DE102012104251A1 - Method for energy recovery in apparatus for molding of plastics, involves storing mechanical energy during movement for closing or opening of molding unit during deceleration of moving tool halves, and relaxation of clamping force - Google Patents

Method for energy recovery in apparatus for molding of plastics, involves storing mechanical energy during movement for closing or opening of molding unit during deceleration of moving tool halves, and relaxation of clamping force Download PDF

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Abstract

The method involves storing the mechanical energy during the movement for closing or opening of a molding unit during the deceleration of the moving tool halves, and relaxation of the clamping force in the uncoupling of the tool halves in a hydraulic accumulator in a temporary manner. A hydraulic drive (4) is supplied for a molding operation. The hydraulic drive is used with a process cylinder with pressure medium chambers for moving the movable tool halves. The pressure medium chambers are separated by a process piston. An independent claim is included for a device with a storage container.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Energierückgewinnung bei einer Vorrichtung zur Formgebung von Kunststoffen, bevorzugt bei einer Vorrichtung zur Formgebung, die eine Formgebungseinheit mit einer ortsfesten Werkzeughälfte und einer beweglichen Werkzeughälfte, die unter Ausbildung eines formgebenden Hohlraumes kuppelbar sind, sowie einen hydraulischen Antrieb für die bewegliche Werkzeughälfte und eine Zuführeinheit für eine verflüssigten Formmasse in den formgebenden Hohlraum umfasst, sowie die Vorrichtung als solche. The invention relates to a method for energy recovery in a device for molding plastics, preferably in a molding apparatus comprising a molding unit with a stationary mold half and a movable mold half, which are coupled to form a forming cavity, and a hydraulic drive for the movable Includes tool half and a feed unit for a liquefied molding material in the forming cavity, and the device as such.

Bei der Formteilherstellung von Kunststoffen werden Vorrichtungen eingesetzt, welche zum einen eine ortsfeste Werkzeughälfte und zum anderen eine bewegliche Werkzeughälfte aufweisen können. Die beiden Werkzeughälften bilden dabei einen Hohlraum, welcher die auszubildende Form beschreibt. Ein in diesen Hohlraum einzuspritzender Kunststoff wird zuerst unter Einsatz hoher Energie verflüssigt und unter Druck in diesen Hohlraum eingespritzt. In the production of molded parts of plastics devices are used which on the one hand can have a stationary mold half and the other a movable mold half. The two tool halves form a cavity which describes the form to be formed. A plastic to be injected into this cavity is first liquefied using high energy and injected under pressure into this cavity.

Bei einer solchen Spritzgussmaschine wird in der Vorrichtung ein hoher Druck zur Formgebung des Kunststoffes erzeugt, wobei der Druck zur Formgebung beim Einspritzen und in der Nachdruckphase von der Plastifiziereinheit aufgebaut wird, um das Formteil zu bilden. Dabei wird von der Schließeinheit eine hydraulische Gegenkraft, die s.g. Schließkraft aufgebaut. Alternativ werden Kniehebeleinheiten bei elektrisch mechanisch angetriebenen Spritzgussmaschinen eingesetzt. Eine Baugruppe einer solchen Spritzgussmaschine als Vorrichtung zur Formgebung von Kunststoffen, die grundsätzlich im Stand der Technik bekannt ist, ist die Schließeinheit, welche gerade im Bereich großer Schließkräfte häufig als Zwei-Platten-Schließeinheit vorzufinden ist. In such an injection molding machine, a high pressure for molding the resin is generated in the apparatus, whereby the pressure for shaping during injection and in the holding pressure phase is built up by the plasticizing unit to form the molding. In this case, a hydraulic counterforce, the s.g. Closing force built. Alternatively, toggle units are used in electrically mechanically driven injection molding machines. An assembly of such an injection molding machine as a device for shaping plastics, which is basically known in the prior art, is the closing unit, which is frequently to be found in the region of large closing forces as a two-plate closing unit.

Bei einer solchen 2-Platten-Schließeinheit sind auf einem Maschinenbett eine feststehende Formaufspannplatte mit der einen Werkzeughälfte und eine demgegenüber verfahrbare bewegliche Formaufspannplatte mit der anderen Werkzeughälfte vorgesehen. ln einer der Formaufspannplatten können Säulen vorgesehen sein, welche sich zur gegenüberliegenden Formaufspannplatte erstrecken und diese zumindest im geschlossenen Zustand der Schließeinheit durchsetzen. Desweiteren sind Verriegelungsvorrichtungen und Mittel zur Erzeugung einer Schließkraft vorgesehen. Solche 2-Platten Schließeinheiten sind in verschiedenen Ausführungsformen aus dem Stand der Technik bekannt ( Johannaber/Michaeli, "Handbuch Spritzgießen", Hanser 2001, Seiten 836–839 ). In such a 2-plate clamping unit are provided on a machine bed, a fixed platen with one mold half and a movable movable platen with the other mold half. In one of the platens may be provided columns which extend to the opposite mold mounting plate and enforce this at least in the closed state of the clamping unit. Furthermore, locking devices and means for generating a closing force are provided. Such 2-plate clamping units are known in various embodiments from the prior art ( Johannaber / Michaeli, "Handbook Injection Molding", Hanser 2001, pages 836-839 ).

Demzufolge wird bei dieser Art der Formteilherstellung eine beträchtliche Menge an Energie benötigt. Zum einen muss der Kunststoff zuerst verflüssigt werden und zum anderen muss ein hoher Druck aufgebaut werden. Um Energie einzusparen, ist es bekannt, bei der Abkühlung des Kunststoffes oder des Hydrauliköls gemäß der DE 10 2010 049 969 A1 die frei werdende Wärmeenergie aufzufangen und in den Prozess zurückzuführen. Ein solches sogenanntes Rekuperationsverfahren erlaubt es, den Energieverbrauch einer solchen Vorrichtung zu reduzieren. Ein wesentlicher Anteil am Gesamtenergiebedarf stellt allerdings die zum Betrieb der Achsen erforderliche Antriebsenergie dar. As a result, a considerable amount of energy is required in this type of molding production. On the one hand, the plastic must first be liquefied and, on the other hand, a high pressure must be built up. To save energy, it is known in the cooling of the plastic or hydraulic oil according to the DE 10 2010 049 969 A1 to absorb the released heat energy and return it to the process. Such a so-called recuperation method makes it possible to reduce the power consumption of such a device. However, a substantial proportion of the total energy requirement represents the drive energy required to operate the axles.

So kann beispielhaft in einer solchen Vorrichtung zur Formteilherstellung eine Schließkraft von bis zu 40.000 kN notwendig sein, wobei in Abhängigkeit der Schließkraft und der Steifigkeit der Schließeinheit bzw. des eingesetzten Spritzgießwerkzeuges eine elastische Deformation von bis zu 4 bis 5 mm entsteht. Beim Schließen der Vorrichtung werden Massen zwischen 30 und 100 Tonnen bewegt, mit einer Geschwindigkeit von 0,6 bis 1 m/s. Die Zykluszeiten bewegen sich dabei von 4 bis 60 sek. Damit ergibt sich eine potentielle Energieeinsparung von 10 bis 50.000 Kilowattstunden pro Jahr. For example, in such a device for producing molded parts, a closing force of up to 40,000 kN may be necessary, with an elastic deformation of up to 4 to 5 mm being produced as a function of the closing force and the rigidity of the closing unit or of the injection molding tool used. When closing the device masses are moved between 30 and 100 tons, with a speed of 0.6 to 1 m / s. The cycle times range from 4 to 60 sec. This results in a potential energy saving of 10 to 50,000 kilowatt hours per year.

Bei dem derzeitigen Stand der Technik werden die dargestellten Energieformen beim Entspannen der deformierten Bauteile sowie beim Abbremsen der bewegten Massen dissipiert. Damit stellt sich die Aufgabe, die für den Zyklus aufgebrachte Antriebsleistung bei der Formteilherstellung wieder nutzbar zu machen, um den Gesamtenergiebedarf weiter zu senken. In the current state of the art, the illustrated forms of energy are dissipated when relaxing the deformed components and when braking the moving masses. This raises the task of making available for the cycle applied drive power in the molding production again to reduce the overall energy needs on.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass eine bei einem Spritzgießzyklus die in der Anlage vorhandene mechanische Energie während der Abbremsung der mindestens einen beweglichen Werkzeughälfte bei der Schließbewegung und/oder Relaxation der Schließkraft und/oder bei der Entkupplung der Werkzeughälften in zumindest einem Hydraulikspeicher zwischengespeichert wird und bei einem nächsten Spritzgießzyklus zum Druckaufbau zumindest einem Druckelement zuführbar ist. According to the invention, this object is achieved in that an existing in the plant mechanical energy during the deceleration of the at least one movable mold half during the closing movement and / or relaxation of the closing force and / or during decoupling of the tool halves in at least one hydraulic accumulator during an injection cycle and at least one pressure element can be supplied during a next injection molding cycle for pressure buildup.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Der Vorteil dieses Verfahrens gegenüber dem Stand der Technik liegt darin, dass der Energieverbrauch bei der Formteilherstellung reduziert werden kann. Hierbei kann die im hydraulischen Antrieb vorhandene mechanische Energie zurückgeführt werden. So wird bei einer Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beim Schließen der Vorrichtung die bewegliche Werkzeughälfte mithilfe eines Verfahrzylinders auf die ortsfeste Werkzeughälfte verfahren, oder bei einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die bewegliche Werkzeughälfte mithilfe eines Verfahrzylinders von der ortsfesten Werkzeughälfte getrennt und in die Öffnungsposition verfahren. The advantage of this method over the prior art is that the energy consumption in the production of molded parts can be reduced. Here, the mechanical energy present in the hydraulic drive can be traced back. Thus, in an embodiment of the method according to the invention when closing the device, the movable mold half by means of a Verfahrzylinders moved to the stationary mold half, or in a further embodiment of the method according to the invention, the movable mold half using a Verfahrzylinders of the stationary mold half separated and moved into the opening position.

Eine Beschädigung der Werkzeughälften muss vermieden werden, und dazu muss die bewegliche Werkzeughälfte vor dem Erreichen der Schließposition oder der Öffnungsposition abgebremst und zum Stillstand gebracht werden. Die dabei verfahrenen, zum Teil sehr großen Elemente mit bis zu 100 Tonnen Gewicht sind mit einer hohen kinetischen Energie ausgestattet. Beim Abbremsen der beweglichen Werkzeughälfte wird diese mechanische Energie frei. Hierzu wird erfindungsgemäß im hydraulischen Antrieb der Vorrichtung mindestens ein Hydraulikspeicher zum Abbremsen der beweglichen Werkzeughälfte eingesetzt, in den das aus dem Druckmittelraum im Verfahrzylinder abgeführte Druckmittel gegen den vorhandenen Innendruck im Hydraulikspeicher geleitet wird. Dabei wird ein ansteigender Gegendruck im Hydraulikspeicher aufgebaut, der dazu führt, dass die bewegliche Werkzeughälfte abgebremst wird. Mit zunehmendem Gegendruck sinken die Geschwindigkeit der beweglichen Werkzeughälfte und die darin enthaltene kinetische Energie. Diese Energie wird in Form von erhöhtem Druck in mindestens einem Hydraulikspeicher zwischengespeichert. Damage to the tool halves must be avoided, and for this purpose, the movable mold half must be braked and brought to a standstill before reaching the closed position or the open position. The thereby moved, sometimes very large elements with a weight of up to 100 tons are equipped with a high kinetic energy. When braking the movable mold half, this mechanical energy is released. For this purpose, according to the invention in the hydraulic drive of the device at least one hydraulic accumulator is used for braking the movable mold half, in which the discharged from the pressure medium space in the displacement cylinder pressure medium is passed against the existing internal pressure in the hydraulic accumulator. In this case, an increasing back pressure is built up in the hydraulic accumulator, which causes the movable mold half to be braked. As the back pressure increases, the speed of the movable mold half and the kinetic energy contained therein decrease. This energy is temporarily stored in the form of increased pressure in at least one hydraulic accumulator.

In einer weiteren Ausführungsform sieht die Erfindung vor, dass die Formgebungsvorrichtung zwei bewegliche Werkzeughälften umfasst, die zur Ausbildung des formgebenden Hohlraumes zueinander bewegt und miteinander gekuppelt werden und nach Ende des Formgebungsvorganges entkuppelt und in die Öffnungsposition bewegt werden, in der das Formstück aus der Formgebungseinheit entnommen werden kann. In a further embodiment, the invention provides that the shaping device comprises two movable tool halves, which are moved towards one another and coupled to one another for forming the shaping cavity and are decoupled after the end of the shaping operation and moved to the opening position in which the shaped piece is removed from the shaping unit can be.

Ferner sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, dass die im mindestens einem Hydraulikspeicher zwischengespeicherte Energie beim Spritzgießzyklus zum Druckaufbau zumindest an ein Druckelement wie einen Verfahrzylinder oder einem Druckkissen zurückgeführt wird und somit zum Antrieb der beweglichen Platte der Schließeinheit genutzt werden kann. Dadurch muss weniger Energie aufgewendet werden, um das jeweilige Druckelement mit dem nötigen Druck zur Anwendung der Vorrichtung zu beaufschlagen. Der im Hydraulikspeicher zwischengespeicherte Druck reicht jedoch meist nicht für den nächsten Formgebungsvorgang aus. Um den im Hydraulikspeicher notwendigen Druck aufzubauen, kann zusätzlich eine Pumpeneinheit zur Erhöhung des hydraulischen Druckes im hydraulischen Antrieb und Hydraulikspeicher vorhanden sein, welche vor, während oder zwischen Formteilherstellungen den Druck in dem Hydraulikspeicher erhöhen kann. Dabei können auch gleichzeitig mehrere Hydraulikspeicher mit einer Pumpeneinheit mit dem nötigen Druck beaufschlagt werden. Die Pumpeneinheit wird damit effizienter genutzt und führt zu einer weiteren Einsparung von Energie. Furthermore, the method according to the invention provides that the energy stored temporarily in the at least one hydraulic accumulator during the injection molding cycle is returned to at least one pressure element, such as a displacement cylinder or a pressure pad, and thus used to drive the movable plate of the clamping unit. As a result, less energy must be expended to pressurize the respective pressure element with the necessary pressure for the application of the device. However, the cached in the hydraulic accumulator pressure is usually not enough for the next molding process. In order to build up the pressure necessary in the hydraulic accumulator, a pump unit for increasing the hydraulic pressure in the hydraulic drive and hydraulic accumulator can additionally be present, which can increase the pressure in the hydraulic accumulator before, during or between molding production. In this case, a plurality of hydraulic accumulators can be acted upon by a pump unit with the necessary pressure at the same time. The pump unit is thus used more efficiently and leads to a further saving of energy.

Bei der Relaxation der elastisch verformbaren Bauteile der Schließeinheit kann erfindungsgemäß die dabei frei werdende Energie ebenfalls in einem Hydraulikspeicher zwischengespeichert werden. Die bei der Relaxation der Schließkraft bei der Entkupplung der Werkzeughälften frei werdende Energie wird dabei über den hydraulischen Antrieb auf einen Hydraulikspeicher umgeleitet, in den das aus dem Druckmittelraum im Druckkissen abgeführte Druckmittel gegen den vorhandenen Innendruck im Hydraulikspeicher geleitet wird Dabei bildet sich ein entsprechender Gegendruck im Hydraulikspeicher aus, während sich der Druck innerhalb des Druckelementes verringert. Somit kann die im Druckelement vorhandene Energie in dem Hydraulikspeicher zwischengespeichert werden. Bei einem nächsten Formgebungsvorgang wird weniger Druck benötigt, um das Druckelement mithilfe des Hydraulikspeichers entsprechend für die nötige Schließkraft der Vorrichtung aufzuladen. Damit wird ein wesentlicher Teil der Energie zur Anwendung der Vorrichtung eingespart. In the case of the relaxation of the elastically deformable components of the closing unit, according to the invention, the energy thus released can likewise be temporarily stored in a hydraulic accumulator. The energy released during the relaxation of the closing force during the decoupling of the tool halves is diverted via the hydraulic drive to a hydraulic accumulator, into which the pressure medium discharged from the pressure medium chamber in the pressure pad is directed against the existing internal pressure in the hydraulic accumulator Hydraulic accumulator, while reducing the pressure within the pressure element. Thus, the energy present in the pressure element can be temporarily stored in the hydraulic accumulator. In a next molding process, less pressure is needed to charge the pressure element using the hydraulic accumulator accordingly for the necessary closing force of the device. This saves a substantial part of the energy for the application of the device.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zumindest zwei Hydraulikspeicher vorzugsweise wechselweise Verfahrzylinder zum Öffnen und Schließen der beweglichen Werkzeughälfte mit Druck beaufschlagen und mechanische Energie bei einem Abbremsen der bewegten Werkzeughälfte in einem Hydraulikspeicher gespeichert wird und zumindest zwei weitere Hydraulikspeicher zur Druckbeaufschlagung des Druckkissens verwendet werden, wobei zumindest ein Hydraulikspeicher zum Aufbau des Schließdruckes dient und der andere zum Zwischenspeichern der bei der Relaxation des Druckkissens frei werdenden mechanischen Energie dient. In a further advantageous embodiment, it is provided that at least two hydraulic accumulators preferably pressure alternately Verfahrzylinder for opening and closing the movable mold half and mechanical energy is stored in a braking of the moving mold half in a hydraulic accumulator and at least two more hydraulic accumulators are used to pressurize the pressure pad , wherein at least one hydraulic accumulator is used to build up the closing pressure and the other is used for temporarily storing the released during the relaxation of the pressure pad mechanical energy.

Ferner betrifft die Erfindung auch die Vorrichtung zur Formgebung von Kunststoffen vorgesehen, wobei zumindest ein Hydraulikspeicher vorgesehen ist, der über zumindest ein Ventil mit zumindest einem Druckelement verbunden ist. Dabei kann der Hydraulikspeicher zum einen verwendet werden, um die bei der Abbremsung des beweglichen Platte und/oder bei der Relaxation des Druckkissens frei werdende mechanische Energie zwischen zu speichern. Zum anderen kann der Hydraulikspeicher ebenfalls dazu verwendet werden, das Druckelement entsprechend mit dem notwendigen Anfangsdruck zu beaufschlagen. Der Hydraulikspeicher kann darüber hinaus nur für die Druckbeaufschlagung beispielsweise eines Druckkissens dienen. Dabei kann als Ventil ein Einwege- beziehungsweise Rückschlagventil verwendet werden, um den Druck nur in eine Richtung auszugleichen. Es wird beispielsweise bei der Relaxation des Druckkissens ein weiterer Hydraulikspeicher zur Zwischenspeicherung der frei werdenden mechanischen Energie verwendet. Dementsprechend können für unterschiedliche Aufgaben in der Vorrichtung oder dem Verfahren jeweils bestimmte Hydraulikspeicher vorgesehen sein. Im Normalfall ist der Hydraulikspeicher allerdings mit einem Zweiwegeventil mit zumindest einem der Druckelemente verbunden. Furthermore, the invention also relates to the device for shaping plastics provided, wherein at least one hydraulic accumulator is provided, which is connected via at least one valve with at least one pressure element. In this case, the hydraulic accumulator can be used on the one hand to store the released during the deceleration of the movable plate and / or during the relaxation of the pressure pad mechanical energy between. On the other hand, the hydraulic accumulator can also be used to apply the pressure element accordingly with the necessary initial pressure. The hydraulic accumulator can also serve only for the pressurization example of a pressure pad. In this case, a Einwege- or check valve can be used as a valve to compensate for the pressure in one direction only. For example, when relaxing the pressure pad, it becomes another one Hydraulic accumulator used for temporary storage of the released mechanical energy. Accordingly, certain hydraulic accumulators may be provided for different tasks in the apparatus or method. In the normal case, however, the hydraulic accumulator is connected to a two-way valve with at least one of the pressure elements.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung sieht die Vorrichtung dabei vor, dass der zumindest eine Hydraulikspeicher über ein Pumpenventil, vorzugsweise ein Einwegeventil mit zumindest einer Pumpeneinheit verbunden ist, wobei über diese der Hydraulikspeicher mit Druck und/oder Druckmittel beaufschlagbar ist. Der Hydraulikspeicher kann unter anderem dazu verwendet werden, die Druckelemente mit Druck zu beaufschlagen. Dabei muss der Druck im Hydraulikspeicher nach jedem Formgebungsvorgang erneut auf den notwendigen Druck erhöht werden. Hierzu ist der Hydraulikspeicher mit der Pumpeneinheit über ein Einwegeventil verbunden. Das Einwegeventil erlaubt dabei den Druckausgleich nur von der Pumpeneinheit zu dem Hydraulikspeicher und nicht in der anderen Richtung. Der große Vorteil in der Verwendung einer zentralen Pumpeneinheit liegt darin, dass diese deutlich effizienter genutzt werden kann. Alternativ muss für die Beaufschlagung der Druckelemente jeweils eine Pumpeneinheit bereitgestellt werden. Bei der Verwendung von nur einer Pumpeneinheit und einer Druckbeaufschlagung über die Hydraulikspeicher wird zusätzlich Energie eingespart. In an advantageous embodiment, the device provides that the at least one hydraulic accumulator via a pump valve, preferably a one-way valve is connected to at least one pump unit, which can be acted upon by the hydraulic accumulator with pressure and / or pressure medium. The hydraulic accumulator can be used, inter alia, to pressurize the pressure elements. The pressure in the hydraulic accumulator must be increased again to the necessary pressure after each shaping process. For this purpose, the hydraulic accumulator is connected to the pump unit via a one-way valve. The one-way valve allows the pressure compensation only from the pump unit to the hydraulic accumulator and not in the other direction. The big advantage of using a central pump unit is that it can be used much more efficiently. Alternatively, a respective pump unit must be provided for the application of the pressure elements. When using only one pump unit and a pressurization via the hydraulic accumulator energy is additionally saved.

Darüber hinaus weist die Pumpeneinheit in vorteilhafter Weise einen Vorratsbehälter auf, wobei dieser mit einem druckübertragenden Medium (Druckmittel) befüllt ist und/oder zumindest ein Druckelement über ein Kreislaufventil mit einem Zulauf eines Vorratsbehälters verbunden ist. Der Vorratsbehälter dient dabei dazu, das druckübertragende Medium für das System bereitzustellen. Dabei kann es vorkommen, dass nicht alle Elemente der Vorrichtung mit Druck beaufschlagt sind und bei einer Druckbeaufschlagung zusätzlich druckübertragendes Medium bereitgestellt werden muss. Dabei kann mithilfe der Pumpeneinheit und des Kreislaufventils als Medium aus dem Vorratsbehälter entnommen werden und in die Vorrichtung eingespeist werden. In addition, the pump unit advantageously has a reservoir, which is filled with a pressure-transmitting medium (pressure medium) and / or at least one pressure element is connected via a circulation valve with an inlet of a reservoir. The reservoir serves to provide the pressure-transmitting medium for the system. It may happen that not all elements of the device are pressurized and additionally pressure-transmitting medium must be provided at a pressurization. It can be removed using the pump unit and the circulation valve as a medium from the reservoir and fed into the device.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Druckelement über ein Rekuperationsventil mit zumindest einem Hydraulikspeicher verbunden. Bei der Abbremsung der beweglichen Platte und/oder bei der Relaxation des Druckkissens wird das entsprechende Rekuperationsventil geöffnet, wobei dadurch der Druck in den Hydraulikspeicher abfließen kann und sich dort als Gegendruck aufbaut. Damit kann mithilfe des Rekuperationsventils die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung gespeicherte Energie im Hydraulikspeicher zwischengespeichert werden. In a further advantageous embodiment of the device according to the invention, the pressure element is connected via a recuperation with at least one hydraulic accumulator. During deceleration of the movable plate and / or during the relaxation of the pressure pad, the corresponding recuperation valve is opened, whereby the pressure can flow into the hydraulic accumulator and builds up there as a back pressure. As a result, the energy stored in the device according to the invention can be temporarily stored in the hydraulic accumulator with the aid of the recuperation valve.

Um die erforderlichen Verfahrgeschwindigkeiten zu erreichen, werden Verfahraktoren mit einem verhältnismäßig kleinen Kolbendurchmesser als Verfahrzylinder eingesetzt. Zum Aufbauen der Schließkraft werden Kraftaktoren mit einem relativ großen Durchmesser verwendet, um mit moderaten Drücken die geforderten Schließkräfte zu erreichen. To achieve the required traversing speeds, tractors with a relatively small piston diameter are used as traversing cylinders. To build the closing force Kraftaktoren be used with a relatively large diameter to reach the required closing forces with moderate pressures.

Weiterhin ist das Druckelement, wie ein Verfahrzylinder, über ein Zentralventil mit dem zumindest einen Ventil mit dem Hydraulikspeicher verbunden. Das zentrale Ventil des Druckzylinders erlaubt es zum einen, von einer Schließbewegung in eine Öffnungsbewegung umzuschalten und dabei jeweils wechselweise ein Hydraulikspeicher zur Zwischenspeicherung der dabei frei werdenden mechanischen Energie zu verwenden. Darüber hinaus erlaubt das Zentralventil auch eine Haltestellung, welche während der Formgebung eingenommen wird. Furthermore, the pressure element, such as a Verfahrzylinder, connected via a central valve with the at least one valve to the hydraulic accumulator. The central valve of the pressure cylinder allows on the one hand to switch from a closing movement into an opening movement and in each case alternately to use a hydraulic accumulator for intermediate storage of the thereby released mechanical energy. In addition, the central valve also allows a holding position, which is taken during the shaping.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, dass die Rekuperationsventile miteinander über Leitungen verbunden sind. So kann der jeweils benötigte Hydraulikspeicher zur Zwischenspeicherung der mechanischen Energie verwendet werden. A further advantageous embodiment is that the recuperation valves are connected to each other via lines. Thus, the respective hydraulic accumulator required for temporary storage of mechanical energy can be used.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sieht die Vorrichtung einen hydraulischen Antrieb und zumindest zwei Hydraulikspeicher vor, wobei diese wechselweise einen Druckzylinder zum Öffnen und Schließen der beweglichen Werkzeughälfte mit Druck beaufschlagen und beim Abbremsen der beweglichen Werkzeughälfte durch Druckbeaufschlagung eines Hydraulikspeichers die mechanische Energie zwischenspeichern und weiterhin zumindest ein Hydraulikspeicher zur Druckbeaufschlagung eines Druckkissens und zum Aufbau eines Schließdruckes vorgesehen ist und zumindest ein weiterer Hydraulikspeicher zur Zwischenspeicherung der frei werdenden mechanischen Energie bei der Relaxation des Druckkissens vorgesehen ist. In a further advantageous embodiment, the device provides a hydraulic drive and at least two hydraulic accumulator, which alternately pressurize a pressure cylinder for opening and closing the movable mold half and caching the mechanical energy during braking of the movable mold half by pressurizing a hydraulic accumulator and continue at least one Hydraulic accumulator is provided for pressurizing a pressure pad and to build a closing pressure and at least one further hydraulic accumulator is provided for temporarily storing the released mechanical energy during the relaxation of the pressure pad.

In einer Ausführungsform betrifft die Erfindung somit eine Schließeinheit für eine Spritzgießmaschine, insbesondere eine 2-Platten-Schließeinheit für eine Spritzgießmaschine, mit einer feststehenden Platte, einer beweglichen Platte, wenigstens einem Antrieb zum Verfahren der beweglichen Platte über einen Verfahrweg beim Zufahren und beim Auffahren der Schließeinheit, mit wenigstens einer in einer Führung gelagertem Verfahrkolbenstange, die mit einem Verfahrkolben im Verfahrzylinder an der feststehenden Platte verbunden ist, und wobei der Führung der Verfahrkolbenstange an der beweglichen Platte jeweils eine Verriegelungsvorrichtung zugeordnet ist, deren Verriegelungselemente mit der zugeordneten Führung in Eingriff bringbar ist, um einen verriegelten Zustand zu bilden,

  • – der Verfahrzylinder zum Verfahren der beweglichen Platte über einen Abschnitt des Verfahrweges der beweglichen Platte ausgebildet ist,
  • – beide Seiten des Verfahrkolbens in dem Verfahrzylinder mit einem Druckmittel beaufschlagbar sind, so dass der Verfahrkolben innerhalb des Verfahrzylinders und relativ zu diesem und zur feststehenden Platte sowohl in Schließrichtung als auch in Öffnungsrichtung über einen Abschnitt des Verfahrweges mit der Verfahrkolbenstange und der beweglichen Platte verfahrbar ist
  • – jedem Druckmittelraum im Verfahrzylinder mindestens ein Hydraulikspeicher zugeordnet ist, der mit dem Druckmittelraum in ventilgesteuerter Hydraulikverbindung steht,
  • – und eine Regelungseinheit zum Betreiben der hydraulische Antriebe und Ventile vorgesehen ist,
In one embodiment, the invention thus relates to a closing unit for an injection molding machine, in particular a 2-plate closing unit for an injection molding machine, with a fixed plate, a movable plate, at least one drive for moving the movable plate via a travel path when approaching and when driving Closing unit, with at least one stored in a guide Verfahrkolbenstange which is connected to a Verfahrkolben in Verfahrzylinder on the fixed plate, and wherein the guide of the Verfahrkolbenstange on the movable plate is assigned in each case a locking device whose locking elements with the associated Guide is engageable to form a locked state
  • The movement cylinder is designed for moving the movable plate over a section of the travel path of the movable plate,
  • - Both sides of the Verfahrkolbens in the Verfahrzylinder be acted upon with a pressure medium, so that the Verfahrkolben is movable within the Verfahrzylinders and relative to this and the fixed plate both in the closing direction and in the opening direction over a portion of the travel path with the Verfahrkolbenstange and the movable plate
  • Each pressure medium space in the displacement cylinder is assigned at least one hydraulic accumulator which is in valve-controlled hydraulic connection with the pressure medium space,
  • And a control unit is provided for operating the hydraulic drives and valves,

In einer Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann zusätzlich oder alternativ zu dem Hydraulikspeicher, der mit dem Druckmittelraum im Verfahrzylinder in ventilgesteuerter Hydraulikverbindung steht, mindestens ein Hydraulikspeicher, der mit dem Druckmittelraum im Druckkissen 6 in ventilgesteuerter Hydraulikverbindung steht, vorgesehen sein. In one embodiment of the device according to the invention, in addition to or as an alternative to the hydraulic accumulator which is in valve-controlled hydraulic connection with the pressure medium chamber in the displacement cylinder, at least one hydraulic accumulator communicating with the pressure medium space in the pressure pad 6 is in valve-controlled hydraulic connection, be provided.

Vorzugsweise sieht die Vorrichtung einen hydraulischen Antrieb und zumindest zwei Hydraulikspeicher vor, wobei diese wechselweise über Druckmittelräume im Verfahrzylinder einen Druckzylinder zum Öffnen und Schließen der beweglichen Werkzeughälfte mit Druck beaufschlagen und die beim Abbremsen der beweglichen Werkzeughälfte durch Druckbeaufschlagung eines Hydraulikspeichers die mechanische Energie zwischenspeichern und weiterhin zumindest ein Hydraulikspeicher zur Druckbeaufschlagung eines Druckkissens vorgesehen ist und zumindest ein weiterer Hydraulikspeicher zur Zwischenspeicherung der frei werdenden mechanischen Energie bei der Relaxation des Druckkissens vorgesehen ist. Preferably, the device provides a hydraulic drive and at least two hydraulic accumulator, which apply alternately pressure medium spaces in Verfahrzylinder a pressure cylinder for opening and closing the movable mold half with pressure and caching during braking of the movable mold half by pressurizing a hydraulic accumulator, the mechanical energy and continue at least a hydraulic accumulator is provided for pressurizing a pressure pad and at least one further hydraulic accumulator is provided for temporarily storing the released mechanical energy during the relaxation of the pressure pad.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren weiter veranschaulicht. Dabei zeigen: The invention will be further illustrated by the following figures. Showing:

1 den schematischen Aufbau einer Zweiplatten-Schließeinheit im geöffneten Zustand; 1 the schematic structure of a two-plate locking unit in the open state;

2 den schematischer Aufbau einer Zweiplatten-Schließeinheit im geschlossenen Zustand; 2 the schematic structure of a two-plate clamping unit in the closed state;

3 den grundliegenden Aufbau einer erfindungsgemäß betriebenen Zweiplattenschließeinheit; und 3 the basic structure of a two-plate closing unit operated according to the invention; and

4 den schematischer Aufbau der Ventilstellungen. 4 the schematic structure of the valve positions.

Die hydraulische Verbindung zwischen der erfindungsgemäß verwendeten Regeleinheit und der Zweiplatten-Schließeinheit wird über hydraulische Standardleitungen realisiert, welche in den 1 und 2 schematisch durch die Positionen A1, A2 und A3 gekennzeichnet sind. The hydraulic connection between the control unit used according to the invention and the two-plate clamping unit is realized via standard hydraulic lines, which in the 1 and 2 are schematically indicated by the positions A1, A2 and A3.

Wie in 1 und 2 gezeigt, ist der grundliegende Aufbau einer Zweiplatten-Schließeinheit im geöffnetten Zustand mit der beweglichen Platte 2 und der feststehenden Platte 3 dargestellt. Das Spritzgießwerkzeug weist die Negativformhälften 1a und 1b auf, die die Negativform 1 des herzustellenden Bauteils ausbilden. Zu Beginn des Spritzgießzyklus wird die bewegliche Platte 2 der geöffneten Schließeinheit mit einer hohen Geschwindigkeit in Richtung der ortsfesten Platte 3 bewegt, bis der Kontakt zwischen den beiden Negativformhälften 1a, 1b des Spritzgießwerkzeugs hergestellt ist. Zum hydraulischen Antrieb der beweglichen Platte 2 werden Verfahrzylinder 4a, Verfahrkolben 4b und Verfahrkolbenführung 4c eingesetzt. Nach Schließen des Spritzgießwerkzeuges 1 wird die bewegliche Platte 2 mit Hilfe von radial zur Verfahrzylinderlängsachse beweglichen profilierten Schiebern 5 in axialer Richtung an den Verfahrkolbenführungen 4c arretiert. As in 1 and 2 is shown, the basic structure of a two-plate clamping unit in the open state with the movable plate 2 and the fixed plate 3 shown. The injection mold has the negative mold halves 1a and 1b on that the negative mold 1 form the component to be produced. At the beginning of the injection cycle, the movable plate 2 the open clamping unit at a high speed in the direction of the stationary plate 3 moves until the contact between the two female mold halves 1a . 1b of the injection mold is made. For hydraulic drive of the movable plate 2 become traversing cylinders 4a , Traversing piston 4b and travel piston guide 4c used. After closing the injection mold 1 becomes the movable plate 2 with the aid of profiled slides that can be moved radially to the longitudinal axis of the traversing cylinder 5 in the axial direction on the travel piston guides 4c locked.

Im nächsten Schritt wird die Schließkraft mit Hilfe der Druckkissen 6 hydraulisch aufgebaut. Das plastifizierte Kunststoffgranulat wird zur Formteilbildung als Formmasse in den Hohlraum zwischen den Negativformhälften 1a und 1b mittels der nicht dargestellten Plastifiziereinheit gespritzt. Die über die Druckkissen 6 aufgebrachte Schließkraft ist erforderlich, um die Trennfuge im Spritzgießwerkzeug zwischen den Negativformhälften 1a und 1b bei den auftretenden hohen Drücken abzudichten. In the next step, the closing force with the help of the pressure pad 6 hydraulically constructed. The plasticized plastic granulate is used for molding as a molding compound in the cavity between the female mold halves 1a and 1b injected by means of the plasticizing unit, not shown. The over the pressure pad 6 applied closing force is required to the parting line in the injection mold between the female mold halves 1a and 1b To seal at the high pressures occurring.

Zur besseren Übersicht ist die Schließeinheit in 2 im geschlossenen Zustand dargestellt. Die Positionsnummern sind identisch mit 1. For a better overview, the clamping unit is in 2 shown in the closed state. The item numbers are identical to 1 ,

In 3 wird schematisch die hydraulische Verschaltung zur Rekuperation der kinetischen Energie und der Federenergie dargestellt. Dabei sind in 3 die Verfahrzylinder 4a der Zweiplatten-Schließeinheit schematisch durch einen Differentialzylinder 7 wiedergegeben. Die beispielhaften vier Druckkissen 6 einer Zwei-Platten Schließeinheit werden schematisch durch einen federrückstellbaren Zylinder 8 dargestellt. Die Feder des federrückstellbaren Zylinder 8 soll dabei das elastische Verhalten des Werkzeugs und der Verfahrzylinders der Schließeinheit graphisch symbolisieren. In 3 The hydraulic circuit for recuperation of the kinetic energy and the spring energy is shown schematically. Here are in 3 the traversing cylinders 4a the two-plate clamping unit schematically by a differential cylinder 7 played. The exemplary four pressure pads 6 a two-plate clamping unit are schematically represented by a spring-returnable cylinder 8th shown. The spring of the spring-returnable cylinder 8th should symbolize the elastic behavior of the tool and the positioning cylinder of the clamping unit graphically.

Die Antriebsleistung an den Aktoren A1, A2 und A3 wird ausschließlich von Hydraulikspeichern 9, 10, 11, 12 bereitgestellt. Um elektrische Lastspitzen am Antrieb zu vermeiden, arbeitet dieser während des gesamten Zyklus´ in einem konstanten Betriebspunkt. Dieser Betriebspunkt kann dabei so gewählt werden, dass von dem Antrieb nicht mehr Leistung zur Verfügung gestellt wird als von den Achsen gefordert wird. Die Schnittstellenbezeichnungen zu den Aktoren A1, A2 und A3 in 3 sind identisch zu den Schnittstellenbezeichnungen A1, A2 und A3aus den 1 und 2. The drive power at the actuators A1, A2 and A3 is exclusively from hydraulic accumulators 9 . 10 . 11 . 12 provided. In order to avoid electrical load peaks on the drive, this works in a constant throughout the cycle ' Operating point. This operating point can be chosen so that no more power is provided by the drive than is required by the axes. The interface designations for the actuators A1, A2 and A3 in 3 are identical to the interface designations A1, A2 and A3aus den 1 and 2 ,

Die in 3 dargestellte Regeleinheit lässt sich über vier Knotenpunkte K1, K2, K3 und K4 in einzelne Bereiche unterteilen. In jedem Knotenpunkt laufen wiederum vier Leitungen zusammen. Es sind dies jeweils die Zuleitung zu:

  • einem Hydraulikspeicher 9, 10, 11, 12,
  • – einem Wegeventil zur Ansteuerung der jeweiligen Aktorfunktion, im Folgenden Aktionsventil 13, 14, 15, 16 genannt,
  • – einem Wegeventil zum Aufladen des Hydraulikspeichers mit der vom Antrieb bereit gestellten Energie, im Folgenden Ladeventil 17, 18, 19, 20 genannt, und
  • – einem Wegeventil zur Steuerung der Rekuperationsfunktion, im Folgenden Rekuperationsventil 21, 22, 23, 24 genannt.
In the 3 illustrated control unit can be divided into individual areas via four nodes K1, K2, K3 and K4. In each node again run four lines together. These are each the supply line to:
  • - a hydraulic accumulator 9 . 10 . 11 . 12 .
  • - A directional control valve for controlling the respective actuator function, hereinafter action valve 13 . 14 . 15 . 16 called,
  • - A directional control valve for charging the hydraulic accumulator with the energy provided by the drive, hereinafter charging valve 17 . 18 . 19 . 20 called, and
  • - A directional control valve for controlling the Rekuperationsfunktion, hereinafter Rekuperationsventil 21 . 22 . 23 . 24 called.

Zur Steuerung des Verfahrzylinders ist ein 4/3-Wegeventil, im Folgenden Zentralventil 28 genannt, vorgesehen. Die beiden dargestellten Wegeventile werden als Rücklaufventil 25 und Rücklaufventil 26 bezeichnet. To control the traversing cylinder is a 4/3-way valve, hereinafter central valve 28 called, provided. The two directional valves shown are as return valve 25 and return valve 26 designated.

Der Knotenpunkt 5 dient der Rückgewinnung der Federenergie. Zum besseren Verständnis wird im Folgenden ein Zyklusablauf beschrieben. Als Zyklusbeginn wird dazu der Zeitpunkt nach der Formteilentnahme vor dem Schließen der Schließeinheit definiert. Alle Ventilstellungen wie in 3 dargestellt werden im Folgenden als Position 1 gemäß 4 bezeichnet. Die andere Schaltstellung wird gemäß 4 als Position 2 bezeichnet. The node 5 serves to recover the spring energy. For a better understanding, a cycle sequence will be described below. At the beginning of the cycle, the time after the molding removal is defined before closing the closing unit. All valve positions as in 3 are shown below as position 1 according to 4 designated. The other switching position is according to 4 referred to as position 2.

Das 4/3-Zentralventil 28 verfügt über drei mögliche Schaltstellungen. Position 1 bezeichnet dabei die zum Ausfahren (Schließen) erforderliche Schaltstellung, Position 0 die Schaltstellung zum Positionshalten, Position 2 bezeichnet die Schaltstellung zum Einfahren (Öffnen). The 4/3 central valve 28 has three possible switching positions. Position 1 indicates the switching position required for extension (closing), position 0 the position for holding the position, position 2 denotes the switching position for retraction (opening).

Zum Schließen schalten das Aktionsventil 13, 14, 15, 16, das Zentralventil 28 sowie das Rücklaufventil 25 jeweils in Durchlass/Öffnungsposition (Position 2). To close the action valve 13 . 14 . 15 . 16 , the central valve 28 and the return valve 25 each in the passage / opening position (position 2).

Der Hydraulikspeicher 9 wird über Schnittstelle A1 entladen, so dass der Verfahrzylinder 27 ausfährt. Das sich auf der rechten Seite des Verfahrzylinders 27 befindende Druckmittel wird durch die Fahrbewegung des Verfahrzylinders 27 (4a, 4b, 4c, 4d) über Schnittstelle A2 über das geöffnete Rücklaufventil 25 in den Tank 29 verdrängt. The hydraulic accumulator 9 is discharged via interface A1, so that the traversing cylinder 27 extending. That is on the right side of the travel cylinder 27 located pressure fluid is caused by the travel movement of the Verfahrzylinders 27 ( 4a . 4b . 4c . 4d ) via interface A2 via the open return valve 25 in the tank 29 repressed.

Zum Abbremsen der beweglichen Platte 2 der Schließeinheit wird das Rücklaufventil 25 in Position 1 geschaltet. Das verdrängte Druckmittel kann nun nicht mehr zurück in den Tank 29 fließen, sondern wird in die Rekuperationsleitung gedrückt, welche mit den Rekuperationsventilen 21, 22, 23, 24 verbunden ist. Über die Rekuperationsventile 21, 22, 23, 24 kann das verdrängte Druckmittel nun wahlweise in einen der Hydraulikspeicher 10, 11, 12 gedrückt werden, je nachdem welches Rekuperationsventil 22, 23, 24 geschaltet wird. Durch den Gegendruck im Speicher 10, 11, 12 wird die bewegliche Platte 2 der Schließeinheit abgebremst. To brake the movable plate 2 the closing unit becomes the return valve 25 switched to position 1. The displaced pressure medium can no longer be returned to the tank 29 but is forced into the recuperation line, which with the Rekuperationsventilen 21 . 22 . 23 . 24 connected is. About the recuperation valves 21 . 22 . 23 . 24 The displaced pressure medium can now optionally in one of the hydraulic accumulator 10 . 11 . 12 be pressed, depending on which Rekuperationsventil 22 . 23 . 24 is switched. Due to the back pressure in the store 10 . 11 . 12 becomes the movable plate 2 slowed down the closing unit.

Gleichzeitig wird dabei der gewählte Hydraulikspeicher 10, 11, 12 durch das verdrängte Druckmittel zu einem gewissen Teil aufgeladen. Die Schaltzeitpunkte werden von der nicht dargestellten Steuerungseinheit so gewählt, dass die Geschwindigkeit der beweglichen Platte der Schließeinheit kurz vor Formschluss auf das gewünschte Maß reduziert ist. At the same time, the selected hydraulic accumulator 10 . 11 . 12 charged by the displaced pressure medium to a certain extent. The switching times are selected by the control unit, not shown, so that the speed of the movable plate of the clamping unit is reduced shortly before positive locking to the desired level.

Die Wahl des zum Abbremsen genutzten Hydraulikspeichers 9, 10, 11, 12 ist abhängig von der Zykluszeit und kann variieren. Nach dem Formschluss der beiden Negativformhälften 1a und 1b schalten das Aktionsventil 13 und das Zentralventil 28 zurück in Schaltstellung 0. Anschließend wird die Schließeinheit vor dem Kraftaufbau mittels einer Verriegelung (Pos. 5, 1 und 2) mechanisch verriegelt. The choice of the hydraulic accumulator used for deceleration 9 . 10 . 11 . 12 depends on the cycle time and can vary. After the form-fitting of the two negative mold halves 1a and 1b switch the action valve 13 and the central valve 28 back to switching position 0. Subsequently, the clamping unit is closed by a lock (item 5, 1 and 2 ) mechanically locked.

Beim Aufbauen der Schließkraft schaltet das Aktionsventil 15 in die Öffnungsstellung (Position 2). Der Hydraulikspeicher 11 wird über Schnittstelle A3 entladen, bis sich ein Druckausgleich zwischen dem Hydraulikspeicher 11 und den Druckkissen 6 eingestellt hat. Die resultierende Schließkraft ist dabei abhängig von der inneren Geometrie der Druckkissen 6 und der Dimensionierung des Hydraulikspeichers 11 und kann über den Ladezustand des Hydraulikspeichers 11 variiert werden. Nachdem die Schließkraft aufgebaut wurde, schaltet das Aktionsventil 15 in Schließstellung, um die Kraft zu halten. When building up the closing force, the action valve switches 15 in the open position (position 2). The hydraulic accumulator 11 is discharged via interface A3 until a pressure equalization between the hydraulic accumulator 11 and the pressure pad 6 has set. The resulting closing force is dependent on the internal geometry of the pressure pad 6 and the dimensioning of the hydraulic accumulator 11 and can about the state of charge of the hydraulic accumulator 11 be varied. After the closing force has been built up, the action valve switches 15 in the closed position to hold the power.

Nachdem die Schließkraft aufgebaut wurde, erfolgt die eigentliche Formteilherstellung. Die plastifizierte Formmasse wird durch die nicht dargestellte Plastifiziereinheit in das Formnest aus Negativformhälften 1a und 1b eingespritzt. Nach vollendeter Formfüllung erfolgt die Nachdruckphase, welche wie der Einspritzvorgang von der Schubschnecke der Plastifiziereinheit übernommen wird, um Schwindung und Verzug auszugleichen. Anschließend wird durch die Schneckenrotation eine definierte Menge Schmelze für den nächsten Zyklus bereitgestellt. Je nach Formteil- und Materialeigenschaften verweilt das Formteil während der Restkühlzeit in der Kavität bis die Entformungstemperatur erreicht ist. Alle erforderlichen zugehörigen Achsbewegungen werden durch externe Antriebe realisiert. After the closing force has been built up, the actual molding production takes place. The plasticized molding compound is passed through the plasticizing unit, not shown, in the mold cavity of negative mold halves 1a and 1b injected. After completion of mold filling, the holding pressure phase, which is taken over as the injection process of the screw of the plasticizing, to compensate for shrinkage and distortion. Subsequently, the screw rotation provides a defined amount of melt for the next cycle. Depending on the molding and material properties, the molded part remains in the cavity during the remaining cooling time until the demolding temperature is reached. All necessary associated axis movements are realized by external drives.

Nach dem das Formteil auf Entformungstemperatur abgekühlt ist, wird zunächst die Schließkraft abgebaut. Um die in der elastisch deformierten Schließeinheit und/oder in dem elastisch deformierten Spritzgießwerkzeug enthaltene Energie nutzbar zu machen, sind gemäß der Erfindung zwei Ausführungsformen durchführbar. After the molded part has cooled to demolding, the closing force is first reduced. In order to make use of the energy contained in the elastically deformed closing unit and / or in the elastically deformed injection molding tool, according to the invention two embodiments can be carried out.

Bei der ersten Ausführungsform wird zum Abbau der Schließkraft das Aktionsventil 16 in Schaltstellung 1 geschaltet. Der Druck im Hydraulikspeicher 12 ist zu diesem Zeitpunkt dabei geringer als der Druck in den Druckkissen 6/8. Die elastisch deformierte Schließeinheit sowie das Spritzgießwerkzeug entspannen sich und verdrängen dabei das in den Druckkissen enthaltene Druckmittel, bis sich ein Druckgleichgewicht zwischen den Druckkissen 6/8 und dem Speicher 12 eingestellt hat. Anschließend werden Aktionsventil 16 zurück in Schaltstellung 0 und das Rücklaufventil 26 in Schaltstellung 1 geschaltet, um den Restdruck in den Druckkissen 6/8 abzubauen. Der so geladene Hydraulikspeicher 12 kann z.B. genutzt werden, um einen Teil der Schließkraft beim nächsten Zyklus aufzubauen, bevor der verbleibende erforderliche Druckaufbau durch den Hydraulikspeicher 11 realisiert wird. In the first embodiment, to reduce the closing force, the action valve 16 in switching position 1 connected. The pressure in the hydraulic accumulator 12 is at this time less than the pressure in the pressure pad 6 / 8th , The elastically deformed closing unit and the injection mold relax and displace the pressure medium contained in the pressure pad, until a pressure equilibrium between the pressure pad 6 / 8th and the memory 12 has set. Subsequently, action valve 16 back to switch position 0 and the return valve 26 in switching position 1 switched to the residual pressure in the pressure pad 6 / 8th dismantle. The so charged hydraulic accumulator 12 For example, it can be used to build up part of the closing force on the next cycle before the remaining pressure build-up required by the hydraulic accumulator 11 is realized.

Bei der zweiten Ausführungsform kann die Federenergie zur Entlastung der Antriebseinheit eingesetzt werden. Dazu wird beim Abbau der Schließkraft das Rekuperationsventil 30 am Knotenpunkt K5 geschaltet. Dabei wird der Kraftaktor A3 direkt mit der Saugseite der Antriebspumpe verbunden. Durch diese Maßnahme wird die Druckdifferenz über der Pumpe für einen kurzen Zeitraum erniedrigt, wodurch sich die erforderliche mechanische Antriebsleistung und somit auch die vom Antrieb benötigte elektrische Leistung verringert. Vorteilig ist dabei gegenüber der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, dass keine Verzögerungszeiten während des Abbaus der Schließkraft auftreten und die vorhandene Federenergie theoretisch vollständig ausgenutzt werden kann. In the second embodiment, the spring energy can be used to relieve the drive unit. For this purpose, the recuperation valve is released when the closing force is removed 30 connected at node K5. The force actuator A3 is connected directly to the suction side of the drive pump. By this measure, the pressure difference across the pump is lowered for a short period of time, whereby the required mechanical drive power and thus also reduces the electrical power required by the drive. It is advantageous over the first embodiment described above, that no delay times occur during the degradation of the closing force and the existing spring energy can theoretically be fully utilized.

Das Öffnen der Schließeinheit sowie die Rückgewinnung der kinetischen Energie durch Abbremsen der beweglichen Platte laufen in einer dem Schließvorgang entsprechenden Reihenfolge ab, wobei beim Öffnen des Werkzeuges das Aktionsventil 14 am Knotenpunkt K2 geschaltet wird. Das Zentralventil 28 wird bei Beginn der Öffnungsbewegung in die Ausfahrposition (Position 2) geschaltet, und kurz vor Erreichen der Öffnungsstellung der Schließeinheit wird die bewegliche Platte durch Schließen des Rücklaufventils 25 und Umleiten des Druckmittels in die Rekuperationsleitung und dem nachfolgenden (Gegen-)Druckaufbau in einem der Hydraulikspeicher 9, 11, 12 abgebremst. The opening of the closing unit and the recovery of the kinetic energy by braking the movable plate proceed in an order corresponding to the closing operation, wherein when opening the tool, the action valve 14 is switched at node K2. The central valve 28 is switched to the extended position (position 2) at the beginning of the opening movement, and shortly before reaching the opening position of the closing unit, the movable plate is closed by closing the return valve 25 and diverting the pressure medium in the Rekuperationsleitung and the subsequent (counter) pressure build-up in one of the hydraulic accumulator 9 . 11 . 12 braked.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Spritzgießwerkzeug injection mold
1a1a
Negativformhälfte  Negative mold half
1b1b
Negativformhälfte  Negative mold half
22
Bewegliche Platte Moving plate
33
Feststehende Platte Fixed plate
44
Hydraulischer Antrieb Hydraulic drive
4a4a
Verfahrzylinder Verfahrzylinder
4b4b
Verfahrkolben Verfahrkolben
4c4c
Verfahrkolbenführung Verfahrkolbenführung
4d4d
Druckmittelraum Pressure fluid chamber
55
Verriegelung lock
66
Druckkissen caul
77
Differentialzylinder differential cylinder
88th
Federrückstellbarer Zylinder Spring recoverable cylinder
99
Hydraulikspeicher hydraulic accumulator
1010
Hydraulikspeicher hydraulic accumulator
1111
Hydraulikspeicherhydraulic accumulator
1212
Hydraulikspeicher hydraulic accumulator
1313
Aktionsventil action valve
1414
Aktionsventil action valve
1515
Aktionsventil action valve
1616
Aktionsventil action valve
1717
Ladeventil charging valve
1818
Ladeventil charging valve
1919
Ladeventil charging valve
2020
Ladeventil charging valve
2121
Rekuperationsventil Rekuperationsventil
2222
Rekuperationsventil Rekuperationsventil
2323
Rekuperationsventil Rekuperationsventil
2424
Rekuperationsventil Rekuperationsventil
2525
Rücklaufventil Return valve
2626
Rücklaufventil Return valve
2727
Fahrzylinder driving cylinder
2828
Zentralventil central valve
2929
Pumpeneinheit mit Vorratsbehälter Pump unit with reservoir
3030
Rekuperationsventil Rekuperationsventil
A1A1
Schnittstelle interface
A2A2
Schnittstelle interface
A3A3
Schnittstelle interface
K1K1
Knotenpunkt junction
K2K2
Knotenpunkt junction
K3K3
Knotenpunkt junction
K4K4
Knotenpunkt junction
K5K5
Knotenpunkt junction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102010049969 A1 [0005] DE 102010049969 A1 [0005]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • Johannaber/Michaeli, "Handbuch Spritzgießen", Hanser 2001, Seiten 836–839 [0004] Johannaber / Michaeli, "Handbook Injection Molding", Hanser 2001, pages 836-839 [0004]

Claims (14)

Verfahren zur Energierückgewinnung bei einer Vorrichtung zur Formgebung von Kunststoffen, die eine Formgebungseinheit mit einer bevorzugt ortsfesten Werkzeughälfte und einer beweglichen Werkzeughälfte, die unter Ausbildung eines formgebenden Hohlraumes kuppelbar sind, sowie einen hydraulischen Antrieb für die bewegliche Werkzeughälfte und eine Zuführeinheit für eine Formmasse in den formgebenden Hohlraum umfasst, bei dem die bei einer Formgebung im hydraulischen System vorhandene mechanische Energie bei der Bewegung zum Schließen und/oder Öffnen der Formgebungseinheit während der Abbremsung der bewegten Werkzeughälfte, und/oder Relaxation der Schließkraft bei der Entkupplung der Werkzeughälften in zumindest einem Hydraulikspeicher (9, 10, 11, 12) zwischengespeichert wird und dem hydraulischen Antrieb für einen Formgebungsvorgang zuführbar ist. A method for energy recovery in a device for molding plastics, comprising a molding unit with a preferably stationary mold half and a movable mold half, which are coupled to form a forming cavity, and a hydraulic drive for the movable mold half and a molding material supply unit in the shaping In which the mechanical energy present in a shaping in the hydraulic system during the movement for closing and / or opening the shaping unit during the braking of the moving mold half, and / or relaxation of the closing force in the decoupling of the tool halves in at least one hydraulic accumulator ( 9 . 10 . 11 . 12 ) is temporarily stored and the hydraulic drive for a molding operation can be fed. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem man zum Bewegen der beweglichen Werkzeughälfte einen hydraulischen Antrieb 4 mit einem Verfahrzylinder (4a) mit durch den Verfahrkolben (4b) getrennten Druckmittelräumen (4d) verwendet, wobei in dem sich unter Druckbeaufschlagung entleerenden Druckmittelraum ein Gegendruck aufgebaut wird, um die bewegliche Werkzeughälfte abzubremsen. Method according to Claim 1, in which a hydraulic drive is used to move the movable mold half 4 with a travel cylinder ( 4a ) with by the Verfahrkolben ( 4b ) separate pressure medium spaces ( 4d ), wherein in the pressure medium space evacuating under pressure, a back pressure is built up to decelerate the movable mold half. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man den sich unter Druckbeaufschlagung entleerenden Druckmittelraum in eine hydraulische Verbindung mit mindestens einem Hydraulikspeicher (9, 10, 11, 12) bringt. Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the pressure medium chamber evacuating under pressure is hydraulically connected to at least one hydraulic accumulator ( 9 . 10 . 11 . 12 ) brings. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die bei einem Formgebungsvorgang während der Relaxation der Schließkraft bei der Entkupplung der Werkzeughälften freiwerdende mechanische Energie in zumindest einem Hydraulikspeicher (9, 10, 11, 12) zwischengespeichert wird und dem hydraulischen Antrieb für einen Formgebungsvorgang zuführbar ist. Method according to one of the preceding claims, in which the mechanical energy released in a shaping operation during the relaxation of the closing force during the disengagement of the tool halves in at least one hydraulic accumulator ( 9 . 10 . 11 . 12 ) is temporarily stored and the hydraulic drive for a molding operation can be fed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man den zumindest einen Hydraulikspeicher (9, 10, 11, 12) in eine hydraulische Verbindung mit einer Hydraulikpumpe (29) bringt, um den Druck im hydraulischen Antrieb vor, während oder nach der Formteilherstellung einzustellen. Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the at least one hydraulic accumulator ( 9 . 10 . 11 . 12 ) in a hydraulic connection with a hydraulic pump ( 29 ) to adjust the pressure in the hydraulic drive before, during or after molding. Verfahren zur Energierückgewinnung bei einer Vorrichtung zur Formgebung von Kunststoffen, die eine Formgebungseinheit mit einer bevorzugt ortsfesten Werkzeughälfte und einer beweglichen Werkzeughälfte, die unter Ausbildung eines formgebenden Hohlraumes kuppelbar sind, sowie einen hydraulischen Antrieb für die bewegliche Werkzeughälfte und eine Zuführeinheit für eine Formmasse in den formgebenden Hohlraum umfasst, nach einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend: – Verfahren der zumindest einen beweglichen Werkzeughälfte mithilfe eines Verfahrzylinders 7 aus einer geöffneten Position in eine geschlossene Position; – Abbremsen der beweglichen Werkzeughälfte durch Druckbeaufschlagung zumindest eines Hydraulikspeichers (9, 10, 11, 12) und Speicherung der mechanischen Energie in zumindest einem Hydraulikspeicher (9, 10, 11, 12); – Verkuppeln der Werkzeughälften und Erzeugen des Schließdruckes; – Herstellung eines Formteils; – Entspannen der Werkzeughälften unter Druckbeaufschlagung eines Hydraulikspeichers (9, 10, 11, 12) und Speichern der mechanischen Energie in zumindest einem Hydraulikspeicher (9, 10, 11, 12) – Verfahren der zumindest einen beweglichen Werkzeughälfte mithilfe eines Verfahrzylinders 7 aus der geschlossene Position in die geöffnete Position, und optional, – Abbremsen der beweglichen Werkzeughälfte durch Druckbeaufschlagung zumindest eines Hydraulikspeichers (9, 10, 11, 12) und Speicherung der mechanischen Energie in zumindest einem Hydraulikspeicher (9, 10, 11, 12); – Einstellen eines Soll-Druckes in dem zumindest einen Hydraulikspeicher (9, 10, 11, 12) mittels einer Hydraulikpumpe 29. A method for energy recovery in a device for molding plastics, comprising a molding unit with a preferably stationary mold half and a movable mold half, which are coupled to form a forming cavity, and a hydraulic drive for the movable mold half and a molding material supply unit in the shaping A cavity according to any one of claims 1 to 5, comprising: - moving the at least one movable mold half by means of a positioning cylinder 7 from an open position to a closed position; - braking the movable mold half by pressurizing at least one hydraulic accumulator ( 9 . 10 . 11 . 12 ) and storage of the mechanical energy in at least one hydraulic accumulator ( 9 . 10 . 11 . 12 ); - Coupling of the tool halves and generating the closing pressure; - Production of a molding; - Relaxing of the tool halves under pressure of a hydraulic accumulator ( 9 . 10 . 11 . 12 ) and storing the mechanical energy in at least one hydraulic accumulator ( 9 . 10 . 11 . 12 ) - Moving the at least one movable mold half by means of a positioning cylinder 7 from the closed position to the open position, and optionally, - braking the movable mold half by pressurizing at least one hydraulic accumulator ( 9 . 10 . 11 . 12 ) and storage of the mechanical energy in at least one hydraulic accumulator ( 9 . 10 . 11 . 12 ); Setting a desired pressure in the at least one hydraulic accumulator ( 9 . 10 . 11 . 12 ) by means of a hydraulic pump 29 , Verfahren nach Anspruch 6, bei dem zusätzlich nach dem Verfahren der zumindest einen beweglichen Werkzeughälfte in die geöffnete Position und vor Einstellen des Soll-Druckes die bewegliche Werkzeughälfte durch Druckbeaufschlagung zumindest eines Hydraulikspeichers (9, 10, 11, 12) abgebremst wird und die mechanische Energie in zumindest einem Hydraulikspeicher (9, 10, 11, 12) gespeichert wird. A method according to claim 6, wherein in addition to the process of the at least one movable mold half in the open position and before setting the target pressure, the movable mold half is pressurized by pressurizing at least one hydraulic accumulator ( 9 . 10 . 11 . 12 ) is braked and the mechanical energy in at least one hydraulic accumulator ( 9 . 10 . 11 . 12 ) is stored. Vorrichtung zur Formgebung von Kunststoffen, die eine Formgebungseinheit mit einer ortsfesten Werkzeughälfte und einer beweglichen Werkzeughälfte, die unter Ausbildung eines formgebenden Hohlraumes kuppelbar sind, sowie einen hydraulischen Antrieb 4 mit einem Verfahrzylinder (4a) mit durch den Verfahrkolben (4b) getrennten Druckmittelräumen (4d) für die die bewegliche Werkzeughälfte und eine Zuführeinheit für eine Formmasse in den formgebenden Hohlraum umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Hydraulikspeicher (9, 10, 11, 12) vorgesehen ist, wobei dieser Hydraulikspeicher (9, 10, 11, 12) über zumindest ein Ventil (13, 14, 15, 16) mit zumindest einem Druckmittelraum hydraulisch verbunden ist. An apparatus for molding plastics, comprising a forming unit with a stationary mold half and a movable mold half, which can be coupled to form a shaping cavity, and a hydraulic drive 4 with a travel cylinder ( 4a ) with by the Verfahrkolben ( 4b ) separate pressure medium spaces ( 4d ) for which the movable mold half and a molding compound supply unit in the shaping cavity, characterized in that at least one hydraulic accumulator ( 9 . 10 . 11 . 12 ), this hydraulic accumulator ( 9 . 10 . 11 . 12 ) via at least one valve ( 13 . 14 . 15 . 16 ) is hydraulically connected to at least one pressure medium space. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Hydraulikspeicher (9, 10, 11, 12) über ein Pumpenventil (17, 18, 19, 20), vorzugsweise ein 2/2-Wegeventil mit zumindest einer Pumpeneinheit verbunden ist, wobei über diese der Hydraulikspeicher (9, 10, 11, 12) mit Druck beaufschlagbar ist. Apparatus according to claim 8, characterized in that the at least one hydraulic accumulator ( 9 . 10 . 11 . 12 ) via a pump valve ( 17 . 18 . 19 . 20 ), preferably a 2/2-way valve is connected to at least one pump unit, via which the hydraulic accumulator ( 9 . 10 . 11 . 12 ) can be acted upon with pressure. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeneinheit einen Vorratsbehälter aufweist, wobei dieser mit einem Druck übertragenden Medium befüllt ist, und/oder dass zumindest ein Druckelement über ein Kreislaufventil mit einem Zulauf eines Vorratsbehälters verbunden ist. Device according to one of claims 8 or 9, characterized in that the pump unit has a reservoir, which is filled with a pressure-transmitting medium, and / or that at least one pressure element is connected via a circulation valve with an inlet of a reservoir. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement über ein Rekuperationsventil (21, 22, 23, 24) mit zumindest einem Hydraulikspeicher (9, 10, 11, 12) verbunden ist, und/oder dass das Druckelement, vorzugsweise ein Verfahrzylinder (4a), über ein Zentralventil (28) und dem zumindest einen Ventil (13, 14, 15, 16) mit dem Hydraulikspeicher (9, 10, 11, 12) verbunden ist, und/oder dass die Rekuperationsventile (21, 22, 23, 24) miteinander verbunden sind. Device according to one of claims 8 to 10, characterized in that the pressure element via a recuperation ( 21 . 22 . 23 . 24 ) with at least one hydraulic accumulator ( 9 . 10 . 11 . 12 ), and / or that the pressure element, preferably a displacement cylinder ( 4a ), via a central valve ( 28 ) and the at least one valve ( 13 . 14 . 15 . 16 ) with the hydraulic accumulator ( 9 . 10 . 11 . 12 ), and / or that the recuperation valves ( 21 . 22 . 23 . 24 ) are interconnected. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen hydraulischen Antrieb und zumindest zwei Hydraulikspeicher (9, 10, 11, 12) aufweist, wobei diese wechselweise einen Verfahrzylinder (4a) zum Öffnen und Schließen einer ortsfesten Werkzeughälfte mit Druck beaufschlagen, und beim Abbremsen der ortsfesten Werkzeughälfte durch Druckbeaufschlagung eines anderen Hydraulikspeichers (9, 10, 11, 12) die mechanische Energie zwischenspeichern und weiterhin zumindest ein Hydraulikspeicher (9, 10, 11, 12) zur Druckbeaufschlagung eines Druckkissens (6) und zum Aufbau eines Schließdruckes vorgesehen ist und zumindest ein weiterer Hydraulikspeicher (9, 10, 11, 12) zur Zwischenspeicherung der frei werdenden mechanischen Energie bei der Relaxation des Druckkissens (6) vorgesehen ist. Device according to one of claims 8 to 11, characterized in that the device comprises a hydraulic drive and at least two hydraulic accumulators ( 9 . 10 . 11 . 12 ), which alternately a Verfahrzylinder ( 4a ) for opening and closing a stationary mold half with pressure, and when braking the stationary mold half by pressurizing another hydraulic accumulator ( 9 . 10 . 11 . 12 ) temporarily store the mechanical energy and at least one hydraulic accumulator ( 9 . 10 . 11 . 12 ) for pressurizing a pressure pad ( 6 ) and for establishing a closing pressure is provided and at least one further hydraulic accumulator ( 9 . 10 . 11 . 12 ) for temporary storage of the released mechanical energy during the relaxation of the pressure pad ( 6 ) is provided. Schließeinheit für eine Spritzgießmaschine, insbesondere eine 2-Platten-Schließeinheit für eine Spritzgießmaschine, mit einer feststehenden Platte, einer beweglichen Platte, wenigstens einem Antrieb zum Verfahren der beweglichen Platte über einen Verfahrweg beim Zufahren und beim Auffahren der Schließeinheit, mit wenigstens einer in einer Führung gelagertem Verfahrkolbenstange, die mit einem Verfahrkolben im Verfahrzylinder an der feststehenden Platte verbunden ist, und wobei der Führung der Verfahrkolbenstange an der beweglichen Platte jeweils eine Verriegelungsvorrichtung zugeordnet ist, deren Verriegelungselemente mit der zugeordneten Führung in Eingriff bringbar ist, um einen verriegelten Zustand zu bilden, – der Verfahrzylinder zum Verfahren der beweglichen Platte über einen Abschnitt des Verfahrweges der beweglichen Platte ausgebildet ist, – beide Seiten des Verfahrkolbens in dem Verfahrzylinder mit einem Druckmittel beaufschlagbar sind, so dass der Verfahrkolben innerhalb des Verfahrzylinders und relativ zu diesem und zur feststehenden Platte sowohl in Schließrichtung als auch in Öffnungsrichtung über einen Abschnitt des Verfahrweges mit der Verfahrkolbenstange und der beweglichen Platte verfahrbar ist, – jedem Druckmittelraum im Verfahrzylinder mindestens ein Hydraulikspeicher zugeordnet ist, der mit dem Druckmittelraum in ventilgesteuerter Hydraulikverbindung steht, und – eine Regelungseinheit zum Betreiben der hydraulische Antriebe und Ventile vorgesehen ist. Closing unit for an injection molding machine, in particular a 2-plate closing unit for an injection molding machine, comprising a fixed plate, a movable plate, at least one drive for moving the movable plate via a travel path when closing and when driving the closing unit, with at least one in a guide stored Verfahrkolbenstange, which is connected to a Verfahrkolben in the displacement cylinder on the fixed plate, and wherein the guide of the Verfahrkolbenstange on the movable plate is associated with a respective locking device, the locking elements with the associated guide is engageable to form a locked state, The movement cylinder is designed for moving the movable plate over a section of the travel path of the movable plate, - Both sides of the Verfahrkolbens in the Verfahrzylinder be acted upon with a pressure medium, so that the Verfahrkolben is movable within the Verfahrzylinders and relative to this and the fixed plate both in the closing direction and in the opening direction over a portion of the travel path with the Verfahrkolbenstange and the movable plate . - Each pressure fluid chamber in the displacement cylinder is associated with at least one hydraulic accumulator, which communicates with the pressure medium space in valve-controlled hydraulic connection, and - A control unit for operating the hydraulic actuators and valves is provided. Vorrichtung nach Anspruch 13, die zusätzlich oder alternativ zu dem Hydraulikspeicher, der mit dem Druckmittelraum im Verfahrzylinder in ventilgesteuerter Hydraulikverbindung steht, mindestens ein Hydraulikspeicher, der mit dem Druckmittelraum im Druckkissen 6 in ventilgesteuerter Hydraulikverbindung steht, aufweist. Device according to claim 13, which additionally or alternatively to the hydraulic accumulator, which is in valve-controlled hydraulic connection with the pressure medium space in the displacement cylinder, at least one hydraulic accumulator, which communicates with the pressure medium space in the pressure pad 6 in valve-controlled hydraulic connection stands.
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