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Elektro-hydraulische bzw. pneumatisch-hydraulische Steuerung für hydraulische Antriebe einer Kunststoffverarbeitungsmaschine
Die Erfindung betrifft eine elektro-hydraulische bzw. pneumatisch-hydraulische Steuerung für hydraulische Antriebe einer Kunststoffverarbeitungsmaschine, insbesondere Spritzgussmaschine mit hydraulischer Regelpumpe.
Bei Kunststoffverarbeitungsmaschinen, z. B. Spritzgussmaschinen werden die einzelnen Bewegungsvorgänge, wie Schliessen der Werkzeughälften, Anfahren der Spritzdüse, Antrieb der Plastifizierungsschnecke sowie der Einspritzvorgang und weitere Vorgänge von einer gemeinsamen Pumpe, die als Regelpumpe oder Pumpe mit konstanter Fördermenge ausgeführt ist, angetrieben. Die Bestimmung der unterschiedlichen Geschwindigkeiten der einzelnen Vorgänge erfolgt durch einstellbare Drosseln und ist somit eine reine Verluststeuerung. Es ist üblich, dass die Einstellung der Drosseln auf bestimmte Erfahrungswerte durch den Hersteller der Maschinen erfolgt. Eine Beeinflussung dieser Einstellung ist für den Benutzer der Maschinen nur im geringen Masse möglich, da diese überwiegend im Inneren der Maschine angeordnet sind.
Eine Beeinflussung dieser Drosseln in Abhängigkeit von bestimmten Bewegungsvorgängen an der Maschine ist nur mit hohem mechanischem Aufwand möglich.
Die dadurch erzielten Ergebnisse sind stark durch die Viskosität des öles beeinflusst und bringen im erhöhten Masse die Nachteile einer Verluststeuerung zur Geltung, wobei die ölerwärmung besonders hervorgehoben wird.
Bei andern Spritzgussmaschinen wurden bereits zwei Pumpen mit fest eingestellter Fördermenge angewendet, welche entsprechend der Eilgangs-oder Arbeitsbewegungen zugeschaltet werden. Auch eine solche Ausführung verlangt die Verwendung von Drosseln, da nur zwei in der Grösse unterschiedliche Förderströme zur Verfügung stehen. Eine Beeinflussung dieser Antriebe in Abhängigkeit von der Temperatur der Massezylinder oder von der Masse des Plastifizierungsmaterials oder andern technologischen Vorgängen ist nicht möglich, da eine stetige Veränderung der Regelpumpe oder der andern hydraulischen Antriebe nicht vorgesehen ist. Es wurde bereits vorgeschlagen, diese Unzulänglichkeiten dadurch einzuschränken, indem die Regelpumpe auf unterschiedliche Festwerte der Fördermengenverstellung schwenkbar gestaltet wurde.
Die dazu verwendbaren technischen Mittel lassen maximal fünf bis sechs Festwerte zu. Damit lässt sich vom Antrieb her eine Beeinflussung durch die technologischen Vorgänge der Maschine nicht erreichen.
Weiterhin sind auch Stellglieder bekannt, durch welche Regelpumpen stetig verstellbar sind. Diese bestehen aus durch Zahnradgetriebe antreibbare Nockenscheiben, welche durch stirnseitige Leitkurvennuten über einen Verbindungsteil die Exzentrizität der Regelpumpe verstellen. Durch die Form der Leitkurvennut ist ein erfahrungsgemässer Verlauf der für einen Arbeitsvorgang notwendigen Ölmengenveränderung festgelegt. Die Verbindung zu dem bestimmenden Maschinenteil wird durch Stangen mit Verzahnung oder gleichartige Mittel herbeigeführt. Auf solche Weise lassen sich
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verschiedenste Arbeitsgänge, welche zum Teil nur als elektrisches Signal darstellbar sind, infolge des mechanischen Aufwandes nicht regeln.
Es ist deswegen Aufgabe der Erfindung, eine elektrohydraulische bzw. pneumatisch-hydraulische
Steuerung für hydraulische Antriebe einer Kunststoffverarbeitungsmaschine zu schaffen, die es ermöglicht, Regelkreise zu bilden, die die Vorgänge der Verarbeitungstechnologie sowie die der Antriebstechnik einschliessen.
Dieses wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass ein elektrischer oder pneumatischer Programmgeber, dessen Sollwertgeber durch Druck, Temperatur, Zeit oder Weg verstellbar oder von Hand einstellbar sind, eine Servoverstellung für die Fördermenge einer Regelpumpe beeinflusst, die die
Verbraucher unter Zwischenschaltung von Wegventilen beaufschlagt, deren Verstellung gleichfalls der Programmgeber steuert. Im Programmgeber sind ein oder mehrere Verzögerungsglieder dem zuzuschaltenden Sollwertgeber in Reihe schaltbar angeordnet.
Durch diese Massnahmen ist es möglich, stetige Änderungen der Sollwertgeber durch entsprechende Programmierung zur Beeinflussung von durch den technologischen Vorgang verknüpften Grössen zu verwenden und die Maschinen im erforderlichen Masse mit Regelkreisen auszustatten, die einen vollautomatischen Betrieb bei höchster Qualität der erzeugten Werkstücke zulassen. Durch teilweise Anwendung der Regelkreise sind die Maschinen den jeweiligen Forderungen der Verbraucher anzupassen.
An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in Signalbild der Steuerung einer Spritzgussmaschine für Kunststoffe, bei welcher zur Nullhubverstellung der Regelpumpe ein Regelkreis gebildet ist, und die Sollwerte für die übrigen Maschinenfunktionen durch einstellbare Potentiometer vorgegeben werden.
Eine Regelpumpe--l--beaufschlagt über vier Wegeventile--2 ; 3 ; 4 ; 5--vier Verbraucher - 6 ; 7 ; 8 ; 9--, von denen einer ein Hydromotor zum Antrieb der Plastifizierungsschnecke ist und die andern hydraulische Zylinder mit Kolben sind. Mit den Verbrauchern--6 ; 7 ; 8 ; 9-sind Wegspannungswandler --10 ; 11 ; 12 ; 13-- in Form von Endtastern verbunden, deren Spannungsänderungen oder Impulse als Istwerte zum Programmgeber--14--geleitet werden.
Am Programmgeber--14--werden ausserdem durch Sollwertgeber--15 ; 16 ; 17 ; 18--in Form von verstellbaren Potentiometern die Sollwerte eingegeben, die durch ein vom technologischen Vorgang an der Maschine bestimmtes Programm verschaltet sind und nacheinander in der durch das Programm festgelegten Reihenfolge einem Abgleich--19--zugeleitet werden, danach über einen Verstärker - 20-- eine Servoverstellung --21-- der Regelpumpe --1-- beeinflussen, durch welche die Exzentrizität der Regelpumpe--l--auf den eingestellten Wert gebracht wird. Die Grösse der Exzentrizität wird über einen Wegspannungswandler -22-- als Istwertgeber zum Abgleich--19zurückgeführt.
Nach der Regelpumpe-l-ist in die Druckleitung ein Druckspannungswandler --23--, der ebenfalls als Istwertgeber wirkt, dessen Spannung zum Programmgeber--14-zurückgeführt wird und dort in bekannter Weise zur Nullhubregelung der Regelpumpe--l-- ausgenutzt wird, geschaltet.
Es werden im Sollwertgeber-15 ; 16 ; 17 ; 18-der Verarbeitungstechnologie entsprechende Grössen eingestellt und somit dem Programmgeber--14--zugeleitet. Mit Inbetriebnahme der Maschine werden entsprechend der Programmierung in Grösse und Reihenfolge Signale dem Abgleich - 19-- und danach dem Verstärker--20--zugeführt, dessen Ausgang die Servoverstellung --21-- der Regelpumpe--l--verstellt. Der Ist-Wert der Verstellung bringt durch die Rückführung zum Abgleich--19--eine genaue Einhaltung der gewünschten Fördermenge. Von der Regelpumpe--l--fliesst der Druckstrom an alle Wegeventile--2 ; 3 ; 4 ; 5--, von denen eines oder zwei vom Programmgeber entsprechend der Programmierung verstellt sind.
Dadurch fördert die
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Eilgangszylinders verzögert auf die Arbeitsganggeschwindigkeit reduziert wird.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, bei grossen Maschinen an Stelle der Wegeventile-2 ; 3 ; 4 ;
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