DE102019220133A1 - Hydraulic casting unit - Google Patents
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Abstract
Offenbart ist eine Gießeinheit, deren Gießzylinder über ein Stromregelventil in einer Vorfüllphase regenerativ verfahren werden kann. Über dieses Stromregelventil wird des Weiteren in einer Nachdruckphase eine Verstärkungseinheit, beispielsweise ein Druckübersetzer oder ein Hochdruckspeicher zugeschaltet.A casting unit is disclosed, the casting cylinder of which can be moved regeneratively via a flow control valve in a pre-filling phase. A boosting unit, for example a pressure booster or a high-pressure accumulator, is also switched on via this flow control valve in a holding pressure phase.
Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Gießeinheit gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a hydraulic casting unit according to the preamble of
Der Grundaufbau derartiger Gießeinheiten, die bei Urformmaschinen, wie Spritzgieß-, Druckgieß- oder Thixomoldingmaschinen verwendet werden, ist beispielsweise in der auf die Anmelderin zurückgehenden Druckschrift
Der Grundaufbau des bei dieser Gießeinheit verwendeten Aktivlogiks ist aus der Druckschrift
Bei einer in der Druckschrift
Nach der Beendigung der Vorfüllphase wird zur Einleitung der Nachdruckphase der Druckübersetzer (Multiplikatorzylinder) beschleunigt und dabei in dem Bodenraum ein erhöhter Druck aufgebaut. Die Beschleunigung des Druckübersetzers wird dabei erreicht, indem dessen Ringraum über ein Regelventil mit dem Niederdruckspeicher oder Tank verbunden wird.After the completion of the pre-filling phase, the pressure intensifier (multiplier cylinder) is accelerated to initiate the holding pressure phase and an increased pressure is built up in the floor space. The pressure booster is accelerated by connecting its annular space to the low-pressure accumulator or tank via a control valve.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Gießeinheit zu schaffen, die bei geringem vorrichtungstechnischen Aufwand einen optimierten Gießvorgang ermöglicht.In contrast, the invention is based on the object of creating a casting unit which enables an optimized casting process with little outlay in terms of device technology.
Diese Aufgabe wird durch eine Gießeinheit mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.This object is achieved by a casting unit with the features of
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous further developments of the invention are the subject of the subclaims.
Die erfindungsgemäße hydraulische Gießeinheit, die vorzugsweise zur Anwendung in einer Spritzgieß-, einer Druckgieß- oder eine Thixomoldingmaschine ausgelegt ist, hat einen als Differentialzylinder ausgeführten Gießzylinder, dessen Kolben einen bodenseitigen Bodenraum und einen kolbenstangenseitigen Ringraum begrenzt. Die Gießeinheit hat des Weiteren ein Regelventil, das ausgelegt ist, in einer Vorfüll- und/oder Formfüllphase den Ringraum mit dem Bodenraum nach Art einer Regenerativschaltung zu verbinden. Die Gießeinheit hat des Weiteren ein Ablaufventil zum Verbinden einer an den Ringraum angeschlossenen Tankleitung mit einem Tank während der Formfüllphase und der Nachdruckphase. Erfindungsgemäß ist des Weiteren eine Niederdruckquelle, die über eine Absperrventileinrichtung (Niederdruckventil) mit dem Bodenraum verbindbar ist und eine hydraulische Verstärkungseinheit vorgesehen, die ausgelegt ist, in einer Nachdruckphase die Ausfahrbewegung des Gießzylinders zu unterstützen. Erfindungsgemäß ist das Regelventil als Mehrwege-Stromregelventil - im Folgenden Stromregelventil genannt - mit einer Schließstellung ausgeführt, wobei ein Ventilschieber des Stromregelventils ausgelegt ist, um in einer ersten Verstellrichtung die Druckmittelverbindung zwischen dem Bodenraum und dem Ringraum nach Art der vorbeschriebenen Regenerativschaltung aufzusteuern und in einer zweiten Verstellrichtung die Verstärkungseinheit zu aktivieren. Vorzugsweise kann über das Stromregelventil - bei einer Druckregelung - auch Druckmittel aus dem Bodenraum abgeführt werden.The hydraulic casting unit according to the invention, which is preferably designed for use in an injection molding, die casting or thixomolding machine, has a casting cylinder designed as a differential cylinder, the piston of which delimits a bottom space on the bottom and an annular space on the piston rod side. The casting unit also has a control valve which is designed to connect the annular space to the floor space in a pre-filling and / or mold filling phase in the manner of a regenerative circuit. The casting unit also has a drain valve for connecting a tank line connected to the annular space to a tank during the mold filling phase and the holding pressure phase. According to the invention, a low-pressure source, which can be connected to the floor space via a shut-off valve device (low-pressure valve), and a hydraulic amplification unit are also provided, which is designed to support the extension movement of the casting cylinder in a holding pressure phase. According to the invention, the control valve is designed as a multi-way flow control valve - hereinafter referred to as flow control valve - with a closed position, wherein a valve slide of the flow control valve is designed to open the pressure medium connection between the floor space and the annular space in a first adjustment direction in the manner of the regenerative circuit described above and in a second Adjustment direction to activate the amplification unit. In the case of pressure regulation, pressure medium can preferably also be discharged from the floor space via the flow control valve.
Bei einer derartigen Schaltung sind zur Realisierung der Grundfunktionen (Vorfüllphase regenerativ, Formfüll- und Nachdruckphase) lediglich zwei Regelventile (das oben beschriebene Stromregelventil und das Stromregelventil im Ablauf) erforderlich, so dass der vorrichtungstechnische Aufwand gegenüber den herkömmlichen Lösungen deutlich verringert ist. Das das regenerative Verfahren des Gießzylinders ermöglichende Stromregelventil erlaubt die Verwendung eines kleineren Speichers, wobei es aufgrund der geringeren Druckdifferenz über dem Stromregelventil in der Regenerativfunktion zu weniger Kavitation und zu einem geringeren Verschleiß kommt und das Verfahren des Gießzylinders bei geringer Geschwindigkeit mit erhöhter Genauigkeit erfolgt.With such a circuit, the basic functions (pre-filling phase regenerative, form filling and holding pressure phase) only two control valves (the flow control valve described above and the flow control valve in the drain) are required, so that the device-related expense is significantly reduced compared to conventional solutions. The flow control valve, which enables the regenerative process of the casting cylinder, allows the use of a smaller accumulator, whereby, due to the lower pressure difference across the flow control valve in the regenerative function, there is less cavitation and less wear and the process of the casting cylinder takes place at low speed with increased accuracy.
Der Druckaufbau und der Druckabbau in der Nachdruckphase erfolgt im Wesentlichen über das Stromregelventil und die Verstärkungseinheit, so dass durch das erfindungsgemäße Konzept eine deutliche Systemverbesserung geschaffen wird.The pressure build-up and the pressure decrease in the holding pressure phase take place essentially via the flow control valve and the amplification unit, so that the concept according to the invention creates a significant system improvement.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Verstärkungseinheit durch einen Hochdruckspeicher ausgebildet, der über das Stromregelventil in der zweiten Verstellrichtung mit dem Bodenraum verbunden ist, so dass der Kolben des Gießzylinders in Ausfahrrichtung durch den Hochdruck beaufschlagt ist. Die zweite Verstellrichtung ermöglicht die Regenerativschaltung sowie den Durckabbau in der Nachdruckregelung.In one embodiment of the invention, the amplification unit is formed by a high pressure accumulator which is connected to the floor space via the flow control valve in the second adjustment direction, so that the piston of the casting cylinder is acted upon by the high pressure in the extension direction. The second adjustment direction enables the regenerative switching as well as the pressure reduction in the holding pressure control.
Bei einer alternativen Lösung ist die Verstärkungseinheit als Druckübersetzer (Multiplikator) ausgeführt, dessen Druckübersetzerkolben einen Druckübersetzer-Ringraum und einen Druckübersetzer-Druckraum begrenzt, der zum Beschleunigen über ein Sperrventil oder dergleichen mit dem Niederdruckspeicher verbindbar ist. Über das Stromregelventil kann dabei in der zweiten Verstellrichtung die Druckmittelverbindung des Druckübersetzer-Ringraums zur Tankleitung aufgesteuert werden.In an alternative solution, the booster unit is designed as a pressure intensifier (multiplier), the pressure intensifier piston of which delimits a pressure intensifier annulus and a pressure intensifier pressure chamber, which can be connected to the low-pressure accumulator for acceleration via a shut-off valve or the like. The pressure medium connection of the pressure booster annulus to the tank line can be opened via the flow control valve in the second adjustment direction.
Das Stromregelventil kann beispielsweise als elektrohydraulisch vorgesteuertes 3-Wegestromregelventil ausgeführt sein.The flow control valve can be designed, for example, as an electrohydraulically piloted 3-way flow control valve.
Bei einer Variante der Erfindung ist die Absperrventileinrichtung als 2/2-Wege-Aktivlogik mit einem Pilotventil ausgeführt. Das Aktivlogik ermöglicht es, die Druckmittelverbindung zwischen dem Niederdruckspeicher und dem Bodenraum des Gießzylinders abzusperren oder zu öffnen und beim Druckaufbau in Phase III sehr schnell zuzusteuern, so dass die Formfüllphase sehr schnell und genau abgeschlossen werden kann.In a variant of the invention, the shut-off valve device is designed as a 2/2-way active logic with a pilot valve. The active logic makes it possible to shut off or open the pressure medium connection between the low pressure accumulator and the bottom space of the casting cylinder and to control it very quickly when the pressure is built up in phase III, so that the mold filling phase can be completed very quickly and precisely.
Bei einer alternativen Lösung ist die Absperrventileinrichtung anstelle der Aktivlogik mit einem stromabwärts der Niederdruckquelle angeordneten Absperrventil ausgeführt, wobei zwischen diesem und dem Bodenraum des Gießzylinders ein Rückschlagventil angeordnet ist. Das Absperrventil sperrt und öffnet die Verbindung zum Gießzylinder. Das Rückschlagventil schließt die Verbindung beim Druckaufbau in der Phase III.In an alternative solution, instead of the active logic, the shut-off valve device is designed with a shut-off valve arranged downstream of the low-pressure source, a check valve being arranged between this and the bottom space of the casting cylinder. The shut-off valve closes and opens the connection to the casting cylinder. The check valve closes the connection when the pressure builds up in phase III.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann der Druck im Bodenraum über ein Schaltventil zum Tank T hin abgebaut werden.According to an advantageous development of the invention, the pressure in the floor space can be reduced to the tank T via a switching valve.
Das Ablaufventil kann als elektrohydraulisch vorgesteuertes 2-Stromregelventil ausgeführt sein. Die Ablaufsteuerung kann auch über andere Komponenten, beispielsweise über ein mittels eines Servomotors verstellbaren Ventils erfolgen.The drain valve can be designed as an electrohydraulically piloted 2-flow control valve. The sequence control can also take place via other components, for example via a valve that can be adjusted by means of a servo motor.
Zum Vorspannen und zum Laden des Niederdruck- und/oder Hochdruckspeichers ist die erfindungsgemäße Gießeinheit mit einer Hydropumpe ausgeführt, die als Verstellpumpe oder als Konstantpumpe mit Servomotor und Servoumrichter oder als Verstellpumpe mit Drehstrommotor und Frequenzumrichter oder als Verstellpumpe mit Drehstrommotor ausgeführt sein kann.To pretension and charge the low-pressure and / or high-pressure accumulator, the casting unit according to the invention is designed with a hydraulic pump, which can be designed as a variable displacement pump or as a fixed displacement pump with a servo motor and servo converter, or as a variable displacement pump with a three-phase motor and frequency converter, or as a variable displacement pump with a three-phase motor.
Zur Vermeidung eines Anfahrrucks beim Einleiten der Vorfüllphase kann die erfindungsgemäße Gießeinheit auch mit einer Einrichtung zum Vorspannen der Kolben- und Ringseite des Gießzylinders und/oder des Druckübersetzers ausgeführt sein. Das weiche Einleiten der Bewegung kann auch über ein zulaufseitiges Stetigventil oder ein Absperrventil und einer nachgeschalteten Blende oder über die Pumpe gesteuert sein.To avoid a start-up jolt when initiating the pre-filling phase, the casting unit according to the invention can also be designed with a device for pretensioning the piston and ring side of the casting cylinder and / or the pressure booster. The smooth initiation of the movement can also be controlled via an inflow-side continuous valve or a shut-off valve and a downstream diaphragm or via the pump.
Hierzu kann beispielsweise ein Vorspannventil verwendet werden, über das zum Vorspannen ein Druckanschluss der Pumpe mit dem Ringraum des Gießzylinders bzw. dem Druckübersetzer-Ringraum verbindbar ist. Das Vorspannen kann auch nur durch geeignete Ansteuerung der Pumpe erfolgen. Diese kann auch zum Laden der Speicher verwendet werden.For this purpose, for example, a preloading valve can be used, via which a pressure connection of the pump can be connected to the annular space of the casting cylinder or the pressure booster annular space for preloading. The pre-tensioning can also only take place by suitable control of the pump. This can also be used to load the memory.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann der bodenseitige Druckraum des Druckübersetzers über zwei, beispielsweise als Sitzventile ausgeführte, Schaltventile mit dem Tank oder dem Druckanschluss der Pumpe direkt verbunden werden.In one embodiment of the invention, the bottom-side pressure chamber of the pressure booster can be connected directly to the tank or the pressure connection of the pump via two switching valves, for example designed as seat valves.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 ein Prinzipdarstellung einer Gießeinheit; -
2 einen vereinfachten Hydraulikschaltplan eines ersten Ausführungsbeispiels; -
3 einen Hydraulikschaltplan einer Variante des Ausführungsbeispiels gemäß2 und -
4 einen Hydraulikschaltplan einer weiteren Variante des Ausführungsbeispiels gemäß2 .
-
1 a schematic diagram of a casting unit; -
2 a simplified hydraulic circuit diagram of a first embodiment; -
3 a hydraulic circuit diagram of a variant of the embodiment according to2 and -
4th a hydraulic circuit diagram of a further variant of the embodiment according to2 .
In
Demgemäß hat eine Gießeinheit
Eine derartige Gießeinheit
Bei einem in
Die Druckmittelversorgung der dargestellten Gießeinheit
Der Ringraum
Die Leitung
Der Druck am Ausgang der Hydropumpe
Erfindungsgemäß ist dem Druckübersetzer
Das Stromregelventil
Der Anschluss 2 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel über eine Leitung
Ein möglicher Aufbau des Aktivlogiks
Eine Tankleitung
Alternativ kann man auch die den Ringsteuerraum begrenzende Ringstirnfläche A4 mit einer größeren Wirkfläche als die Flächendifferenz A5 - A3 ausführen - in diesem Fall reicht es aus, den Ringsteuerraum in der Schaltposition des Pilotventils
Das Aktivlogik
Des Weiteren ist durch das aktive Öffnen und Schließen des Aktivlogiks
Wie in
Von der Druckleitung
Im Folgenden wird die Funktionsweise der in
Um zu verhindern, dass beim Anfahren des Gießzylinders
In einem anschließenden Schritt wird die Schmelze über die Einfüllöffnung
Falls die Pumpe
Danach wird das Stromregelventil
Durch das regenerative Verfahren des Gießzylinders
Ein weiterer Vorteil des regenerativen Verfahrens besteht darin, dass aufgrund des geringeren Druckverlustes am Stromregelventil
Darüber hinaus kann durch geeignete Ansteuerung des Stromregelventils
Sobald die Schmelze den Formanschnitt erreicht hat, wird der eigentliche Formfüllvorgang (Phase II) eingeleitet. In dem Fall, in dem das Formfüllen (Einspritzen) bei niedrigen Formfüllkräften erfolgt, wird weiterhin regenerativ verfahren. Dementsprechend wird zu dem Zeitpunkt, zu dem die Schmelze den Formanschnitt erreicht, das Stromregelventil
Eine derartige Vorgehensweise hat den Vorteil, dass in der Phase II weniger Druckmittel aus dem Niederdruckspeicher
In dem Fall, in dem das Einspritzen bei höheren Formfüllkräften erfolgt, wird zu dem Zeitpunkt, zu dem die Schmelze den Formanschnitt erreicht, das Stromregelventil
Prinzipiell sind auch Mischformen denkbar, bei denen in Abhängigkeit von der Lastkraft das Stromregelventil
Die Phase II kann auch komplett regenerativ gefahren werden. Dies setzt allerdings voraus, dass die geforderte Lastkraft in der Phase II auch in der Regenerativschaltung erreicht werden kann. In diesem Fall könnte das Stromregelventil
Nach dem vollständigen Füllen des Formhohlraums
Demgemäß hat das Stromregelventil
Des Weiteren ist die Hydropumpe
Im Übrigen entspricht das Ausführungsbeispiel gemäß
Vor dem Einleiten der Phase I kann über das Hochdruckspeicherventil
Zum Übergang in die Phase III wird dann der Hochdruckspeicher
Die Anmelderin behält sich vor, auf die direkte Nutzung des Hochdruckspeichers
Im Übrigen entspricht das Ausführungsbeispiel gemäß
Die beschriebenen Gießeinheiten haben gegenüber den herkömmlichen Lösungen den Vorteil, dass durch das regenerative Verfahren des Gießzylinders
Das Aktivlogik kann auch durch ein Absperrventil und ein externes Rückschlagventil ersetzt werden.The active logic can also be replaced by a shut-off valve and an external check valve.
Offenbart ist eine Gießeinheit, deren Gießzylinder über ein Stromregelventil in einer Vorfüllphase regenerativ verfahren werden kann. Über dieses Stromregelventil wird des Weiteren in einer Nachdruckphase eine Verstärkungseinheit, beispielsweise ein Druckübersetzer oder ein Hochdruckspeicher zugeschaltet.A casting unit is disclosed, the casting cylinder of which can be moved regeneratively via a flow control valve in a pre-filling phase. A boosting unit, for example a pressure booster or a high-pressure accumulator, is also switched on via this flow control valve in a holding pressure phase.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- GießeinheitCasting unit
- 1010
- GießzylinderCasting cylinder
- 1111
- Kolbenpiston
- 1212th
- KolbenstangePiston rod
- 1313th
- Gehäusecasing
- 1414th
- BodenraumFloor space
- 1515th
- RingraumAnnulus
- 1616
- GießkolbenPouring piston
- 1717th
- GießbüchseWatering can
- 1818th
- SchusskammerFiring chamber
- 1919th
- EinfüllöffnungFilling opening
- 2020th
- Formshape
- 2121
- FormhohlraumMold cavity
- 2222nd
- GießkanalPouring channel
- 2424
- Druckübersetzer/MultiplikatorPressure intensifier / multiplier
- 2626th
- PrimärkolbenPrimary piston
- 2828
- Druckübersetzer-DruckraumPressure intensifier pressure chamber
- 3030th
- KolbenstangePiston rod
- 3232
- Druckübersetzer-RingraumPressure intensifier annulus
- 3434
- HydropumpeHydraulic pump
- 3636
- ElektromotorElectric motor
- 4040
- PumpenleitungPump line
- 4141
- LeitungsabschnittLine section
- 4242
- SperrventilCheck valve
- 4444
- Leitungmanagement
- 4646
- Stromregelventil (Ablaufventil)Flow control valve (drain valve)
- 4848
- VorspannventilPreload valve
- 5050
- VorspannleitungPreload line
- 5252
- DruckbegrenzungsventilPressure relief valve
- 5454
- StromregelventilFlow control valve
- 5656
- VerbindungsleitungConnecting line
- 5858
- DruckleitungPressure line
- 6060
- AktivlogikActive logic
- 6262
- PilotventilPilot valve
- 6464
- NiederdruckspeicherleitungLow pressure accumulator line
- 6666
- NiederdruckspeicherLow pressure accumulator
- 6868
- SitzSeat
- 7070
- HauptkolbenMain piston
- 8484
- TankeitungTranquility
- 8888
- Leitungmanagement
- 9090
- SpeicherStorage
- 9292
- SpeicherabsperrventilAccumulator shut-off valve
- 9494
- EntlastungsleitungDischarge line
- 9696
- EntlastungsventilRelief valve
- 9898
- HochdruckspeicherHigh pressure accumulator
- 100100
- HochdruckspeicherventilHigh pressure accumulator valve
- 102102
- HochdruckspeicherleitungHigh pressure storage line
- 104104
- SchaltventilSwitching valve
- 106106
- Weiteres SchaltventilAnother switching valve
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102017220832 A1 [0002, 0035]DE 102017220832 A1 [0002, 0035]
- DE 102005035170 B4 [0003, 0035]DE 102005035170 B4 [0003, 0035]
- DE 102017221500 A1 [0004]DE 102017221500 A1 [0004]
Claims (11)
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CN202011504604.1A CN113000816A (en) | 2019-12-19 | 2020-12-18 | Hydraulic casting unit |
Applications Claiming Priority (1)
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DE102019220133.4A DE102019220133A1 (en) | 2019-12-19 | 2019-12-19 | Hydraulic casting unit |
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-
2020
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