AT525638A4 - Hydraulische Antriebseinheit für eine Formgebungsmaschine - Google Patents

Abstract

Hydraulische Antriebseinheit (1) für eine Formgebungsmaschine (2) umfassend einen einen Hohlraum (3) ausbildenden Hydraulikzylinder (4) und einen im Hohlraum (3) linear verschiebbar und um die Längsachse des Hydraulikzylinders (4) drehbar gelagerten Hydraulikkolben (5), wobei zwischen Hydraulikzylinder (4) und Hydraulikkolben (5) im Hohlraum (3) wenigstens eine Druckkammer (6) ausgebildet ist und diese Druckkammer (6) wenigstens zwei Öffnungen (7, 8) zur Zu- und/oder Abfuhr eines Hydraulikfluids aufweist. Eine Steuer- oder Regeleinheit (9) ist dazu ausgebildet, ein hydraulisches Versorgungssystem (10) der Antriebseinheit (1) so anzusteuern, dass über eine erste (8) der wenigstens zwei Öffnungen (7, 8) ein höheres Volumen des Hydraulikfluids zugeführt wird, als volumetrisch für eine gewünschte Bewegung und/oder Kraftbeaufschlagung notwendig wäre, wobei gleichzeitig ein Überschuss an Hydraulikfluid über eine zweite (7) der wenigstens zwei Öffnungen (7, 8) abgeführt wird. Vorzugsweise erfolgt dadurch eine Spülung der Druckkammer (6) und eine Kühlung des Hydraulikfluids und des Hydraulikkolbens (5).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Antriebseinheit für eine Formgebungsmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, eine Formgebungsmaschine und/oder eine Einspritzeinheit für eine Formgebungsmaschine mit einer solchen hydraulischen Antriebseinheit, sowie ein Verfahren zum Betreiben einer hydraulischen Antriebseinheit

gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14.

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

denkbar.

Im Folgenden soll der Stand der Technik anhand einer Spritzgießmaschine umrissen werden. Analoges gilt allgemein

für Formgebungsmaschinen.

Gattungsgemäße hydraulische Antriebseinheiten für Spritzgießmaschinen umfassen

- einen Hohlraum ausbildenden Hydraulikzylinder und

- einen im Hohlraum verschiebbar gelagerten Hydraulikkolben, wobei zwischen Hydraulikzylinder und Hydraulikkolben im

Hohlraum wenigstens eine Druckkammer ausgebildet ist.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, in eine solche Druckkammer ein Hydraulikfluid - vorzugweise ein Hydrauliköl -—

zuzuführen und dieses mit einem Druck zu beaufschlagen. Durch die Zufuhr des Hydraulikfluids in die Druckkammer wird

eine Druckkraft in der Druckkammer aufgebaut, wodurch ein

Verschieben des Hydraulikkolbens entlang einer

Bewegungsrichtung - zur Expansion der Druckkammer - umgesetzt

wird.

Durch diese Bewegung des Hydraulikkolbens oder die Ausübung der Druckkraft auf den Hydraulikkolben wird eine Antriebskraft erzeugt, welche Antriebskraft durch Verbinden des Hydraulikkolbens mit einem anzutreibenden Bauteil der Spritzgießmaschine auf dieses anzutreibende Bauteil umgesetzt wird. Somit ist die Möglichkeit geschaffen, die auf den Hydraulikkolben ausgeübte Kraft oder Bewegung direkt auf ein

anzutreibendes Bauteil der Spritzgießmaschine umzusetzen.

Entsprechende hydraulische Antriebseinheiten sind aus dem Stand der Technik beispielsweise auch durch Hydraulikzylinder —- ob einfachwirkend oder doppelwirkend - umgesetzt, wobei einer Druckkammer über eine Anschlussöffnung das Hydraulikfluid zugeführt werden kann, um in der Druckkammer einen Druck aufzubauen und bei einer Entlastung der Druckkammer durch Abfuhr des Hydraulikfluids über dieselbe Anschlussöffnung wieder abgeführt werden kann, um den Druck in der Druckkammer zu reduzieren bzw. die Druckkammer zu

entlasten.

Entsprechende hydraulische Antriebseinheiten werden bei Spritzgießmaschinen oft für wiederkehrende, zyklische

Bewegungen eingesetzt.

So ist es beispielsweise bekannt, Schließbewegungen der Schließeinheit den Druckaufbau über Druckkissen oder auch die Einspritzbewegung der Einspritzeinheit über entsprechende

hydraulische Antriebseinheiten durchzuführen.

Durch die ständige Bewegung des Hydraulikkolbens im Hydraulikzylinder kommt es naturgemäß zur Reibung zwischen Hydraulikkolben und Hydraulikzylinder, wodurch eine thermische Belastung auf Dichtelemente zwischen Hydraulikkolben und Hydraulikzylinder ausgeübt wird. Diese thermische Belastung der Dichtelemente hat einen erhöhten Verschleiß, geringere

Standzeiten und einen erhöhten Wartungsaufwand zur Folge.

Besonders beim Einsatz von hydraulischen Antriebseinheiten im Bereich der Einspritzeinheit, bei welchen sich zumeist der Hydraulikkolben im Hydraulikzylinder nicht nur linear bewegt, sondern auch rotatorisch gegenüber diesem angetrieben wird,

werden die Standzeiten massiv beeinflusst.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine hydraulische Antriebseinheit für eine Formgebungsmaschine und ein Verfahren zum Betreiben einer hydraulischen Antriebseinheit bereitzustellen, bei welcher zumindest teilweise die zuvor genannten Nachteile des Standes der Technik verbessert werden und/oder Standzeiten der hydraulischen Antriebseinheit verlängert werden können und/oder der Wartungsaufwand einer hydraulischen Antriebseinheit verringert werden kann und/oder die Dichtheit und/oder Funktionalität der hydraulischen Antriebseinheit

während des laufenden Betriebs verbessert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine hydraulische Antriebseinheit für eine Formgebungsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einer Formgebungsmaschine mit einer solchen hydraulischen Antriebseinheit und/oder einer Einspritzeinheit für eine Formgebungsmaschine mit einer solchen hydraulischen

Antriebseinheit und/oder einem Verfahren zum Betreiben einer

hydraulischen Antriebseinheit mit den Merkmalen des Anspruchs

14 gelöst.

Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass eine hydraulische Antriebseinheit für eine Formgebungsmaschine

- einen Hohlraum ausbildenden Hydraulikzylinder und

- einen im Hohlraum verschiebbar gelagerten Hydraulikkolben umfasst, wobei zwischen Hydraulikzylinder und Hydraulikkolben im Hohlraum wenigstens eine Druckkammer ausgebildet ist, wobei die wenigstens eine Druckkammer wenigstens zwei Öffnungen zur

Zu- und/oder Abfuhr eines Hydraulikfluids aufweist.

Durch das Vorsehen von wenigstens zwei Öffnungen zur Zuund/oder Abfuhr eines Hydraulikfluids in die wenigstens eine Druckkammer wird die Möglichkeit generiert, die wenigstens eine Druckkammer zu spülen, indem über die eine der wenigstens zwei Öffnungen ein Hydraulikfluid der Druckkammer zugeführt wird und über die andere der wenigstens zwei Öffnungen das Hydraulikfluid abfließt, wodurch ein effektiver Fluidfluss durch die Druckkammer entsteht und die Druckkammer gespült

wird.

Dieses Spülen der Druckkammer stellt die Möglichkeit dar, die Druckkammer bzw. den Hydraulikkolben und den Hydraulikzylinder über das durchströmende Hydraulikfluid zu temperieren,

vorzugsweise zu kühlen.

Durch eine Kühlung des Hydraulikkolbens und des Hydraulikzylinders über das Spülen der wenigstens einen Druckkammer oder des Hohlraums des Hydraulikzylinders können auch etwaige, vorliegende Dichtelemente zwischen Hydraulikkolben und Hydraulikzylinder geschmiert und/oder

gekühlt werden, wodurch bei einer höheren Belastung und

auftretenden Erwärmungen durch Reibung entgegengewirkt werden

kann und ein unnötiger Verschleiß reduziert werden kann.

Folglich können durch das Spülen über die wenigstens zwei Öffnungen die Standzeiten sowie die Wartungsaufwände

wesentlich verringert werden.

Ein weiterer Vorteil resultiert darin, dass entstehende Leckagen und Undichtheiten der hydraulischen Antriebseinheit durch die Verringerung des Verschleißes reduziert werden können, wodurch sich besseres, stabileres, zuverlässigeres und/oder sichereres Betriebsverhalten der hydraulischen

Antriebseinheit einstellt.

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

denkbar.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung oder ein erfindungsgemäßes Verfahren kann durch ihren Einsatz bei bereits bekannten Ausführungsvarianten des Standes der Technik, wie bereits in der Beschreibungseinleitung beschrieben, ihren Einsatz finden

und nachträglich installiert werden.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den

abhängigen Ansprüchen definiert.

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass eine Steuer- oder Regeleinheit vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, ein hydraulisches Versorgungssystem der Antriebseinheit so

anzusteuern, dass über eine erste der wenigstens zwei

Öffnungen ein höheres Volumen an Hydraulikfluid zugeführt wird als volumetrisch für eine gewünschte Bewegung und/oder Kraftbeaufschlagung notwendig wäre, wobei ein Überschuss an Hydraulikfluid über eine zweite der wenigstens zwei Öffnungen

abgeführt wird.

Das Zuführen eines höheren Volumens eines Hydraulikfluids als volumetrisch nötig wäre kann auch einen dynamischen Prozess darstellen, wobei zur Umsetzung einer Bewegung oder Kraftbeaufschlagung über die hydraulische Antriebseinheit ein über die Bewegung oder Kraftbeaufschlagung hinaus erforderliches Hydraulikvolumen der wenigstens einen Druckkammer zugeführt wird, wobei das volumetrisch notwendige Hydraulikvolumen zur Umsetzung einer Bewegung oder Kraftausübung genutzt wird und das darüber hinausgehende Volumen an Hydraulikfluid zur Spülung der wenigstens einen

Druckkammer genutzt wird.

Auch bei stillstehendem Hydraulikkolben, der nicht kraftbeaufschlagt ist, kann durch die erfindungsgemäßen Öffnungen eine effektiver Fluidfluss hergestellt werden, der

für ein Spülen und Temperieren des Hydraulikzylinders sorgt.

Das Versorgungssystem der Antriebseinheit kann beispielsweise ein Reservoir für ein Hydraulikfluid (beispielsweise einen Tank) und/oder eine Vorrichtung zum Fördern und Druckbeaufschlagen des Hydraulikfluids (beispielsweise eine Hydraulikpumpe) und/oder Schaltelemente (Schaltventile,

Drossel oder Blenden) aufweisen. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die wenigstens

eine Druckkammer über ein entsprechendes Steuern oder Regeln

eines Versorgungssystems der Antriebseinheit mittels der

Steuer- oder Regeleinheit in einem betriebslosen Zustand ein Volumen an Hydraulikfluid der wenigstens einen Druckkammer zuführt, wobei gleichzeitig die gleiche Menge an Volumen des Hydraulikfluids auch wieder aus der Druckkammer abgeführt wird. Jedoch könnte es auch vorgesehen sein, dass sich das Volumen an zugeführtem Hydraulikfluid und abgeführtem Volumen unterscheidet. Eine solche Steuer- oder Regelung kann beispielsweise über entsprechende Drosselventile und/oder Ventilsteuerungen und/oder eine entsprechende Ansteuerung

einer Pumpe erfolgen.

ES kann vorgesehen sein, dass der Hydraulikkolben den Hohlraum des Hydraulikzylinders in zwei Kammern unterteilt, vorzugsweise wobei beide Druckkammern wenigstens zwei Öffnungen zur Zu- und/oder Abfuhr eines Hydraulikfluids aufweisen. So kann es beispielsweise auch vorgesehen sein, dass die hydraulische Antriebseinheit als doppelwirkender oder

einfachwirkender Hydraulikzylinder ausgebildet ist.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass wenigstens eine der wenigstens zwei Öffnungen der wenigstens einen Druckkammer mit wenigstens einer der wenigstens zwei Öffnungen der zweiten Druckkammer mittels einer, vorzugsweise ein Ventilelement aufweisenden, Verbindungsleitung verbunden oder verbindbar

ist.

Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Verbindungsleitung wenigstens eine Drossel, wenigstens ein eine Drossel aufweisendes Ventil und/oder wenigstens ein Proportionalventil aufweist. Durch Vorsehen wenigstens einer Drossel, wenigstens eines eine Drossel aufweisenden Ventils und/oder wenigstens eines Proportionalventiles in der

Verbindungsleitung kann ein durch die Verbindungsleitung

fließender Volumenstrom angepasst, insbesondere gesteuert oder

geregelt, werden.

Mit Hilfe eines Proportionalventils können nicht nur diskrete Schaltstellungen (beispielsweise geöffnet und geschlossen) umgesetzt werden, sondern auch stetige Übergänge der Ventilöffnung. Somit können durch ein Proportionalventil veränderliche Volumenströme umgesetzt oder Volumenströme

gesteuert oder geregelt werden.

So kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass - wenn die hydraulische Antriebseinheit zwei Druckkammern aufweist einer ersten der zwei Druckkammern ein Volumen an Hydraulikfluid zugeführt wird, um den Hydraulikkolben seitens der ersten Druckkammer in Richtung der zweiten Druckkammer zu verdrängen. Jedoch wird gleichzeitig aus der ersten Druckkammer über eine zweite Öffnung ein Volumen an Hydraulikfluid abgeführt, welches einem geringeren Volumen als dem zugeführten Volumen entspricht. Dieses aus der ersten Druckkammer abgeführte Volumen an Hydraulikfluid kann über eine Verbindungsleitung einer zweiten der zwei Druckkammern zugeführt werden. Aus dieser zweiten Druckkammer wird bereits durch die Verdrängung des in die zweite Druckkammer eindringenden Hydraulikkolbens Hydraulikfluid abgeführt, wobei diese Abfuhr an Volumen an Hydraulikfluid aus der zweiten Druckkammer um das Hydraulikfluid, welches aus der ersten Druckkammer in die zweite Druckkammer geleitet wird, verstärkt wird, wodurch zusätzlich zur Abfuhr des Hydraulikfluids aus der zweiten Druckkammer durch die Verdrängung über den Hydraulikkolben eine Spülung mit Hydraulikfluid aus der ersten

Druckkammer vorgenommen wird.

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass eine der wenigstens zwei Öffnungen zur Zu- und/oder Abfuhr eines Hydraulikfluids der wenigstens einen Druckkammer mit einer Hydraulikpumpe verbindbar ist, vorzugsweise welche Hydraulikpumpe als eine von einer für das Antreiben der Antriebseinheit vorgesehenen

Antriebspumpe separate Hydraulikpumpe ausgebildet ist.

Somit könnte es vorgesehen sein, dass beispielsweise für das Spülen einer Druckkammer eine von der Antriebspumpe separate

Hydraulikpumpe vorgesehen ist.

Es kann vorgesehen sein, dass die wenigstens zwei Öffnungen als Anschlussstellen für ein Hydrauliksystem am

Hydraulikzylinder ausgebildet sind.

Entsprechende Anschlussstellen für Hydrauliksysteme können von Anbietern von Hydrauliksystemen, Hydraulikschläuchen, Ventilen oder Hydraulikanschlusssystemen genormt sein oder einer

flächendeckend übergreifenden, nationalen oder internationalen

Norm entsprechen.

ES kann vorgesehen sein, dass in der wenigstens einen Druckkammer eine Kolbenstange angeordnet ist, welche Kolbenstange mit dem Hydraulikkolben verbunden ist und durch

eine weitere Öffnung des Hydraulikzylinders ragt.

Entsprechende Kolbenstangen werden zumeist mit den anzutreibenden Bauteilen einer Formgebungsmaschine verbunden, wobei die Bewegung des Hydraulikkolbens, umgesetzt durch den hydraulischen Antrieb, über die Kolbenstange direkt an das anzutreibende Bauteil der Formgebungsmaschine weitergeleitet

wird.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Hydraulikkolben im Hydraulikzylinder, vorzugsweise um eine Längsachse des

Hydraulikzylinders, drehbar gelagert ist.

ES kann vorgesehen sein, dass der Hydraulikkolben gegenüber einer Innenwand des Hydraulikzylinders wenigstens eine Dichtung, vorzugsweise eine Dichtlippe aufweisende Dichtung, aufweist, wobei die wenigstens eine Druckkammer durch die

wenigstens eine Dichtung abgedichtet ist.

Entsprechende Dichtelemente können beispielsweise genormte Dichtelemente, wie O-Ringe oder Dichtlippen aufweisen und ihren Einsatz bei einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel

finden.

ES kann vorgesehen sein, dass zumindest eine der wenigstens zwei Öffnungen der wenigstens einen Druckkammer als Drosselventil ausgebildet ist und/oder mit wenigstens einem Drosselventil strömungstechnisch verbunden ist, vorzugsweise so, dass eine Abfuhr des Hydraulikfluids aus der Druckkammer

direkt beeinflusst werden kann.

Durch das Verbinden oder Ausbilden wenigstens einer der wenigstens zwei Öffnungen als oder mit einem Drosselventil kann die Abfuhr eines Hydraulikfluids aus der wenigstens einen Druckkammer reguliert werden, wodurch die Möglichkeit geschaffen wird, dass der wenigstens einen Druckkammer ein höheres Volumen an Hydraulikfluid zugeführt wird als aus der

wenigstens einen Druckkammer abgeführt wird. Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass

wenigstens eine der wenigstens zwei Öffnungen mit wenigstens

einem Proportionalventil verbunden ist, wodurch die

Möglichkeit geschaffen wird, dass der wenigstens einen Druckkammer ein höheres Volumen an Hydraulikfluid zugeführt wird als aus der wenigstens einen Druckkammer abgeführt wird, wobei die Differenz des zugeführten Volumens zum abgeführten Volumen durch das wenigstens eine Proportionalventil

veränderbar ist.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass zumindest eine der wenigstens zwei Öffnungen der wenigstens einen Druckkammer mit einer, vorzugsweise einen Öl-Wasser-Kühler aufweisenden, Temperiervorrichtung strömungstechnisch verbunden oder

verbindbar ist.

Durch das Vorsehen einer Temperiervorrichtung kann ein Hydraulikfluid vor Zufuhr an die hydraulische Antriebseinheit entsprechend temperiert werden, wodurch über Wärmeübertrag die hydraulische Antriebseinheit und die einzelnen Komponenten der Antriebseinheit auf eine gewünschte Temperatur gebracht werden

kann.

Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Temperiervorrichtung, beispielsweise eine Kühlvorrichtung, zwischen wenigstens einer Hydraulikpumpe und/oder Antriebspumpe und zumindest einer der wenigstens zwei

Öffnungen der wenigstens einen Druckkammer angeordnet ist.

Durch eine entsprechende Anordnung kann ein Hydraulikfluid, vorzugsweise ein Hydrauliköl, vor Eintritt in wenigstens eine Druckkammer der hydraulischen Antriebeinheit gekühlt werden, da sich das Hydraulikfluid beim Durchfließen der wenigstens

einen Hydraulikpumpe und/oder Antriebspumpe zumeist erwärmt.

Unter Temperieren kann Kühlen und/oder Heizen verstanden

werden.

ES kann vorgesehen sein, dass

- der Hydraulikzylinder entlang einer Längsachse, vorzugsweise einer Symmetrieachse, einen Kreisquerschnitt aufweist und/oder

- der Hydraulikzylinder entlang einer Längsachse, vorzugsweise einer Symmetrieachse des Hydraulikzylinders, linear verschiebbar gelagert ist und/oder

- die Antriebseinheit als doppelwirkender Zylinder ausgebildet

ist.

Weiters wird Schutz begehrt für eine Formgebungsmaschine und/oder eine Einspritzeinheit für eine Formgebungsmaschine, umfassend wenigstens ein Ausführungsbeispiel einer

erfindungsgemäßen, hydraulischen Antriebseinheit.

Ebenfalls wird Schutz begehrt für ein Verfahren zum Betreiben einer hydraulischen Antriebseinheit, wobei die hydraulische Antriebseinheit einen Hohlraum ausbildenden Hydraulikzylinder und einen im Hohlraum verschiebbar gelagerten Hydraulikkolben aufweist, wobei zwischen Hydraulikzylinder und Hydraulikkolben im Hohlraum wenigstens eine Druckkammer ausgebildet wird, wobei der wenigstens einen Druckkammer über eine Öffnung Hydraulikfluid zugeführt wird und aus derselben wenigstens einen Druckkammer über wenigstens eine zweite Öffnung,

vorzugsweise gleichzeitig, Hydraulikfluid abgeführt wird. Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass der wenigstens einen

Druckkammer volumetrisch mehr Hydraulikfluid zugeführt wird

als die wenigstens eine Druckkammer aufnehmen kann, sodass

eine Spülung der wenigstens einen Druckkammer vorgenommen

wird.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Figuren sowie der dazugehörigen Figurenbeschreibung.

Dabei zeigt

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit und

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer Formgebungsmaschine.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen, hydraulischen Antriebseinheit 1, welche als Kolben-Zylinder-Einheit - genauer gesagt: doppelwirkender

Hydraulikzylinder - ausgebildet ist.

Die hydraulische Antriebseinheit 1 weist dabei einen Hohlraum 3 ausbildenden Hydraulikzylinder 4 auf. Im Hohlraum 3 des Hydraulikzylinders 4 ist ein Hydraulikkolben 5 angeordnet, welcher den Hohlraum 3 in eine Druckkammer 6 und eine zweite

Druckkammer 13 unterteilt.

Die Druckkammer 6 weist in diesem Ausführungsbeispiel zwei Öffnungen 7, 8 auf, welche dazu ausgebildet sind, ein

Hydraulikfluid in die Druckkammer 6 zu- und/oder abzuführen.

Der Hydraulikkolben 5 dieses Ausführungsbeispiels weist eine Kolbenstange 19 auf, welche sich durch die Druckkammer 6 erstreckt und an einer weiteren Öffnung 20 des

Hydraulikzylinders 4 aus dem Hydraulikzylinder 4 ragt.

Weiters ist der Hydraulikkolben 5 mit einem Rotationsantrieb 22 verbunden. Der Rotationsantrieb 22 ist dazu ausgebildet, den Hydraulikkolben 5 der hydraulischen Antriebseinheit 1 rotatorisch anzutreiben, wobei über den Rotationsantrieb 22 der Hydraulikkoben 4 und die damit verbundene Kolbenstange 19

rotatorisch angetrieben werden kann.

Die Kolbenstange 19 dieses Ausführungsbeispiels ist mit einer Einspritzschnecke 21 einer Formgebungsmaschine 2 verbunden und

dazu ausgebildet, die Einspritzschnecke 21 anzutreiben.

So kann über die Kolbenstange 19 die Einspritzschnecke 21 zur Plastifizierung eines zu plastifizierenden Materials unter Zuhilfenahme des Rotationsantriebs 22 rotatorisch angetrieben

werden.

Für eine anschließende Einspritzbewegung der Einspritzschnecke 21 kann die Einspritzschnecke über die Kolbenstange 19 und die hydraulische Antriebseinheit 1 entlang ihrer Längsachse linear

verschoben werden.

Die lineare Verschiebung des Hydraulikkolbens 4 wird über die Zu- und Abfuhr von Hydraulikfluid in die Druckkammern 6, 13

über das Ventilelement 25 gesteuert und geregelt.

Dabei kann über verschiedene Ventilsteuerungen (die linke oder rechte Ventilstellung des Ventilelementes 25) der Hydraulikkolben 5 im Hydraulikzylinder 4 eine Rückzugbewegung

oder Einspritzbewegung der Einspritzschnecke 21 hervorrufen.

Diese Steuer- oder Regelung des Ventilelementes 25 wird über

die Steuer- oder Regeleinheit 9 ausgeführt, welche über eine

signalleitende Verbindung (durch eine strichlierte Linie

angedeutet) mit dem Ventilelement 25 verbunden ist.

Als Antriebseinheit der hydraulischen Antriebseinheit 1 ist eine Antriebspumpe 18 vorgesehen, welche die hydraulische Antriebseinheit 1 mit einem Hydraulikfluid versorgt und das

Versorgungssystem mit einem Druck beaufschlagt.

Die Antriebspumpe 18 dieses Ausführungsbeispiels ist dabei als Pumpe mit variablem Volumenstrom ausgebildet (bspw. durch eine variable Pumpendrehzahl und/oder eine variable Pumpengeometrie, wie beispielsweise einen variablen

Pumpenanstellwinkel).

Die Antriebspumpe 18 wird mittels dem Drehzahl-variablen Pumpenantrieb 24 angetrieben, wobei über die Drehzahl des Pumpenantriebs 24 die Steuer- oder Regeleinheit 9 einen gewünschten Druck und/oder eine gewünschte Durchflussmenge an Hydraulikfluid durch die Versorgungsleitung 23 an das

Ventilelement 25 einstellen kann.

Diese Einstellung kann über den Sensor 27 und den Drehzahlvariablen Pumpenantrieb 24 über entsprechende Steuer- oder

Regelung der Steuer- oder Regeleinheit 9 vorgenommen werden.

Weiters weist das Ventilelement 25 eine Spülstellung (eine Mittelstellung) auf, in welcher einerseits die Druckkammer 13 und die Druckkammer 6 über ihre Öffnungen 11, 7 mit einem Tank 26 verbunden werden. In dieser Stellung kann eine zweite Öffnung 8 der Druckkammer 6 über eine Hydraulikpumpe 17 und das Rückschlagventil 16 mit Hydraulikfluid versorgt werden, wobei die Hydraulikpumpe 17 ein Volumen an Hydraulikfluid über

die Öffnung 8 der Druckkammer 6 zuführt. Dieses Volumen an

Hydraulikfluid durchspült zumindest teilweise die Druckkammer 6 und verlässt die Druckkammer 6 anschließend über die Öffnung 7, wobei das abgeführte Hydraulikfluid über das Ventilelement

25 einem Tank 26 zugeführt wird.

Es ist durchaus denkbar, dass die Öffnung 8 größer als die Öffnung 7 ausgebildet ist, die Öffnung 7 als Drossel ausgebildet ist und/oder die Öffnung 7 mit einem Drosselventil verbunden ist, sodass das Hydraulikfluid, welches über die Hydraulikpumpe 17 der Druckkammer 6 zugeführt wird, einen Druck auf den Hydraulikkolben 5 ausübt, wodurch die Einspritzschnecke 21 zurückgezogen wird und dennoch eine

Spülung der Druckkammer 6 vorgenommen wird.

Die Hydraulikpumpe 17 wird über den Pumpenantrieb 24 angetrieben, welcher ebenfalls durch die Steuer- oder

Regeleinheit 9 gesteuert oder geregelt werden könnte.

Die gezeigten Tanks 26 für Hydraulikfluid in den Figuren sind rein exemplarisch angedeutet. Diese können in einer

tatsächlichen Umsetzung durch einen einzigen Tank 26 oder auch durch mehrere, gegebenenfalls miteinander verbundene, Tanks 26

umgesetzt sein.

Wie jedoch aus Fig. 1 ersichtlich wird, unterliegt der Hydraulikkolben 5 an seinem Umfang und seinem Dichtbereich gegenüber der inneren Wandung des Hydraulikzylinders 4 einer erhöhten Reibung durch die Rotation und die Linearbewegung, wodurch es in diesem Bereich durch die Reibung zu einer Erwärmung kommt. Diese Erwärmung übt sich negativ auf die

zumeist in diesem Bereich angeordneten Dichtelemente aus.

Jedoch kann diese thermische Erwärmung über die Reibung signifikant durch das zuvor beschriebene Verfahren der Spülung reduziert werden und auch die negativen Einflüsse dieser thermischen Belastung auf den Verschleiß nahezu verhindert

werden.

Auch im Bereich der Öffnung 20, an welcher die Kolbenstange 19 durch den Hydraulikzylinder 4 ragt, kommt es zu erhöhten Belastungen durch die Linear- und Rotationsbewegung der Kolbenstange 19 gegenüber dem Hydraulikzylinder 4. Ebenfalls zwischen Kolbenstange 19 und Hydraulikzylinder 4 angeordnete Elemente, vorzugsweise Dichtelemente, können durch eine zuvor angeführte Spülung der Druckkammer 6 vor thermischen Belastungen und einem erhöhten Verschleiß geschützt werden,

wodurch sich das Risiko einer Leckage verringern lässt.

Das geschilderte Spülverfahren, gegebenenfalls kombiniert mit dem Einspritzschnecke-Rückzug, kann zyklisch in einem jeden

Einspritzzyklus der Einspritzschnecke 21 durchgeführt werden.

Jedoch ist es auch durchaus denkbar, dass das Spülverfahren zum Kühlen immer nach einer vordefinierten Zahl an Zyklen oder

zu vorgebbaren Zeitpunkten durchgeführt wird.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei im Unterschied zu Fig. 1 auch die zweite Druckkammer 13 über zwei Öffnungen 11, 12 verfügt, wobei eine zweite Öffnung 12 der zweiten Druckkammer 13 mittels einer Verbindungsleitung 15 mit der zweiten Öffnung 8 der

Druckkammer 6 verbunden ist.

In dieser Verbindungsleitung 15 ist des Weiteren ein

Rückschlagventil 16 und ein Ventilelement 14 angeordnet. Das

Ventilelement 14 kann beispielsweise als Proportionalventil

ausgebildet sein.

Durch Vorsehen eines Proportionalventiles in der Verbindungsleitung 15 kann ein durch die Verbindungsleitung 16 fließender Volumenstrom gesteuert oder geregelt werden, wobei die Möglichkeit geschaffen wird, dass der wenigstens einen Druckkammer 6 ein höheres Volumen an Hydraulikfluid zugeführt wird als aus der wenigstens einen Druckkammer 6 abgeführt wird, wobei die Differenz des zugeführten Volumens zum abgeführten Volumen durch das wenigstens eine

Proportionalventil veränderbar ist.

Durch diese Konstellation ist es nun möglich, dass bei einem Druckaufbau in der Druckkammer 6 Hydraulikfluid über die zweite Öffnung 8 der Druckkammer 6 und die Verbindungsleitung 15 in die zweite Druckkammer 13 geleitet wird, wobei über das Hydraulikfluid über die zweite Druckkammer 13 und die erste Öffnung 11 der zweiten Druckkammer 13 in den Tank 26 weitergeleitet wird, sodass eine Spülung beider Druckkammern

6, 13 durchgeführt werden kann.

Wie bereits bei Fig. 1 beschrieben, kann auch im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 durch eine geeignete Anordnung von Drosselelementen während der Spülung ebenfalls eine Betätigung des hydraulischen Antriebssystems 1 durchgeführt

werden.

Die weiteren Bauelemente der Fig. 2 entsprechen im

Wesentlichen denen der Fig. 1.

Die in Fig. 3 dargestellte Formgebungsmaschine 2 weist eine

Einspritzeinheit 28 und eine Schließeinheit 29 auf, welche

gemeinsam auf einem Maschinenrahmen 30 angeordnet sind. Der Maschinenrahmen 30 könnte alternativ auch mehrteilig

ausgebildet sein.

Die Schließeinheit 29 weist eine feststehende Formaufspannplatte 31, eine bewegbare Formaufspannplatte 32

und eine Stirnplatte 33 auf.

Die bewegbare Formaufspannplatte 32 ist über einen Schließmechanismus 34 (beispielsweise einen Kniehebelmechanismus und/oder eine hydraulische

Antriebeinheit) relativ zum Maschinenrahmen 30 bewegbar.

An der festen Formaufspannplatte 31 und der beweglichen Formaufspannplatte 32 können Formhälften eines Formwerkzeugs

35 aufgespannt oder montiert werden (gestrichelt dargestellt).

Die feste Formaufspannplatte 31, die bewegliche Formaufspannplatte 32 und die Stirnplatte 33 sind zueinander

durch die Holme 36 gelagert und geführt.

Das in Fig. 3 geschlossen dargestellte Formwerkzeug 35 weist wenigstens eine Kavität auf. Zur Kavität führt ein Einspritzkanal, über welchen eine plastifizierte Masse des

Plastifizieraggregates 37 zugeführt werden kann.

Die Einspritzeinheit 28 dieses Ausführungsbeispiels weist einen Einspritzzylinder 38 und eine im Einspritzzylinder 38 angeordnete Einspritzschnecke 21 auf. Diese Einspritzschnecke 21 ist um ihre Längsachse drehbar sowie entlang der Längsachse

axial in Förderrichtung bewegbar.

Diese Bewegungen werden über eine schematisch dargestellte Antriebseinheit 39 angetrieben. Bevorzugt umfasst diese Antriebseinheit 39 einen Rotationsantrieb 22 für die Drehbewegung und einen linearen Antrieb (beispielsweise einen hydraulischen Antrieb 1 gemäß den Figuren 1 oder 2) für die

axiale Einspritzbewegung.

Fig. 3 zeigt eine Formgebungsmaschine 2 mit einer Einspritzeinheit 28, wobei die in diesem Ausführungsbeispiel gezeigte Einspritzeinheit 28 eine Einspritzschnecke 21 aufweist, welche auch zur Plastifizierung eines zu plastifizierenden Materials genutzt wird (und somit ebenfalls das Plastifizieraggregat 27 der Formgebungsmaschine 2

ausbildet).

Die Einspritzschnecke 21 ist im Einspritzzylinder 38 axial

entlang einer Längsachse verschiebbar gelagert.

Das Plastifizieraggregat 37 (und somit die Einspritzeinheit 21) steht mit einer Steuer- oder Regeleinheit 9 in signaltechnischer Verbindung. Von der Steuer- oder Regeleinheit 9 werden Steuerbefehle an das

Plastifizieraggregat 37 ausgegeben. Die Steuer- oder Regeleinheit 9 kann mit einer Bedieneinheit

und/oder einer Anzeigevorrichtung 40 verbunden sein oder

integraler Bestandteil einer solchen Bedieneinheit sein.

Bezugszeichenliste:

1 hydraulische Antriebseinheit 2 Formgebungsmaschine

3 Hohlraum

4 Hydraulikzylinder

5 Hydraulikkolben

6 Druckkammer

7 Öffnung

8 Öffnung

9 Steuer- oder Regeleinheit

10 Hydraulisches Versorgungssystem 11 Öffnung

12 Öffnung

13 Druckkammer

14 Ventilelement

15 Verbindungsleitung 16 Rückschlagventil 17 Hydraulikpumpe

18 Antriebspumpe

19 Kolbenstange

20 weitere Öffnung

21 Einspritzschnecke 22 Rotationsantrieb 23 Versorgungsleitung

24 Pumpenantrieb 25 Ventilelement 26 Tank

27 Sensor

28 Einspritzeinheit

29 Schließeinheit

30 Maschinenrahmen

31 feste Formaufspannplatte

32 bewegliche Formaufspannplatte 33 Stirnplatte

34 Schließmechanismus 35 Formwerkzeug 36 Holm

37 Plastifizieraggregat

38 Einspritzzylinder

39 Antriebseinheit

40 Bedieneinheit und/oder Anzeigevorrichtung

Innsbruck, am 14. Februar 2022

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   Hydraulische Antriebseinheit für eine Formgebungsmaschine

   (2) umfassend

   - einen Hohlraum (3) ausbildenden Hydraulikzylinder (4) und

   - einen im Hohlraum (3) verschiebbar gelagerten Hydraulikkolben (5),

   wobei zwischen Hydraulikzylinder (4) und Hydraulikkolben

   (5) im Hohlraum (3) wenigstens eine Druckkammer (6)

   ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die

   wenigstens eine Druckkammer (6) wenigstens zwei Öffnungen

   (7, 8) zur Zu- und/oder Abfuhr eines Hydraulikfluids

   aufweist.

   Antriebseinheit nach Anspruch 1, wobei eine Steuer- oder Regeleinheit (9) vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, ein hydraulisches Versorgungssystem (10) der Antriebseinheit (1) so anzusteuern, dass über eine erste (8) der wenigstens zwei Öffnungen (7, 8) ein höheres Volumen eines Hydraulikfluids zugeführt wird, als volumetrisch für eine gewünschte Bewegung und/oder Kraftbeaufschlagung notwendig wäre, wobei ein Überschuss über eine zweite (7) der wenigstens zwei Öffnungen (7, 8)

   abgeführt wird.

   Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Hydraulikkolben (5) den Hohlraum (3) des Hydraulikzylinders (4) in zwei Druckkammern (6, 13) unterteilt, vorzugsweise wobei beide Druckkammern (6, 13) wenigstens zwei Öffnungen (7, 8, 11, 12) zur Zu- und/oder

   Abfuhr eines Hydraulikfluids aufweisen.

   Antriebseinheit nach Anspruch 3, wobei wenigstens eine (8)

   der wenigstens zwei Öffnungen (7, 8) der wenigstens einen

   Druckkammer (6) mit wenigstens einer (12) der wenigstens zwei Öffnungen (11, 12) der zweiten Druckkammer (13) mittels einer, vorzugsweise ein Ventilelement (14) aufweisenden, Verbindungsleitung (15) verbunden oder

   verbindbar ist.

   Antriebseinheit nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine (8) der wenigstens zwei Öffnungen (7, 8) zur Zu- und/oder Abfuhr eines Hydraulikfluids der wenigstens einen Druckkammer (6) mit einer Hydraulikpumpe (17) verbindbar ist, vorzugsweise welche Hydraulikpumpe (17) als eine von einer für das Antreiben der Antriebseinheit (1) vorgesehene Antriebspumpe (18) separate

   Hydraulikpumpe (17) ausgebildet ist.

   Antriebseinheit nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die wenigstens zwei Öffnungen (7, 8, 11, 12) als Anschlussstellen für ein Hydrauliksystem am

   Hydraulikzylinder ausgebildet sind.

   Antriebseinheit nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der wenigstens einen Druckkammer (6) eine Kolbenstange (19) angeordnet ist, welche Kolbenstange (19) mit dem Hydraulikkolben (5) verbunden ist und durch

   eine weitere Öffnung (20) des Hydraulikzylinders (4) ragt.

   Antriebseinheit nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Hydraulikkolben (5) im Hydraulikzylinder (4), vorzugsweise um eine Längsachse des

   Hydraulikzylinders (4), drehbar gelagert ist.

   Antriebseinheit nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Hydraulikkolben (5) gegenüber einer Innenwand des Hydraulikzylinders (4) wenigstens eine

   Dichtung, vorzugsweise wenigstens eine Dichtlippe

   11.

   12.

   13.

   14.

   3 91002 28/eh

   aufweisende Dichtung, ausweist, wobei die wenigstens eine Druckkammer (6) durch die wenigstens eine Dichtung

   abgedichtet ist.

   Antriebseinheit nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine der wenigstens zwei Öffnungen (7, 8) der wenigstens einen Druckkammer (6) als Drosselventil ausgebildet ist und/oder mit wenigstens einem

   Drosselventil strömungstechnisch verbunden ist.

   Antriebseinheit nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine der wenigstens zwei Öffnungen (7, 8) der wenigstens einen Druckkammer (6) mit einer, vorzugsweise einen Öl-Wasser-Kühler ausweisenden, Temperiervorrichtung strömungstechnisch verbunden oder

   verbindbar ist.

   Antriebseinheit nach wenigstens einem der vorhergehenden

   Ansprüche, wobei

   - der Hydraulikzylinder (4) entlang einer Längsachse, vorzugsweise einer Symmetrieachse, einen Kreisquerschnitt aufweist und/oder

   - der Hydraulikzylinder (4) entlang einer Längsachse, vorzugsweise einer Symmetrieachse, der Hydraulikzylinders (4) linear verschiebbar gelagert ist und/oder

   - die Antriebseinheit (1) als doppeltwirkender Zylinder ausgebildet ist.

   Formgebungsmaschine und/oder Einspritzeinheit für eine Formgebungsmaschine (2) umfassend wenigstens eine Antriebseinheit (1) nach wenigstens einem der

   vorhergehenden Ansprüche.

   Verfahren zum Betreiben einer hydraulischen Antriebseinheit

   (1), vorzugsweise einer Antriebseinheit (1) nach wenigstens

   einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die hydraulische Antriebseinheit (1) einen Hohlraum (3) ausbildenden Hydraulikzylinder (4) und einen im Hohlraum (3) verschiebbar gelagerten Hydraulikkolben (5) aufweist, wobei zwischen Hydraulikzylinder (4) und Hydraulikkolben (5) im Hohlraum (3) wenigstens eine Druckkammer (6) ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens einen Druckkammer (6) über eine Öffnung (8) Hydraulikfluid zugeführt wird und aus derselben wenigstens einen Druckkammer (6) über wenigstens eine zweite Öffnung (7),

   vorzugsweise gleichzeitig, Hydraulikfluid abgeführt wird.

   15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der wenigstens einen Druckkammer (6) volumetrisch mehr Hydraulikfluid zugeführt wird als die wenigstens eine Druckkammer (6) aufnehmen kann, sodass eine Spülung der wenigstens einen Druckkammer

   (6) vorgenommen wird.

   Innsbruck, am 14. Februar 2022