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
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Abstract
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 (
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
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,
- 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
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:
Die hydraulische Verbindung zwischen der erfindungsgemäß verwendeten Regeleinheit und der Zweiplatten-Schließeinheit wird über hydraulische Standardleitungen realisiert, welche in den
Wie in
Im nächsten Schritt wird die Schließkraft mit Hilfe der Druckkissen
Zur besseren Übersicht ist die Schließeinheit in
In
Die Antriebsleistung an den Aktoren A1, A2 und A3 wird ausschließlich von Hydraulikspeichern
Die in
- –
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.
- - 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
Der Knotenpunkt
Das 4/3-Zentralventil
Zum Schließen schalten das Aktionsventil
Der Hydraulikspeicher
Zum Abbremsen der beweglichen Platte
Gleichzeitig wird dabei der gewählte Hydraulikspeicher
Die Wahl des zum Abbremsen genutzten Hydraulikspeichers
Beim Aufbauen der Schließkraft schaltet das Aktionsventil
Nachdem die Schließkraft aufgebaut wurde, erfolgt die eigentliche Formteilherstellung. Die plastifizierte Formmasse wird durch die nicht dargestellte Plastifiziereinheit in das Formnest aus Negativformhälften
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
Bei der zweiten Ausführungsform kann die Federenergie zur Entlastung der Antriebseinheit eingesetzt werden. Dazu wird beim Abbau der Schließkraft das Rekuperationsventil
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
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)
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