DE102017220832A1

DE102017220832A1 - Hydraulic pouring unit

Info

Publication number: DE102017220832A1
Application number: DE102017220832.5A
Authority: DE
Inventors: Holger Engert; Dirk-Walter Herold
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-11-24
Filing date: 2017-11-22
Publication date: 2018-05-24
Also published as: DE102017220836A1; CN109963669A; CN109963669B; WO2018095963A1; WO2018095972A1; CN109982789A; CN109982789B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Gießeinheit, die für eine Formmaschine, insbesondere für eine Druckgussmaschine vorgesehen ist und die einen Gießzylinder mit einem in Ausfahrrichtung wirksamen Druckraum, eine Niederdruckquelle, mit der der Druckraum des Gießzylinders während einer Vorfüllphase und/oder eine Formfüllphase fluidisch verbunden ist, und eine Hochdruckquelle aufweist, mit der der Druckraum des Gießzylinders während einer Nachdruckphase fluidisch verbunden ist. Die fluidische Verbindung zwischen dem Druckraum des Gießzylinders und der Niederdruckquelle ist durch ein einen mit der Niederdruckquelle verbundenen, ersten Anschluss und einen mit dem in Ausfahrrichtung wirksamen Druckraum des Gießzylinders verbundenen, zweiten Anschluss aufweisendes, vorgesteuertes 2/2-Wegesitzventil auf- und zusteuerbar. Das 2/2-Wegesitzventil weist einen beweglichen Hauptkolben mit einer ersten Steuerfläche, an der der Hauptkolben von dem an einem Anschluss anstehenden Druck in Schließrichtung beaufschlagt wird, und mit einer zweiten Steuerfläche auf. Außerdem weist das 2/2-Wegesitzventil ein Vorsteuerventil auf. Der Hauptkolben ist von einem durch das Vorsteuerventil aufschaltbaren Steuerdruck an einer zweiten Steuerfläche in Öffnungsrichtung beaufschlagbar.Eine hydraulische Gießeinheit soll derart gestaltet werden, dass das 2/2-Wegesitzventil mit einem sehr geringen Druckverlust durchströmt wird und bei einem Schalten des Vorsteuerventils mit einer geringen Schaltzeit zu einem wiederholgenauen Zeitpunkt schließt.Dies wird dadurch erreicht, dass der Hauptkolben an der ersten Steuerfläche von dem am ersten Anschluss anstehenden Niederdruck beaufschlagt wird und dass die von dem aufschaltbaren Steuerdruck an der zweiten Steuerfläche erzeugte Kraft größer ist als die vom Niederdruck an der ersten Steuerfläche erzeugte Kraft.The invention relates to a hydraulic casting unit which is provided for a molding machine, in particular for a die-casting machine and which has a casting cylinder with a pressure chamber acting in the extension direction, a low-pressure source with which the pressure chamber of the casting cylinder is fluidically connected during a prefilling phase and / or a mold filling phase. and a high-pressure source with which the pressure space of the casting cylinder is fluidically connected during a holding pressure phase. The fluidic connection between the pressure chamber of the casting cylinder and the low-pressure source is by a one connected to the low-pressure source, first port and connected to the effective in the extension direction of the pressure chamber of the casting cylinder, second connection exhibiting, pilot operated 2/2-way seat valve up and steered. The 2/2-way seated valve has a movable main piston with a first control surface on which the main piston is acted upon by the pressure applied to a connection in the closing direction, and with a second control surface. In addition, the 2/2-way seat valve has a pilot valve. The main piston is acted upon by a controllable by the pilot valve control pressure at a second control surface in the opening direction. A hydraulic casting is to be designed such that the 2/2-way seat valve is flowed through with a very low pressure drop and a switching of the pilot valve with a low switching time This is achieved by the main piston on the first control surface being acted upon by the low pressure prevailing at the first connection and the force generated by the switchable control pressure on the second control surface being greater than that of the low pressure on the first control surface generated force.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Gießeinheit, die für eine Formmaschine, insbesondere für eine Druckgussmaschine vorgesehen ist und die einen Gießzylinder mit einem in Ausfahrrichtung wirksamen Druckraum, eine Niederdruckquelle, mit der der Druckraum des Gießzylinders während einer Vorfüllphase und/oder eine Formfüllphase fluidisch verbunden ist, und eine Hochdruckquelle aufweist, mit der der Druckraum des Gießzylinders während einer Nachdruckphase fluidisch verbunden ist. Die fluidische Verbindung zwischen dem Druckraum des Gießzylinders und der Niederdruckquelle ist durch ein einen mit der Niederdruckquelle verbundenen, ersten Anschluss und einen mit dem in Ausfahrrichtung wirksamen Druckraum des Gießzylinders verbundenen, zweiten Anschluss aufweisendes, vorgesteuerten 2/2-Wegesitzventil auf- und zusteuerbar. Das 2/2-Wegesitzventil weist einen beweglichen Hauptkolben mit einer ersten Steuerfläche, an der der Hauptkolben von dem an einem Anschluss anstehenden Druck in Schließrichtung beaufschlagt wird, und mit einer zweiten Steuerfläche auf. Außerdem weist das 2/2-Wegesitzventil ein Vorsteuerventil auf. Der Hauptkolben ist von einem durch das Vorsteuerventil aufschaltbaren Steuerdruck an einer zweiten Steuerfläche in Öffnungsrichtung beaufschlagbar. Die Hochdruckquelle kann zum Beispiel ein Hochdruckspeicher oder ein Druckübersetzer sein.The invention relates to a hydraulic casting unit which is provided for a molding machine, in particular for a die-casting machine and which has a casting cylinder with a pressure chamber acting in the extension direction, a low-pressure source with which the pressure chamber of the casting cylinder is fluidically connected during a prefilling phase and / or a mold filling phase. and a high-pressure source with which the pressure space of the casting cylinder is fluidically connected during a holding pressure phase. The fluidic connection between the pressure chamber of the casting cylinder and the low-pressure source is by a connected to the low-pressure source, first connection and connected to the effective in the extension direction of the pressure chamber of the casting cylinder, second connection exhibiting, pre-controlled 2/2-way seat valve up and zusteuerbar. The 2/2-way seated valve has a movable main piston with a first control surface on which the main piston is acted upon by the pressure applied to a connection in the closing direction, and with a second control surface. In addition, the 2/2-way seat valve has a pilot valve. The main piston can be acted upon by a controllable by the pilot valve control pressure at a second control surface in the opening direction. The high pressure source may be, for example, a high pressure accumulator or a pressure intensifier.

Eine derartige hydraulische Gießeinheit ist aus der DE 10 2005 035 170 A1 bekannt. Das 2/2-Wegesitzventil ist ein 2/2-Wegeeinbauventil, auch Logikelement genannt ausgebildet. Der Hauptkolben ist als Stufenkolben mit einer ersten Stirnfläche, die von an einem axialen Anschluss des Logikelements anstehenden Druck in Öffnungsrichtung beaufschlagt wird. Eine rückwärtige, zweite Stirnfläche des Hauptkolbens ist größer als die erste Stirnfläche und wird über eine Axialbohrung im Hauptkolben von dem am axialen Anschluss des Logikelements anstehenden Druck in Schließrichtung beaufschlagt. Im Ergebnis wird also der Hauptkolben an einer Differenzfläche zwischen der zweiten Stirnseite und der ersten Stirnfläche von dem Druck am axialen Anschluss in Schließrichtung beaufschlagt. Die Differenzfläche kann als eine erste Steuerfläche am Hauptkolben angesehen werden. Eine Ringfläche am Hauptkolben bildet eine zweite Steuerfläche, deren Druckbeaufschlagung und Druckentlastung durch ein Vorsteuerventil gesteuert wird. Zusätzlich wirkt am Hauptkolben eine Feder in Schließrichtung.Such a hydraulic pouring unit is known from DE 10 2005 035 170 A1 known. The 2/2-way seat valve is a 2/2-way valve, also called logic element formed. The main piston is a stepped piston having a first end face, which is acted upon by the pressure applied to an axial port of the logic element in the opening direction. A rear, second end face of the main piston is larger than the first end face and is acted upon via an axial bore in the main piston of the pressure applied to the axial port of the logic element in the closing direction. As a result, therefore, the main piston is acted upon at a differential area between the second end face and the first end face by the pressure at the axial connection in the closing direction. The differential area may be considered as a first control area on the main piston. An annular surface on the main piston forms a second control surface, the pressurization and pressure relief is controlled by a pilot valve. In addition, a spring acts in the closing direction on the main piston.

Üblicherweise haben Logikelemente einen Hauptkolben, der in Öffnungsrichtung an einer dem axialen Anschluss zugewandten Stirnseite dauernd mit dem Druck an diesem Anschluss und an einer Ringfläche dauernd mit dem Druck am weiteren Anschluss beaufschlagt ist. Die Fläche einer rückwärtigen, zweiten Stirnseite ist so groß wie die Summe der Fläche der ersten Stirnseite und die Ringfläche. Ein an der zweiten Stirnseite anstehender Druck wirkt in Schließrichtung des Logikelements, wobei die Druckbeaufschlagung und Druckentlastung der zweiten Stirnseite durch eine Vorsteuerventilanordnung steuerbar ist. Ein Logikelement, bei dem gemäß der DE 10 2005 035 170 A1 die Druckbeaufschlagung und Druckentlastung einer in Öffnungsrichtung wirksamen Steuerfläche durch ein Vorsteuerventil steuerbar ist, wird zur Unterscheidung von den üblichen Logikelementen auch Aktivlogik genannt.Usually, logic elements have a main piston, which is constantly acted upon in the opening direction on an end facing the axial connection end with the pressure at this connection and on an annular surface with the pressure at the other terminal. The area of a rear, second end face is as large as the sum of the area of the first end face and the annular area. A pressure applied to the second end face acts in the closing direction of the logic element, wherein the pressurization and pressure relief of the second end face can be controlled by a pilot control valve arrangement. A logic element, according to the DE 10 2005 035 170 A1 the pressurization and pressure relief of an effective control in the opening direction control surface is controlled by a pilot valve, is also called active logic to distinguish from the usual logic elements.

Bei der aus der DE 10 2005 035 170 A1 bekannten hydraulischen Gießeinheit ist der axiale Anschluss des 2/2-Wegesitzventils fluidisch mit dem in Ausfahrrichtung wirkenden Druckraum des Gießzylinders verbunden, so dass der Hauptkolben an beiden Stirnseiten mit dem in dem besagten Druckraum des Gießzylinders anstehenden Druck beaufschlagt wird und dieser Druck an der ersten Steuerfläche des Hauptkolbens in Schließrichtung des Hauptkolbens wirkt. Die bei einer Druckbeaufschlagung in Öffnungsrichtung wirkende, zweite Steuerfläche ist über das Vorsteuerventil mit dem von der Niederdruckquelle zur Verfügung gestellten Niederdruck beaufschlagbar oder von Druck entlastbar. Der Hauptkolben beginnt seinen Schließhub, wenn die Summe der in Schließrichtung wirkenden Kräfte, nämlich die Kraft der Feder und die von dem an der ersten Steuerfläche anstehenden Druck erzeugte Kraft, gleich der in Öffnungsrichtung wirkenden Kraft wird. Sobald die Hochdruckquelle zugeschaltet wird, steigt der Druck im Druckraum des Gießzylinders und somit auch der Druck an der ersten Steuerfläche. Das Aktivlogik schließt dann schnell vollständig. Es hat sich gezeigt, dass bei der bekannten hydraulischen Gießeinheit das vollständige Offenhalten und eine Reproduzierbarkeit des Schließzeitpunkts des 2/2-Wegesitzventils nicht immer gewährleistet sind. At the time of the DE 10 2005 035 170 A1 known hydraulic casting unit, the axial connection of the 2/2-way seat valve is fluidly connected to the pressure acting in the extension direction of the casting cylinder, so that the main piston is acted on both end faces with the pending in said pressure chamber of the casting cylinder pressure and this pressure on the first control surface of the main piston acts in the closing direction of the main piston. The second control surface, which acts in the opening direction when pressure is applied, can be acted upon by the pilot valve with the low pressure provided by the low-pressure source or relieved of pressure. The main piston starts its closing stroke when the sum of the forces acting in the closing direction, namely the force of the spring and the force generated by the pressure applied to the first control surface, becomes equal to the force acting in the opening direction. As soon as the high-pressure source is switched on, the pressure in the pressure chamber of the casting cylinder and thus also the pressure at the first control surface increases. The active logic then closes quickly completely. It has been found that in the known hydraulic casting unit the complete keeping open and a reproducibility of the closing time of the 2/2-way seat valve are not always guaranteed.

Eine hydraulische Gießeinheit soll derart gestaltet werden, dass das 2/2-Wegesitzventil mit einem sehr geringen Druckverlust durchströmt wird und bei einem Schalten des Vorsteuerventils mit einer geringen Schaltzeit zu einem wiederholgenauen Zeitpunkt schließt.A hydraulic pouring unit should be designed such that the 2/2-way seat valve is flowed through with a very low pressure loss and closes at a switching time of the pilot valve with a low switching time to a repeatable time.

Dies wird dadurch erreicht, dass der Hauptkolben an der ersten Steuerfläche von dem am ersten Anschluss anstehenden Niederdruck beaufschlagt wird und dass die von dem aufschaltbaren Steuerdruck an der zweiten Steuerfläche erzeugte Kraft größer ist als die vom Niederdruck an der ersten Steuerfläche erzeugte Kraft.This is achieved in that the main piston on the first control surface is acted upon by the low pressure prevailing at the first connection and that the force generated by the switchable control pressure on the second control surface is greater than the force generated by the low pressure on the first control surface.

Bei einer erfindungsgemäßen hydraulischen Gießeinheit ist also die in Schließrichtung wirksame Kraft im Rahmen der während eines Gießvorganges auftretenden Änderung des Niederdrucks relativ genau vorgegeben und unterliegt nicht den in der Vorfüllphase und in der Formfüllphase auftretenden Druckschwankungen im Druckraum des Gießzylinders. Für die Druckbeaufschlagung der in Öffnungsrichtung wirkenden zweiten Steuerfläche ist ein Steuerdruck vorgesehen, der größer als der Niederdruck ist und eine Öffnungskraft erzeugt, die größer als die auch unter Berücksichtigung einer gegebenenfalls vorhanden Schließfeder vorhanden Schließkräfte ist. Somit nimmt der Hauptkolben eine Position maximalen Durchflussquerschnitts durch das 2/2-Wegesitzventil ein, solange sich das Vorsteuerventil in einer Position befindet, in der die zweite Steuerfläche mit dem Steuerdruck beaufschlagt wird. Wird dann durch Umschalten des Vorsteuerventils die zweite Steuerfläche von Druck entlastet, so wird der Hauptkolben unter dem Einfluss des an seiner ersten Steuerfläche anstehenden Niederdrucks und einer gegebenenfalls vorhandenen Schließfeder in kurzer Zeit in seine Schließstellung gebracht. Der Schließhub des Hauptkolbens beginnt also erst nach dem Umschalten des Vorsteuerventils, dann aber auch gleich unter der Wirkung der durch den Niederdruck an der zweiten Steuerfläche erzeugten Kraft und der Kraft einer gegebenenfalls vorhandenen Schließfeder.In the case of a hydraulic casting unit according to the invention, therefore, the force acting in the closing direction is within the context of the change in the low pressure occurring during a casting operation given relatively accurate and not subject to the pressure fluctuations occurring in the pre-charge phase and in the Formfüllphase in the pressure chamber of the casting cylinder. For the pressurization of the acting in the opening direction of the second control surface, a control pressure is provided which is greater than the low pressure and generates an opening force which is greater than that also taking into account a possibly existing closing spring present closing forces. Thus, the master piston assumes a position of maximum flow cross section through the 2/2-way seat valve, as long as the pilot valve is in a position in which the control pressure is applied to the second control surface. If the second control surface is then relieved of pressure by switching over the pilot control valve, the main piston is brought into its closed position in a short time under the influence of the low pressure prevailing at its first control surface and an optional closing spring. The closing stroke of the main piston thus begins only after the switching of the pilot valve, but then also immediately under the action of the force generated by the low pressure on the second control surface and the force of a possibly existing closing spring.

Vorteilhafte Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen hydraulischen Gießeinheit kann man den Unteransprüchen entnehmen.Advantageous embodiments of a hydraulic pouring unit according to the invention can be found in the dependent claims.

Durch eine schon erwähnte Schließfeder wird erreicht, dass der Hauptkolben ohne anstehende Drücke sicher seine Schließstellung einnimmt. Die von dem aufschaltbaren Steuerdruck an der zweiten Steuerfläche erzeugte Kraft ist dann größer ist als die Summe der vom Niederdruck an der ersten Steuerfläche erzeugte Kraft und der Kraft der Schließfeder.By an already mentioned closing spring ensures that the main piston safely assumes its closed position without any existing pressures. The force generated by the aufschaltbaren control pressure at the second control surface is then greater than the sum of the force generated by the low pressure on the first control surface and the force of the closing spring.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Hauptkolben des 2/2-Wegesitzventils als Stufenkolben ausgebildet ist und weist auf eine kleinere, erste Stirnfläche, vor der sich der mit der Niederdruckquelle verbundene, erste Anschluss befindet und die von dem am ersten Anschluss anstehenden Niederdruck im Sinne eines Öffnens des 2/2-Wegesitzventils beaufschlagt ist, eine gegenüber der ersten Stirnfläche größere, zweite Stirnfläche, die von dem am ersten Anschluss anstehenden Niederdruck im Sinne eines Schließens des 2/2-Wegesitzventils beaufschlagt ist, und eine Ringfläche, die die zweite Steuerfläche darstellt und mit dem aufschaltbaren Steuerdruck beaufschlagbar ist. Der Teil der zweiten Stirnfläche, um den diese größer ist als die erste Stirnfläche stellt die erste Steuerfläche dar.In a preferred embodiment, the main piston of the 2/2-way seat valve is designed as a stepped piston and has a smaller, first end face, in front of which is connected to the low pressure source, first port and from the pending at the first port low pressure in terms of Opening the 2/2-way seat valve is acted upon, a relation to the first end face larger, second end face, which is acted upon by the pending at the first port low pressure in the sense of closing the 2/2-way seat valve, and an annular surface, which is the second control surface and with the aufschaltbaren control pressure can be acted upon. The part of the second end face by which it is larger than the first end face represents the first control surface.

Die fluidische Verbindung der Räume vor den beiden Stirnflächen des Hauptkolbens und damit die gemeinsame Beaufschlagung durch den Niederdruck wird auf besonders einfache Weise intern durch einen durch den Hauptkolben verlaufenden Fluidpfad, insbesondere durch eine durchgehende Axialbohrung geschaffen.The fluidic connection of the spaces in front of the two end faces of the main piston and thus the joint action by the low pressure is created in a particularly simple way internally by a fluid path extending through the main piston, in particular by a continuous axial bore.

Die zweite Steuerfläche kann größer als die erste Steuerfläche sein. Dann kann als Steuerdruck, der mit Hilfe des Vorsteuerventils auf die zweite Steuerfläche aufschaltbar ist, der Niederdruck verwendet werden, wobei in der Flächendifferenz auch die Kraft einer gegebenenfalls vorhandenen Schließfeder berücksichtigt ist.The second control surface may be larger than the first control surface. Then, the low pressure can be used as a control pressure, which can be switched on with the aid of the pilot valve to the second control surface, wherein in the area difference and the force of any existing closing spring is taken into account.

Sind im Sinne einer besonders einfachen Ausführung des Hauptkolbens die erste Steuerfläche und die zweite Steuerfläche gleich groß, so ist der durch das Vorsteuerventil auf die zweite Steuerfläche aufschaltbare Steuerdruck höher als der Niederdruck gewählt.If, in the sense of a particularly simple embodiment of the main piston, the first control surface and the second control surface are the same size, the control pressure that can be applied to the second control surface by the pilot valve is selected to be higher than the low pressure.

Der höhere Steuerdruck wird vorteilhafterweise von einem Hydrospeicher zur Verfügung gestellt.The higher control pressure is advantageously provided by a hydraulic accumulator.

Um beim Anfahren des Gießzylinders in der Vorfüllphase das Auftreten eines Anfahrrucks zu vermeiden, der sich negativ auf die Produktqualität auswirken kann, ist es vorteilhaft, wenn ein parallel zu dem 2/2-Wegesitzventil verlaufender und auf und zu steuerbarer Bypassfluidpfad zwischen der Niederdruckquelle und dem in Ausfahrrichtung wirksamen Druckraum des Gießzylinders vorhanden ist, in dem eine zumindest für einen Druckmittelfluss von der Niederdruckquelle zum Gießzylinder wirksame Drosselstelle ausgebildet ist. Über den Bypassfluidpfad kann der in Ausfahrrichtung wirksame Druckraum des Gießzylinders sanft auf den Niederdruck geladen. Der Gießzylinder fährt hierbei langsam und ohne Anfahrruck ein wenig aus, bis ein in Einfahrrichtung wirksamer Druckraum des Gießzylinders unter Berücksichtigung der Höhe des Niederdrucks, dem Flächenverhältnis am Kolben des Gießzylinders und dem Widerstand, den das Formmaterial und der Gießzylinder einem Verschieben entgegensetzen, also der Last, komprimiert ist.In order to avoid the occurrence of a starting pressure when starting the casting cylinder in the Vorfüllphase, which can adversely affect the product quality, it is advantageous if a parallel to the 2/2-way seat valve and running on and controllable Bypassfluidpfad between the low pressure source and the in the extension direction effective pressure chamber of the casting cylinder is present, in which an effective at least for a pressure medium flow from the low pressure source to the casting cylinder throttle body is formed. By means of the bypass fluid path, the pressure chamber of the casting cylinder acting in the extension direction can be gently loaded to the low pressure. The casting cylinder moves here slowly and without starting pressure a little until an effective in the retraction pressure chamber of the casting cylinder, taking into account the height of the low pressure, the area ratio on the piston of the casting cylinder and the resistance that oppose the mold material and the casting cylinder to move, so the load , is compressed.

Die Drosselstelle bevorzugt durch eine insbesondere einstellbare Düse gebildet. Zu dieser ist in Serie ein Schaltventil angeordnet, von dem der Bypassfluidpfad auf und zu steuerbar ist.The throttle point preferably formed by a particular adjustable nozzle. To this, a switching valve is arranged in series, of which the bypass fluid path is open and controllable.

Die Phasen der Füllung einer Form und ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen hydraulischen Gießeinheit sind in den Zeichnungen dargestellt. Anhand der Figuren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.The phases of the filling of a mold and an embodiment of a hydraulic pouring unit according to the invention are shown in the drawings. With reference to the figures of these drawings, the invention will now be explained in more detail.

Es zeigen

1 eine stark schematisierte Druckgussmaschine mit dem Gießzylinder in der Ausgangsstellung zu Beginn des Druckgießens eines Werkstücks,
2 die Druckgussmaschine nach 1 während der Vorfüllphase nach Schließen der Einfüllöffnung durch den vom Gießzylinder bewegten Gießkolben,
3 die Druckgussmaschine nach 1 am Ende der Vorfüllphase und zu Beginn der Formfüllphase,
4 die Druckgussmaschine nach 1 in der Nachdruckphase,
5 das Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen hydraulischen Gießeinheit als hydraulische Schaltanordnung.

Show it

1 a highly schematic die casting machine with the casting cylinder in the starting position at the beginning of the die casting of a workpiece,
2 the die casting machine after 1 during the prefilling phase after closing the filling opening by the casting piston moved by the casting cylinder,
3 the die casting machine after 1 at the end of the prefilling phase and at the beginning of the mold filling phase,
4 the die casting machine after 1 in the repressive phase,
5 the embodiment of a hydraulic pouring unit according to the invention as a hydraulic switching arrangement.

Gemäß den 1 bis 4 umfasst eine Druckgussmaschine einen Gießzylinder 10, der als Differentialzylinder ausgebildet ist und einen Kolben 11 und eine Kolbenstange 12 aufweist, die sich von der einen Seite des Kolbens 11 aus durch das Innere des Gießzylinders hindurch erstreckt und an einem Deckel aus dem Gehäuse 13 des Gießzylinders nach außen tritt. Durch den Kolben 11 sind im Inneren des Gießzylinders 10 ein vollzylindrischer, bodenseitiger Druckraum 14 und ein ringförmiger, stangenseitiger Druckraum 15 voneinander getrennt.According to the 1 to 4 For example, a die casting machine includes a casting cylinder 10 , which is designed as a differential cylinder and a piston 11 and a piston rod 12 which extends from one side of the piston 11 extends through the interior of the casting cylinder and on a cover from the housing 13 the casting cylinder comes to the outside. By the piston 11 are inside the casting cylinder 10 a fully cylindrical, bottom-side pressure chamber 14 and an annular, rod-side pressure chamber 15 separated from each other.

An der Kolbenstange 12 ist ein Gießkolben 16 befestigt, der in einer in einer Schussbuchse 17 ausgebildeten Schusskammer 18 geradlinig bewegbar ist. In der Schussbuchse 17 befindet sich eine Einfüllöffnung 19 für das flüssige oder teigige Formmaterial, aus dem das zu formende Werkstück bestehen soll. Die Schussbuchse 17 ist mit einer Form 20 zusammengebaut, durch die ein Formhohlraum 21 gebildet ist, der zur Herstellung eines Werkstücks mit dem Formmaterial zu füllen ist und durch die die Form des Werkstücks vorgegeben ist. Von der Schusskammer 18 führt ein Gießkanal 22 in den Formhohlraum 21.At the piston rod 12 is a casting piston 16 fixed in one in a shot sleeve 17 trained firing chamber 18 is linearly movable. In the shot sleeve 17 there is a filling opening 19 for the liquid or doughy molding material from which the workpiece to be formed is to be made. The shot bush 17 is with a shape 20 assembled, through which a mold cavity 21 is formed, which is to be filled for the production of a workpiece with the molding material and through which the shape of the workpiece is predetermined. From the firing chamber 18 leads a casting channel 22 into the mold cavity 21 ,

Gemäß 1 befinden sich der Gießzylinder 10, genauer der Kolben 11 des Gießzylinders 10 und der Gießkolben 16 in einer Ausgangsstellung, in der die Kolbenstange 12 ganz eingefahren ist. Durch die in der gezeigten Position des Gießkolbens 16 offene Einfüllöffnung 19 ist die für die Formung des Werkstücks notwendige Menge an Formmaterial in die Schusskammer gefüllt worden. Es wird nun die auch Vorfüllphase genannte, erste Phase des Druckgussvorgangs gestartet, in der der Gießkolben langsam vorwärtsbewegt wird und die Einfüllöffnung 19 überfährt und verschließt. Der dann erreichte Zustand ist in 2 gezeigt. Dann wird der Gießkolben beschleunigt und währenddessen durch weiteres Verfahren des Gießkolbens 16 schließlich der in 3 gezeigte Zustand erreicht, in dem das Formmaterial am Formanschnitt ansteht.According to 1 are the casting cylinder 10 , more precisely, the piston 11 of the casting cylinder 10 and the casting piston 16 in a starting position, in which the piston rod 12 is completely retracted. By in the position of the casting piston shown 16 open filling opening 19 the amount of molding material necessary for the formation of the workpiece has been filled into the firing chamber. The first phase of the die casting process, also called the prefilling phase, is started, in which the casting piston is slowly advanced and the filling opening 19 drives over and closes. The state then reached is in 2 shown. Then the casting piston is accelerated and meanwhile by further process of the casting piston 16 finally the in 3 shown reached state in which the molding material is present at the mold gate.

Die nun folgende auch Formfüllphase genannte, zweite Phase des Druckgussvorgangs läuft sehr schnell mit möglichst konstanter Geschwindigkeit des Gießkolbens 16 ab. Während dieser zweiten Phase wird die Form mit hoher Fließgeschwindigkeit des Formmaterials mit diesem gefüllt.The following also called Formfüllphase, second phase of the die-casting process runs very fast with constant possible speed of the casting 16 from. During this second phase, the high flow rate mold material is filled with it.

In der dritten Phase, auch Nachdruckphase genannt, wird das Formmaterial in alle Bereiche des Formhohlraums 21 hinein mit hohem Druck verdichtet und dabei auch der Materialschwund kompensiert. Der in der Nachdruckphase erforderliche hohe Druck im Druckraum 14 des Gießzylinders kann mit Hilfe eines Druckübersetzers, der dann als Hochdruckquelle anzusehen ist, oder auch direkt mit Hilfe eines Hochdruckspeichers oder einer Pumpe erzeugt werden.In the third phase, also referred to as the holding phase, the molding material is transferred to all areas of the mold cavity 21 compressed into it with high pressure and thereby compensated for the material shrinkage. The high pressure in the pressure chamber required in the pressure phase 14 the casting cylinder can be generated by means of a pressure booster, which is then regarded as a high-pressure source, or directly by means of a high-pressure accumulator or a pump.

Die in der 5 gezeigte hydraulische Gießeinheit umfasst den schon aus den 1 bis 4 ersichtlichen Gießzylinder 10 mit dem Kolben 11, der Kolbenstange 12, dem Gehäuse 13 und dem bodenseitigen Druckraum 14 und dem stangenseitigen Druckraum 15. Als Druckquellen vorhanden sind ein Niederdruckspeicher 30 als Niederdruckquelle, dessen Speicherdruck zum Beispiel im Bereich von 160 bar liegen mag, ein Hochdruckspeicher 31 als Hochdruckquelle, dessen Speicherdruck zum Beispiel im Bereich von 420 bar liegen mag, und eine Konstantpumpe 32, die von einem drehzahlregelbaren Elektromotor 33 über eine in einem Pumpenträger 34 untergebrachte Kupplung antreibbar ist.The in the 5 shown hydraulic casting unit includes the already from the 1 to 4 apparent casting cylinder 10 with the piston 11 , the piston rod 12 , the housing 13 and the bottom pressure chamber 14 and the rod-side pressure chamber 15 , As sources of pressure there is a low-pressure accumulator 30 as a low-pressure source whose storage pressure may be, for example, in the range of 160 bar, a high-pressure accumulator 31 as a high-pressure source whose accumulator pressure may be in the region of 420 bar, for example, and a constant-displacement pump 32 that of a variable speed electric motor 33 about one in a bellhousing 34 accommodated clutch is driven.

Der bodenseitige Druckraum 14 des Gießzylinders 10 ist über ein elektromagnetisch direkt betätigbares, stromlos geschlossenes 2/2-Wegesitzventil 40 unmittelbar mit dem Druckanschluss der Konstantpumpe 32 verbindbar. Der bodenseitige Druckraum 14 des Gießzylinders 10 ist außerdem über ein als Aktivlogik ausgebildetes 2/2-Wege-Einbauventil 41. Dieses Ventil ist ein Sitzventil und weist einen als Stufenkolben ausgebildeten beweglichen Hauptkolben 42, der in eine Einbaubohrung 43 gegebenenfalls zusammen mit einer in 5 nicht dargestellten ortsfesten Einbaubuchse eingesetzt ist, einen fluidisch dauernd mit dem Niederdruckspeicher 30 verbundenen, ersten Anschluss A und einen fluidisch dauernd mit dem Druckraum 14 des Gießzylinders 13 verbundenen, zweiten Anschluss B auf. Der erste Anschluss A ist ein sogenannter axialer Anschluss, weil der an ihm anstehende Druck eine erste Stirnfläche 44 des Hauptkolbens 42 beaufschlagt. Üblicherweise mündet dieser axiale Anschluss in axialer Richtung der Einbaubohrung beziehungsweise der Einbaubuchse in diese. Der zweite Anschluss B ist ein seitlicher Anschluss. Dem in diesem Anschluss anstehenden Druck bietet der Hauptkolben 42 keine Beaufschlagungsfläche. Die umlaufende Kante an der ersten Stirnfläche bildet eine Steuerkante des Hauptkolbens 42, die auf einer kegeligen Fläche der Einbaubohrung beziehungsweise der gegebenenfalls vorhandenen Einbaubuchse aufsitzen kann - dann ist das 2/2-Wege-Einbauventil 41 geschlossen - und von der kegeligen Fläche abgehoben sein kann - dann ist das 2/2-Wege-Einbauventil geöffnet.The bottom pressure chamber 14 of the casting cylinder 10 is via an electromagnetically directly operable, normally closed 2/2-way seat valve 40 directly to the pressure port of the constant pump 32 connectable. The bottom pressure chamber 14 of the casting cylinder 10 is also a designed as an active logic 2/2-way cartridge valve 41. This valve is a seat valve and has a designed as a stepped piston movable main piston 42 into a mounting hole 43 optionally together with an in 5 not shown fixed mounting socket is used, a fluidic continuous with the low-pressure accumulator 30 connected, first connection A and a fluidically continuous with the pressure chamber 14 of the casting cylinder 13 connected, second connection B on. The first connection A is a so-called axial port, because the pressure applied to it a first end face 44 of the main piston 42 applied. Usually, this axial connection opens in the axial direction of the mounting hole or the mounting socket in this. The second connection B is a lateral connection. The pressure in this connection is provided by the main piston 42 no admission area. The peripheral edge on the first end face forms a control edge of the main piston 42 , which can sit on a conical surface of the mounting hole or the optionally existing panel socket - then the 2/2-way cartridge valve 41 is closed - and of the tapered surface can be lifted - then the 2/2-way cartridge valve is open.

Der gestufte Hauptkolben 42 besitzt einen Bund 45, der einen gegenüber der ersten Stirnfläche 44 und einem sich an diese Stirnfläche 44 anschließenden Abschnitt des Hauptkolbens 42 größeren Durchmesser aufweist. Der Bund 45 befindet sich in einer Bohrung 46 eines Steuerdeckels 47 des 2/2-Wege-Einbauventils 41 und erzeugt mit einer zweiten Stirnfläche 48 in der Bohrung 46 einen rückwärtigen Steuerraum 49 und mit einer Ringfläche 50 einen ringförmigen Steuerraum 51. Die beiden Steuerräume 49 und 51 sind durch eine am Bund 45 umlaufende, nicht näher dargestellte Dichtung gegeneinander abgedichtet. Außerdem ist der Steuerraum 51 durch eine Dichtung gegenüber dem seitlichen Anschluss B abgedichtet. Im rückwärtigen Steuerraum 49 ist eine Feder 52 untergebracht, die den Hauptkolben 42 in Richtung Schließen beaufschlagt.The stepped main piston 42 owns a bunch 45 , one opposite the first face 44 and a to this face 44 subsequent section of the main piston 42 larger diameter. The Bund 45 is in a hole 46 a control cover 47 of the 2/2-way cartridge valve 41 and produced with a second end face 48 in the hole 46 a rear control room 49 and with a ring surface 50 an annular control room 51 , The two control rooms 49 and 51 are by a at the federal government 45 circumferential seal, not shown sealed against each other. In addition, the control room 51 by a seal opposite the lateral connection B sealed. In the rear control room 49 is a spring 52 housed the main piston 42 acted upon in the closing direction.

Das 2/2-Wege-Einbauventil 41 weist ein Vorsteuerventil 55 auf, das als 4/2-Wegeschaltventil ausgebildet ist und unter der Wirkung einer Druckfeder 56 eine Ruhestellung einnimmt, in der es den ringförmigen Steuerraum 51 mit einem Tank 57 verbindet und somit von Druck entlastet. Durch Bestromung eines Elektromagneten 58 ist das Vorsteuerventil 55 in eine Schaltstellung umschaltbar, in der es den Steuerraum 51 mit einem Hydrospeicher 59 verbindet, so dass der ringförmige Steuerraum 51 mit dem Druck beaufschlagt ist, auf den der Hydrospeicher 59 aufgeladen ist. Der in dem Steuerraum 51 anstehende Druck erzeugt an der Ringfläche 50 eine Kraft, die an dem Hauptkolben 42 im Sinne eines Öffnens oder Offenhaltens des 2/2-Wege-Einbauventils angreift. Der Hauptkolben ist also von dem Druck im Hydrospeicher 59 an der Ringfläche 50 in Öffnungsrichtung beaufschlagbar. Die Ringfläche 50 sei hier als zweite Steuerfläche bezeichnet.The 2/2-way cartridge valve 41 has a pilot valve 55 on, which is designed as a 4/2-way switching valve and under the action of a compression spring 56 occupies a rest position in which it is the annular control room 51 with a tank 57 connects and thus relieved of pressure. By energizing an electromagnet 58 is the pilot valve 55 switchable to a switching position in which it is the control room 51 with a hydraulic accumulator 59 connects, leaving the annular control room 51 the pressure is applied to the hydraulic accumulator 59 charged. The one in the control room 51 Pending pressure generated on the annular surface 50 a force attached to the main piston 42 in the sense of opening or keeping open the 2/2-way cartridge valve attacks. The main piston is thus of the pressure in the hydraulic accumulator 59 on the ring surface 50 acted upon in the opening direction. The ring surface 50 be referred to here as the second control surface.

Durch den Hauptkolben 42 geht axial eine Bohrung 65 hindurch, die den rückwärtigen Steuerraum 49 mit dem Anschluss A verbindet, so dass an beiden Stirnflächen 44 und 48 des Hauptkolbens immer der Niederdruck ansteht, auf den der Niederdruckspeicher 30 aufgeladen ist. Dieser Niederdruck erzeugt an der Differenzfläche 66, um die die Stirnfläche 48 größer als die Stirnfläche 44 ist und die genauso groß wie die Ringfläche 50 ist, eine Kraft, die an dem Hauptkolben 42 im Sinne eines Schließens oder Geschlossenhaltens des 2/2-Wege-Einbauventils 41 angreift. Der Hauptkolben 42 ist also von dem am Anschluss A dauernd anstehenden Druck des Niederdruckspeichers 30 an der Differenzfläche 66 zwischen der Stirnfläche 48 und der Stirnfläche 44 in Schließrichtung beaufschlagbar. Die Differenzfläche 66 sei hier als erste Steuerfläche bezeichnet.Through the main piston 42 goes axially a hole 65 passing through the rear control room 49 with the connection A connects so that on both faces 44 and 48 the main piston always the low pressure is pending, on the low pressure accumulator 30 charged. This low pressure is generated at the differential area 66 to the the face 48 bigger than the face 44 is and the same size as the ring area 50 is a force attached to the main piston 42 in the sense of closing or keeping closed the 2/2-way cartridge valve 41 attacks. The main piston 42 So it is from the connection A permanently applied pressure of the low-pressure accumulator 30 at the differential area 66 between the face 48 and the face 44 acted upon in the closing direction. The difference surface 66 be referred to here as the first control surface.

Somit greifen an dem Hauptkolben 42 folgende Kräfte an, wenn sich das Vorsteuerventil 55 in seiner Ruhestellung befindet und somit die Steuerfläche 50 von Druck entlastet ist. Der Niederdruck erzeugt an der Stirnfläche 44 eine Kraft in Öffnungsrichtung und an der Stirnfläche 48 des Hauptkolbens eine Kraft in Schließrichtung des Hauptkolbens 42. Daraus resultiert eine Kraft in Schließrichtung des Hauptkolbens 42, die vom Niederdruck an der ersten Steuerfläche 66 erzeugt wird. Zusätzlich wird durch die Feder 52 eine Kraft in Schließrichtung des Hauptkolbens 42 erzeugt. In der Ruhestellung des Vorsteuerventils 55 gerät also der Hauptkolben 42 in seine Schließstellung beziehungsweise wird in der Schließstellung gehalten, wobei die durch Druckbeaufschlagung erzeugte und in Schließrichtung wirkende Kraft unabhängig davon ist, ob und welcher Druck gerade im Druckraum 14 des Gießzylinders 13 herrscht.Thus, grab the main piston 42 following forces when the pilot valve 55 is in its rest position and thus the control surface 50 relieved of pressure. The low pressure generated at the end face 44 a force in the opening direction and at the end face 48 of the main piston, a force in the closing direction of the main piston 42 , This results in a force in the closing direction of the main piston 42 , from the low pressure on the first control surface 66 is produced. In addition, by the spring 52 a force in the closing direction of the main piston 42 generated. In the idle position of the pilot valve 55 So it's the main piston 42 in its closed position or is held in the closed position, wherein the pressure generated by acting and acting in the closing direction force is independent of whether and which pressure just in the pressure chamber 14 of the casting cylinder 13 prevails.

Zum Abheben des Hauptkolbens 42 von seinem Sitz und damit zum Öffnen und Offenhalten des 2/2-Wege-Einbauventils 41 wird das Vorsteuerventil umgeschaltet, so dass nun zusätzlich die zweite Steuerfläche 50 von dem Druck im Hydrospeicher 59 beaufschlagt ist und eine Kraft erzeugt wird, die in Öffnungsrichtung des 2/2-Wege-Einbauventils 41 wirkt. Diese Kraft muss zum Öffnen und Offenhalten des Ventils größer sein als die in Schließrichtung wirkenden Kräfte. Wenn also der Niederdruck zum Beispiel maximal 160 bar und das Druckäquivalent der Feder 52 30 bar beträgt, so muss die zweite Steuerfläche, die vorliegend genauso groß wie die erste Steuerfläche ist, mit einem Druck größer als 190 bar beaufschlagt werden. Entsprechend hoch muss der Hydrospeicher 59 geladen sein. Es sei darauf hingewiesen, dass bei obiger Betrachtung der Einfachheit halber Strömungskräfte, die üblicherweise in Schließrichtung eines Ventils wirken, nicht berücksichtigt sind.To lift off the main piston 42 from its seat and thus to open and keep open the 2/2-way cartridge valve 41, the pilot valve is switched so that now additionally the second control surface 50 from the pressure in the hydraulic accumulator 59 is acted upon and a force is generated, which acts in the opening direction of the 2/2-way cartridge valve 41. This force must be greater than the forces acting in the closing direction to open and keep the valve open. So if the low pressure, for example, a maximum of 160 bar and the pressure equivalent of the spring 52 30 bar, so the second control surface, which in the present case is the same size as the first control surface, be subjected to a pressure greater than 190 bar. The hydraulic accumulator has to be correspondingly high 59 be loaded. It should be noted that, for the sake of simplicity, flow factors which normally act in the closing direction of a valve are not taken into account in the above consideration.

Alternativ kann die zweite Steuerfläche auch größer als die erste Steuerfläche gemacht werden. Dann ist zum Öffnen des 2/2-Wege-Einbauventils 41 ein niedrigerer Druck als oben angegeben notwendig. Als Druckquelle für den Steuerdruck kann dann zum Beispiel der Niederdruckspeicher verwendet werden.Alternatively, the second control surface can also be made larger than the first control surface. Then a lower pressure than stated above is necessary to open the 2/2-way cartridge valve 41. As a pressure source for the control pressure then, for example, the low-pressure accumulator can be used.

In 5 ist der Hauptkolben 42 des 2/2-Wege-Einbauventils in einer geöffneten Stellung gezeigt. Der gezeigten Stellung des Vorsteuerventils 55 würde dagegen eine geschlossene Stellung des Hauptkolbens 42 entsprechen. Einander entsprechende Stellungen erscheinen leicht zuordenbar.In 5 is the main piston 42 of the 2/2-way cartridge valve shown in an open position. The shown position of the pilot valve 55 on the other hand would be a closed position of the main piston 42 correspond. Corresponding positions appear easy to assign.

Wenn gleich zu Beginn der Vorfüllphase zum Anfahren des Gießzylinders 10 das 2/2-Wege-Einbauventil 41 geöffnet würde, könnte eine Druckwelle in Richtung Druckraum 14 des Gießzylinders 10 entstehen, die einen für den Gießvorgang nachteiligen Anfahrruck führt. Um einen solchen Anfahrruck sicher vermeiden zu können, sind im Bypass zu dem 2/2-Wege-Einbauventil 41 ein Drosselrückschlagventil 67 mit einer Düse, deren Durchflussquerschnitt von Hand einstellbar ist, und in Serie dazu ein 2/2-Wege-Sitzventil 68, das in Ruhestellung gesperrt ist und durch einen Elektromagneten in eine Durchgangsstellung geschaltet werden kann, angeordnet. Mit dem Drosselrückschlagventil 67 ist in Flussrichtung vom Niederdruckspeicher 30 zum Druckraum 14 des Gießzylinders 10 eine fluidische Verbindung mit einer Drosselstelle geschaffen.If right at the beginning of the Vorfüllphase for starting the casting cylinder 10 the 2/2-way cartridge valve 41 would open, could be a pressure wave towards the pressure chamber 14 of the casting cylinder 10 arise, which leads to a disadvantageous for the casting process starting pressure. To such a starting pressure can safely avoid, are in the bypass to the 2/2-way cartridge valve 41, a throttle check valve 67 with a nozzle whose flow area is manually adjustable, and in series with a 2/2-way poppet valve 68, which is locked in the rest position and can be switched by an electromagnet in a passage position, arranged. With the throttle check valve 67 is in the flow direction of the low-pressure accumulator 30 to the pressure room 14 of the casting cylinder 10 created a fluidic connection with a throttle point.

Der bodenseitige Druckraum 14 des Gießzylinders 10 ist über ein elektrohydraulisch vorgesteuertes 2/2-Wegesitzventil 70 direkt mit dem Hochdruckspeicher 31 verbindbar. Wenn kein elektrisches Steuersignal anliegt, ist des 2/2-Wegesitzventil 70 geschlossen. Es ist proportional zu einem Eingangssignal verstellbar und somit ein sogenanntes Stetig- oder Proportionalventil. Sein Durchflussquerschnitt ändert sich proportional zum Eingangssignal. Der Druck im Hochdruckspeicher kann zum Beispiel 420 bar betragen.The bottom pressure chamber 14 of the casting cylinder 10 is via an electro-hydraulically pilot operated 2/2-way seat valve 70 directly to the high-pressure accumulator 31 connectable. When no electrical control signal is present, the 2/2-way seat valve 70 is closed. It is adjustable in proportion to an input signal and thus a so-called continuous or proportional valve. Its flow area changes proportionally to the input signal. The pressure in the high-pressure accumulator can be, for example, 420 bar.

Schließlich ist der Druckraum 14 über ein elektromagnetisch direkt betätigtes 2/2-Wegeventil 71 mit Tank 57 verbindbar.Finally, the pressure chamber 14 via an electromagnetically directly operated 2/2-way valve 71 with tank 57 connectable.

Der stangenseitige Druckraum 15 des Gießzylinders 10 ist über ein elektromagnetisch direkt betätigtes, stromlos geschlossenes 2/2-Wegeventil 72 unmittelbar mit dem Druckanschluss der Konstantpumpe 32 verbindbar.The rod-side pressure chamber 15 of the casting cylinder 10 is via an electromagnetically directly operated, normally closed 2/2-way valve 72 directly to the pressure port of the constant pump 32 connectable.

Außerdem ist der stangenseitige Druckraum 15 des Gießzylinders über ein stetig verstellbares 2/2-Wegesitzventil 75 mit Tank 57 fluidisch verbindbar. Das Wegesitzventil 75 ist elektrohydraulisch vorgesteuert und geschlossen, wenn kein elektrisches Eingangssignal anliegt. Die Geschwindigkeit des Kolbens 11 des Gießzylinders kann durch das 2/2-Wegesitzventil gesteuert oder geregelt werden, indem durch eine entsprechende Ansteuerung der Durchflussquerschnitt des Ventils auf eine Größe gesteuert oder geregelt wird, die die gewünschte aus dem Druckraum 15 pro Zeiteinheit verdrängte Druckmittelmenge ergibt.In addition, the rod-side pressure chamber 15 the casting cylinder via a continuously adjustable 2/2-way seat valve 75 with tank 57 fluidically connectable. The directional seat valve 75 is electro-hydraulically pre-controlled and closed when no electrical input signal is present. The speed of the piston 11 of the casting cylinder can be controlled or regulated by the 2/2-way seated valve by controlled by a corresponding control of the flow area of the valve to a size that the desired from the pressure chamber 15 per unit time displaced pressure medium quantity results.

Schließlich ist der stangenseitige Druckraum 15 des Gießzylinders 10 über eine in ihrem Durchflussquerschnitt einstellbare Drossel 76 und ein dazu in Serie angeordnetes 2/2-Wegesitzventil 77, das unter der Wirkung einer Feder 78 ein Schließstellung einnimmt und durch einen Elektromagneten 79 in seine Durchgangsstellung gebracht werden kann, mit dem Hochdruckspeicher 31 verbindbar.Finally, the rod-side pressure chamber 15 of the casting cylinder 10 via an adjustable throttle in its flow cross-section 76 and a 2/2-way seat valve 77 arranged in series therewith under the action of a spring 78 a closed position occupies and by an electromagnet 79 can be brought into its passage position, with the high-pressure accumulator 31 connectable.

Die in 5 gezeigte hydraulische Gießeinheit weist ein weiteres elektrohydraulisch vorgesteuertes proportional verstellbares 2/2-Wegesitzventil 80 auf. Über dieses 2/2-Wegesitzventil sind die Druckräume 14 und 15 des Gießzylinders 10 fluidisch unmittelbar miteinander verbindbar.In the 5 shown hydraulic casting unit has another electro-hydraulically piloted proportional 2/2-way seat valve 80. About this 2/2-way seat valve are the pressure chambers 14 and 15 of the casting cylinder 10 fluidly connected directly to each other.

Mit der hydraulischen Gießeinheit gemäß 5 kann ein Gießzyklus in folgender Weise ablaufen:With the hydraulic casting unit according to 5 a casting cycle can take place in the following way:

Am Ende eines Gießvorgangs werden der Kolben 11 und die Kolbenstange 12 des Gießzylinders 10 eingefahren, indem die Pumpe 32 über das offene Ventil 72 Druckmittel in den Druckraum 15 fördert und Druckmittel aus dem Druckraum 14 über das offene Ventil 71 zum Tank verdrängt wird. Am Ende der Einfahrbewegung stößt der Kolben 11 an einen Endanschlag. Der Druck im Druckraum 15 wird dann auf den maximalen Pumpendruck der Pumpe 32, der durch ein Druckbegrenzungsventil 81 vorgegeben ist, erhöht. Danach wird das Ventil 72 geschlossen. Das Ventil 71 wird ebenfalls geschlossen. Anstelle mit Hilfe der Pumpe 32 kann der Druckraum 15 auch aus dem Hochdruckspeicher 31 oder einer Einheit, welche den Hochdruckspeicher geladen hat, über die Drossel 76 und das Ventil 77 so stark vorgespannt werden, dass die vom Vorspanndruck am Kolben 11 erzeugte Kraft größer als die vom im Druckraum 14 herrschenden Niederdruck am Kolben 11 erzeugte Kraft ist. Ist der Vorspanndruck erreicht, wird das Ventil 77 geschlossen.At the end of a casting process, the piston 11 and the piston rod 12 of the casting cylinder 10 retracted by the pump 32 over the open valve 72 Pressure medium in the pressure chamber 15 promotes and pressure medium from the pressure chamber 14 over the open valve 71 is displaced to the tank. At the end of the retraction movement, the piston abuts 11 at an end stop. The pressure in the pressure room 15 will then be at the maximum pump pressure of the pump 32 passing through a pressure relief valve 81 is given, increased. After that the valve becomes 72 closed. The valve 71 will also be closed. Instead of using the pump 32 can the pressure room 15 also from the high-pressure accumulator 31 or a unit which has loaded the high-pressure accumulator via the throttle 76 and the valve 77 be so strongly biased that by the biasing pressure on the piston 11 generated force greater than that of the pressure chamber 14 prevailing low pressure on the piston 11 generated force is. When the preload pressure is reached, the valve becomes 77 closed.

Nach dem Einfüllen der Schmelze in die Gießbuchse 17 wird über das Drosselrückschlagventil 67 und das geöffnete Ventil 68 der Druckraum 14 des Gießzylinders 10 sanft auf den Niederdruck geladen. Falls der Vorspanndruck im Druckraum 15 nicht so hoch ist, dass er den Kolben 11 gegen den Niederdruck am Endanschlag halten kann, fahren der Kolben 11 und die Kolbenstange 12 hierbei langsam und ohne Anfahrruck ein wenig aus, bis das Druckmittel im Druckraum 15 entsprechend dem Niederdruck, der Last und dem Flächenverhältnis am Kolben 11, das zum Beispiel 2:1 sein kann, komprimiert ist. Alternativ kann der Druckraum 14 auch über die Pumpe 32 und das Ventil 40 auf den Niederdruck geladen werden. Nach dem Laden wird das Ventil 40 wieder geschlossen. Danach wird das Vorsteuerventil 55 geschaltet und dadurch das 2/2-Wege-Einbauventil 41 vollständig geöffnet.After filling the melt in the casting bush 17 is via the throttle check valve 67 and the open valve 68 the pressure room 14 of the casting cylinder 10 gently charged to the low pressure. If the preload pressure in the pressure chamber 15 not so high that he has the piston 11 can hold against the low pressure on the end stop, drive the piston 11 and the piston rod 12 in this case slowly and without starting pressure a little, until the pressure medium in the pressure chamber 15 according to the low pressure, the load and the area ratio on the piston 11 , which may be 2: 1, for example, is compressed. Alternatively, the pressure chamber 14 also over the pump 32 and the valve 40 be loaded on the low pressure. After loading, the valve becomes 40 closed again. After that, the pilot valve 55 switched and thereby completely opened the 2/2-way cartridge valve 41.

Nun wird mit Hilfe des proportional verstellbaren 2/2-Wegesitzventils 80 ein Durchflussquerschnitt zwischen den Druckräumen 14 und 15 des Gießzylinders 10 so gesteuert, dass der Gießzylinder in Regenerationsschaltung sanft und ruckfrei anfährt und dann mit der gewünschten Geschwindigkeit verfährt. Bei einer Aufladung des Druckraums 14 über die Drossel 67 oder über die Pumpe 32 können die Bewegung zur Kompression des Druckmittels im Druckraum 15 und das sanfte Anfahren mit Hilfe des Ventils 80 fließend ineinander übergehen.Now, with the help of the proportionally adjustable 2/2-way seat valve 80, a flow cross-section between the pressure chambers 14 and 15 of the casting cylinder 10 controlled so that the casting cylinder in regeneration circuit starts gently and smoothly and then moves at the desired speed. When charging the pressure chamber 14 over the throttle 67 or via the pump 32 can the movement to compress the pressure medium in the pressure chamber 15 and gentle starting with the help of the valve 80 flow smoothly into each other.

Ist die für das Füllen der Form mit der Schmelze notwendige Kraft niedrig, so wird zu Beginn der Formfüllphase das Ventil 80 auf einen größeren Durchflussquerschnitt oder ganz geöffnet. Die Schmelze wird mit einer hohen Geschwindigkeit in die Form geschossen. Dabei wird weiterhin regenerativ verfahren. Wird in der Formfüllphase durchgehend regenerativ verfahren, so kann das Ventil 75 durch ein Schaltventil ersetzt werden. If the force required to fill the mold with the melt is low, then the valve will be at the beginning of the mold filling phase 80 to a larger flow area or fully open. The melt is shot at a high speed into the mold. In doing so, the process continues to be regenerative. If continuous regenerative procedure is used in the mold filling phase, then the valve can 75 be replaced by a switching valve.

Ist die für das Füllen der Form mit der Schmelze notwendige Kraft hoch, so wird zu Beginn der Formfüllphase das Ventil 80 mit einer Sprungfunktion geschlossen. Das Ventil 75 wird mit einer Sprungfunktion auf den gewünschten Durchflussquerschnitt zum Tank geöffnet. Die Schmelze wird mit einer hohen Geschwindigkeit in die Form geschossen. Dabei wird nicht regenerativ verfahren, so dass die maximale Kraft des Gießzylinders 10 genutzt werden kann.If the force required to fill the mold with the melt is high, the valve will be at the beginning of the mold filling phase 80 closed with a jump function. The valve 75 is opened with a jump function to the desired flow cross-section to the tank. The melt is shot at a high speed into the mold. It is not regenerative process, so that the maximum force of the casting cylinder 10 can be used.

Es sind auch Mischformen denkbar, bei denen in Abhängigkeit von der Lastkraft erst während der Formfüllphase das Ventil 80 geschlossen und das Ventil 75 geöffnet wird.There are also mixed forms are conceivable in which, depending on the load force only during the Formfüllphase the valve 80 closed and the valve 75 is opened.

Das Aktivlogik 42 wird während der Vorfüllphase und der Formfüllphase maximal offengehalten, so dass es mit einem sehr geringen Druckverlust durchströmt wird. Am Ende der Formfüllphase wird der Elektromagnet 58 des Vorsteuerventils stromlos geschaltet, so dass das Vorsteuerventil 55 unter der Wirkung der Feder 56 in seine Ruhestellung bewegt und der Ringraum 51 und die zweite Steuerfläche 50 am Hauptkolben 42 des Aktivlogik von Druck entlastet werden. Der Hauptkolben wird nun durch den an der ersten Steuerfläche 66 wirkenden Niederdruck und von der Feder 52 mit einer großen Kraft in seine Schließstellung gebracht und in dieser Stellung sicher gehalten. Das Schließen des Hauptkolbens 42 wird also durch das Schalten des Vorsteuerventils 55 ausgelöst und ist damit sehr wiederholgenau. Außerdem können die Bedingungen für das Schließen frei gewählt werden. Es ist also auch möglich, das Vorsteuerventil schon vor der vollständigen Formfüllung in die Ruhestellung zu schalten, um Schaltzeiten mit zu berücksichtigen.The active logic 42 is held open during the prefilling phase and the mold filling phase, so that it is flowed through with a very low pressure loss. At the end of the mold filling phase, the electromagnet 58 the pilot valve is de-energized, so that the pilot valve 55 under the action of the spring 56 moved to its rest position and the annulus 51 and the second control surface 50 at the main piston 42 be relieved of the active logic of pressure. The main piston will now pass through the at the first control surface 66 acting low pressure and by the spring 52 brought into its closed position with a large force and held securely in this position. Closing the main piston 42 So it is by switching the pilot valve 55 triggered and is thus very repetitive. In addition, the conditions for closing can be freely selected. So it is also possible to switch the pilot valve before the complete mold filling in the rest position to take into account switching times.

Nach dem die Nachdruckphase einleitenden Schließen des Aktivlogiks 42 - Ventil 68 ist schon vorher geschlossen worden - wird über das 2/2-Wegesitzventil 70 der Aufbau von Hochdruck in dem Druckraum 14 des Gießzylinders 10 begonnen. Zeitgleich werden das Ventil 80 geschlossen und das Ventil 75 geöffnet.After the closing phase of the active logic, which initiates the holding phase 42 - Valve 68 has been closed before - is on the 2/2-way seat valve 70, the build-up of high pressure in the pressure chamber 14 of the casting cylinder 10 began. At the same time the valve 80 closed and the valve 75 open.

Wird eine aktive Druckregelung in dem Druckraum 14 gewünscht, so muss hierzu dem Druckraum Druckmittel von einer Druckmittelquelle zugeführt werden oder Druckmittel aus dem Druckraum zu einer Druckmittelsenke wegfließen können. Bei der gezeigten Gießeinheit können für diese beiden Funktionen das proportional verstellbare Ventil 70 (Druckmittelzufuhr) und das proportional verstellbare Ventil 80 (Druckmittelausleitung) bei vollständig offenem Ventil 75 genutzt werden. Das Ventil 80 kann somit doppelt für eine Regenerationsschaltung und für eine Druckregelung genutzt werden. Aufgrund der Druckregelung mit zwei Ventilen können die Steuerkanten unabhängig voneinander angesteuert werden. Dies erlaubt es zum Beispiel, am Ende eines Druckaufbaus über das Ventil 70 die Steuerkante des Ventils 80 bereits zu öffnen, um einen möglichen Drucküberschwinger im Druckraum 14 zu reduzieren oder ganz zu vermeiden.Is an active pressure control in the pressure chamber 14 desired, it must be supplied to the pressure chamber pressure medium from a pressure medium source or pressure medium can flow away from the pressure chamber to a pressure medium sinks. In the case of the casting unit shown, the proportionally adjustable valve can be used for these two functions 70 (Pressure medium supply) and the proportionally adjustable valve 80 (Pressure medium discharge) with fully open valve 75 be used. The valve 80 can thus be used twice for a regeneration circuit and for a pressure control. Due to the pressure control with two valves, the control edges can be controlled independently of each other. This allows, for example, at the end of a pressure build-up via the valve 70 the control edge of the valve 80 already open to a possible pressure overshoot in the pressure chamber 14 to reduce or completely avoid.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Gießzylindercasting cylinder
1111: Kolben von 10Piston of 10
1212: Kolbenstange von 10Piston rod of 10
1313: Gehäuse von 10Housing of 10
1414: bodenseitiger Druckraum von 10bottom pressure chamber of 10
1515: stangenseitiger Druckraum von 10rod-side pressure chamber of 10
1616: Gießkolbencasting plunger
1717: Schussbuchseshot sleeve
1818: Schusskammer in 17Shot chamber in 17
1919: Einfüllöffnung in 17Filling opening in 17
2020: Formshape
2121: Formhohlraummold cavity
2222: Gießkanal in 20Casting channel in 20
3030: NiederdruckspeicherLow-pressure accumulator
3131: HochdruckspeicherHigh-pressure accumulator
3232: Konstantpumpefixed displacement pump
3333: Elektromotorelectric motor
3434: Pumpenträgerbellhousing
4040: 2/2-Wegesitzventil2/2-way seat valve
4141: 2/2-Wege-Einbauventil2/2-way cartridge valve
4242: Hauptkolben von 41Main piston of 41
4343: EinbaubohrungMounting hole
4444: erste Stirnfläche an 42first end face 42
4545: Bund an 42Covenant at 42
4646: Bohrungdrilling
4747: Steuerdeckelcontrol cover
4848: zweite Stirnflächesecond end face
4949: rückwärtiger Steuerraumrearward control room
5050: Ringfläche, zweite Steuerfläche an 42Ring surface, second control surface on 42
51 51: ringförmiger Steuerraumannular control room
5252: Federfeather
5555: Vorsteuerventilpilot valve
5656: Druckfedercompression spring
5757: Tanktank
5858: Elektromagnetelectromagnet
5959: Hydrospeicherhydraulic accumulator
6565: Bohrung in 42Bore in 42
6666: Differenzfläche, erste Steuerfläche an 42Differential area, first control area at 42
6767: DrosselrückschlagventilSpeed Controller
6868: 2/2-Wege-Sitzventil2/2-way poppet valve
7070: 2/2-Wegesitzventil2/2-way seat valve
7171: 2/2-Wegeventil2/2 way valve
7272: 2/2-Wegeventil2/2 way valve
7575: 2/2-Wegesitzventil2/2-way seat valve
7676: Drosselthrottle
7777: WegesitzventilDirectional seated valve
7878: Federfeather
7979: Elektromagnetelectromagnet
8080: 2/2-Wegesitzventil2/2-way seat valve
8181: Druckbegrenzungsventil Pressure relief valve
AA: Anschluss von 42Connection of 42
BB: Anschluss von 42Connection of 42

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102005035170 A1 [0002, 0003, 0004]

Claims

Hydraulic casting unit, which is provided for a molding machine, in particular for a die casting machine and a casting cylinder (10) having an effective in the extension direction pressure chamber (14), a low pressure source (30), with the effective in the extension direction of the pressure chamber of the casting cylinder during a Vorfüllphase and / or a Formfüllphase is fluidly connected, and a high pressure source (31), with which the effective in the extension direction pressure chamber (14) of the casting cylinder (10) during a Nachdruckphase is fluidly connected, wherein the fluidic connection between the effective in the extension direction pressure chamber (14 ) of the casting cylinder (10) and the low-pressure source (30) by a connected to the low-pressure source, first terminal (A) and one with the effective in the extension direction of the pressure chamber (14) of the casting cylinder (10), the second terminal (B) exhibiting, pilot operated 2/2-way seat valve (41) is opened and closed, the a movable Hau ptkolben (42) having a first control surface (66) at which the main piston (42) is acted upon by the pressure applied to a port (A) in the closing direction, and having a second control surface (50) and a pilot valve (65), and wherein the main piston (42) can be acted upon by a control pressure that can be applied by the pilot valve (55) on a second control surface (50) in the opening direction, characterized in that the main piston (42) on the first control surface (66) of the first port (A) pending low pressure is applied and that the force generated by the aufschaltbaren control pressure at the second control surface (50) is greater than the force generated by the low pressure on the first control surface (66).

Hydraulic casting unit after Claim 1 wherein a closing spring (52) is present, of which the main piston (42) is acted upon in the closing direction of the 2/2-way seat valve (41) and wherein the force generated by the aufschaltbaren control pressure at the second control surface (50) is greater than that Sum of the force generated by the low pressure on the first control surface (66) and the force of the closing spring (52).

Hydraulic casting unit after Claim 1 or 2 wherein the main piston (42) is formed as a stepped piston and a smaller, first end face (44) in front of which the first terminal (A) connected to the low pressure source (30) is located and that of the at the first terminal (A) Low pressure in the sense of opening the 2/2-way seat valve (41) is acted upon, compared to the first end face (44) larger, second end face (48) of the at the first port (A) pending low pressure in the sense of closing the 2nd / 2-way seat valve (41) is applied, and an annular surface (50) which is the second control surface and is acted upon by the aufschaltbaren control pressure, wherein the differential surface (66) between the second end face (48) and the first end face (44 ) of the main piston (42) represents the first control surface.

Hydraulic casting unit after Claim 3 in that the second end face (48) of the main piston (42) is acted upon by a low pressure prevailing at the first connection (A) via a fluid path (65) running through the main piston (42).

A hydraulic pouring unit according to any preceding claim, wherein the second control surface is larger than the first control surface.

Hydraulic casting unit after Claim 5 , wherein from the pilot valve, the low pressure on the second control surface is aufschaltbar.

Hydraulic casting unit according to one of the Claims 1 to 4 wherein the first control surface (66) and the second control surface (50) are equal in size and the control pressure switchable to the second control surface (50) by the pilot valve (55) is higher than the low pressure.

Hydraulic casting unit after Claim 7 wherein the higher control pressure is provided by a hydraulic accumulator (59).

Hydraulic casting unit according to any preceding claim, wherein a parallel to the 2/2-way seat valve (41) extending and controllable Bypassfluidpfad between the low pressure source (30) and in the extension direction effective pressure chamber (14) of the casting cylinder (10) is present in which an at least for a pressure medium flow from the low pressure source (30) to the casting cylinder (10) effective throttle body (67) is formed.

Hydraulic casting unit after Claim 9 , wherein the throttle point (67) is formed by a particular adjustable nozzle and wherein in series with the nozzle, a switching valve (68) is arranged, of which the bypass fluid path is open and controllable.