DE10104109A1

DE10104109A1 - Regelverfahren für die hydraulische Unterstützung eines elektrischen Antriebs

Info

Publication number: DE10104109A1
Application number: DE10104109A
Authority: DE
Inventors: Joerg Dantlgraber
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2002-09-05
Also published as: EP1355775B1; DE50212786D1; WO2002064345A8; WO2002064345A1; EP1355775A1; ATE408493T1; US20040065974A1

Abstract

Auf ein axial verfahrbares Maschinenteil wirken in Längsrichtung die Kraft eines Elektromotors, dessen Drehbewegung über ein Getriebe in eine Längsbewegung umgesetzt wird, und die Kraft des Kolbens eines hydraulischen Zylinders. Die von dem Elektromotor ausgeübte Kraft wird auf einen Wert begrenzt, bei dem noch keine Beschädigung des Getriebes erfolgt. Zur Begrenzung des von dem Elektromotor aufgebrachten Kraftanteils wird aus dem Sollwert für die in axialer Richtung auf das Maschinenteil wirkende Kraft und dem Istwert dieser Kraft eine Regeldifferenz gebildet, die die Summe der auf das Maschinenteil in axialer Richtung wirkenden Kraftanteile steuert. Aus dem Istwert der in axialer Richtung auf das Maschinenteil wirkenden Kraft und einem die mechanische Belastbarkeit des Getriebes berücksichtigenden Wert wird ein Sollwert für die in axialer Richtung auf den Kolben wirkende Kraft gebildet. Aus dem Sollwert für die in axialer Richtung auf den Kolben wirkende Kraft und ihrem Istwert wird eine Regeldifferenz gebildet, die einen der auf das Maschinenteil in axialer Richtung wirkenden Kraftanteile steuert. DOLLAR A Das Regelverfahren findet Anwendung bei Spritzgießmaschinen mit hydraulischer Unterstüzung eines elektrischen Antriebs, insbesondere für den Schneckenvortrieb beim Einspritzvorgang und/oder in der Nachdruckphase.

Description

Die Erfindung betrifft ein Regelverfahren für die hydrauli sche Unterstützung eines elektrischen Antriebs für ein axial verfahrbares Maschinenteil in einer Spritzgießmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der EP 0 760 277 B1 ist ein elektrischer Antrieb mit hydraulischer Unterstützung und ein Regelverfahren für einen derartigen Antrieb bekannt. Der Antrieb ist insbesondere für den Schneckenvortrieb einer Spritzgießmaschine vorgesehen. Ein Elektromotor bewegt eine Schnecke über ein mechanisches Getriebe, bei dem ein von dem Elektromotor angetriebenes Zahnrad in eine Zahnstange eingreift, in axialer Richtung. Da das Getriebe nur eine begrenzte Kraft von dem Elektromotor auf die Zahnstange übertragen kann, wird die Bewegung der Schnecke durch den Kolben eines hydraulischen Zylinders un terstützt. Die Beaufschlagung des Kolbens mit Druckmittel erfolgt aus einem Druckspeicher, der durch eine von dem Elektromotor angetriebene Pumpe versorgt wird. Ein Wegeventil steuert dabei die dem Zylinder zugeführte Druckmittelmenge. Die auf die Schnecke wirkende Kraft besteht aus zwei sich überlagernden Anteilen, einem ersten Kaltanteil, den der Elektromotor aufbringt, und einem zweiten Kraftanteil, den der Kolben aufbringt. Zu dem verwendeten Regelverfahren ist ausgeführt, daß die Beaufschlagung des Kolbens mit Druckmit tel beim Erreichen einer definierten Regelgröße erfolgt, die einem festgelegten Belastungszustand des Elektromotors ent spricht, wobei der Druckanstieg im Zylinder proportional zur Lastaufnahme des Elektromotors ist. Die Lastaufnahme kann dabei direkt am Elektromotor gemessen werden, z. B. durch Messung der Stromaufnahme, die ein Maß für das Drehmoment ist. Als weiteres Signal für die Regelung des Druckmittel kreislaufs ist der Istwert der Vortriebsgeschwindigkeit der Schnecke genannt, die mit der Sollgeschwindigkeit verglichen werden soll. Alternativ hierzu ist als weiteres Signal für die Regelung des Druckmittelkreislaufs der Istwert des Drucks in der Einspritzdüse genannt, der in der Nachdruckphase mit dem Solldruck verglichen werden soll. Das Drucksignal kann z. B. durch eine Kraftmessung im Verbindungsbereich von Schnecke und Zahnstange bestimmt werden. Da bei dem bekannten Regelverfahren der Druckanstieg im Zylinder so gesteuert wer den soll, daß er proportional zur Lastaufnahme des Elektro motors ist, wenn ein definierter Wert überschritten worden ist, ist davon auszugehen, daß der Druckanstieg im Zylinder proportional zu einen Anstieg der Lastaufnahme des Elektro motors erfolgt. Ob und gegebenenfalls wie dafür gesorgt wird, daß dabei der von dem Elektromotor aufgebrachte Kraftanteil den maximal zulässigen Wert, der von dem Getriebe übertragen werden kann, nicht übersteigt, ist in der Druckschrift nicht angegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Regelverfahren der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem eine zuverläs sige Begrenzung des von dem Elektromotor aufgebrachten Kraft anteils erfolgt.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Das erfindungsgemäße Regelverfahren erlaubt es, die von dem Elektromotor aufgebrachte Kraft nicht größer als den maximal zulässigen Wert werden zu lassen, der von dem Getriebe übertragen werden kann. Dies ist möglich, da als Istwerte für den Regelvorgang einerseits die gesamte auf das axial verschiebbare Maschinenteil ausgeübte Kraft und ande rerseits die von dem Kolben auf das Maschinenteil ausgeübte Kraft verwendet werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen gekennzeichnet. Die Erfindung erlaubt es, den Elektromotor entweder in Abhängigkeit von der Regeldifferenz für die Summe der Kraftanteile von Elektromotor und Kolben anzusteuern oder aber in Abhängigkeit von der Regeldifferenz für den Kraftanteil des Kolbens. Die Ansteuerung des Kolbens mit hydraulischem Druckmittel erfolgt in Abhängigkeit von der jeweils anderen Regeldifferenz. Wird bei einer Ansteuerung des Elektromotors in Abhängigkeit von der Regeldifferenz für die in axialer Richtung auf das Maschinenteil wirkenden Kraft, d. h. der Summe der Kraftanteile von Elektromotor und Kolben, die zeitliche Ableitung ihres Sollwerts der Regeldif ferenz für die auf den Kolben wirkende Kraft im Sinne einer Führungsgrößenaufschaltung überlagert, läßt sich das Füh rungsverhalten verbessern. Ist der Sollwert für die auf das Maschinenteil wirkende Kraft kleiner als der zulässige Wert des Kraftanteils der von dem Getriebe übertragen wird, ist es vorteilhaft, die Kraftbeaufschlagung des in axialer Richtung verschiebbaren Maschinenteils nur durch den Elektromotor erfolgen zu lassen. Hierzu wird der Sollwert für die auf den Kolben wirkende Kraft in diesem Bereich gleich Null gesetzt.

Die Erfindung wird im folgenden mit ihren weiteren Einzel heiten anhand von in den Zeichnungen dargestellten Aus führungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 das Blockschaltbild einer ersten Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Regelverfahrens in schematischer Darstellung,

Fig. 2 das Blockschaltbild einer zweiten Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Regelverfahrens in schematischer Darstellung und

Fig. 3 einen hydraulischen Zylinder mit einem Kolben, der von einem Elektromotor über einen Gewindetrieb bewegt wird.

Die Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung das Einspritz aggregat einer Spritzgießmaschine, das mit dem Bezugszeichen 10 versehen ist. Während des Plastifizierens dreht ein Elek tromotor 11 über Zahnräder 12, 13 und eine Antriebswelle 14 sowie einen Freilauf 15 eine Schnecke 16 in einem Schnecken zylinder 17. Der linke Bereich der Antriebswelle 14, in den das Zahnrad 13 eingreift, ist als Zahnwelle ausgebildet. Die Schnecke 16 ist in axialer Richtung verfahrbar ausgebildet. Der plastifizierte Kunststoff befindet sich im Mündungsbe reich des Schneckenzylinders 17. Die Schnecke 16 wird von dem plastifizierten Kunststoff gegen die Antriebswelle 14 gedrückt, die sich an einem hydraulischen Zylinder 18 abstützt.

Zum Einspritzen wechselt der Elektromotor 11 die Drehrich tung. Der Freilauf 15 entkuppelt aufgrund der Drehrichtungs umkehr die Schnecke 16 von der Antriebswelle 14. Die Schnecke 16 wird somit nicht mehr gedreht, sie bleibt jedoch weiterhin in axialer Richtung verschiebbar. Der rechte Bereich der An triebswelle 14 bildet zusammen mit einer Mutter 19 einen Kugelgewindetrieb 20. Eine Bremse 21 hält während des Ein spritzvorgangs die Mutter 19 fest. Der Elektromotor 11 dreht die Antriebswelle 14 gegenüber der Mutter 19, so daß sich die Antriebswelle 14 nach links verschiebt. Der Kugelgewindetrieb 20 übt dabei eine in axialer Richtung auf die Antriebswelle 14 wirkende Kraft F2 aus, die nach links gerichtet ist. In dem Zylinder 18 ist ein Kolben 23 geführt, der über eine Kol benstange 24 und eine Drehkupplung 25 mit dem rechten Bereich der Antriebswelle 14 verbunden ist. Die Kolbenstange 24 drückt mit einer Kraft F3, die wie die Kraft F2 nach links gerichtet ist, gegen die Antriebswelle 14. Die Kraft F3 ist durch die druckbeaufschlagten Flächen des Kolbens 23 und die auf diese Flächen wirkenden Drücke bestimmt. Der plastifi zierte Kunststoff, der sich in dem Schneckenzylinder 17 vor der Schnecke 16 befindet, übt beim Einspritzen eine nach rechts gerichtete Kraft F1 auf die Antriebswelle 14 aus, die gleich der Summe der Kräfte F2 und F3 ist. Die von dem Zylin der 18 auf die Antriebswelle 14 ausgeübte Kraft F3 ist der von dem Kugelgewindetrieb 20 auf die Antriebswelle 14 aus geübten Kraft F2 überlagert und entlastet den Kugelgewinde trieb 20, wenn die Kraft F1 einen Wert F2_zul überschreitet, der durch die mechanische Belastbarkeit des Kugelgewinde triebs 20 bestimmt ist.

Als Stellglied für die Kraft F2 dient der Elektromotor 11. Ein Frequenzumrichter 30 steuert die Drehzahl des Elektro motors 11 in Abhängigkeit von einer elektrischen Stellgröße y_E. Als Stellglied für die Kraft F3 dient der Zylinder 18. Eine hydraulische Steuereinrichtung 31 beaufschlagt den Zylinder 18 über hydraulische Leitungen 32 und 33 in Abhän gigkeit von einer elektrischen Stellgröße y_H mit Druckmittel. In dem Freilauf 15 ist ein nicht näher dargestellter Kraft meßumformer angeordnet, der die Kraft F1 in ein elektrisches Signal F1_istumformt. Dieses Signal steht auf einer Leitung 35 an. Es dient für die weitere Signalverarbeitung als Ist wert der Kraft F1. Die Kraft F3 wird aus den Drücken, mit denen die Flächen des Kolbens 23 beaufschlagt sind, und aus der Größe dieser Flächen ermittelt. Die bodenseitige Fläche des Kolbens 23 ist mit AA bezeichnet, sie ist mit dem Druck pA beaufschlagt. Die stangenseitige Fläche des Kolbens 23 ist mit AB bezeichnet, sie ist mit dem Druck pB beaufschlagt. Der Druck pA in der Leitung 32 wird von einem ersten Druckmeßum former 36 in ein elektrisches Signal umgeformt. Dieses Signal wird von einem ersten P-Glied 37 mit einem Faktor AA multi pliziert. Das Ausgangssignal des P-Glieds 37 entspricht der auf die bodenseitige Fläche des Kolbens 23 wirkenden Kraft FA. Der Druck pB in der Leitung 33 wird von einem zweiten Druckmeßumformer 38 in ein weiteres elektrisches Signal umge formt. Dieses Signal wird von einem zweiten P-Glied 39 mit einem Faktor AB multipliziert. Das Ausgangssignal des P-Glieds 39 entspricht der auf die stangenseitige Fläche des Kolbens 23 wirkenden Kraft FB. Ein Summierglied 42 bildet aus der Differenz der Signale FA und FB ein Signal F3_ist, das der von dem Kolben 23 auf die Antriebswelle 14 ausgeübten Kraft F3 entspricht. Das Signal F3_ist dient für die weitere Signal verarbeitung als Istwert der Kraft F3.

Der Regeleinrichtung für die auf die Antriebswelle 14 wir kenden Kräfte sind als Eingangsgrößen das Signal F1_soll als Sollwert für die Kraft F1 und das Signal F2_zul als Sollwert für die von dem Kugelgewindetrieb 20 aufzubringende Kraft F2 zugeführt.

In einem Summierglied 44 wird aus den Signalen F1_soll und F1_ist eine Regeldifferenz ΔF1 gebildet. Die Regeldifferenz ΔF1 ist einem Regler 45 zugeführt. Das Ausgangssignal des Reglers 45 ist dem Frequenzumrichter 30, der die Drehzahl des Elektromotors 11 verstellt, als Stellgröße y_E zugeführt. Der Regler 45 ändert in Abhängigkeit von der Regeldifferenz ΔF1 die Drehzahl des Elektromotors 11 so lange, bis die Regel differenz ΔF1 zu Null geworden ist. Das bedeutet, daß die Summe der Kräfte F2 und F3 im eingeschwungenen Zustand gleich dem Sollwert F1_soll ist, sagt jedoch noch nichts über die Anteile der Kräfte F2 und F3 an der Kraft F1 aus.

Für, die Aufteilung der Kräfte F2 und F3 ist ein weiterer Regelkreis vorgesehen. Die Führungsgröße dieses Regelkreises ergibt sich aus dem Istwert F1_ist der Kraft F1 und dem Signal F2_zul, das die mechanische Belastbarkeit des Kugelgewinde triebs 20 berücksichtigt. Ein Summierglied 47 bildet aus den Signalen F1_ist und F2_zul ein Differenzsignal F3_soll*. Dieses Signal ist über einen Umschalter 48 einem weiteren Summier glied 49 als Sollwert F3_soll für die von dem Zylinder 18 auf zubringende Kraft F3 zugeführt. Das Summierglied 49 bildet aus den Signalen F3_soll und F3_ist eine Regeldifferenz ΔF3, die dem Regler 50 zugeführt ist. Das Ausgangssignal des Reglers 50 ist der Steuereinrichtung 31 als Stellgröße y_H zugeführt. Die Steuereinrichtung 31 enthält eine Pumpe 53, die hydraulisches Druckmittel aus einem Tank 54 fördert. Ein Proportionalwegeventil 55, dem die Stellgröße y_H als Ein gangssignal zugeführt ist, steuert den Druckmittelfluß zu dem Zylinder 18. Der Regler 50 ändert in Abhängigkeit von der Regeldifferenz ΔF3 die dem Zylinder 18 zugeführte Druck mittelmenge und damit die auf die Antriebswelle 14 wirkende Kraft F3 so lange, bis die Regeldifferenz ΔF3 im eingeschwun genen Zustand zu Null geworden ist. Da einerseits, wenn die Regeldifferenz ΔF1 zu Null geworden ist, die Summe der Kräfte F2 und F3 gleich F1_soll ist und andererseits, wenn die Regel differenz ΔF3 zu Null geworden ist, die Kraft F3 gleich F3_soll ist, ist die von dem Kugelgewindetrieb 20 auf die Antriebswelle 14 ausgeübte Kraft F2 gleich F2_zul. Dies bedeu tet, daß die Kraft F2 im eingeschwungenen Zustand unabhängig von der Größe von F1_soll gleich F2_zul ist. Damit ist sicher gestellt, daß die Kraft F2, die über den Kugelgewindetrieb 20 auf die Antriebswelle 14 wirkt, den Wert F2_zul nicht über steigt.

Zur Verbesserung des Führungsverhaltens der Regeleinrichtung ist das Signal F1_soll einem Differenzierglied 58 zugeführt. Das Ausgangssignal des Differenzierglieds 58 ist dem Summier glied 49 als weiteres Eingangssignal zugeführt. Bei einer Änderung von F1_soll erfolgt daher bereits eine Änderung von F3, bevor sich die Änderung von F1_soll über die entsprechende Änderung des Signals Eilst ausgewirkt hat. Alternativ hierzu ist es auch möglich, dem Summierglied 49 anstelle des Aus gangssignals des Differenzierglieds 58 ein entsprechendes Vorhaltsignal einer in den Zeichnungen nicht dargestellten übergeordneten Maschinensteuerung, die die Signale F1_soll und F2_zul vorgibt, zuzuführen.

Damit in den Fällen, in denen F1_soll kleiner als F2_zul ist, auf den Kolben 23 keine Kraft wirkt, die der Kraft F2 ent gegengerichtet ist, ist der Umschalter 48 vorgesehen, der in seiner unteren Stellung den Sollwerteingang des Summierglieds 49 mit Bezugspotential verbindet, d. h. das Signal F3_soll wird auf Null gesetzt. In dieser Stellung des Umschalters 48 steuert der Regler 50 die dem Kolben 18 zugeführte Druck mittelmenge so, daß die Kraft F3 im eingeschwungenen Zustand gleich Null ist. Der Kolben 18 übt somit keine Kraft auf die Antriebswelle 14 aus. In der oberen Stellung des Umschalters 48 ist dem Summierglied 49 - wie oben bereits beschrieben - das Signal F3_soll* als Sollwert F3_soll für die Kraft F3 zuge führt. Die Umschaltung zwischen den beiden Schaltstellungen des Umschalters 48 erfolgt in Abhängigkeit von der Differenz F1_soll - F2_zul, die von einem weiteren Summierglied 59 gebil det wird. Die mit ΔS bezeichnete Differenz ist einem Schalt glied 60 zugeführt, dessen Ausgangssignal den Umschalter 48 derart betätigt, daß F3_soll bei negativen Werte der Differenz ΔS gleich Null ist und bei positiven Werten der Differenz ΔS gleich F3_soll* ist. Ist das Signal F1_soll kleiner als das Sig nal F2_zul oder gleich groß wie dieses, wird die Antriebswelle 14 nur mit der Kraft F2 beaufschlagt, wobei die Kraft F2 gleich dem durch das Signal F1_soll vorgegebenen Wert ist. Erst wenn das Signal F1_soll größer als das Signal F2_zul ist, wird die Antriebswelle 14 mit der Summe der Kräfte F2 und F3 beaufschlagt, wobei einerseits F2 gleich dem durch das Signal F2_zul vorgegebenen Wert und andererseits die Summe von F2 und F3 gleich dem durch das Signal F1_soll vorgegebenen Wert ist.

Die Fig. 2 zeigt das bereits anhand der Fig. 1 beschriebene Einspritzaggregat 10 einer Spritzgießmaschine zusammen mit dem Blockschaltbild einer zweiten Einrichtung zur Regelung der auf die Antriebswelle 14 wirkenden Kräfte F2 und F3 ent sprechend den von einer übergeordneten Maschinensteuerung vorgegebenen Signalen F1_soll und F2_zul. Wie bereits im Zusam menhang mit der Fig. 1 beschrieben, wird die Summe der Kräfte F2 und F3 von dem in dem Freilauf 15 abgeordneten Kraftmeßumformer gemessen und in das Signal F1_ist umgeformt. Die Kraft F3 wird aus den Drücken pA und pB ermittelt und unter Berücksichtigung der Größe der von diesen Drücken be aufschlagten Flächen AA bzw. AB des Kolbens 23 zu dem Signal F3_ist, dem Istwert der Kraft F3, verknüpft. Die Kraft F2, die der Kugelgewindetrieb 20 auf die Antriebswelle 14 ausübt, wird auch in diesem Ausführungsbeispiel nicht gemessen. Wie ebenfalls bereits im Zusammenhang mit der Fig. 1 beschrie ben, bildet das Summierglied 44 aus dem Sollwert F1_soll für die Summe der auf die Antriebswelle 14 wirkenden Kräfte F2 und F3 und aus deren Istwert F1_ist die Regeldifferenz ΔF1, die dem Regler 45 zugeführt ist. Das Summierglied 47 bildet aus den Signalen F1_ist und F2_zul den Sollwert F3_soll für die Kraft F3, die der Kolben 23 auf die Antriebswelle 14 ausübt.

Das Summierglied 49 bildet aus dem Sollwert F3_soll für die Kraft F3 und aus deren Istwert F3_ist die. Regeldifferenz ΔF3, die dem Regler 50 zugeführt ist. Anders als bei der in der Fig. 1 dargestellten Regeleinrichtung ist das Ausgangssignal des Reglers 45 der hydraulischen Steuereinrichtung 31 als Stellgröße y_H zugeführt. Der Regler 45 verstellt die Kraft F3 in Abhängigkeit von der ihm zugeführten Regeldifferenz ΔF1 so lange, bis das Signal F1_ist, das ein Maß für die Summe der Kräfte F2 und F3 ist, im eingeschwungenen Zustand gleich dem Signal F1_soll geworden ist. Die Regelung der Summe der Kräfte F2 und F3 erfolgt hier durch Verstellen der Kraft F3. Das Ausgangssignal des Reglers 50 ist dem Frequenzumrichter 30 als Stellgröße y_E zugeführt. Der Frequenzumrichter 30 steuert die Drehzahl des Elektromotors 11 und damit die über den Kugelgewindetrieb 20 auf die Antriebswelle 14 ausgeübte Kraft F2. Der Regler 50 verstellt die Kraft F2 in Abhängigkeit von der Regeldifferenz ΔF3 so lange, bis das Signal F3_ist im ein geschwungenen Zustand gleich dem Signal F3_soll geworden ist. Der eingeschwungene Zustand ist erreicht, wenn die Regeldif ferenz ΔF1 des einen Regelkreises und die Regeldifferenz ΔF3 des anderen Regelkreises zu Null geworden sind. Damit ist sowohl die Summe der Kräfte F2 und F3 gleich dem durch das Signal F1_soll vorgegebenen Wert als auch die Kraft F3, die von dem Kolben 23 auf die Antriebswelle 14 ausgeübt wird, gleich der durch das Signal F3_soll vorgegebenen Wert. Dies bedeutet aber auch, daß die Kraft F2 den durch das Signal F2_zul vorgegebenen Wert angenommen hat. Damit ist sicherge stellt, daß die Kraft F2, die über den Kugelgewindetrieb 20 auf die Antriebswelle 14 wirkt, den durch das Signal F2_zul vorgegebenen Wert nicht übersteigt.

Die Fig. 3 zeigt eine hydraulische Steuereinrichtung 63, die anstelle der in den Fig. 1 und 2 dargestellten hydrauli schen Steuereinrichtung 31 einsetzbar ist. Das elektrische Steuersignal y_H ist einem Elektromotor 65 zugeführt, dessen Drehbewegung über Zahnräder 66 und 67 sowie einen Kugelgewin detrieb 68 in eine Längsbewegung umgesetzt wird. Der Kugel gewindetrieb 68 verschiebt einen Kolben 69 in einem Zylinder 70. Die Kammern des Zylinders 70 sind über die hydraulischen Leitungen 32 und 33 mit den entsprechenden Kammern des Zylin ders 18 in den Fig. 1 und 2 verbunden. Bewegt der Elektro motor 65 den Kolben 69 des Zylinders 70 nach rechts, fließt Druckmittel aus der bodenseitigen Kammer des Zylinders 70 über die Leitung 32 in die bodenseitige Kammer des Zylinders 18 und verschiebt den Kolben 23 nach links. Das dabei aus der stangenseitigen Kammer des Kolbens 18 verdrängte Druckmittel fließt über die Leitung 33 in die stangenseitige Kammer des Kolbens 70. Durch entsprechende Wahl der Größe der druck beaufschlagten Flächen der Kolben 23 und 69 läßt sich zusätz lich eine Kraftübersetzung zwischen der auf den Kolben 69 wirkenden Kraft und der von dem Kolben 23 auf die Antriebs welle 14 ausgeübten Kraft F3 erreichen.

Anstelle des Kugelgewindetriebs 20, der die Drehbewegung des Elektromotors 11 in eine Längsbewegung umsetzt, kann auch ein Rollengewindetrieb eingesetzt werden. Die Umsetzung der Dreh bewegung des Elektromotors 11 in eine Längsbewegung kann aber auch durch ein von dem Elektromotor 11 angetriebenes Zahnrad erfolgen, das in eine Zahnstange eingreift und die Zahnstange in Längsrichtung bewegt. In gleicher Weise ist es möglich, den Kugelgewindetrieb 68 durch einen Rollengewindetrieb zu ersetzen oder die Drehbewegung des Elektromotors 65 über eine Zahnstange und ein in diese eingreifendes, von dem Elektro motor 65 angetriebenes Zahnrad in eine Längsbewegung umzuset zen.

Claims

1. Regelverfahren für die hydraulische Unterstützung eines elektrischen Antriebs für ein axial verfahrbares Maschinenteil in einer Spritzgießmaschine, insbesondere für den Schneckenvortrieb beim Einspritzvorgang und/oder in der Nachdruckphase, mit einem Elektromotor, der über ein Getriebe eine axiale Bewegung des Maschinenteils bewirkt, und mit einem mit hydraulischem Druckmittel beaufschlagbaren, in einem Zylinder verschiebbaren Kolben, dessen Bewegung der durch den Elektromotor erzeugten axialen Bewegung des Maschinenteils überlagerbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß aus dem Sollwert (F1_soll) für die in axialer Richtung auf das Maschinenteil (16) wirkende Kraft (F1) und dem Istwert (F1_ist) dieser Kraft (F1) eine Regeldifferenz (ΔF1) gebildet wird, die die Summe der auf das Maschinenteil (16) in axialer Richtung wirkenden Kraftanteile (F2, F3) steuert,
daß aus dem Istwert (F1_ist) der in axialer Richtung auf das Maschinenteil (16) wirkenden Kraft (F1) und einem die mechanische Belastbarkeit des Getriebes (20) berücksich tigenden Wert (F2_zul) ein Sollwert (F3_soll) für die in axialer Richtung auf den Kolben (23) wirkende Kraft (F3) gebildet wird und
daß aus dem Sollwert (F3_soll) für die in axialer Richtung auf den Kolben (23) wirkende Kraft (F3) und dem Istwert (F3_ist) dieser Kraft (F3) eine Regeldifferenz (ΔF3) gebil det wird, die einen der auf das Maschinenteil (16) in axialer Richtung wirkenden Kraftanteile (F2, F3) steuert.

2. Regelverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet,
daß der Elektromotor (11) entsprechend der Regeldifferenz (ΔF1) zwischen dem Sollwert (F1_soll) für die in axialer Richtung auf das Maschinenteil (16) wirkende Kraft (F1) und dem Istwert (F1_ist) dieser Kraft (F1) im Sinne einer Ver ringerung der Differenz (ΔF1) angesteuert wird und
daß der Kolben (23) entsprechend der Regeldifferenz (ΔF3) zwischen dem Sollwert (F3_soll) für die in axialer Richtung auf den Kolben (23) wirkende Kraft (F3) und dem Istwert (F3_ist) dieser Kraft (F3) im Sinne einer Verringerung der Regeldifferenz (ΔF3) mit Druckmittel beaufschlagt wird.

3. Regelverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet,
daß der Kolben (23) entsprechend der Differenz (ΔF1) zwi schen dem Sollwert (F1_soll) für die in axialer Richtung auf das Maschinenteil (16) wirkende Kraft (F1) und dem Istwert (F1_ist) dieser Kraft (F1) im Sinne einer Verringerung der Differenz (ΔF1) mit Druckmittel beaufschlagt wird und
daß der Elektromotor (11) entsprechend der Differenz (ΔF3) zwischen dem Sollwert (F3_soll) für die in axialer Richtung auf den Kolben (23) wirkende Kraft (F3) und dem Istwert (F3_ist) dieser Kraft (F3) im Sinne einer Verringerung der Differenz (ΔF3) angesteuert wird.

4. Regelverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die zeitliche Ableitung (dF1_soll/dt) des Soll werts (F1_soll) für die in axialer Richtung auf das Maschinen teil (16) wirkende Kraft (F1) dem Sollwert (F3_soll) für die in axialer Richtung auf den Kolben (23) wirkende Kraft (F3) im Sinne einer Führungsgrößenaufschaltung überlagert wird.

5. Regelverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert (F3_soll) für die in axialer Richtung auf den Kolben (23) wirkende Kraft (F3) gleich null gesetzt wird, wenn der Sollwert (F1_soll) für die in axialer Richtung auf das Maschinenteil (16) wirkende Kraft (F1) kleiner als der die mechanische Belastbarkeit des Getriebes (20) berücksichtigende Wert (F2_zul) ist.

6. Regelverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in axialer Rich tung auf das Maschinenteil (16) wirkende Kraft (F1_ist) durch einen Kraftsensor gemessen wird, der in dem Kraftfluß zwischen dem Maschinenteil (16) und dem Getriebe (20) angeordnet ist.

7. Regelverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in axialer Rich tung auf den Kolben (23) wirkende Kraft (F3) aus den auf die Flächen (AA, AB) des Kolbens (23) wirkenden Drücken (pA, pB) ermittelt wird.