimmter Druck benötigt. Die laufende Bewertung ergibt einen zu 20% mittleren und zu 80% hohen Volumenstrom und einen zu 30% niedrigen und zu 70% mittleren Druck. Es sind also folgende vier Arbeitspunkte beteiligt: [0038] 1. mittlerer Volumenstrom bei niedrigem Druck: bestmöglicher Wirkungsgrad bei 90% Pumpenhubraum Anteilsfaktor 20% mittlerer Volumenstrom x 30% niedriger Druck = 6% [0039] 2. mittlerer Volumenstrom bei mittlerem Druck: bestmöglicher Wirkungsgrad bei 75% Pumpenhubraum Anteilsfaktor 20% mittlerer Volumenstrom x 70% mittlerer Druck = 14% [0040] 3. hoher Volumenstrom bei niedrigem Druck: bestmöglicher Wirkungsgrad bei 100% Pumpenhubraum Anteilsfaktor 80% hoher Volumenstrom x 30% niedriger Druck = 24% [0041] 4. hoher Volumenstrom bei mittlerem Druck: bestmöglicher Wirkungsgrad bei 80% Pumpenhubraum Anteilsfaktor 80% hoher Volumenstrom x 70% mittlerer Druck = 56% [0042] Anschließend folgt die gewichtete Mittelwertbildung aus den vier beteiligten Arbeitspunkten: 6% von 90% Pumpenhubraum + 14% von 75% Pumpenhubraum + 24% von 100% Pumpenhubraum + 56% von 80% Pumpenhubraum = 84,7 % Pumpenhubraum = Arbeitspunkt mit bestmöglichem Wirkungsgrad.Example (the values used are by way of example): At a certain time in the machine cycle, a certain volume flow and a certain pressure are required. The current rating shows a 20% medium and 80% high volume flow and a 30% low and 70% mean pressure. The following four operating points are therefore involved: 1. average volume flow at low pressure: best possible efficiency at 90% pump displacement share factor 20% average volume flow x 30% low pressure = 6% 2. average volume flow at medium pressure: best possible Efficiency at 75% pump stroke proportion factor 20% mean volume flow x 70% mean pressure = 14% 3. high volume flow at low pressure: best possible efficiency at 100% pump displacement proportion factor 80% high volume flow x 30% low pressure = 24% [0041 ] 4. high volume flow at medium pressure: best possible efficiency at 80% pump displacement share factor 80% high volume flow x 70% mean pressure = 56% Then, the weighted averaging follows from the four involved operating points: 6% of 90% pump stroke + 14 % of 75% pump displacement + 24% of 100% pump displacement + 56% of 80% pump displacement = 84.7% pump displacement = operating point with the best possible action ungsgrad.

[0043] Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der Figurenbeschreibung unter Bezugnahme auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele im Folgenden näher erläutert. Darin zeigen: [0044] Fig. 1 ein Hydrauliksystem nach dem Stand der Technik, [0045] Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Hydrauliksystem und [0046] Fig. 3 eine schematische Darstellung eines hydraulischen Antriebssystems mit mehre ren Pumpen und Motoren.Further details and advantages of the present invention will be explained in more detail below with reference to the description of the figures with reference to the exemplary embodiments illustrated in the drawings. 1 shows a hydraulic system according to the prior art, FIG. 2 shows a hydraulic system according to the invention, and FIG. 3 shows a schematic representation of a hydraulic drive system with several pumps and motors.

[0047] Eine hydraulische Antriebseinheit gemäß Fig. 1 (Stand der Technik) besteht im Wesentlichen aus den Grundkomponenten Pumpe 2 (verstellbare Axialkolbenpumpe), Motor 4 (synchroner oder asynchroner Drehstrommotor) und Steuer- oder Regeleinheit 7, in welcher Einstellparameter E gespeichert sind. Diese Einstellparameter E entsprechen beim Stand der Technik im Wesentlichen einer zweidimensionalen Kennlinie, durch welche Ansteuerungssignale Qsoi, und Psoii (Pumpendrucklimit) an die verstellbare Pumpe 2 ausgegeben werden. Bei einem solchen bisher bekannten Hydraulikantriebsystem 1 läuft der Motor 4 mit fixer Drehzahl n (typisch 1500 U/min). Von der Steuerung 7 kann dieser Motor 4 lediglich aktiviert oder deaktiviert werden (dargestellt durch das Schaltsignal 0/1). Wird der Motor 4 gestartet, so wird die Fördermenge Qistdes Systems bestimmt durch die Verstellung der Kolben in der Pumpe 2. In einem Kalibriervorgang wird dann erfasst, bei welcher Vorgabe QSOii welche Menge Qist in das System gefördert wird. In der Steuerung wird dabei eine zweidimensionale Kennlinie hinterlegt mit den Achsen Hubvolumen V der Pumpe 2 und Volumenstrom Qsom in l/min bzw. in %. Wird nun eine 4/8A hydraulic drive unit according to FIG. 1 (prior art) essentially consists of the basic components pump 2 (adjustable axial piston pump), motor 4 (synchronous or asynchronous three-phase motor) and control unit 7, in which setting parameters E are stored. These setting parameters E in the prior art essentially correspond to a two-dimensional characteristic curve, by means of which control signals Qsoi, and Psoii (pump pressure limit) are output to the adjustable pump 2. In such a previously known hydraulic drive system 1, the engine 4 runs at a fixed speed n (typically 1500 rpm). From the controller 7, this motor 4 can only be activated or deactivated (represented by the switching signal 0/1). When the engine 4 is started, the flow rate Qist of the system is determined by the displacement of the pistons in the pump 2. In a calibration process, it is then detected at which default QSOii which amount Qist is delivered to the system. In the control, a two-dimensional characteristic is stored with the axes of stroke volume V of the pump 2 and volume flow Qsom in l / min or in%. Will now be a 4/8

Claims

Austrian Patent Office AT 11 681 U1 2011-03-15 the pumping movement of the pump 2 follows the stored characteristic curve in the control or regulating unit 7. Thus, the state of the art was essentially concerned with Find out how much voltage is supplied to the pump 2, which volume flow Qist can be generated. This volume flow Q actual is then measured in the hydraulic output line 3 by a volume flow sensor 8 and transmitted to the control and regulation unit 7. In contrast, according to the present invention, the engine speed n of the motor 4 via a speed controller 5 (servocontroller or frequency converter) adjustable. Thus, the volume flow Qist and the hydraulic pressure pist in the hydraulic output line 3 can be influenced both by changing the drive power of the motor 4 and by changing the stroke volume V of the pump 2. For this purpose, a 3D characteristic is stored in the controller 7, which is preferably based on a fuzzy logic method FL. As it were, three calculation components (stroke volume V, rotational speed n and volume flow Q) influence the output signals nson and QS0h and form the basis for the calculation of these control signals. By the control signal Qson the piston of the pump 2 is pivoted or set up such that a certain volume V of hydraulic fluid per stroke from the hydraulic fluid tank 9 can pass through the pump 2 in the hydraulic output line 3. In order to influence the frequency of this stroke per unit time t, the engine speed n of the motor 2 driving the motor 4 is adjusted or changed accordingly, whereby a certain hydraulic pressure p.sub.act and a certain volume flow Qact result in the hydraulic output line 3. These two ratios are measured by a pressure sensor 6 and a volumetric flow sensor 8 in the hydraulic output line 3 and reported to the control unit 7, which at least once in a drive cycle - preferably continuously - starts a new calculation and turn corresponding control signals nson and Qsou outputs. The signal pson essentially serves only to limit the maximum possible pressure in the pump 2. FIG. 3 shows a hydraulic drive 1, which consists of at least one main pump 2 and one auxiliary motion pump 21. The auxiliary motion pump 21 is driven by its own auxiliary motion motor 41. Depending on the drive power of the machine, a plurality of pumps 2, 22 and 23 or else a further main motor 42 with pumps 24 and 25 can be installed on the main motor 4. The combination of a motor 4, 41 or 42 and one or more pumps 2, 21, 22, 23, 24 and 25 forms a drive group, each outputing different volume flows Qist in the hydraulic output lines 3 and thus the currently running drive cycles Z corresponding Hydraulic energy of the or each driven unit (s) 10 provide. Thus, a hydraulic drive unit 1 for injection molding machines is shown by the present invention, in which by a so-called 3D calculation in dependence of stored and measured (eg., Hydraulic pressure pist) parameter E, the engine speed n and the pump volume V are adjustable in that, in order to achieve a specific volume flow Q of the hydraulic fluid in the outlet line 3, an optimum common efficiency of the engine 2 and pump 4 is achieved. Claims 1. Method for calculating and setting a specific volume flow (Q) of a hydraulic drive unit (1), in particular for an injection molding machine, with a pump (2) with variable displacement (V) for conveying hydraulic fluid into a hydraulic output line (3) Motor (4) driving the pump (2), a speed controller (5) for the motor (4), a pressure sensor (6) measuring the hydraulic pressure (pist) in the hydraulic output line (3) and a control unit (7), characterized by the steps performed during a drive cycle (Z): - measuring the hydraulic pressure (pist) in the hydraulic output line (3) and transmitting this hydraulic pressure (pist) to the control unit (7), 5/8 Austrian Patent Office AT 11 681 U1 2011-03-15 - Read out the required volume flow (QSOii) of the hydraulic fluid from a characteristic stored in the control unit (7) which contains the pump port represents the actual engine speed (nson) as a function of the measured hydraulic pressure (pist) and of the read volume flow (Qsom), - output of a calculated drive signal (vson) to the pump ( 2) for adjusting the pump stroke volume (V) and outputting a calculated drive signal (nson) to the motor (4) for adjusting the engine speed (n).

2. The method according to claim 1, characterized in that when calculating the optimum engine speed (nson) in dependence on the measured hydraulic pressure (pist) and the read volume flow (Qson) stored setting parameters (E) in the form of normative (N) or fuzzy logic Methods (FL) are used to calculate the drive signals (Vson, nson).

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the hydraulic drive unit (1) has a volume flow sensor (8) during a drive cycle (Z) measures the volume flow (Qist) of the hydraulic fluid in the hydraulic output line (3) and to the Control or regulating unit (7) sends, wherein for adjusting the pump stroke volume (V) of the pump (2) and the speed (n) of the motor (4) by the control or regulating unit (7) from stored setting parameters (E), the pressure sensor (6) measured hydraulic pressure (pjSt) and the volume flow sensor (8) measured volume flow (Qist), preferably continuously, driving signals (nson, QSOii) are calculated.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized by calculating the optimum engine speed (nson) as a function of the measured hydraulic pressure (Pist) and the read volume flow (Qson) by that of a fuzzy logic calculator in the control or Control unit: a. Determining the percentage affiliation of the incoming signals hydraulic pressure (pist) and volume flow (Qson) to one or more stored sets of operating points, wherein for each of these sets of operating points, preferably in a single measurement, a substantially optimal ratio of pump stroke volume (Vopt) and Engine speed (nopt) was determined, b. Reading out the pump stroke volume value assigned to the respective operating point class, c. Calculating the mean value of the pump stroke volume values of all involved operating point classes as a function of the respective, percentage belonging to an operating point class, outputting the calculated mean value as drive signal (Vson) to the pump (2) for adjusting the pump stroke volume (V) and outputting the in response to drive signal (Vson) and read volume flow (Qsoii) calculated drive signal (ηΞθΜ) to the motor (4) for adjusting the engine speed (n).

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that by the control or Regefeinheit (7) from stored setting parameters (E) and the pressure sensor (6) measured hydraulic pressure (pist) control signals (nsoM, Qsoh) for setting the pump stroke (V) of the pump (2) and the speed (n) of the motor (4) during a drive cycle (Z) are continuously calculated.

6. The method according to claim 5, characterized in that by the control unit (7) the drive signals (nson, QSOii) in each drive cycle (Z) are continuously calculated. For this 2 sheets drawings 6/8