AT524160A1 - Hydraulic drive device for a shaping machine - Google Patents
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Abstract
Hydraulische Antriebsvorrichtung (1) für eine Spritzgießmaschine mit einer hydraulischen Antriebseinheit (2), einer Kolben-Zylinder-Einheit (3), einem Hydraulikleitungssystem (4) und einer Steuer- oder Regeleinheit (5), wobei die hydraulische Antriebseinheit (2) über die Steuer- oder Regeleinheit (5) zur Erzeugung einer bestimmten hydraulischen Leistung ansteuerbar ist, wobei in einem ersten Betriebsmodus (B1) – in welchem der Differentialbetrieb aktiv ist – die Kolben-Zylinder-Einheit (3) mit niedriger Kraft (F) und mit hoher Geschwindigkeit (V) ansteuerbar ist und in einem zweiten Betriebsmodus (B2) – in welchem der Differentialbetrieb inaktiv ist – die Kolben-Zylinder-Einheit (3) mit hoher Kraft (F) und mit niedriger Geschwindigkeit (V) ansteuerbar ist. Für ein Umschalten vom ersten Betriebsmodus (B1) in den zweiten Betriebsmodus (B2) ist zur zumindest teilweisen Kompensation eines sich beim Umschalten ergebenden Kraftanstiegs und/oder Geschwindigkeitsabfalls der Kolben-Zylinder-Einheit (3) die hydraulische Antriebseinheit (2) zur Ausgabe einer geänderten hydraulischen Leistung ansteuerbar.Hydraulic drive device (1) for an injection molding machine with a hydraulic drive unit (2), a piston-cylinder unit (3), a hydraulic line system (4) and a control or regulating unit (5), the hydraulic drive unit (2) being Control or regulating unit (5) can be controlled to generate a certain hydraulic power, wherein in a first operating mode (B1) - in which the differential operation is active - the piston-cylinder unit (3) with low force (F) and with high Speed (V) can be controlled and in a second operating mode (B2) - in which the differential mode is inactive - the piston-cylinder unit (3) can be controlled with high force (F) and at low speed (V). To switch from the first operating mode (B1) to the second operating mode (B2), the hydraulic drive unit (2) is used to output a changed hydraulic power controllable.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Antriebsvorrichtung für eine Formgebungsmaschine, insbesondere Spritzgießmaschine oder Spritzpresse, mit einer hydraulischen Antriebseinheit zur Erzeugung einer hydraulischen Leistung, einer Kolben-Zylinder-Einheit, einem die hydraulische Antriebseinheit mit der KolbenZylinder-Einheit verbindenden Hydraulikleitungssystem, in welchem über die hydraulische Antriebseinheit eine hydraulische Leistung einstellbar ist. Das Hydraulikleitungssystem weist eine erste Anschlussstelle zur Verbindung mit der hydraulischen Antriebseinheit, eine zweite Anschlussstelle zur Verbindung mit einer stangenseitigen Kammer der Kolben-Zylinder-Einheit, eine dritte Anschlussstelle zur Verbindung mit einer kolbenseitigen Kammer der Kolben-Zylinder-Einheit, eine die zweite Anschlussstelle mit der dritten Anschlussstelle verbindende Umlaufleitung und wenigstens ein Schaltelement zum Einstellen eines Differentialbetriebs auf, wobei in einer Differentialstellung des Schaltelements über die Umlaufleitung der Differentialbetrieb aufbaubar ist. Zudem ist eine Steuer- oder Regeleinheit zum Steuern oder Regeln der hydraulischen Antriebsvorrichtung vorgesehen, wobei die hydraulische Antriebseinheit über die Steuer- oder Regeleinheit zur Erzeugung einer bestimmten hydraulischen Leistung ansteuerbar ist und wobei das Schaltelement über die Steuer- oder Regeleinheit ansteuerbar ist, wobei in einem ersten Betriebsmodus — in welchem der Differentialbetrieb aktiv ist — die Kolben-ZylinderEinheit mit niedriger Kraft und mit hoher Geschwindigkeit ansteuerbar ist und in einem zweiten Betriebsmodus — in welchem der Differentialbetrieb inaktiv ist — die Kolben-Zylinder-Einheit mit hoher Kraft und mit niedriger Geschwindigkeit ansteuerbar ist. Weiters betrifft die Erfindung eine Formgebungsmaschine mit einer solchen hydraulischen Antriebsvorrichtung, ein Verfahren zum Betreiben einer solchen hydraulischen Antriebsvorrichtung sowie ein Computerprogrammprodukt The present invention relates to a hydraulic drive device for a molding machine, in particular an injection molding machine or transfer press, with a hydraulic drive unit for generating hydraulic power, a piston-cylinder unit, a hydraulic line system connecting the hydraulic drive unit with the piston-cylinder unit, in which via the hydraulic Drive unit hydraulic power is adjustable. The hydraulic line system has a first connection point for connection to the hydraulic drive unit, a second connection point for connection to a rod-side chamber of the piston-cylinder unit, a third connection point for connection to a piston-side chamber of the piston-cylinder unit, a second connection point with the circulating line connecting the third connection point and at least one switching element for setting a differential operation, wherein in a differential position of the switching element the differential operation can be built up via the circulating line. In addition, a control or regulating unit is provided for controlling or regulating the hydraulic drive device, the hydraulic drive unit being controllable via the control or regulating unit to generate a specific hydraulic power and the switching element being controllable via the control or regulating unit, wherein in a first operating mode - in which the differential mode is active - the piston-cylinder unit can be controlled with low force and at high speed and in a second operating mode - in which the differential mode is inactive - the piston-cylinder unit can be controlled with high force and at low speed is. Furthermore, the invention relates to a shaping machine with such a hydraulic drive device, a method for operating such a hydraulic drive device and a computer program product
zum Durchführen eines Verfahrens. to perform a procedure.
Differentialschaltungen von Kolben-Zylinder-Einheiten sind seit Jahren Stand der Technik und werden in diversen Anwendungen mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen eingesetzt. Ein erhöhter Druck bzw. eine erhöhte Kraft wird aufgebaut, indem der wirksame Durchmesser (bzw. die wirksame Kolbenfläche) erhöht wird. Auf diese Weise ist es möglich, mit einer Differential-Kolben-ZylinderEinheit bei gleicher hydraulischer Leistung (das heißt, bei gleichem Druck und Differential circuits of piston-cylinder units have been state of the art for years and are used in various applications with different transmission ratios. An increased pressure or an increased force is built up by increasing the effective diameter (or the effective piston area). In this way it is possible to use a differential piston-cylinder unit with the same hydraulic power (i.e. with the same pressure and
- Hohe Geschwindigkeit und dafür geringe wirksame Kraft - High speed and therefore low effective force
In den meisten Fällen wird dabei vor einer Bewegung ausgewählt, welcher Betriebszustand ausgewählt wird. Ein Beispiel bei Formgebungsmaschinen der Anmelderin ist der Einsatz beim Einspritzen, wobei beim Einspritzvorgang wahlweise „erhöhter Spritzdruck“ oder „differentiales Einspritzen“ möglich ist. Ein typisches Zylinderverhältnis liegt dabei bei 1:5. Ein weiteres Beispiel bei Formgebungsmaschinen der Anmelderin ist der Einsatz beim Öffnen mittels einer Eilhubvorrichtung. Meist erfolgt das Öffnen mittels der Eilhubvorrichtung mit hoher Geschwindigkeit im Differentialbetrieb, während für eine erhöhte Öffnungskraft die Differentialschaltung deaktivierbar ist. Ein typisches Zylinderverhältnis liegt hier bei 1:2. In most cases, the operating state that is selected is selected before a movement. An example in the applicant's molding machines is the use in injection, with either “increased injection pressure” or “differential injection” being possible during the injection process. A typical cylinder ratio is 1:5. A further example of the applicant's shaping machines is the use when opening by means of an express lifting device. Opening usually takes place by means of the express lifting device at high speed in differential operation, while the differential circuit can be deactivated for increased opening force. A typical cylinder ratio here is 1:2.
Aber auch Anwendungen, bei denen während der Bewegung der Kolben-ZylinderEinheit geschaltet wird, sind bekannt. Zum Beispiel kann bei einem hydraulischen Kniehebelmechanismus, bei welchem der eigentliche Schließvorgang mit hoher Geschwindigkeit und geringem Kraftbedarf im Differentialbetrieb gefahren wird, für das Durchdrücken des Kniehebels die Differentialschaltung aufgehoben werden, womit die maximale Kraft (für den Schließkraftaufbau) zur Verfügung steht. However, applications in which switching occurs while the piston-cylinder unit is moving are also known. For example, in the case of a hydraulic toggle lever mechanism, in which the actual closing process is carried out at high speed and with low power requirement in differential operation, the differential switching can be canceled for pushing the toggle lever, whereby the maximum force (for the build-up of closing force) is available.
Beispiele für Differentialschaltungen sind im Folgenden angeführt. Examples of differential circuits are given below.
Die DE 37 35 123 A1 beschreibt eine hydraulische Antriebsvorrichtung für ein Stanzoder Prägewerkzeug. Eingangs wird auf das Problem der lastgerechten Umschaltung des als Antriebselements vorgesehenen Differential-Hydrozylinders eingegangen. Dazu wird das Flächen-Umschaltventil als ein ausschließlich druckabhängig gesteuertes Ventil ausgestaltet, bei dem durch die einstellbare Schließkraft eines Rückschlagventils der Ansprechdruck einstellbar ist. Dennoch kann es bei einer derartigen Ausgestaltung zu abrupten Kraft- oder Geschwindigkeitsänderungen kommen, die zu einem erhöhten Verschleiß oder zu einem ungünstigen Verhalten DE 37 35 123 A1 describes a hydraulic drive device for a punching or embossing tool. At the outset, the problem of switching over the differential hydraulic cylinder provided as the drive element in accordance with the load is discussed. For this purpose, the area changeover valve is designed as a valve that is controlled exclusively as a function of pressure, in which the response pressure can be adjusted by the adjustable closing force of a check valve. Nevertheless, such a configuration can lead to abrupt changes in force or speed, which can lead to increased wear or unfavorable behavior
der Bewegung der Kolben-Zylinder-Einheit führt. the movement of the piston-cylinder unit.
zusätzliche Öffnung vorhanden ist, um ein großes Volumen ausschieben zu können. additional opening is available to be able to push out a large volume.
Die WO 2006/042500 A2 beschreibt und zeigt eine hydraulische betätigte Gießeinheit, wobei der Hydraulikschaltplan einer Gießeinheit einer Druckgussmaschine dargestellt ist. Die Gießeinheit hat einen Gießzylinder, dessen Kolben einen in einer nicht dargestellten Gießbüchse geführten Gießkolben betätigt. In diese Gießbüchse oder Füllkammer wird das aufgeschmolzene Formmaterial eingeführt und dann durch Axialvorschub des Gießkolbens in Richtung zu einer Form bewegt, sodass diese während der Formfüllphase mit Schmelze gefüllt und während der Nachdruckphase die in der Form aufgenommene Schmelze verdichtet und eventueller Schwund ausgeglichen wird. Die Ansteuerung des Gießzylinders erfolgt über die Steueranordnung, die im Wesentlichen aus einem stetig verstellbaren Wegeventil, einem Gegendruckventil, einem Gegendruckregelventil, zwei sperrbaren Rückschlagventilen, einem ND-Rückschlagventil, einem HD-Regelventil und einem Wegesitzschaltventil besteht. Zudem ist angeführt, dass das Umschalten auf die Formfüllphase ebenfalls druckfrei erfolgt. Das stetig verstellbare Wegeventil ist so ausgelegt, dass es während der Vorfüllphase den aus einem Ringraum des WO 2006/042500 A2 describes and shows a hydraulically actuated casting unit, showing the hydraulic circuit diagram of a casting unit of a die-casting machine. The casting unit has a casting cylinder, the piston of which actuates a casting piston guided in a casting sleeve, not shown. The molten mold material is introduced into this casting sleeve or filling chamber and then moved in the direction of a mold by the axial feed of the casting plunger, so that the mold is filled with melt during the mold filling phase and the melt contained in the mold is compressed during the holding pressure phase and any shrinkage is compensated for. The casting cylinder is actuated via the control arrangement, which essentially consists of a continuously adjustable directional control valve, a counter-pressure valve, a counter-pressure control valve, two lockable check valves, an LP check valve, an HP control valve and a directional seat switching valve. It is also stated that switching to the mold filling phase also takes place without pressure. The continuously adjustable directional control valve is designed in such a way that, during the pre-filling phase, the pressure from an annulus of the
Schließlich kann auch noch auf DE 10 2017 206 581 A1 verwiesen werden, welche eine Ventilanordnung für Stiel-Zylinder mit zwei Betriebszuständen zeigt. Konkret geht es hier um eine Ventilanordnung für einen gattungsfremden Bagger. Als Vorteil der Erfindung ist angegeben, einen besonders sanften Übergang bei einer Umkehr der Bewegungsrichtung des Differentialzylinders bzw. des Aktuators zu ermöglichen. Der Aktuator würde in der dritten Stellung aufgrund seiner Trägheit ungewollt ruckartig abgebremst werden, wodurch eine fließende Bewegung verhindert wird. Dies wird durch die zweite Stellung des zweiten Ventils verhindert. In dieser ist ein Fluidströmungspfad ausgehend vom ersten Arbeitsanschluss über das zweite Ventil über einen Rücklaufanschluss zum Tank hin eröffnet. Dieser Fluidströmungspfad umgeht das erste Rückschlagventil, sodass ein Fluidstrom vom ersten Arbeitsanschluss zum Tank hin möglich ist. Der zweite Arbeitsanschluss ist über ein optionales zweites Rückschlagventil an den Tank angeschlossen. Dieses lässt ausschließlich einen Fluidstrom vom Tank zur Stangenseite des Differentialzylinders zu. Dadurch wird verhindert, dass an der Stangenseite Kavitation entsteht, wenn sich der Differentialzylinder im Rahmen des zweiten Betriebszustands bewegt. Dabei wird Druckfluid vom Tank zur Stangenseite gesaugt. Es wird somit zwar beschrieben, dass der Differentialschaltungseffekt einen sanften Übergang aufweist, jedoch kann es dennoch — vor allem wenn die zur Differentialschaltung zugeführte hydraulische Leistung sehr hoch ist — zu abrupten Kraft- oder Geschwindigkeitsänderungen Finally, reference can also be made to DE 10 2017 206 581 A1, which shows a valve arrangement for stick cylinders with two operating states. Specifically, this is about a valve arrangement for a non-generic excavator. An advantage of the invention is that a particularly smooth transition is made possible when the direction of movement of the differential cylinder or the actuator is reversed. In the third position, the actuator would be braked abruptly because of its inertia, preventing a smooth movement. This is prevented by the second position of the second valve. In this, a fluid flow path is opened starting from the first working connection via the second valve via a return connection to the tank. This fluid flow path bypasses the first check valve to allow fluid flow from the first workport to the tank. The second working port is connected to the tank via an optional second check valve. This only allows fluid flow from the tank to the rod side of the differential cylinder. This prevents cavitation from occurring on the rod side when the differential cylinder moves in the second mode. In doing so, pressurized fluid is sucked from the tank to the rod side. Thus, while the differential circuit effect is described as having a smooth transition, abrupt changes in force or speed can still occur, particularly when the hydraulic power supplied to the differential circuit is very high
kommen. come.
Beim Stand der Technik ist es generell nachteilig, dass eine schlagartige Geschwindigkeits- oder Kraftänderung entsprechend der Zylinderflächenverhältnisse auftritt, wenn die Differentialschaltung während der Bewegung der Kolben-ZylinderEinheit aktiviert oder deaktiviert wird. In the prior art, it is generally disadvantageous that an abrupt change in speed or force occurs in accordance with the cylinder surface ratios when the differential circuit is activated or deactivated during the movement of the piston-cylinder unit.
Einheit möglichst vermieden werden. unit should be avoided as much as possible.
Dies wird durch eine hydraulische Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Demnach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass einerseits für ein Umschalten vom ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus zur zumindest teilweisen Kompensation eines sich beim Umschalten ergebenden Kraftanstiegs und/oder Geschwindigkeitsabfalls der Kolben-Zylinder-Einheit die hydraulische Antriebseinheit zur Ausgabe einer geänderten hydraulischen Leistung ansteuerbar ist. Andererseits ist vorgesehen, dass für ein Umschalten vom zweiten Betriebsmodus in den ersten Betriebsmodus zur zumindest teilweisen Kompensation eines sich beim Umschalten ergebenden Kraftabfalls und/oder Geschwindigkeitsanstiegs der Kolben-Zylinder-Einheit die hydraulische Antriebseinheit zur Ausgabe einer geänderten hydraulischen Leistung ansteuerbar ist. This is solved by a hydraulic drive device with the features of claim 1. Accordingly, the invention provides that, on the one hand, for switching from the first operating mode to the second operating mode to at least partially compensate for an increase in force and/or a drop in speed of the piston-cylinder unit that occurs during switching, the hydraulic drive unit can be controlled to output a changed hydraulic power. On the other hand, it is provided that for switching from the second operating mode to the first operating mode to at least partially compensate for a drop in force and/or an increase in speed of the piston-cylinder unit that occurs during switching, the hydraulic drive unit can be controlled to output a changed hydraulic power.
Mithin erfolgt die Geschwindigkeits- oder Kraftänderung der Kolben-Zylinder-Einheit kontrolliert und geregelt. Anders ausgedrückt, wird die Umschaltung zwischen den Betriebsmodi über ein Schaltelement (z. B. über ein Proportional- oder Regelventil) realisiert und parallel wird die Antriebsquelle (hydraulische Antriebseinheit z. B. in Form eine Pumpe oder ebenfalls eines Proportionalventils) derart geregelt, dass ein vorbestimmtes Geschwindigkeits- und/oder Kraftprofil ohne merkbaren Schaltvorgang gefahren werden kann. The change in speed or force of the piston-cylinder unit is therefore controlled and regulated. In other words, switching between the operating modes is implemented via a switching element (e.g. via a proportional or control valve) and the drive source (hydraulic drive unit, e.g. in the form of a pump or also a proportional valve) is controlled in parallel in such a way that a predetermined speed and/or force profile can be driven without a noticeable shifting process.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Preferred embodiments of the present invention are given in the dependent claims.
Zur allgemeinen Erläuterung sei angeführt, dass die hydraulische Leistung einem For general explanation it should be mentioned that the hydraulic power of a
Produkt einer von der hydraulischen Antriebseinheit pro Zeiteinheit geförderten Product of one conveyed by the hydraulic drive unit per unit of time
Hydraulikmenge und des von der hydraulischen Antriebseinheit erzeugten Hydraulic quantity and generated by the hydraulic drive unit
Wiederum anders ausgedrückt: Die hydraulische Leistung setzt sich zusammen aus der Geschwindigkeit bzw. der Menge und dem Druck. Die hydraulische Leistung selbst wird nicht bestimmt bzw. eingestellt. Vielmehr wird die Geschwindigkeit eingestellt und die Grenzen für den Druck festgelegt. Auch umgekehrt kann der To put it another way: The hydraulic power is made up of the speed or quantity and the pressure. The hydraulic power itself is not determined or adjusted. Rather, the speed is set and the limits for the pressure are set. It can also be reversed
Druck eingestellt werden und die Grenzen für die Geschwindigkeit festgelegt werden. pressure can be set and the speed limits can be set.
Als Hydraulikmedium kann ein Hydraulikfluid, insbesondere eine Hydrauliköl, A hydraulic fluid, in particular a hydraulic oil, can be used as the hydraulic medium
verwendet werden. be used.
Für die hydraulische Antriebseinheit ist vorgesehen, dass sie mit einer Hydraulikquelle in Verbindung steht. Die Hydraulikquelle kann zum Beispiel in Form eines Hydrauliktanks ausgebildet sein. Um das Fördern des Hydraulikfluids durchzuführen, ist bevorzugt vorgesehen, dass die hydraulische Antriebseinheit eine Hydraulikpumpe und/oder ein Proportionalventil aufweist. Provision is made for the hydraulic drive unit to be connected to a hydraulic source. The hydraulic source can be in the form of a hydraulic tank, for example. In order to convey the hydraulic fluid, it is preferably provided that the hydraulic drive unit has a hydraulic pump and/or a proportional valve.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die hydraulische Antriebseinheit — zumindest für das Umschalten zwischen den Betriebsmodi — auf Basis eines vorbestimmten Leistungsprofils ansteuerbar ist. Dadurch ist es möglich, dass die Kolben-Zylinder-Einheit mit einem vorbestimmten Geschwindigkeits- und/oder Kraftprofil betreibbar ist. Vorbestimmte Geschwindigkeits- und/oder Kraftprofile können zum Beispiel in einem Speicher der Steuer- oder Regeleinheit hinterlegt sein. According to a preferred exemplary embodiment, it is provided that the hydraulic drive unit—at least for switching between the operating modes—can be controlled on the basis of a predetermined performance profile. This makes it possible for the piston-cylinder unit to be operable with a predetermined speed and/or force profile. Predetermined speed and/or force profiles can be stored in a memory of the control or regulation unit, for example.
Für den Betrieb der Antriebsvorrichtung kann gemäß einer ersten Variante vorgesehen sein, dass im ersten Betriebsmodus in einem bestimmten Zeitraum (beispielsweise 0,05 bis 0,7 Sekunden) vor dem Umschalten in den zweiten Betriebsmodus die hydraulische Antriebseinheit zur Ausgabe einer verringerten hydraulischen Leistung derart ansteuerbar ist, dass die von der hydraulischen Antriebseinheit geförderte Hydraulikmenge von einem konstant hohen Niveau auf ein According to a first variant, for the operation of the drive device it can be provided that in the first operating mode in a certain period of time (e.g. 0.05 to 0.7 seconds) before switching to the second operating mode, the hydraulic drive unit can be controlled in such a way to output a reduced hydraulic power is that the hydraulic quantity delivered by the hydraulic drive unit goes from a constantly high level to a
konstant niedriges Niveau sinkt und dadurch die Geschwindigkeit der Kolben-constantly low level and thus the speed of the piston
Weiters ist bei dieser ersten Variante bevorzugt vorgesehen, dass, vorzugsweise gleichzeitig, mit dem Umschalten vom ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus die hydraulische Antriebseinheit derart ansteuerbar ist, dass die hydraulische Leistung der hydraulischen Antriebseinheit steigt und gleichzeitig die von der Kolben-Zylinder-Einheit ausgeübte Kraft von einem niedrigem Niveau auf ein hohes Niveau steigt und die Geschwindigkeit der Kolben-Zylinder-Einheit auf niedrigem Niveau konstant bleibt. Furthermore, in this first variant, it is preferably provided that, preferably at the same time as switching from the first operating mode to the second operating mode, the hydraulic drive unit can be controlled in such a way that the hydraulic power of the hydraulic drive unit increases and at the same time that exerted by the piston-cylinder unit Force increases from a low level to a high level and the speed of the piston-cylinder unit remains constant at the low level.
Für den Betrieb der Antriebsvorrichtung kann gemäß einer zweiten Variante vorgesehen sein, dass das Umschalten vom ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus in Form eines graduellen (beispielsweise 0,1 bis 0,4 Sekunden dauernden) Umschaltens erfolgt. According to a second variant, for the operation of the drive device it can be provided that the changeover from the first operating mode to the second operating mode takes place in the form of a gradual changeover (lasting for example 0.1 to 0.4 seconds).
Weiters ist bei dieser zweiten Variante bevorzugt vorgesehen, dass während des graduellen Umschaltens die hydraulische Antriebseinheit zur Ausgabe der hydraulischen Leistung derart ansteuerbar ist, dass die von der hydraulischen Antriebseinheit geförderte Hydraulikmenge zunächst von einem Ausgangsniveau steigt und dann wieder auf das Ausgangsniveau sinkt, wobei während des graduellen Umschaltens gleichzeitig die von der Kolben-Zylinder-Einheit ausgeübte Kraft steigt und die Geschwindigkeit der Kolben-Zylinder-Einheit sinkt. Furthermore, in this second variant, it is preferably provided that, during the gradual switchover, the hydraulic drive unit for outputting the hydraulic power can be controlled in such a way that the hydraulic quantity delivered by the hydraulic drive unit first increases from an initial level and then falls back to the initial level, with during the gradual switching, the force exerted by the piston-cylinder unit simultaneously increases and the speed of the piston-cylinder unit decreases.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Erkennungsvorrichtung zum Erkennen des Umschaltzeitpunkts zwischen den Betriebsmodi vorgesehen. Diese Erkennungsvorrichtung kann in die Steuer- oder Regeleinheit integriert sein oder mit According to a preferred exemplary embodiment, a detection device is provided for detecting the time of switching between the operating modes. This detection device can be integrated into the control or regulation unit or with
dieser in signaltechnischer Verbindung stehen. these are in signaling connection.
Um ein möglichst glattes Umschalten zwischen den Betriebsmodi zu erreichen, ist bevorzugt vorgesehen, dass die von der hydraulischen Antriebseinheit ausgegebene hydraulische Leistung in Abhängigkeit des von der Erkennungsvorrichtung erkannten In order to achieve switching between the operating modes that is as smooth as possible, it is preferably provided that the hydraulic power output by the hydraulic drive unit is dependent on the power detected by the detection device
Umschaltzeitpunkts veränderbar ist. Switching time is changeable.
Schutz wird auch begehrt für eine Formgebungsmaschine, insbesondere Spritzgießmaschine oder Spritzpresse, mit einer erfindungsgemäßen hydraulischen Antriebsvorrichtung. Protection is also sought for a molding machine, in particular an injection molding machine or transfer press, with a hydraulic drive device according to the invention.
Die Formgebungsmaschine ist bevorzugt derart aufgebaut, dass sie eine Einspritzeinheit und eine Schließeinheit umfasst. Eine solche Formgebungsmaschine kann eine Kolben-Zylinder-Einheit für eine bestimmte Komponente aufweisen oder mehrere Kolben-Zylinder-Einheiten aufweisen. Beispielsweise ist vorgesehen, dass über die hydraulische Antriebsvorrichtung und deren Kolben-Zylinder-Einheit(en) — vorzugsweise jeweils — ein Einspritzkolben der Einspritzeinheit, eine Schließkraftaufbringungsvorrichtung der Schließeinheit, eine Eilhubvorrichtung der Schließeinheit oder ein Auswerfer bewegbar ist. The molding machine is preferably constructed to include an injection unit and a clamping unit. Such a molding machine may have one piston-cylinder unit for a particular component, or it may have multiple piston-cylinder units. For example, it is provided that an injection piston of the injection unit, a clamping force application device of the clamping unit, an express lifting device of the clamping unit or an ejector can be moved via the hydraulic drive device and its piston-cylinder unit(s)—preferably each.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Formgebungsmaschine eine Maschinensteuerung aufweist, wobei die Steuer- oder Regeleinheit in die Maschinensteuerung integriert ist oder mit der Maschinensteuerung in signaltechnischer Verbindung steht. Diese Maschinensteuerung kann auch eine Bedieneinheit mit einem Bildschirm und einer According to a preferred exemplary embodiment, it is provided that the shaping machine has a machine controller, with the control or regulating unit being integrated into the machine controller or being connected to the machine controller by means of signals. This machine control can also be a control unit with a screen and a
Eingabevorrichtung für einen Bediener aufweisen. Have input device for an operator.
Bei einem Verfahren zum Betreiben einer hydraulischen Antriebsvorrichtung für eine Formgebungsmaschine, insbesondere Spritzgießmaschine oder Spritzpresse, mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 15 ist zur Lösung der oben angeführten Aufgabe vorgesehen, dass die hydraulische Antriebsvorrichtung derart angesteuert wird, dass für ein Umschalten vom ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus zur zumindest teilweisen Kompensation eines sich beim Umschalten ergebenden Kraftanstiegs und/oder Geschwindigkeitsabfalls der Kolben-ZylinderEinheit die hydraulische Antriebseinheit zur Ausgabe einer geänderten In a method for operating a hydraulic drive device for a molding machine, in particular an injection molding machine or transfer press, with the features of the preamble of claim 15, the solution to the above-mentioned object provides that the hydraulic drive device is controlled in such a way that, for switching from the first operating mode to the second operating mode for at least partially compensating for an increase in force and/or a drop in speed of the piston-cylinder unit that occurs when switching over, the hydraulic drive unit for outputting a changed
Weiters wird Schutz begehrt für ein Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung eines Programms durch eine Recheneinheit diese veranlassen, das erfindungsgemäße Verfahren auf einer Formgebungsmaschine Furthermore, protection is sought for a computer program product comprising instructions which, when a program is executed by a computing unit, cause the latter to carry out the method according to the invention on a shaping machine
auszuführen. to execute.
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: Further details and advantages of the present invention are explained in more detail below on the basis of the description of the figures with reference to the exemplary embodiments illustrated in the drawings. Show in it:
Fig. 1 schematisch eine Formgebungsmaschine, Fig. 2 ein Kraft-Geschwindigkeit-Leistung-Diagramm der Differentialschaltung, Fig. 3 ein Hydraulikschaltbild der hydraulischen Antriebsvorrichtung, Fig. 1 shows a schematic of a shaping machine, Fig. 2 shows a force-speed-power diagram of the differential circuit, Fig. 3 shows a hydraulic circuit diagram of the hydraulic drive device,
Fig. 4a+4b Ablaufdiagramme der Geschwindigkeit, hydraulischen Leistung und Kraft gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, 4a+4b flow charts of the speed, hydraulic power and force according to a first exemplary embodiment,
Fig. 5a+5b Ablaufdiagramme der Geschwindigkeit, hydraulischen Leistung und Kraft gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, 5a+5b flow charts of the speed, hydraulic power and force according to a second embodiment,
Fig. 6a-6c unterschiedliche Varianten eines Hydraulikschaltbilds einer hydraulischen Antriebsvorrichtung und Fig. 6a-6c different variants of a hydraulic circuit diagram of a hydraulic drive device and
Fig. 7 ein Hydraulikschaltbild mit einer Parallelitätsregelung mehrerer KolbenZylinder-Einheiten. 7 shows a hydraulic circuit diagram with a parallelism control of several piston-cylinder units.
In Fig. 1 ist schematische eine Formgebungsmaschine 100 dargestellt. Diese Formgebungsmaschine 100 weist eine Einspritzeinheit 7 und eine Schließeinheit 8 A molding machine 100 is shown schematically in FIG. 1 . This molding machine 100 has an injection unit 7 and a clamping unit 8
auf. on.
Die Einspritzeinheit 7 umfasst einen Einspritzzylinder 72 und einen im Einspritzzylinder 72 bewegbar gelagerten Einspritzkolben 71. Der Einspritzkolben 71 The injection unit 7 comprises an injection cylinder 72 and an injection piston 71 which is movably mounted in the injection cylinder 72. The injection piston 71
ist über eine nur schematisch angedeutete hydraulische Antriebsvorrichtung 1 antreibbar bzw. bewegbar. can be driven or moved via a hydraulic drive device 1, which is indicated only schematically.
Die Schließeinheit 8 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Zweiplattenmaschine ausgebildet. Alternativ kann die Schließeinheit auch in Form einer Holmlosmaschine oder auch als Vertikalmaschine ausgebildet sein. Jedenfalls umfasst die Schließeinheit 8 eine bewegbare Formaufspannplatte 84 und eine feststehenden Formaufspannplatte 85, wobei diese zwei Platten von Holmen 86 durchdrungen sind. An den Formaufspannplatten 84 und 85 sind die Formhälften eines Formgebungswerkzeugs 87 befestigt, wobei im geschlossenen Formgebungswerkzeug 87 wenigstens eine Kavität K ausgebildet ist. In diese Kavität K kann über die Einspritzeinheit 7 ein flüssiges Kunststoff-Ausgangsmaterial In the exemplary embodiment shown, the closing unit 8 is designed as a two-platen machine. Alternatively, the clamping unit can also be designed in the form of a tie-bar-less machine or as a vertical machine. In any case, the clamping unit 8 comprises a movable mold mounting plate 84 and a stationary mold mounting plate 85, with these two plates being penetrated by bars 86. The mold halves of a shaping tool 87 are fastened to the mold clamping plates 84 and 85, with at least one cavity K being formed in the closed shaping tool 87. A liquid plastic starting material can be injected into this cavity K via the injection unit 7
eingespritzt werden. be injected.
Schematisch angedeutet ist in Fig. 1 eine Eilhubvorrichtung 82. Über diese Eilhubvorrichtung 82 kann die bewegbare Formaufspannplatte 84 relativ schnell entlang der Holme 86 und relativ zum Maschinenrahmen 88 bewegt werden. Die Eilhubvorrichtung 82 weist eine schematisch angedeutete Kolben-Zylinder-Einheit 3 auf, welche wiederum Teil einer hydraulischen Antriebsvorrichtung 1 sein kann. An express lifting device 82 is indicated schematically in FIG. The express lifting device 82 has a schematically indicated piston-cylinder unit 3 , which in turn can be part of a hydraulic drive device 1 .
In Fig. 1 ist auch schematisch eine Schließkraftaufbringungsvorrichtung 81 dargestellt. Diese kann zum Beispiel als Kniehebelsystem oder als Plungerzylinder ausgebildet sein. Mit dieser Schließkraftaufbringungsvorrichtung 81 kann bei geschlossenem Formgebungswerkzeug 87 Schließkraft aufgebracht werden. Auch diese Schließkraftaufbringungsvorrichtung 81 kann von einer hydraulischen Antriebsvorrichtung 1 angetrieben werden bzw. kann diese umfassen. Für das Aufbringen der Schließkraft ist es auch notwendig, dass die Holme 86 im Bereich der bewegbaren Formaufspannplatte 84 über Verriegelungsvorrichtungen 83 verriegelt A clamping force application device 81 is also shown schematically in FIG. 1 . This can be designed, for example, as a toggle lever system or as a plunger cylinder. With this clamping force application device 81, clamping force can be applied when the shaping tool 87 is closed. This closing force application device 81 can also be driven by a hydraulic drive device 1 or can include it. In order to apply the closing force, it is also necessary for the bars 86 to be locked in the area of the movable mold clamping plate 84 via locking devices 83
werden können. Fig. 1 zeigt auch einen Auswerfer 9 zum Auswerfen eines in der Kavität K can become. Fig. 1 also shows an ejector 9 for ejecting one in the cavity K
ausgehärteten Formgebungsteils. Es ist ersichtlich, dass dieser Auswerfer 9 eine cured molding part. It can be seen that this ejector 9 a
Kolben-Zylinder-Einheit 3 einer hydraulischen Antriebsvorrichtung 1 umfasst. Piston-cylinder unit 3 of a hydraulic drive device 1 includes.
Schematisch angedeutet ist in Fig. 1 eine Maschinensteuerung 10. Mit dieser Maschinensteuerung 10 können diverse Bewegungen von Komponenten der Formgebungsmaschine 100 eingestellt und gesteuert oder geregelt werden. Diese Maschinensteuerung 10 kann — wie dargestellt — einen Bildschirm 11 und eine Eingabevorrichtung 12 umfassen. Zudem weist die Maschinensteuerung 10 einen Speicher 13 auf. A machine control 10 is indicated schematically in FIG. As shown, this machine control 10 can include a screen 11 and an input device 12 . In addition, the machine control 10 has a memory 13 .
Weiters ist in Fig. 1 schematisch eine Steuer-oder Regeleinheit 5 dargestellt, welche Teil der der hydraulischen Antriebsvorrichtung 1 ist und zum Steuern oder Regeln dieser hydraulischen Antriebsvorrichtung 1 ausgebildet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel steht diese Steuer- oder Regeleinheit 5 in signaltechnischer Verbindung mit der Maschinensteuerung 10. Diese Steuer- oder Regeleinheit 5 weist einen Speicher 51 auf. In diesem Speicher 51 können zum Beispiel vorbestimmte Leistungsprofile für die hydraulische Antriebseinheit 2 gespeichert sein. 1 also shows a control or regulating unit 5 which is part of the hydraulic drive device 1 and is designed to control or regulate this hydraulic drive device 1 . In the exemplary embodiment shown, this control or regulation unit 5 has a signal connection with the machine controller 10 . This control or regulation unit 5 has a memory 51 . For example, predetermined performance profiles for the hydraulic drive unit 2 can be stored in this memory 51 .
Bevor nun auf die Details und Bestandteile der hydraulischen Antriebsvorrichtung 1 eingegangen wird, sei anhand von Fig. 2 das Prinzip der Differentialschaltung erläutert. Auf der Abszisse ist die Zeit in Sekunden s aufgetragen. Die Ordinate zeigt den Hydraulikdruck p, die Hydraulikmenge Q, die Kraft F und die Geschwindigkeit V. Zeitlich wird zunächst die hydraulische Antriebsvorrichtung 1 im ersten Betriebsmodus B1 betrieben, in welchem der Differentialbetrieb aktiv ist. Die Hydraulikmenge Q und der Hydraulikdruck p sind konstant. Somit ist auch die hydraulische Leistung konstant. Die Geschwindigkeit Vpign befindet sich auf einem hohen Niveau, während sich die Kraft Fiow auf einem niedrigen Niveau befindet. Die vertikale strichlierte Linie veranschaulicht dann die Umschaltung vom ersten Betriebsmodus B1 in den zweiten Betriebsmodus B2. In diesem zweiten Betriebsmodus B?2 ist der Differentialbetrieb B1 inaktiv. Wie in Fig. 2 ersichtlich, ändert sich die Geschwindigkeit abrupt vom hohen Niveau Vpign Zu einem niedrigen Vıow, während sich die Kraft ebenso abrupt vom niedrigen Niveau Fıow zu einem hohen Niveau Fpign ändert. Währenddessen bleiben die Hydraulikmenge Q und der Hydraulikdruck p gleich. Before the details and components of the hydraulic drive device 1 are discussed, the principle of the differential circuit should be explained with reference to FIG. The time in seconds s is plotted on the abscissa. The ordinate shows the hydraulic pressure p, the hydraulic quantity Q, the force F and the speed V. In terms of time, the hydraulic drive device 1 is initially operated in the first operating mode B1, in which the differential operation is active. The hydraulic quantity Q and the hydraulic pressure p are constant. The hydraulic power is therefore also constant. The speed Vpign is at a high level while the force Fiow is at a low level. The vertical dashed line then illustrates the switchover from the first operating mode B1 to the second operating mode B2. The differential operation B1 is inactive in this second operating mode B?2. As can be seen in Fig. 2, the velocity changes abruptly from the high level Vpign to a low Vıow, while the force also changes abruptly from the low level Fıow to a high level Fpign. Meanwhile, the hydraulic quantity Q and the hydraulic pressure p remain the same.
In Fig. 3 ist schematisch eine hydraulische Antriebsvorrichtung 1 dargestellt, welche eine hydraulische Antriebseinheit 2, eine Kolben-Zylinder-Einheit 3, ein Hydraulikleitungssystem 4 und eine Steuer- oder Regeleinheit 5 aufweist. 3 shows a hydraulic drive device 1 which has a hydraulic drive unit 2 , a piston-cylinder unit 3 , a hydraulic line system 4 and a control or regulating unit 5 .
Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die hydraulische Antriebseinheit 2 eine Hydraulikpumpe 21 und ein Proportionalventil 22 auf. Von der hydraulischen Antriebseinheit 2 wird das Hydraulikmedium mit einer bestimmten hydraulischen Leistung in das Hydraulikleitungssystem 4 gefördert. Diese hydraulische Leistung wird über die Steuer- oder Regeleinheit 5 gesteuert. Zum Beispiel kann im Speicher 51 der Steuer- oder Regeleinheit 5 eine Art Leistungsprofil gespeichert sein. Konkret kann ein Mengenprofil und/oder einer Kraft- bzw. Druckprofil gespeichert sein. In the exemplary embodiment shown, the hydraulic drive unit 2 has a hydraulic pump 21 and a proportional valve 22 . The hydraulic medium is conveyed into the hydraulic line system 4 by the hydraulic drive unit 2 with a specific hydraulic power. This hydraulic power is controlled via the control or regulating unit 5 . For example, a type of performance profile can be stored in the memory 51 of the control or regulation unit 5 . Specifically, a quantity profile and/or a force or pressure profile can be stored.
Die Kolben-Zylinder-Einheit 3 weist einen Zylinder 31 und einen im Zylinder 31 geführten Kolben 32 auf. Der Kolben 32 unterteilt den im Zylinder 31 ausgebildeten Raum in eine stangenseitige Kammer 3s und eine kolbenseitige Kammer 3k. The piston-cylinder unit 3 has a cylinder 31 and a piston 32 guided in the cylinder 31 . The piston 32 divides the space formed in the cylinder 31 into a rod-side chamber 3s and a piston-side chamber 3k.
Das Hydraulikleitungssystem 4 weist eine erste Anschlussstelle 41 zur Verbindung mit der hydraulischen Antriebseinheit 3 auf. In diesem Fall bilden die Ausgänge des Proportionalventils 22 diese erste Anschlussstelle 41. Das Hydraulikleitungssystem 4 weist eine zweite Anschlussstelle 42 zur Verbindung mit der stangenseitigen Kammer 3s der Kolben-Zylinder-Einheit 3 und eine dritte Anschlussstelle 43 zur Verbindung mit der kolbenseitigen Kammer 3k der Kolben-Zylinder-Einheit 3 auf. Weiters weist das Hydraulikleitungssystem 4 eine die zweite Anschlussstelle 42 mit der dritten Anschlussstelle 43 verbindende Umlaufleitung 44 auf. Zudem weist das Hydraulikleitungssystem 4 ein Schaltelement 45 zum Einstellen eines Differentialbetriebs auf. In einer Differentialstellung D des Schaltelements 45 ist der Differentialbetrieb über die Umlaufleitung 44 aufbaubar. Das Schaltelement 45 kann The hydraulic line system 4 has a first connection point 41 for connection to the hydraulic drive unit 3 . In this case, the outlets of the proportional valve 22 form this first connection point 41. The hydraulic line system 4 has a second connection point 42 for connection to the rod-side chamber 3s of the piston-cylinder unit 3 and a third connection point 43 for connection to the piston-side chamber 3k of the piston -cylinder unit 3 on. Furthermore, the hydraulic line system 4 has a circulating line 44 connecting the second connection point 42 to the third connection point 43 . In addition, the hydraulic line system 4 has a switching element 45 for setting a differential operation. In a differential position D of the switching element 45, differential operation can be built up via the circulating line 44. The switching element 45 can
als Proportional- oder Regelventil ausgebildet sein. be designed as a proportional or control valve.
Die Steuer- oder Regeleinheit 5 steht mit der hydraulischen Antriebseinheit 2 und mit dem Schaltelement 45 in signaltechnischer Verbindung (siehe strichlierte Linie). Sowohl die hydraulische Antriebseinheit 2 als auch das Schaltelement 45 sind über The control or regulating unit 5 has a signal connection with the hydraulic drive unit 2 and with the switching element 45 (see dashed line). Both the hydraulic drive unit 2 and the switching element 45 are over
die Steuer- oder Regeleinheit 5 steuer- oder regelbar. the control or regulation unit 5 can be controlled or regulated.
Beim Umschalten der Differentialschaltung soll eine Bewegung der Kolben-ZylinderEinheit 3 derart realisiert werden, dass es zu keiner schlagartigen Geschwindigkeitsoder Kraftänderung kommt, sondern diese kontrolliert und geregelt geschieht. Dies wird dadurch erreicht, dass die Umschaltung über das Schaltelement 45 realisiert wird und parallel die hydraulische Antriebseinheit 2 derart gesteuert oder geregelt wird, dass ein vorbestimmtes Geschwindigkeits- und/oder Kraftprofil ohne merkbaren Schaltvorgang gefahren werden kann. When switching over the differential circuit, a movement of the piston-cylinder unit 3 should be implemented in such a way that there is no sudden change in speed or force, but rather this takes place in a controlled and regulated manner. This is achieved in that the switching is realized via the switching element 45 and the hydraulic drive unit 2 is controlled or regulated in parallel in such a way that a predetermined speed and/or force profile can be driven without a noticeable switching process.
Konkret ist vorgesehen, dass für ein Umschalten vom ersten Betriebsmodus B1 in den zweiten Betriebsmodus B2 zur zumindest teilweisen Kompensation eines sich beim Umschalten ergebenden Kraftanstiegs und/oder Geschwindigkeitsabfalls der Kolben-Zylinder-Einheit 3 die hydraulische Antriebseinheit 2 zur Ausgabe einer geänderten, vorzugsweise verringerten, hydraulischen Leistung ansteuerbar ist. Das heißt, über die Steuer- oder Regeleinheit 5 wird sowohl das Schaltelement 45 als auch die hydraulische Antriebseinheit 2 entsprechend angesteuert. Für ein Umschalten vom zweiten Betriebsmodus B2 in den ersten Betriebsmodus B1 ist zur zumindest teilweisen Kompensation eines sich beim Umschalten ergebenden Kraftabfalls und/oder Geschwindigkeitsanstiegs der Kolben-Zylinder-Einheit 3 vorgesehen, dass die hydraulische Antriebseinheit 2 zur Ausgabe einer geänderten, Specifically, it is provided that for switching from the first operating mode B1 to the second operating mode B2 to at least partially compensate for an increase in force and/or a drop in speed of the piston-cylinder unit 3 that occurs when switching over, the hydraulic drive unit 2 is used to output a changed, preferably reduced, hydraulic power can be controlled. This means that both the switching element 45 and the hydraulic drive unit 2 are actuated accordingly via the control or regulating unit 5 . In order to switch from the second operating mode B2 to the first operating mode B1, at least partial compensation for a drop in force and/or an increase in speed of the piston-cylinder unit 3 that occurs during the switchover is provided for the hydraulic drive unit 2 to output a changed,
vorzugsweise erhöhten, hydraulischen Leistung ansteuerbar ist. preferably increased hydraulic power can be controlled.
In Fig. 3 ist schließlich noch eine Erkennungsvorrichtung 6 zum Erkennen des Umschaltzeitpunkts zwischen den Betriebsmodi B1 und B?2 strichliert dargestellt. Die Erkennungsvorrichtung weist wenigstens einen Drucksensor und/oder einen Abstands- oder Wegsensor auf (nicht dargestellt). Diese Erkennungsvorrichtung 6 steht mit der Steuer- oder Regeleinheit 5 in Verbindung, wobei über diese Erkennungsvorrichtung 6 der Umschaltpunkt zeitabhängig, wegabhängig, druckabhängig oder über einen Lernprozess erkannt werden kann. Die von der hydraulischen Antriebseinheit 2 ausgegebene hydraulische Leistung kann in Abhängigkeit des von der Erkennungsvorrichtung 6 erkannten Umschaltzeitpunkts Finally, FIG. 3 also shows a detection device 6 for detecting the time of switching between the operating modes B1 and B?2 in dashed lines. The detection device has at least one pressure sensor and/or a distance or displacement sensor (not shown). This detection device 6 is connected to the control or regulating unit 5, and this detection device 6 can be used to detect the changeover point as a function of time, as a function of distance, as a function of pressure, or via a learning process. The hydraulic power output by the hydraulic drive unit 2 can vary as a function of the switchover point in time detected by the detection device 6
veränderbar sein. be changeable.
In Fig. 4a ist ein Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm dargestellt, wobei auf der Abszisse die Zeit t in Sekunden s aufgetragen ist, während auf der Ordinate die In Fig. 4a is a speed-time diagram is shown, the time t in seconds s is plotted on the abscissa, while the ordinate
Geschwindigkeit V sowie Hydraulikmenge Q aufgetragen ist. Die strichpunktierte Linie illustriert die Ansteuerung des Schaltelements 45. Speed V and hydraulic quantity Q is applied. The dot-dash line illustrates the actuation of switching element 45.
In Fig. 4b ist — passend zu Fig. 4a und mit dem gleichen zeitlichen Ablauf — ein KraftZeit-Diagramm dargestellt, wobei auf der Abszisse die Zeit t in Sekunden s aufgetragen ist, während auf der Ordinate die Kraft F aufgetragen ist. Die untere strichlierte Linie in Fig. 4b zeigt an, welche maximale Kraft F+ aufgrund der Schaltstellung des Schaltelements 45 im ersten Betriebsmodus B1 möglich wäre. Diese maximale Kraft F+ ergibt sich aus dem Produkt der Flächendifferenz (A2 — A1) des Kolbens 32 und des Hydraulikdrucks p. Die obere strichlierte Linie in Fig. 4b zeigt an, welche maximale Kraft F» aufgrund der Schaltstellung des Schaltelements 45 im zweiten Betriebsmodus B2 möglich wäre. Diese maximale Kraft F> ergibt sich aus dem Produkt der Fläche A2 des Kolbens 32 und des Hydraulikdrucks p. Zudem sind in Fig. 4b unten die einzelnen Phasen der Bewegung der hydraulischen Antriebsvorrichtung 1 eingetragen, wobei diese Phase für beide Diagramme gemäß A force-time diagram is shown in FIG. 4b—matching FIG. 4a and with the same time sequence—where the time t in seconds s is plotted on the abscissa, while the force F is plotted on the ordinate. The lower dashed line in FIG. 4b indicates which maximum force F+ would be possible based on the switching position of the switching element 45 in the first operating mode B1. This maximum force F+ results from the product of the area difference (A2 - A1) of the piston 32 and the hydraulic pressure p. The upper dashed line in FIG. 4b indicates which maximum force F» would be possible based on the switching position of the switching element 45 in the second operating mode B2. This maximum force F> results from the product of the area A2 of the piston 32 and the hydraulic pressure p. In addition, the individual phases of the movement of the hydraulic drive device 1 are entered in FIG. 4b below, with this phase for both diagrams according to FIG
den Fig. 4b und 4a gelten. 4b and 4a apply.
In der ersten Phase (Schnellfahrphase i) wird der Kolben 32 mit einer hohen Geschwindigkeit Vpign verfahren. Auch die geförderte Hydraulikmenge befindet sich auf einem hohen Niveau Qnign. Das Schaltelement 45 wird derart angesteuert, dass die hydraulische Antriebseinheit 1 im ersten Betriebsmodus B1 betrieben wird (siehe strichpunktierte Linie). Die Kraft befindet sich auf einem niedrigen Niveau Fıow weit unterhalb der maximalen Kraft F+. In the first phase (fast driving phase i), the piston 32 is moved at a high speed Vpign. The delivered hydraulic quantity is also at a high level Qnign. The switching element 45 is controlled in such a way that the hydraulic drive unit 1 is operated in the first operating mode B1 (see dot-dash line). The force is at a low level Fıow far below the maximum force F+.
In der zweiten Phase li erfolgt eine gezielte Reduzierung der Geschwindigkeit V indem die Hydraulikmenge Q reduziert wird. Es wird also die hydraulische Antriebseinheit 2 derart angesteuert, dass eine geringe hydraulische Leistung zur Verfügung gestellt wird, wodurch eben die Geschwindigkeit V verringert wird. Es ist ersichtlich, dass in dieser zweiten Phase ii die Kraft F bereits leicht steigt. In the second phase li, the speed V is reduced in a targeted manner by the hydraulic quantity Q being reduced. The hydraulic drive unit 2 is therefore controlled in such a way that a low hydraulic power is made available, as a result of which the speed V is reduced. It can be seen that in this second phase ii the force F is already increasing slightly.
In der dritten Phase iii hat die zugeführte Hydraulikmenge eine konstantes niedriges In the third phase iii, the hydraulic quantity supplied has a constant low
Niveau Qww erreicht, wodurch auch die Geschwindigkeit auf einem konstanten Level Qww reached, which also keeps the speed constant
niedrigen Niveau Viow angelangt ist. low level viow has been reached.
Anders ausgedrückt erfolgt in der zweiten Phase ii bis zu Beginn der dritten Phase il eine Ansteuerung der hydraulischen Antriebsvorrichtung 1 derart, dass im ersten Betriebsmodus B1 in einem bestimmten Zeitraum vor dem Umschalten in den zweiten Betriebsmodus B2 die hydraulische Antriebseinheit 2 zur Ausgabe einer verringerten hydraulischen Leistung ansteuerbar ist, wobei die von der hydraulischen Antriebseinheit 2 geförderte Hydraulikmenge Q von einem konstant hohen Niveau Qhnign auf ein konstant niedriges Niveau Qjew sinkt und dadurch die Geschwindigkeit V der Kolben-Zylinder-Einheit 3 von einem konstant hohen Niveau Vhign auf ein konstant niedriges Niveau Viow sinkt. In other words, in the second phase ii up to the start of the third phase il, the hydraulic drive device 1 is actuated in such a way that in the first operating mode B1 in a certain period of time before switching to the second operating mode B2, the hydraulic drive unit 2 outputs a reduced hydraulic power can be controlled, the hydraulic quantity Q delivered by the hydraulic drive unit 2 dropping from a constantly high level Qhnign to a constantly low level Qjew and thereby the speed V of the piston-cylinder unit 3 from a constantly high level Vhign to a constantly low level Viow sinks.
Anschließend folgt die vierte Phase iv, in welcher eine geregelte Umschaltung auf eine erhöhte Kraft erfolgt. In dieser vierten Phase iv wird über das Schaltelement 45 vom ersten Betriebsmodus B1 in den zweiten Betriebsmodus B2 geschaltet (Differentialschaltung wird deaktiviert). Zudem wird die zugeführte Hydraulikmenge Q bzw. die hydraulische Leistung wieder erhöht, wobei diese nicht zu einem Anstieg der Geschwindigkeit V, sondern zu einem Anstieg der Kraft F führt. Konkret überschreitet die Kraft F bereits die im ersten Betriebsmodus B1 maximale Kraft F+4. This is followed by the fourth phase iv, in which there is a controlled switchover to an increased force. In this fourth phase iv, switching element 45 switches from the first operating mode B1 to the second operating mode B2 (differential switching is deactivated). In addition, the supplied hydraulic quantity Q or the hydraulic power is increased again, which does not lead to an increase in speed V, but to an increase in force F. Specifically, the force F already exceeds the maximum force F+4 in the first operating mode B1.
In der fünften Phase v hat die Hydraulikmenge wieder das hohe Niveau Qnign erreicht. Die Geschwindigkeit bleibt auf niedrigem Niveau Viow. Die Kraft nähert sich der In the fifth phase v, the hydraulic quantity has again reached the high level Qnign. The speed remains at a low level Viow. The force is approaching
maximalen Kraft F>. maximum force F>.
Anders ausgedrückt ist also in der vierten Phase iv und fünften Phase v vorgesehen, dass, vorzugsweise gleichzeitig, mit dem Umschalten vom ersten Betriebsmodus B1 in den zweiten Betriebsmodus B?2 die hydraulische Antriebseinheit 2 derart ansteuerbar ist, dass die hydraulische Leistung der hydraulischen Antriebseinheit 2 steigt und gleichzeitig die von der Kolben-Zylinder-Einheit 3 ausgeübte Kraft F von einem niedrigem Niveau Fıow auf ein hohes Niveau Fhign Steigt und die Geschwindigkeit V der Kolben-Zylinder-Einheit 3 auf niedrigem Niveau View konstant bleibt. In other words, it is provided in the fourth phase iv and fifth phase v that, preferably at the same time as switching from the first operating mode B1 to the second operating mode B?2, the hydraulic drive unit 2 can be controlled in such a way that the hydraulic power of the hydraulic drive unit 2 increases and at the same time the force F exerted by the piston-cylinder unit 3 increases from a low level Fıow to a high level Fhign and the speed V of the piston-cylinder unit 3 remains constant at the low level View.
Schließlich folgt die sechste Phase vi (Kraftregelphase). In dieser Kraftregelphase Finally, the sixth phase vi follows (force control phase). In this force control phase
wird die Kraft F (z. B. die Schließkraft während des Einspritzens) auf konstant hohem the force F (e.g. the closing force during injection) is constantly high
Niveau nahe der maximalen Kraft F» gehalten. Die Geschwindigkeit V sinkt schnell gegen Null. Auch die zugeführte Hydraulikmenge Q verringert sich rapide. Level maintained close to the maximum force F». The speed V quickly decreases towards zero. The supplied hydraulic quantity Q also decreases rapidly.
In den in den Fig. 5a und 5b dargestellten Diagrammen sind grundsätzlich wieder dieselben Werte wie in den Diagrammen der Fig. 4a und 4b aufgetragen. Die Fig. 5a und 5b zeigen aber ein anderes Ausführungsbeispiel. In principle, the same values as in the diagrams of FIGS. 4a and 4b are again entered in the diagrams shown in FIGS. 5a and 5b. However, FIGS. 5a and 5b show another embodiment.
Die in den Fig. 5a und 5b illustrierte erste Phase a entspricht der Schnellphase und ist gleichzusetzen mit der ersten Phase i gemäß den Fig. 4a und 4b. The first phase a illustrated in FIGS. 5a and 5b corresponds to the rapid phase and is equivalent to the first phase i according to FIGS. 4a and 4b.
Bereits in der zweiten Phase b erfolgt die Umschaltung vom ersten Betriebsmodus B1 in den zweiten Betriebsmodus B2. Diese Umschaltung erfolgt während des Kraftanstiegs, wobei das Umschalten vom ersten Betriebsmodus B1 in den zweiten Betriebsmodus B2 in Form eines graduellen Umschaltens erfolgt. Gleichzeitig sinkt die Geschwindigkeit vom hohen Niveau Vhpign auf niedriges Niveau View. Die The switchover from the first operating mode B1 to the second operating mode B2 already takes place in the second phase b. This switchover takes place during the increase in force, with the switchover from the first operating mode B1 to the second operating mode B2 taking place in the form of a gradual switchover. At the same time, the speed drops from the high Vhpign level to the low View level. the
Hydraulikmenge Q bzw. hydraulische Leistung bleibt im Wesentlichen konstant. Hydraulic quantity Q or hydraulic power remains essentially constant.
Es ist also in der zweiten Phase b in anderen Worten vorgesehen, dass während des graduellen Umschaltens die hydraulische Antriebseinheit 2 zur Ausgabe der hydraulischen Leistung derart ansteuerbar ist, dass die von der hydraulischen Antriebseinheit 2 geförderte Hydraulikmenge Q zunächst von einem Ausgangsniveau Ostart Steigt und dann wieder auf das Ausgangsniveau Qgstart Sinkt, wobei während des graduellen Umschaltens gleichzeitig die von der Kolben-Zylinder-Einheit 3 ausgeübte Kraft F steigt und die Geschwindigkeit V der Kolben-Zylinder-Einheit 3 sinkt. In other words, in the second phase b, it is provided that during the gradual switchover, the hydraulic drive unit 2 can be controlled to output the hydraulic power in such a way that the hydraulic quantity Q delivered by the hydraulic drive unit 2 initially increases from an initial level Ostart and then increases again to the starting level Qgstart sinks, during the gradual switchover the force F exerted by the piston-cylinder unit 3 simultaneously increases and the speed V of the piston-cylinder unit 3 decreases.
Dann folgt die dritte Phase c, wobei diese mit der dritten fünften Phase v gleichzusetzen ist. Die Kraft F erreicht annähernd die maximale Kraft F». Die Then comes the third phase c, which is to be equated with the third fifth phase v. The force F almost reaches the maximum force F». the
Geschwindigkeit V bleibt konstant auf niedrigem Niveau Viow-Speed V remains constant at low level Viow-
Schließlich wird die vierte Phase d erreicht, welche der Kraftregelphase gemäß der sechsten Phase vi entspricht. Finally, the fourth phase d is reached, which corresponds to the force control phase according to the sixth phase vi.
Die Fig. 6a bis 6c zeigen unterschiedliche Varianten, wie eine hydraulische Antriebsvorrichtung 1 mit einer Differentialschaltung hydraulisch aufgebaut sein kann. 6a to 6c show different variants of how a hydraulic drive device 1 can be constructed hydraulically with a differential circuit.
In Fig. 6a ist der Aufbau sehr ähnlich wie jener in Fig. 3. Es ist dargestellt, dass die Hydraulikoumpe 21 von einem Motor M angetrieben wird. Zusätzlich sind die hydraulische Leistung (siehe Pfeil) und auch die Geschwindigkeit V des Kolbens 32 In Fig. 6a the structure is very similar to that in Fig. 3. It is shown that the hydraulic pump 21 is driven by a motor M. In addition, the hydraulic power (see arrow) and also the speed V of the piston 32
erkennbar. recognizable.
In Fig. 6b ist das Schaltelement 45 anders positioniert. In Fig. 6b the switching element 45 is positioned differently.
In Fig. 6c sind die Leitungen des Hydraulikleitungssystems 4 teilweise anders angeordnet bzw. verschaltet. In FIG. 6c, the lines of the hydraulic line system 4 are partially arranged or connected differently.
Fig. 7 zeigt eine hydraulische Antriebsvorrichtung 1 mit mehreren Kolben-ZylinderEinheiten 3 welche in einer Parallelitätsregelung angeordnet sind. Pro KolbenZylinder-Einheit 3 ist ein Proportionalventil 22 und ein Schaltelement 45 sowie die entsprechenden Leitungen des Hydraulikleitungssystems 4 vorgesehen. Die Steuer-Fig. 7 shows a hydraulic drive device 1 with several piston-cylinder units 3 which are arranged in a parallelism control. A proportional valve 22 and a switching element 45 as well as the corresponding lines of the hydraulic line system 4 are provided for each piston-cylinder unit 3 . The tax-
oder Regeleinheit 5 ist nicht eigens dargestellt. or control unit 5 is not specifically shown.
Bezugszeichenliste: Reference list:
1 hydraulische Antriebsvorrichtung 2 hydraulische Antriebseinheit 21 Hydraulikopumpe 1 hydraulic drive device 2 hydraulic drive unit 21 hydraulic pump
22 Proportionalventil 22 proportional valve
3 Kolben-Zylinder-Einheit 3 piston-cylinder unit
31 Zylinder 31 cylinders
32 Kolben 32 pistons
3s stangenseitige Kammer 3s rod side chamber
3k kolbenseitige Kammer 3k piston side chamber
4 Hydraulikleitungssystem 4 hydraulic line system
41 erste Anschlussstelle 41 first junction
42 zweite Anschlussstelle 42 second connection point
43 dritte Anschlussstelle 43 third junction
44 Umlaufleitung 44 circulation line
45 Schaltelement 45 switching element
5 Steuer- oder Regeleinheit 5 control or regulation unit
51 Speicher 51 memory
6 Erkennungsvorrichtung 6 detection device
7 Einspritzeinheit 7 injection unit
71 Einspritzkolben 71 injection piston
72 Einspritzzylinder 72 injection cylinder
8 Schließeinheit 8 locking unit
81 Schließkraftaufbringvorrichtung 81 closing force application device
82 Eilhubvorrichtung 82 rapid lifting device
83 Verriegelungsvorrichtung 83 locking device
84 bewegbare Formaufspannplatte 85 feststehende Formaufspannplatte 86 Holme 84 movable platen 85 fixed platen 86 bars
87 Formgebungswerkzeug 87 shaping tool
88 Maschinenrahmen 88 machine frames
9 Auswerfer 9 ejectors
10 Maschinensteuerung 10 machine control
11 Bildschirm 11 screen
12 Eingabevorrichtung 12 input device
100 Formgebungsmaschine 100 shaping machine
Qp hydraulische Leistung Qp hydraulic power
F Kraft F force
Fiow niedriges Niveau der Kraft Fiow low level of force
Fprign hohes Niveau der Kraft Fprign high level of vigor
F+ maximale Kraft in B1 F+ maximum force in B1
F> maximale Kraft in B2 F> maximum force in B2
V Geschwindigkeit V speed
Vpigan hohes Niveau der Geschwindigkeit Viow niedriges Niveau der Geschwindigkeit Q Hydraulikmenge Vpigan high level of speed Viow low level of speed Q hydraulic quantity
Qnign hohes Niveau an Hydraulikmenge Qiow niedriges Niveau an Hydraulikmenge Ostart Ausgangsniveau an Hydraulikmenge D Differentialstellung Qnign high level of hydraulic flow Qiow low level of hydraulic flow Ostart initial level of hydraulic flow D differential position
B1 erste Betriebsmodus B1 first mode of operation
B2 zweiter Betriebsmodus B2 second mode of operation
K Kavität K cavity
Ss Sekunden Ss seconds
p Hydraulikdruck p hydraulic pressure
t Zeit t time
i erste Phase (Schnellfahrphase) i first phase (fast driving phase)
il zweite Phase (Phase der Reduzierung von Q) il second phase (phase of reduction of Q)
ill dritte Phase (Phase mit konstanter Geschwindigkeit) IV vierte Phase (Phase der geregelten Umschaltung) ill third phase (constant speed phase) IV fourth phase (controlled switching phase)
V fünfte Phase (Phase mit konstanter Geschwindigkeit und erhöhter Kraft) vi sechste Phase (Kraftregelphase) V fifth phase (phase with constant speed and increased force) vi sixth phase (force control phase)
A1 Fläche des Kolbens A1 Area of the piston
A2 Fläche des Kolbens A2 Area of the piston
a erste Phase (Schnellfahrphase) b zweite Phase a first phase (fast driving phase) b second phase
C dritte Phase C third phase
d vierte Phase (Kraftregelphase M Motor d fourth phase (force control phase M motor
Innsbruck, am 19. August 2020 Innsbruck, August 19, 2020
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