AT18038U1

AT18038U1 - Hydrauliksystem für eine Formgebungsmaschine

Info

Publication number: AT18038U1
Application number: ATGM8022/2023U
Authority: AT
Inventors: Otto Dipl -Ing Markus; Wagner Ing Peter
Original assignee: Engel Austria Gmbh
Priority date: 2022-04-29
Filing date: 2022-04-29
Publication date: 2023-11-15
Also published as: DE102023109729A1; US20230347565A1; CN116968286A

Abstract

Hydrauliksystem für eine Formgebungsmaschine (15) mit zumindest einem Hydraulikventil (2), welches einen Aktuator (3) zum Stellen des zumindest einen Hydraulikventils (2) beinhaltet, einer separat vom zumindest einen Hydraulikventil (2) ausgeführten Maschinensteuerung (4), einer ersten Signalverbindung (5) zwischen der Maschinensteuerung (4) und dem zumindest einen Hydraulikventil (2), sowie zumindest einem Sensor (6). Der zumindest eine Sensor (6) ist über zumindest eine zweite Signalverbindung (7) mit der Maschinensteuerung (4) signalverbunden. Die Maschinensteuerung (4) ist zum Durchführen einer Ventilregelung des zumindest einen Hydraulikventils (2) auf Basis von Messwerten des zumindest einen Sensors (6) ausgebildet.

Description

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem für eine Formgebungsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Formgebungsmaschine mit einem solchen Hydrauliksystem.

[0002] Unter Formgebungsmaschinen können Spritzgießmaschinen, Spritzpressen, Pressen und dergleichen verstanden werden. Auch Formgebungsmaschinen, bei welchen eine plastifizierte Masse einem offenen Formwerkzeug zugeführt wird, sind durchaus denkbar.

[0003] Im Folgenden soll der Stand der Technik anhand einer Spritzgießmaschine umrissen werden. Analoges gilt allgemein für Formgebungsmaschinen.

[0004] Gattungsgemäße Hydrauliksysteme für eine Formgebungsmaschine umfassen:

- zumindest ein Hydraulikventil, welches einen Aktuator zum Stellen des zumindest einen Hydraulikventils beinhaltet,

- eine separat vom zumindest einen Hydraulikventil ausgeführte Maschinensteuerung,

- eine erste Signalverbindung zwischen der Maschinensteuerung und dem zumindest einen Hydraulikventil sowie

- zumindest einen Sensor.

[0005] Bei bekannten Ausführungsformen des Standes der Technik von Spritzgießmaschinen werden zumeist eine Vielzahl an Bauteilen der Spritzgießmaschine durch ein Hydrauliksystem angetrieben.

[0006] Zum Steuern oder Regeln dieser Antriebsbewegungen weist das Hydrauliksystem zumeist zumindest ein Hydraulikventil auf.

[0007] Um das Hydraulikventil in verschiedene Ventilpositionen zu bewegen, weist das zumindest eine Hydraulikventil wiederum einen Aktuator auf, beispielsweise einen Solenoidaktuator.

[0008] Um des Weiteren auch feststellen zu können, ob das Ventil die richtige Position einnimmt, wird ein Sensor vorgesehen, welcher direkt die Ventilposition oder ein durch die Ventilposition ausgeübtes Verändern des Hydrauliksystems messen kann.

[0009] So können beispielsweise durch den Sensor Durchflussmengen, Drücke oder sonstige Betriebsparameter des Hydrauliksystems gemessen werden, welche sich durch das zumindest eine Hydraulikventil verändern lassen.

[0010] Bei geläufigen Ausführungsvarianten des Standes der Technik wird eine Regelung oder Steuerung des Hydrauliksystems folgendermaßen durchgeführt:

[0011] Zunächst wird von einer vom Hydrauliksystem separaten Maschinensteuerung ein Sollzustand für eine Bewegung oder einen Betriebsparameter des Hydrauliksystems ausgegeben, wobei zumeist durch die Maschinensteuerung nur allgemein ein Sollwert ausgegeben wird, welcher definiert, dass beispielsweise vom Hydrauliksystem ein gewisser Druck- und/oder Durchflusssollwert für einen Antrieb einer Maschinenkomponente bereitgestellt wird.

[0012] Die Maschinensteuerung bildet dabei zumeist eine übergeordnete Maschinensteuerung, welche für das Zusammenwirken der einzelnen Komponenten der Spritzgießmaschine zuständig ist (wie beispielsweise das Steuern der Einspritzeinheit, der Plastifiziereinheit und der Schließeinheit).

[0013] Dieses allgemeine Sollwertsignal wird anschließend an eine Ventilsteuerung des Hydraulikventils übersendet, wobei durch die Ventilsteuerung dieser allgemeine Sollwert auf einen Ventilsollwert umgerechnet wird, welcher vom Ventil auszuführen ist, um den allgemeinen Sollwert zu erreichen. Die Ventilsteuerung übergibt diesen Sollwert wiederum einer Leistungselektronik.

[0014] Von der Leistungselektronik wird der Ventilsollwert in ein entsprechendes Ansteuersignal (zumeist ein analoges Ansteuersignal) umgewandelt und dem Aktuator des Hydraulikventils zugeführt, welcher aufgrund des Ansteuersignals eine Position einnimmt und/oder ändert.

[0015] Über einen Sensor des Hydrauliksystems wird anschließend ein Messwert erhoben, welcher entweder an die Ventilsteuerung oder die Leistungselektronik rückgeführt wird.

[0016] Die Ventilsteuerung oder Leistungselektronik berechnet aus dem Messwert einen Istwert des Hydrauliksystems und korrigiert aufgrund dieses Istwerts das Sollsignal, wobei in weiterer Folge das Ansteuersignal für das Hydraulikventil entsprechend angepasst wird, um den allgemeinen Sollwert der Maschinensteuerung zu erreichen.

[0017] Entsprechendes geht beispielsweise aus der EP 0 967 400 A2 oder der US 6,053,707 A hervor.

[0018] An die Maschinensteuerung wird jedoch lediglich (im besten Fall) ein Istwert rückgeführt.

[0019] Die Maschinensteuerung erhält jedoch in den geläufigen Fällen keine Rückmeldung über den Messwert des Sensors, das vorliegende oder ausgegebene Ansteuersignal an das Hydraulikventil oder anderwärtige bei der Regelung verwendete Messwerte der Ventilsteuerung oder der Leistungselektronik.

[0020] Dieses Vorgehen bildete sich im Stand der Technik unter anderem daraus, dass unterschiedliche Komponenten von unterschiedlichen Herstellern bei Spritzgießmaschinen zusammengeführt werden, um ein Gesamtsystem umzusetzen, wobei Hersteller von Ventilsystemen ihre eigene Ventilsteuerung liefern, welche gemäß den Vorstellungen des Ventilherstellers aufgebaut sind.

[0021] Nachteilig daran ist jedoch, dass es zumeist zu sehr aufwendigen und leistungsstarken Ventilsteuerungen kommt, welche im Einsatz zumeist nicht benötigt werden.

[0022] Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Maschinensteuerung über viele Messwerte und Kontrolleinflüsse keinen Aufschluss erlangt, wodurch auch die Koordination, Verbesserung oder auch Vereinfachung vieler Steuer- oder Regeleingriffe nicht ermöglicht wird.

[0023] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Hydrauliksystem für eine Formgebungsmaschine bereitzustellen, wobei die zuvor genannten Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise verbessert werden und/oder das Hydrauliksystem gegenüber dem Stand der Technik vereinfacht wird und/oder ein Hydrauliksystem bezüglich seinem Potential aufgabenspezifischer angepasst werden kann und/oder das Hydrauliksystem der Formgebungsmaschine gröBere Möglichkeiten zur Optimierung bietet.

[0024] Diese Aufgabe wird durch ein Hydrauliksystem für eine Formgebungsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einer Formgebungsmaschine mit einem entsprechenden Hydrauliksystem sowie einem Computerprogrammprodukt zum Betreiben eines Hydrauliksystems mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst.

[0025] Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass ein Hydrauliksystem für eine Formgebungsma-

schine folgendes umfasst:

- zumindest ein Hydraulikventil, welches einen Aktuator zum Steuern des zumindest einen Hydraulikventils beinhaltet,

- zumindest einen Sensor,

wobei der zumindest eine Sensor über zumindest eine zweite Signalverbindung mit der Maschi-

nensteuerung - insbesondere direkt - signalverbunden ist und die Maschinensteuerung zum

Durchführen einer Ventilregelung des zumindest einen Hydraulikventils auf Basis von Messwer-

ten des zumindest einen Sensors ausgebildet ist.

[0026] Dadurch, dass die Maschinensteuerung die Ventilregelung auf Basis von Messwerten des zumindest einen Sensors übernimmt, kann auf eine dem Hydraulikventil zugeordnete Ventilsteuerung verzichtet werden, wobei die Maschinensteuerung als zentrale Steuereinheit der Maschine die Funktion der Ventilregelung übernimmt.

[0027] Durch die Erfindung wird somit die Möglichkeit geschaffen, dass alle sich ergebenden Steuer- oder Regelsignale und Messwerte der Maschinensteuerung bekannt sind, wodurch ermöglicht wird, dass die Maschinensteuerung bei der Ventilregelung auch andere Einflussparameter berücksichtigen kann und zielgerichteter das Hydraulikventil steuern oder regeln kann.

[0028] Des Weiteren ist es nicht mehr nötig, eine separate Elektronik zur Regelung des Ventils bereitzustellen, wobei diese zumeist überdimensionierte Ventilelektronik eingespart werden kann.

[0029] Durch die Integration der Ventilregelung in die Maschinensteuerung kann des Weiteren durch die Maschinensteuerung auch zielgerichtet lediglich eine situationsbezogene Prozessorleistung bereitgestellt werden, sodass die Maschinensteuerung optimal ausgenutzt wird und nicht genutzte Prozessorkapazitäten, beispielsweise für andere Vorgänge, genutzt werden können.

[0030] Weiters wird der Vorteil geschaffen, dass beispielsweise für Updates eine zentrale Einheit - die Maschinensteuerung - umgesetzt wird, wobei lediglich die Maschinensteuerung upgedatet werden muss, um am Laufenden zu bleiben und nicht, wie im Stand der Technik bekannt, jede einzelne voneinander separierte Steuer- oder Regeleinheit (meist durch unterschiedliche Wartungspersonen) gewartet und upgedatet werden muss.

[0031] Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Maschinensteuerung in ihrem Einsatzgebiet genauer gesagt: in ihrer Position - frei positioniert werden kann, wodurch eine geschützte und optimale Betriebsumgebung geschaffen werden kann. Bei aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungsvarianten, wobei eine Ventilsteuerung direkt am Ventil angeordnet ist, sind diese Ventilsteuerungen oft durch Betriebsbedingungen der Spritzgießmaschine hohen Temperaturen oder anderen Einflüssen ausgesetzt, welche sich nachteilig auf die Lebensdauer der Steuerung auswirken.

[0032] Wie erwähnt, ist die Maschinensteuerung im Sinne der Erfindung jene Hardwarekomponente des Hydrauliksystems, welche dazu ausgebildet oder zumindest dazu geeignet ist, im Wesentlichen sämtliche Funktionen des Hydrauliksystems und bevorzugt der Formgebungsmaschine zu steuern und/oder zu regeln.

[0033] Die Maschinensteuerung kann selbstverständlich auch Softwarekomponenten beinhalten, welche durch die Maschinensteuerung ausgeführt werden.

[0034] Zu erwähnen ist, dass die Maschinensteuerung auch zusätzliche, fern von der Formgebungsmaschine angeordnete Recheneinheiten aufweisen kann (verteiltes Rechnen). Die zusätzlichen Recheneinheiten können beispielsweise als über das Internet verbundene Server und/oder Edge Devices ausgeführt sein.

[0035] Die erwähnten Softwarekomponenten können jeweils ganz oder teilweise in der eigentlichen Maschinensteuerung und/oder den zusätzlichen Recheneinheiten ausgeführt werden.

[0036] Die erwähnten Softwarekomponenten können beispielsweise als ein oder mehrere Regelbausteine in eine bestehende Maschinensteuerung implementiert werden.

[0037] So kann es vorgesehen sein, dass bereits bestehende Maschinensteuerungen um einen weiteren Regelbaustein erweitert werden, welcher eine erfindungsgemäße Maschinensteuerung darstellt.

[0038] Folglich wäre es möglich, dass beispielsweise ein Regelbaustein durch einen Ventilhersteller in die Maschinensteuerung einer Formgebungsmaschine implementiert wird, gewartet wird und/oder upgedated wird. Wodurch auch beispielsweise eine Haftung von einem Ventilhersteller, welcher den Regelbaustein zur Verfügung stellt, übernommen werden kann, auch wenn der Regebaustein auf einer Maschinensteuerung eines vom Ventilhersteller unabhängigen Formgebungsmaschinenherstellers implementiert wurde.

[0039] Eine Implementierung eines entsprechenden Regelbausteins in eine Maschinensteuerung einer Formgebungsmaschine kann beispielsweise durch die folgenden Schnittstellen erfolgen, wobei angeführte Vorteile genutzt werden können:

» Externe C-Bibliothek - Aufruf im IEC 61131-3 Laufzeitsystem » IEC 61131-3 Bibliothek - Direkte Instanziierung der Bibliothek in der IEC 61131-3 Steuerungssoftware » C Applikation im Echtzeitsystem - Eigenständige C Applikation im Echtzeitsystem der Maschinensteuerung - Kommunikation mit der IEC 61131-3 Steuerungssoftware über Interprozesskommunikation » C/C++ Applikation im Userspace - Eigenständige C/C++ Applikation außerhalb des Echtzeitsystem - Harte Echtzeitanforderungen realisierbar [0040] Die Schnittstelle der Maschinensteuerung zum Regelbaustein kann beispielsweise mit einem Lieferanten des Regelbausteins definiert werden. Im Grunde kann sich jedoch die Schnittstelle aus Prozessdaten (zyklische Ein-/Ausgangs Parameter) und einem asynchronen Parameteraustausch zusammenstellen. [0041] Ein Beispiel einer solchen Schnittstelle: =» Prozessdaten Eingang - REAL Sollwert Druck [bar] - REAL Istwert Druck [bar] - REAL Sollwert Schwenkwinkel [%] - REAL Istwert Schwenkwinkel [%] - REAL Istwert Ventilstellung [%]

- REAL Istwert Drehzahl [%] (beispielweise für eine drehzahlabhängige Anpassung der Regelparameter)

- DINT Regelparametersatz (zur bespielhaften Wahl eines bestimmten Regelparametersatzes basierend auf der aktiven Maschinenbewegung)

» Prozessdaten Ausgang - REAL Sollwert Ventilstellung [%] - Asynchrone Kommunikation - DINT Paramlndex - DINT ParamSubiIndex - DINT Mode [READ,WRITE] - REAL Wert - DINT Wert - STRING Wert =» Asynchrone Kommunikation - REAL Sollwert Ventilstellung [%] - Asynchrone Kommunikation - DINT Paramlndex - DINT ParamSubiIndex - DINT Mode [READ,WRITE] - REAL Wert - DINT Wert - STRING Wert [0042] Eine signalleitende Verbindung ist im Zuge des Dokumentes als Verbindung zur Übertra-

gung von Signalen zu verstehen, welche als signalleitende Leitung ausgebildet sein kann oder auch als kabellose Verbindung. Die signalleitende Verbindung kann weiters als Datenfernüber-

tragungsverbindung ausgebildet sein.

[0043] Die Datenfernübertragungsverbindung kann mittels einer LAN (Local Area Network), WLAN (Wireless Local Area Network), WAN (Wide Area Network) und/oder verschiedener (Internet-) Protokolle realisiert sein.

[0044] Unter Formgebungsmaschinen können Spritzgießmaschinen, Spritzpressen, Pressen und dergleichen verstanden werden. Auch Formgebungsmaschinen, bei welchen die plastifizierte Masse einem geöffneten Formwerkzeug zugeführt wird, sind durchaus denkbar.

[0045] Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch durch ihren Einsatz bei bereits bekannten Ausführungsvarianten des Standes der Technik, wie beispielsweise in der Beschreibungseinleitung beschrieben, ihren Einsatz finden und nachträglich installiert werden.

[0046] Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

[0047] Es kann vorgesehen sein, dass die Maschinensteuerung dazu ausgebildet ist, aus einer aus der Ventilregelung resultierenden Stellgröße ein Ansteuersignal für den Aktuator des zumindest einen Hydraulikventils zu erzeugen und auszugeben, sodass der Aktuator durch das über die Signalverbindung übertragene Ansteuersignal ansteuerbar ist.

[0048] Vorzugsweise kann somit vorgesehen sein, dass direkt von der Maschinensteuerung ein Ansteuersignal ausgegeben wird, wodurch die Funktion der Leistungselektronik durch die Maschinensteuerung ausgeführt wird.

[0049] Somit kann auch auf eine separierte Leistungselektronik verzichtet werden und weitere sich im Betrieb begebende Stellgrößen und Signale können direkt an der Maschinensteuerung beeinflusst, aufgezeichnet und für anderen Prozesse herangezogen werden, wodurch keinerlei Signalgrößen der Maschinensteuerung entgehen.

[0050] Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Maschinensteuerung dazu ausgebildet ist, ein analoges Ansteuersignal des zumindest einen Hydraulikventils zu erzeugen und auszugeben.

[0051] Es kann vorgesehen sein, dass das Hydrauliksystem wenigstens eine Fluidbumpe und einen an diese Fluidbumpe gekoppelten Antrieb aufweist, vorzugsweise welcher Antrieb und/oder wenigstens eine Fluidbumpe mit einer weiteren Signalverbindung mit der Maschinensteuerung signalverbunden ist.

[0052] Vorzugsweise kann auch vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Fluidbumpe und/oder der Antrieb der wenigstens einen Fluidbumpe durch die Maschinensteuerung gesteuert oder geregelt wird, wodurch beispielsweise auch über die Drehzahl der Fluidpumpe eine Steuerung oder Regelung des Hydrauliksystems erfolgen kann, wobei die Maschinensteuerung dies bei der Steuerung oder Regelung des Hydraulikventils berücksichtigen oder heranziehen kann.

[0053] Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Fluidbumpe hinsichtlich ihres Verdrängungsvolumens verstellbar ausgebildet ist, vorzugsweise als Axialkolbenpumpe mit verstellbarem Schwenkwinkel ausgebildet ist.

[0054] Es kann vorgesehen sein, dass die Fluidpumpe hinsichtlich ihres Verdrängungsvolumens kontinuierlich ein- oder verstellbar ist, oder zwei oder mehrere diskrete Pumpeneinstellungen aufweist.

[0055] Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein mit dem Fluidventil fluidleitend verbundener Hydraulikaktuator, vorzugsweise eine Kolben-Zylinder-Einheit, vorgesehen ist, welche dazu ausgebildet ist, ein Verdrängungsvolumen der wenigstens einen Fluidbumpe einzuste|len.

[0056] Somit kann es vorgesehen sein, dass ein kleiner Hydraulikaktuator, vorzugsweise Zylinder, den Verstellwinkel einer Fluidbpumpe direkt beeinflusst.

[0057] Es kann vorgesehen sein, dass die Maschinensteuerung dazu ausgebildet ist, mittels des zumindest einen Hydraulikventils und/oder Hydraulikaktuators ein Verdrängungsvolumen der we-

nigstens einen Fluidbumpe auf Basis einer aus der Ventilregelung resultierenden Stellgröße einzustellen.

[0058] Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Maschinensteuerung dazu ausgebildet ist, das Ansteuersignal für den Aktuator des zumindest einen Hydraulikventils unter Berücksichtigung eines Verdrängungsvolumens der wenigstens einen Fluidopumpe und/oder eines Betriebszustandes des Antriebes der Fluidobumpe zu erzeugen und auszugeben.

[0059] Es kann vorgesehen sein, dass der zumindest eine Sensor als Drucksensor und/oder Durchflusssensor ausgebildet ist, wobei ein für den Druck und/oder den Durchfluss repräsentatives Signal der Maschinensteuerung bereitstellbar ist.

[0060] Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass der zumindest eine Sensor als Positionssensor, vorzugsweise Schwenkwinkelsensor, der wenigstens einen Fluidbumpe ausgebildet ist.

[0061] Es kann vorgesehen sein, dass das Hydrauliksystem wenigstens eine Antriebseinheit zum Antrieb wenigstens einer Maschinenkomponente, vorzugsweise einer Schließeinheit und/oder Plastifiziereinheit und/oder Einspritzeinheit der Formgebungsmaschine, aufweist, wobei die Maschinensteuerung dazu ausgebildet ist, eine Bewegung, Geschwindigkeit und/oder Position der wenigstens einen Maschinenkomponente zu steuern oder zu regeln.

[0062] Die wenigstens eine Antriebseinheit kann dazu ausgebildet sein, die wenigstens eine Maschinenkomponente rotatorisch und/oder linear anzutreiben, beispielsweise ein Schließen oder Offnen der Schließeinheit durchzuführen, eine Maschinenkomponente mit einer Schließkraft zu beaufschlagen, ein Einspritz- und/oder Plastifizieraggregat anpressen und/oder eine Schnecke linear und/oder rotatorisch antreiben.

[0063] Weiters wird Schutz begehrt für ein Computerprogrammprodukt, welches dazu geeignet ist, vorzugsweise ein erfindungsgemäßes, Hydrauliksystem zu betreiben und dazu geeignet ist, auf einer Maschinensteuerung einer Formgebungsmaschine ausgeführt zu werden, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch die Maschinensteuerung diese veranlassen, Messwerte zumindest eines Sensors entgegenzunehmen und eine Ventilregelung zumindest eines Hydraulikventils auf Basis von Messwerten des zumindest einen Sensors durchzuführen.

[0064] Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der Figurenbeschreibung unter Bezugnahme auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt:

[0065] Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hydrauliksystems, [0066] Fig. 2 ein Detail des Hydrauliksystems aus Fig. 1,

[0067] Fig. 3a, 3b bekannte Ausführungsvarianten des Standes der Technik,

[0068] Fig. 4 ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel, und

[0069] Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel einer Formgebungsmaschine.

[0070] Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hydrauliksystems 1.

[0071] Das Hydrauliksystem 1 verfügt dabei über eine Fluidpumpe 8, mittels welcher ein benötigter Druck und/oder Volumenstrom an Hydraulikfluid in das Hydrauliksystem 1, beispielweise aus einem Speicher oder Tank für Hydraulikfluid, eingespeist werden kann.

[0072] Mithilfe dieses Hydrauliksystems 1 kann eine Antriebseinheit einer Formgebungsmaschine 15 - wie beispielsweise einer Schließeinheit 22, einer Einspritzeinheit 16 oder einer Plastifiziereinheit 25 - angetrieben werden (es sei an dieser Stelle auf Fig. 5 verwiesen).

[0073] Das in Fig. 1 dargestellte Hydrauliksystem 1 weist des Weiteren einen Antrieb 9 auf, welcher mit der Fluidbpumpe 8 gekoppelt ist, um die Fluidpumpe 8 anzutreiben.

[0074] Der Antrieb 9 ist durch einen drehzahlvariablen Servomotor ausgebildet, welcher über die Signalverbindung 10 mit der Maschinensteuerung 4 verbunden ist.

[0075] Die Maschinensteuerung 4 kann dabei dazu ausgebildet sein, den Antrieb 9 bezüglich der Drehzahl zu steuern oder zu regeln, um somit eine Antriebsleistung über die Drehzahl des Antriebs 9 der Fluidpumpe 8 steuern oder regeln zu können.

[0076] Die vorgesehene Fluidbumpe 8 ist hinsichtlich ihres Verdrängungsvolumens verstellbar ausgebildet. Die hier dargestellte Fluidbumpe 8 ist beispielsweise als Axialkolbenpumpe mit verstellbarem Schwenkwinkel umgesetzt.

[0077] Dieser Schwenkwinkel kann über den Hydraulikaktuator 11 eingestellt werden, wobei der Hydraulikaktuator 11 über das Hydraulikventil 2 und den dem Hydraulikventil 2 zugehörigen Aktuator 3 gesteuert oder geregelt werden kann.

[0078] Dieser Aktuator 3 und/oder das Hydraulikventil 2 sind über die erste Signalverbindung 5 mit der Maschinensteuerung 4 verbunden.

[0079] Der Schwenkwinkel der Fluidopumpe 8 kann mittels des Sensors 6 - hier beispielsweise des Schwenkwinkelsensors 14 - erkannt werden, wobei ein Messsignal des Schwenkwinkelsensors 14 über die zweite Signalverbindung 7 der Maschinensteuerung 4 zuführbar ist.

[0080] Weiters ist ein Sensor 6 vorgesehen, um einen Druck und/oder Durchfluss des Hydrauliksystems 1 zu messen, wobei der Sensor 6 als Drucksensor 12 und/oder Durchflusssensor 13 ausgebildet ist und über die zweite Signalverbindung 7 ein Messsignal der Maschinensteuerung 4 bereitstellen kann.

[0081] Es ist in diesem Ausführungsbeispiels des Hydrauliksystems 1 vorgesehen, dass die Sensoren 6, 12, 13, 14 über die zweiten Signalverbindungen 7 mit der Maschinensteuerung 4 signalverbunden sind und die Maschinensteuerung 4 zum Durchführen der Ventilregelung des Hydraulikventils 2 auf Basis von Messwerten der Sensoren 6, 12, 13, 14 ausgebildet ist.

[0082] Dabei kann es vorgesehen sein, dass die Maschinensteuerung 4 einen im Hydrauliksystem 1 herrschenden Druck und/oder Durchfluss und/oder einen herrschenden Schwenkwinkel der Fluidobumpe 8 berücksichtigt, um den Schwenkwinkel der Fluidobumpe 8 zu adjustieren und somit einen Druck und/oder Durchfluss des Hydrauliksystems 1 hinsichtlich eines vorgegebenen oder berechneten Sollwerts zu regeln oder zu steuern.

[0083] Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Maschinensteuerung 4 eine Drehzahl des Antriebs 9 bei der Steuerung oder Regelung des Hydraulikventils 2 berücksichtigt und/oder sogar die Drehzahl des Antriebs 9 als weitere Steuer- oder Regelgröße zusätzlich zum Hydraulikventil 2 zur Steuerung oder Regelung des Hydrauliksystems 1 heranzieht.

[0084] Es kann dabei besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass die Maschinensteuerung 4 selbst ein vorzugsweise analoges Ansteuersignal erzeugt und an das Hydraulikventil 2 über die Signalverbindung 5 ausgibt, wobei der Aktuator 3 gemäß dem Ansteuersignal der Maschinensteuerung 4 das Hydraulikventil 2 ansteuert.

[0085] Wie in Fig. 2 ersichtlich ist, kann das Hydrauliksystem 1 dermaßen ausgebildet sein, dass über das Hydraulikventil 2 eine Stellung des Schwenkwinkels der Fluidbumpe 8 über den Hydraulikaktuator 11 eingestellt wird.

[0086] Der Hydraulikaktuator 11 zum Einstellen des Schwenkwinkels der Fluidpumpe 8 ist dabei als federrückgestellte Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet.

[0087] Das Hydraulikventil 2 des Ausführungsbeispiels der Fig. 2 (welche eine Detailansicht des Hydrauliksystems 1 der Fig. 1 darstellt) ist als magnetisch betätigtes, federrückgestelltes 3/2 Wegeventil ausgebildet, wobei der Aktuator 3 des Hydraulikventils 2 als die dargestellte Magnetbetätigung auszulegen ist, welche direkt über ein analoges Ansteuersignal der Maschinensteuerung 4 angesteuert werden kann.

[0088] Hierdurch wird es ermöglicht, dass eine Stellgröße - genauer gesagt: ein Ansteuersignal - der Maschinensteuerung 4 bekannt ist und dieses durch die Maschinensteuerung 4 bei weiteren Steuervorgängen berücksichtigt werden kann.

[0089] Somit ist es möglich, dass die Maschinensteuerung 4 mittels des Hydraulikventils 2 und des Hydraulikaktuators 11 ein Verdrängungsvolumen der Fluidbumpe 8 auf Basis einer aus der Ventilregelung resultierenden Stellgröße einstellt.

[0090] Es kann vorgesehen sein, dass die Maschinensteuerung 4 dazu ausgebildet ist, das Ansteuersignal für den Aktuator 3 des Hydraulikventils 2 unter Berücksichtigung eines Verdrängungsvolumens der Fluidbumpe 8 und/oder eines Betriebszustandes des Antriebs 9 der Fluidpumpe 8 zu erzeugen und auszugeben.

[0091] Die Figuren 3a, 3b zeigen hingegen bekannte Steuer- oder Regelverfahren aus dem Stand der Technik, wobei eine von der Maschinensteuerung 4 separierte Ventilelektronik am Hydraulikventil 2 vorgesehen ist, um eine Steuerung oder Regelung des Hydraulikventils 2 vorzunehmen.

[0092] Die Ventilelektronik übernimmt dabei Sensorsignale der Sensoren 6, 12, 13, 14 und verwendet diese zur analogen (Fig. 3a) oder digitalen (Fig. 3b) Steuerung oder Regelung des Ventils, bis ein Sollwert des Hydraulikventils 2 eingestellt ist.

[0093] Mit der Maschinensteuerung 4 kommuniziert die Ventilelektronik jedoch lediglich über Soll- und Istwerte, wobei die Ventilelektronik beispielsweise einen Sollwert für einen Druck der Fluidpumpe 8 von der Maschinensteuerung übermittelt bekommen kann und einen Istwert rückgeben kann.

[0094] Jedoch ist es aus dem Stand der Technik nicht möglich oder bekannt, dass die Maschinensteuerung 4 selbst Informationen über Stellgrößen des Hydraulikventils 2, Sensorsignale der Sensoren 6, 12, 13, 14 oder andere Regelparameter des Hydraulikventils 2 erfährt oder bereitgestellt bekommt, wodurch es für die Maschinensteuerung 4 beim Regeln oder Steuern weiterer Maschinenkomponenten nicht möglich ist, diese Parameter oder Sensorsignale heranzuziehen.

[0095] Bei einer digitalen Steuerung oder Regelung des Standes der Technik, wie durch die Fig. 3b dargestellt, ist es vorgesehen, dass die Ventilelektronik über ein Feldbus-System mit der Maschinensteuerung 4 verbunden ist, wobei noch zusätzlich weitere (Diagnose-) Parameterwerte der Ventilelektronik übermittelt werden können.

[0096] Wie durch Fig. 4 und die in Fig. 4 dargestellte erfindungsgemäße Ausführungsvariante hingegen ersichtlich ist, ist es gemäß der Erfindung vorgesehen, dass die Maschinensteuerung 4 direkt mit dem Hydraulikventil 2 kommuniziert, wobei durch die Maschinensteuerung 4 direkt, vorzugsweise analoge, Ansteuersignale an das Hydraulikventil 2 übersendet werden können und somit diese Ansteuersignale als Istwerte der Maschinensteuerung 4 auch vorliegen.

[0097] Des Weiteren können Sensormesssignale direkt an die Maschinensteuerung 4 übermittelt werden, wobei die Maschinensteuerung 4 aufgrund der Messwerte der Sensoren 6, 12, 13, 14 die Berechnung oder Ausgabe der Ansteuerwerte an das Hydraulikventil 2 anpassen kann.

[0098] Die in Fig. 5 beispielhaft dargestellte Formgebungsmaschine 15 ist eine Spritzgießmaschine und weist eine Einspritzeinheit 16 und eine Schließeinheit 17 auf, welche gemeinsam auf einem Maschinenrahmen 18 angeordnet sind. Der Maschinenrahmen 18 könnte alternativ auch mehrteilig ausgebildet sein.

[0099] Die Schließeinheit 17 weist eine feststehende Formaufspannplatte 19, eine bewegbare Formaufspannplatte 20 und eine Stirnplatte 21 auf.

[00100] Alternativ sind auch Ausführungsvarianten ohne Stirnplatte 21 möglich. Solche Schließeinheiten werden als Zwei-Platten-Schließeinheiten bezeichnet.

[00101] Die bewegbare Formaufspannplatte 20 ist über einen symbolisch dargestellten Schließantrieb 22 relativ zum Maschinenrahmen 18 bewegbar. Der Schließantrieb 22 kann dabei als hydraulische Antriebseinheit, welche über ein zuvor beschriebenes Hydrauliksystem 1 betrieben wird, ausgebildet sein.

[00102] An der festen Formaufspannplatte 19 und der beweglichen Formaufspannplatte 20 können Formhälften eines Formwerkzeugs 23 aufgespannt oder montiert werden (gestrichelt darge-

stellt).

[00103] Die feste Formaufspannplatte 19, die bewegliche Formaufspannplatte 20 und die Stirnplatte 21 sind zueinander durch die Holme 24 gelagert und geführt.

[00104] Das in Fig. 5 geschlossen dargestellte Formwerkzeug 23 weist wenigstens eine Kavität auf. Zur Kavität führt ein Einspritzkanal, über welchen eine plastifizierte Masse von der Plastifiziereinheit 25 zugeführt werden kann.

[00105] Die Einspritzeinheit 16 dieses Ausführungsbeispiels weist einen Einspritzzylinder 26 und eine im Einspritzzylinder 26 angeordnete Einspritzschnecke auf. Diese Einspritzschnecke ist um ihre Längsachse drehbar sowie entlang der Längsachse axial in Förderrichtung bewegbar.

[00106] Diese Bewegungen werden über eine schematisch dargestellte Antriebseinheit angetrieben. Bevorzugt umfasst diese Antriebseinheit einen hydraulischen Drehantrieb für die Drehbewegung und einen linearen hydraulischen Antrieb für die axiale Einspritzbewegung, wobei die hydraulischen Antriebe über ein zuvor beschriebenes Hydrauliksystem 1 betrieben werden können.

[00107] Das Plastifiziereinheit 25 (und somit die Einspritzeinheit 16) steht mit der zentralen Maschinensteuerung 4 in signaltechnischer Verbindung. Von der zentralen Maschinensteuerung 4 werden Steuerbefehle beispielweise an die Plastifiziereinheit 25 ausgegeben.

[00108] Die zentrale Maschinensteuerung 4 kann mit einer Bedieneinheit 27 und/oder einer Anzeigevorrichtung 28 über eine signalleitende Verbindung 29 verbunden sein oder integraler Bestandteil einer solchen Bedieneinheit 27 sein.

BEZUGSZEICHENLISTE:

1 Hydrauliksystem

2 Hydraulikventil

3 Aktuator

4 Maschinensteuerung

5 Signalverbindung

6 Sensor

7 Signalverbindung

8 Fluidbumpe

9 Antrieb

10 Signalverbindung

11 Hydraulikaktuator

12 Drucksensor

13 Durchflusssensor

14 Schwenkwinkelsensor 15 Formgebungsmaschine 16 Einspritzeinheit

17 Schließeinheit

18 Maschinenrahmen

19 feste Formaufspannplatte 20 bewegliche Formaufspannplatte 21 Stirnplatte

22 Schließantrieb

23 Formwerkzeug

24 Holm

25 Plastifiziereinheit

26 Einspritzzylinder

27 Bedieneinheit

28 Anzeigevorrichtung

29 Signalleitende Verbindung

Claims

Ansprüche

1. Hydrauliksystem für eine Formgebungsmaschine (15) mit

- zumindest einem Hydraulikventil (2), welches einen Aktuator (3) zum Stellen des zumindest einen Hydraulikventils (2) beinhaltet,

- einer separat vom zumindest einen Hydraulikventil (2) ausgeführten Maschinensteuerung (4),

- einer ersten Signalverbindung (5) zwischen der Maschinensteuerung (4) und dem zumindest einen Hydraulikventil (2), sowie

- zumindest einem Sensor (6),

dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Sensor (6) über zumindest eine zweite

Signalverbindung (7) mit der Maschinensteuerung (4) signalverbunden ist und die Maschi-

nensteuerung (4) zum Durchführen einer Ventilregelung des zumindest einen Hydraulikven-

tils (2) auf Basis von Messwerten des zumindest einen Sensors (6) ausgebildet ist.

2. Hydrauliksystem nach Anspruch 1, wobei die Maschinensteuerung (4) dazu ausgebildet ist, aus einer aus der Ventilregelung resultierenden Stellgröße ein Ansteuersignal für den Aktuator (3) des zumindest einen Hydraulikventils (2) zu erzeugen und auszugeben, sodass der Aktuator (3) durch das über die Signalverbindung (5) übertragene Ansteuersignal ansteuerbar ist.

3. Hydrauliksystem nach Anspruch 2, wobei die Maschinensteuerung (4) dazu ausgebildet ist, ein analoges Ansteuersignal für das zumindest eine Hydraulikventil (2) zu erzeugen und auszugeben.

4. Hydrauliksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Hydrauliksystem (1) wenigstens eine Fluidbpumpe (8) und einen an diese gekoppelten Antrieb (9) aufweist, wobei vorzugsweise der Antrieb (9) und/oder die wenigstens eine Fluidbumpe (8) mit einer weiteren Signalverbindung (10) mit der Maschinensteuerung (4) signalverbunden ist.

5. Hydrauliksystem nach Anspruch 4, wobei die wenigstens eine Fluidpumpe (8) hinsichtlich ihres Verdrängungsvolumens verstellbar ausgebildet ist, vorzugsweise als Axialkolbenpumpe mit verstellbarem Schwenkwinkel ausgebildet ist.

6. Hydrauliksystem nach Anspruch 5, wobei wenigstens ein mit dem Hydraulikventil (2) fluidleitend verbundener Hydraulikaktuator (11), vorzugsweise eine Kolben-Zylinder-Einheit, vorgesehen ist, welcher dazu ausgebildet ist, ein Verdrängungsvolumen der wenigstens einen Fluidpumpe (8) einzustellen.

7. Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Maschinensteuerung (4) dazu ausgebildet ist, mittels des zumindest einen Hydraulikventils (2) und/oder Hydraulikaktuators (11) ein Verdrängungsvolumen der wenigstens einen Fluidpumpe (8) auf Basis einer aus der Ventilregelung resultierenden Stellgröße einzustellen.

8. Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die Maschinensteuerung (4) dazu ausgebildet ist, das Ansteuersignal für den Aktuator (3) des zumindest einen Hydraulikventils (2) unter Berücksichtigung eines Verdrängungsvolumens der wenigstens einen Fluidbumpe (8) und/oder eines Betriebszustandes des Antriebs (9) der Fluidbumpe (8) zu erzeugen und auszugeben.

9. Hydrauliksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zumindest eine Sensor (6) als Drucksensor (12) und/oder Durchflusssensor (13) ausgebildet ist, wobei ein für den Druck und/oder Durchfluss repräsentatives Signal der Maschinensteuerung (4) bereitstellbar ist.

10. Hydrauliksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zumindest eine Sensor (6) als Positionssensor, vorzugsweise Schwenkwinkelsensor (14) ausgebildet ist.

11. Hydrauliksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Hydrauliksystem (1) wenigstens eine Antriebseinheit zum Antreiben wenigstens einer Maschinenkomponente, vorzugsweise einer Schließeinheit (17) und/oder Plastifiziereinheit (25), der Formgebungs-

maschine (15) aufweist, wobei die Maschinensteuerung (4) dazu ausgebildet ist, eine Bewegung, Geschwindigkeit und/oder Position der wenigstens einen Maschinenkomponente zu steuern oder zu regeln.

12. Formgebungsmaschine, vorzugsweise Spritzgießmaschine, mit zumindest einem Hydrauliksystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

13. Computerprogrammprodukt geeignet zum Betreiben eines Hydrauliksystems (1), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 11, und geeignet auf einer Maschinensteuerung (4) einer Formgebungsmaschine (15) ausgeführt zu werden umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch die Maschinensteuerung (4) diese veranlassen, Messwerte zumindest eines Sensors (6) entgegenzunehmen und eine Ventilregelung zumindest eines Hydraulikventils (2) auf Basis von Messwerten des zumindest einen Sensors (6) durchzuführen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen