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 claim 1.

Der Grundaufbau derartiger Gießeinheiten, die bei Urformmaschinen, wie Spritzgieß-, Druckgieß- oder Thixomoldingmaschinen verwendet werden, ist beispielsweise in der auf die Anmelderin zurückgehenden Druckschrift DE 10 2017 220 832 A1 offenbart. Demgemäß hat die Gießeinheit einen doppeltwirkenden Gießzylinder, dessen Kolben einen kolbenbodenseitigen Bodenraum und dessen kolbenstangenseitige Stirnfläche einen Ringraum begrenzt. Bei der bekannten Lösung ist der Bodenraum während einer Vorfüll- und einer Formfüllphase zunächst über ein beispielsweise als Aktivlogik ausgebildetes 2/2-Wegesitzventil mit einem Niederdruckspeicher verbunden, wobei der Ringraum des Gießzylinders über ein Regelventil mit dem Bodenraum verbunden ist, so dass in einer Vorfüllphase aus dem sich verkleinernden Ringraum verdrängtes Druckmittel über das genannte Regelventil in einer Regenerativschaltung dem sich vergrößernden Bodenraum zugeführt wird. In einer Formfüllphase kann für den Schuss über ein tankseitiges Regelventil eine Druckmittelverbindung zum Tank aufgesteuert werden und das Regelventil zwischen Kolbenraum und Ringraum geschlossen werden. In einer Nachdruckphase wird dann der Bodenraum über ein weiteres Regelventil mit einem Hochdruckspeicher verbunden, wobei über das Aktivlogik die Druckmittelverbindung zum Niederdruckspeicher abgesperrt wird. In dieser Nachdruckphase bleibt das vorgenannte tankseitige Regelventil eine Druckmittelverbindung zwischen dem Ringraum und dem Tank geöffnet, so dass die Schmelze in der Kavität mit hohem Druck verdichtet und eventueller Materialschwund kompensiert wird.The basic structure of such casting units, which are used in primary molding machines, such as injection molding, die casting or thixomolding machines, is for example in the document going back to the applicant DE 10 2017 220 832 A1 disclosed. Accordingly, the casting unit has a double-acting casting cylinder, the piston of which delimits a bottom space on the piston crown side and the end face of which on the piston rod side delimits an annular space. In the known solution, the floor space is initially connected to a low-pressure accumulator during a pre-filling and a mold filling phase via a 2/2-way seated valve designed as active logic, for example, the annular space of the casting cylinder being connected to the floor space via a control valve so that in a pre-filling phase Pressure medium displaced from the shrinking annular space is fed to the expanding floor space via the said control valve in a regenerative circuit. In a mold filling phase, a pressure medium connection to the tank can be opened for the shot via a tank-side control valve and the control valve between the piston chamber and the annular chamber can be closed. In a holding pressure phase, the floor space is then connected to a high pressure accumulator via a further control valve, the pressure medium connection to the low pressure accumulator being shut off via the active logic. In this holding pressure phase, the aforementioned tank-side control valve, a pressure medium connection between the annular space and the tank, remains open, so that the melt in the cavity is compressed at high pressure and any material loss is compensated for.

Der Grundaufbau des bei dieser Gießeinheit verwendeten Aktivlogiks ist aus der Druckschrift DE 10 2005 035 170 B4 bekannt.The basic structure of the active logic used in this casting unit is taken from the document DE 10 2005 035 170 B4 known.

Bei einer in der Druckschrift DE 10 2017 221 500 A1 offenbarten Gießeinheit ist keine Regenerativschaltung vorgesehen. In der Vorfüll- und Formfüllphase ist der Bodenraum über das Aktivlogik mit einem Niederdruckspeicher beaufschlagt und ein ablaufseitiges Regelventil aufgesteuert, so dass der Kolben des Gießzylinders mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit ausfährt. Im Übergang von der Vorfüllphase in die Formfüllphase wird dieses ablaufseitige Ventil weiter aufgesteuert, so dass der Kolben beschleunigt und mit relativ hoher Geschwindigkeit ausfährt. Das aus dem sich verkleinernden Ringraum verdrängte Druckmittel strömt über das ablaufseitige Regelventil zu einem Ablaufspeicher und dann, bei Erreichen eines vorbestimmten Drucks im Ablaufspeicher über ein Rückschlagventil, oder einer Blende zum Tank hin ab. Dadurch werden der maximale Volumenstrom zum Tank und damit einhergehende Verwirbelungen reduziert.With one in the pamphlet DE 10 2017 221 500 A1 disclosed casting unit, no regenerative circuit is provided. In the pre-filling and mold filling phase, the bottom space is acted upon by a low-pressure accumulator via the active logic and an outlet-side control valve is opened so that the piston of the casting cylinder extends at a predetermined speed. In the transition from the pre-filling phase to the mold filling phase, this outlet-side valve is opened further so that the piston accelerates and moves out at a relatively high speed. The pressure medium displaced from the shrinking annular space flows through the outlet-side control valve to a drain reservoir and then, when a predetermined pressure is reached in the drain reservoir, through a check valve or a diaphragm out to the tank. This reduces the maximum volume flow to the tank and the associated turbulence.

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 claim 1.

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 gemäß 2 und
  • 4 einen Hydraulikschaltplan einer weiteren Variante des Ausführungsbeispiels gemäß 2.
Preferred exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to schematic drawings. Show it:
  • 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 to 2 and
  • 4th a hydraulic circuit diagram of a further variant of the embodiment according to 2 .

In 1 sind wesentliche mechanische Komponenten einer erfindungsgemäßen hydraulischen Gießeinheit 1 einer Druckgießmaschine dargestellt.In 1 are essential mechanical components of a hydraulic casting unit according to the invention 1 a die casting machine shown.

Demgemäß hat eine Gießeinheit 1 einen Gießzylinder 10, der als Differentialzylinder ausgeführt ist und dessen Kolben 11 dementsprechend mit einer Kolbenstange 12 ausgeführt ist. Der Kolben 11 begrenzt gemeinsam mit einem Gehäuse 13 des Gießzylinders einen bodenseitigen Bodenraum 14 und einen von der Kolbenstange 12 durchsetzten Ringraum 15. An dem aus dem Gehäuse 13 auskragenden Endabschnitt der Kolbenstange 12 ist ein Gießkolben 16 befestigt, der in eine Schusskammer 18 einer Gießbüchse 17 eintaucht. In dieser befindet sich eine Einfüllöffnung 19 für die flüssige oder teigige Formmasse, im Folgenden Schmelze genannt, aus der das zu formende Werkstück bestehen soll. Die Gießbüchse 17 ist an eine Form 20 angesetzt, die üblicherweise aus einer beweglichen und einer feststehenden Formhälfte besteht. Die beiden Formhälften begrenzen einen Formhohlraum 21, auch Kavität genannt, der entsprechend der Geometrie des auszuformenden Werkstücks ausgeführt ist. Die Schusskammer 18 mündet über einen Gießkanal 22 in den Formhohlraum 21 ein.Accordingly, has a casting unit 1 a casting cylinder 10 , which is designed as a differential cylinder and its piston 11 accordingly with a piston rod 12th is executed. The piston 11 limited together with a housing 13th of the casting cylinder a floor space on the bottom 14th and one from the piston rod 12th interspersed annulus 15th . On the one from the case 13th cantilevered end portion of the piston rod 12th is a pouring piston 16 attached to a firing chamber 18th a pouring can 17th immersed. There is a filling opening in this 19th for the liquid or pasty molding compound, hereinafter referred to as the melt, of which the workpiece to be molded is to be made. The watering can 17th is attached to a form 20th attached, which usually consists of a movable and a fixed mold half. The two mold halves delimit a mold cavity 21 , also called a cavity, which is designed according to the geometry of the workpiece to be formed. The firing chamber 18th opens via a pouring channel 22nd into the mold cavity 21 a.

Eine derartige Gießeinheit 1 dient zum Einbringen der Schmelze in die Form 20, wobei aufgrund des schnellen Erstarrungsprozesses für die Füllung hohe Geschwindigkeiten und nachfolgend hohe Drücke zum vollständigen Füllen der Form 20 und zum Verdichten sowie zum Ausgleich der Schrumpfung des Materials bei der Erstarrung erforderlich sind.Such a casting unit 1 serves to bring the melt into the mold 20th , whereby, due to the rapid solidification process for the filling, high speeds and subsequently high pressures to completely fill the mold 20th and are required to compact and compensate for the shrinkage of the material during solidification.

Bei einem in 2 dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist dem Gießzylinder 10 als Verstärkungseinheit ein Druckübersetzer 24 - auch Multiplikatorzylinder genannt - zugeordnet, der beispielsweise als Differentialzylinder ausgeführt ist. Ein Primärkolben 26 begrenzt mit einer Bodenfläche einen Druckübersetzer-Druckraum 28 und eine Kolbenstange 30 durchsetzt einen Druckübersetzer-Ringraum 32. Der Aufbau derartiger Druckübersetzer 24 ist bekannt, so dass weitere Erläuterungen entbehrlich sind.With an in 2 illustrated embodiment of the invention is the casting cylinder 10 a pressure intensifier as a reinforcement unit 24 - also called multiplier cylinder - assigned, which is designed, for example, as a differential cylinder. A primary piston 26th delimits a pressure intensifier pressure chamber with a floor area 28 and a piston rod 30th penetrates a pressure intensifier annulus 32 . The structure of such pressure intensifiers 24 is known, so that further explanations are unnecessary.

Die Druckmittelversorgung der dargestellten Gießeinheit 1 erfolgt über eine Hydropumpe 34, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel als Konstantpumpe ausgeführt ist und von einem drehzahlgeregelten Elektromotor 36 angetrieben wird, der beispielsweise als Servomotor mit Servoumrichter oder als Drehstrommotor mit Frequenzumrichter ausgeführt ist. Deren Druckanschluss ist über eine Pumpenleitung 40 und ein darin angeordnetes, als 2/2-Wegeventil ausgeführtes Sperrventil 42 mit dem Bodenraum 14 verbunden. Das Sperrventil 42 sperrt in seiner dargestellten federvorgespannten Grundposition die Druckmittelverbindung zwischen der Hydropumpe 34 und dem Bodenraum 14 ab und kann mittels eines Schaltmagneten in eine Durchgangsstellung umgeschaltet werden.The pressure medium supply of the casting unit shown 1 takes place via a hydraulic pump 34 , which is designed in the illustrated embodiment as a fixed displacement pump and a speed-controlled electric motor 36 is driven, which is designed, for example, as a servo motor with servo converter or as a three-phase motor with frequency converter. Their pressure connection is via a pump line 40 and a shut-off valve designed as a 2/2-way valve arranged therein 42 with the floor space 14th connected. The shut-off valve 42 blocks the pressure medium connection between the hydraulic pump in its illustrated spring-loaded basic position 34 and the floor space 14th and can be switched to a through position by means of a switching magnet.

Der Ringraum 15 des Gießzylinders 10 ist über eine Leitung 44 mit einem Tank T verbunden, wobei in dieser ein Ablaufventil 46 angeordnet ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist dieses als elektrohydraulisch vorgesteuertes 2/2 Stromregelventil ausgeführt, das in seiner Grundstellung die Druckmittelverbindung zum Tank T absperrt und durch Ansteuerung der elektrohydraulischen Vorsteuerung den Öffnungsquerschnitt zum Tank T hin in Abhängigkeit von einem Stellsignal aufsteuert.The annulus 15th of the casting cylinder 10 is over a line 44 connected to a tank T, in which a drain valve 46 is arranged. In the illustrated embodiment, this is designed as an electro-hydraulically piloted 2/2 flow control valve, which in its basic position blocks the pressure medium connection to the tank T and, by activating the electrohydraulic pilot control, opens the opening cross-section to the tank T depending on a control signal.

Die Leitung 44 und die Pumpenleitung 40 sind über ein als 2/2-Wegeventil ausgeführtes Absperrventil 48 verbunden, das in einer Vorspannleitung 50 angeordnet ist. Diese ist in einer federvorgespannten Grundposition des Vorspannventils 48 abgesperrt und lässt sich durch Ansteuern eines Schaltmagneten des Absperrventils 48 aufsteuern. Durch geeignete Ansteuerung des Ventils 48 kann auch der Gießzylinder 10 zurückgefahren werden.The administration 44 and the pump line 40 are via a shut-off valve designed as a 2/2-way valve 48 connected that in a bias line 50 is arranged. This is in a spring-loaded basic position of the preload valve 48 shut off and can be activated by activating a switching solenoid of the shut-off valve 48 open up. By suitably controlling the valve 48 can also be the casting cylinder 10 be pulled back.

Der Druck am Ausgang der Hydropumpe 34 wird in an sich bekannter Weise über zum Tank T öffnendes Druckbegrenzungsventil 52 begrenzt.The pressure at the outlet of the hydraulic pump 34 is in a manner known per se via a pressure relief valve that opens to tank T. 52 limited.

Erfindungsgemäß ist dem Druckübersetzer 24 und dem Gießzylinder 10 ein Stromregelventil 54 zugeordnet, das beim dargestellten Ausführungsbeispiel als stetig verstellbares, elektrohydraulisch vorgesteuertes Einbauregelventil mit drei Anschlüssen (3-Wegestromregelventil) ausgeführt ist. Dieses hat einen Anschluss 1, einen Anschluss 2 und einen Anschluss 3.According to the pressure intensifier 24 and the casting cylinder 10 a flow control valve 54 assigned, which in the illustrated embodiment is designed as a continuously adjustable, electrohydraulically piloted built-in control valve with three connections (3-way flow control valve). This has a connection 1 , a port 2 and a port 3.

Das Stromregelventil 54 hat eine Stellung, in der die Druckmittelverbindung zwischen den Anschlüssen 1, 2 und 3 geschlossen ist. Durch entsprechende Ansteuerung kann der Steuerschieber des Stromregelventils 54 im Sinne eines Aufsteuerns der Druckmittelverbindung zwischen dem Anschluss 1 und dem Anschluss 3 verstellt werden. Bei entsprechender Ansteuerung kann die Druckmittelverbindung vom Anschluss 2 zum Anschluss 3 aufgesteuert werden (siehe 2).The flow control valve 54 has a position in which the pressure medium connection between the connections 1 , 2 and 3 is closed. The control slide of the flow control valve can be controlled accordingly 54 in the sense of opening the pressure medium connection between the connection 1 and connection 3 can be adjusted. With the appropriate control, the pressure medium connection from port 2 to port 3 can be opened (see 2 ).

Der Anschluss 2 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel über eine Leitung 56 mit dem Druckübersetzer-Ringraum 32 verbunden. In einen sich stromabwärts des Sperrventils 42 erstreckenden Leitungsabschnitt 41 mündet eine Druckleitung 58 ein, die zu einem Anschluss B eines vorgesteuerten 2/2-Wegeeinbausitzventils geführt ist, das als Aktivlogik 60 ausgeführt ist. Die Vorsteuerung erfolgt über ein Pilotventil 62, das als 4/2-Wegeventil ausgeführt ist. Ein Eingangsanschluss A der Aktivlogik 60 ist über eine Niederdruckspeicherleitung 64 mit einem Niederdruckspeicher 66 verbunden. Das Aktivlogik 60 kann auch im Hinblick auf die Anschlüsse A, B umgekehrt montiert werden.In the exemplary embodiment shown, the connection 2 is via a line 56 with the pressure intensifier annulus 32 connected. In one located downstream of the shut-off valve 42 extending line section 41 opens a pressure line 58 one, which is led to a port B of a pilot-operated 2/2-way built-in seat valve, which is used as an active logic 60 is executed. The pilot control takes place via a pilot valve 62 , which is designed as a 4/2-way valve. An input terminal A of the active logic 60 is via a low pressure accumulator line 64 with a low pressure accumulator 66 connected. The active logic 60 can also be mounted the other way around with regard to ports A, B.

Ein möglicher Aufbau des Aktivlogiks 60 ist aus den in der Beschreibungseinleitung zitierten Druckschriften DE 10 2017 220 832 A1 und DE 10 2005 035 170 B4 bekannt, so dass hier nur die zum Verständnis der Erfindung wesentlichen Bauelemente erläutert werden und im Übrigen auf diesen Stand der Technik verwiesen wird. Demgemäß hat das Aktivlogik 60 einen gestuften Hauptkolben 70, der mit dem Druck aus dem Niederdruckspeicher ND auf die Fläche A5 gegen einen Ventilsitz 68 vorgespannt wird und die Druckmittelverbindung zwischen den Anschlüssen A, B und somit zwischen der Niederdruckspeicherleitung 64 und der Druckleitung 58 absperrt. Das Aktivlogik 60 kann beispielsweise auch mit zwei Steuerflächen und Druckausgleich sowie mit einem Schaltpilotventil ausgeführt sein (siehe Druckschrift DE 10 2017 220 832 A1 und Patent DE 10 2005 035 170 B4 ). A possible structure of the active logic 60 is from the publications cited in the introduction to the description DE 10 2017 220 832 A1 and DE 10 2005 035 170 B4 known, so that only the components essential for understanding the invention are explained here and reference is otherwise made to this prior art. Accordingly, this has active logic 60 a stepped main piston 70 , which with the pressure from the low pressure accumulator ND on the surface A5 against a valve seat 68 is biased and the pressure medium connection between the ports A, B and thus between the low-pressure accumulator line 64 and the pressure line 58 shut off. The active logic 60 can, for example, also be designed with two control surfaces and pressure compensation as well as with a switching pilot valve (see publication DE 10 2017 220 832 A1 and patent DE 10 2005 035 170 B4 ).

Eine Tankleitung 84 ist an einen Tankanschluss des Pilotventils 62 und ein Eingangsanschluss des Pilotventils 62 ist über eine Leitung 88 an einen Druckspeicher 90 angeschlossen, der auf einen höheren Druck als der Niederdruckspeicher 66 aufgeladen ist. Durch Bestromung eines Schaltmagneten des Pilotventils 62 kann dieses gegen die Kraft einer Feder in die Schaltposition verstellt werden, in der ein Ringsteuerraum des Aktivlogiks 60 mit dem Speicher 90 verbunden ist, so dass aufgrund des auf die Ringstirnfläche A4 wirkenden höheren Drucks im Speicher 90 der Hauptkolben 70 vom Sitz 68 abhebt und die Fluidverbindung zwischen den Anschlüssen A, B aufsteuert. Bei der oben genannten alternativen Ausführung des Aktivlogik 60 mit zwei Steuerflächen muss nicht notwendigerweise ein höherer Steuerdruck bereitgestellt werden.A tank line 84 is to a tank connection of the pilot valve 62 and an input port of the pilot valve 62 is over a line 88 to a pressure accumulator 90 connected to a higher pressure than the low pressure accumulator 66 is charged. By energizing a switching magnet of the pilot valve 62 this can be adjusted against the force of a spring into the switching position in which a ring control chamber of the active logic 60 with the memory 90 is connected, so that due to the higher pressure acting on the ring face A4 in the memory 90 the main piston 70 from the seat 68 lifts and the fluid connection between ports A, B opens. In the above-mentioned alternative execution of the active logic 60 with two control surfaces, a higher control pressure does not necessarily have to be provided.

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 62 mit dem Niederdruckspeicher 66 zu verbinden (siehe 3), da die in Öffnungsrichtung wirksamen Kräfte - im Wesentlichen resultierend aus der großen Ringstirnfläche A4 und der Fläche A3 größer sind als die in Schließrichtung wirksamen Kräfte, die durch die Kraft der Feder und den auf die Fläche A5 wirkenden Druck bestimmt sind.Alternatively, the ring end face A4 delimiting the ring control chamber can be designed with a larger effective area than the area difference A5 - A3 - in this case it is sufficient to keep the ring control chamber in the switching position of the pilot valve 62 with the low pressure accumulator 66 to connect (see 3 ), since the forces acting in the opening direction - essentially resulting from the large ring face A4 and the area A3 - are greater than the forces acting in the closing direction, which are determined by the force of the spring and the pressure acting on the area A5.

Das Aktivlogik 60 ist so ausgeführt, dass es mit minimalem Druckverlust durchströmt werden kann und bei entsprechender Ansteuerung über das Pilotventil 62 mit minimaler Schaltzeit sehr reproduzierbar schließt. Zur Optimierung des späteren Schließverhaltens kann der Hub des Aktivlogiks 60 auch begrenzt werden. Durch diese besondere Konstruktion des Aktivlogiks 60 werden auch bei großen Nenngrößen nur geringe Steuerölströme benötigt, um das Aktivlogik 60 schnell und reproduzierbar zu öffnen und zu schließen.The active logic 60 is designed so that it can flow through with minimal pressure loss and with appropriate control via the pilot valve 62 closes very reproducibly with minimal switching time. To optimize the subsequent closing behavior, the hub of the active logic 60 also be limited. Through this special construction of the active logic 60 Even with large nominal sizes, only small control oil flows are required to activate the active logic 60 can be opened and closed quickly and reproducibly.

Des Weiteren ist durch das aktive Öffnen und Schließen des Aktivlogiks 60 mittels des Pilotventils 62 und das sichere Zuhalten des Aktivlogiks 60 mittels des Speicherdrucks die Betriebssicherheit erhöht. Dabei ist es möglich, durch das aktive Schließen des Aktivlogiks 60 die Bedingungen zum Schließen frei zu wählen. Dieses Schließen kann beispielsweise in Abhängigkeit von den Drücken, der Lastkraft, Verfahrwegen, Verfahrgeschwindigkeiten usw. erfolgen.Furthermore, through the active opening and closing of the active logic 60 by means of the pilot valve 62 and the safe locking of the active logic 60 the operational reliability is increased by means of the accumulator pressure. It is possible by actively closing the active logic 60 to freely choose the conditions for closing. This closing can take place, for example, as a function of the pressures, the load force, travel distances, travel speeds, etc.

Wie in 2 dargestellt, ist die Niederdruckspeicherleitung 64 in an sich bekannter Weise über ein 2/2-Wegeventil, im Folgenden Speicherabsperrventil 92 genannt, mit dem Druckübersetzer-Druckraum 28 verbindbar.As in 2 shown is the low pressure accumulator line 64 in a manner known per se via a 2/2-way valve, hereinafter referred to as accumulator shut-off valve 92 called, with the intensifier pressure chamber 28 connectable.

Von der Druckleitung 58 zweigt eine Entlastungsleitung 94 ab, in der ein Entlastungsventil 96 vorgesehen ist. Dieses ist als 2/2-Wegeventil ausgeführt und sperrt in der dargestellten federvorgespannten Grundposition die Entlastungsleitung 94 zum Tank T hin ab. Durch Bestromen eines Schaltmagneten kann das Entlastungsventil 96 in eine Durchgangsstellung gebracht werden, in der die Fluidverbindung zum Tank T aufgesteuert ist.From the pressure line 58 branches off a discharge line 94 starting with a relief valve 96 is provided. This is designed as a 2/2-way valve and blocks the relief line in the illustrated spring-loaded basic position 94 towards tank T. By energizing a solenoid, the relief valve 96 be brought into a passage position in which the fluid connection to the tank T is opened.

Im Folgenden wird die Funktionsweise der in 2 dargestellten Gießeinheit 1 während der eingangs beschriebenen Phasen erläutert.The functionality of the in 2 casting unit shown 1 explained during the phases described above.

Um zu verhindern, dass beim Anfahren des Gießzylinders 10 in der Vorfüllphase ein Öffnen des Aktivlogiks 60, auch Speicherabsperrventil genannt, eine Druckwelle in Richtung des Gießzylinders 10 entsteht, die einen Anfahrruck erzeugt, wird der Gießzylinder 10 vor dem Einleiten der Vorfüllphase vorgespannt. Dies erfolgt dadurch, dass bei (nach dem letzten Schuss) zurückgefahrenem Gießzylinder 10 und Druckübersetzer 24 über die Hydropumpe 34 und das in seine Öffnungsstellung umgeschaltete Vorspannventil 48 sowie das Stromregelventil 54, das über die elektrohydraulische Vorsteuerung in Richtung der in 2 dargestellten Position verstellt ist, in der die Fluidverbindung zwischen dem Anschluss 3 und dem Anschluss 2 aufgesteuert ist, der Ringraum 15 des Gießzylinders 10 und der Druckübersetzer-Ringraum 32 auf den maximalen Pumpendruck vorgespannt werden können. Das Sperrventil 42 und das Vorspannventil 48 sind vorzugsweise mit einer Rückschlagfunktion ausgeführt.To prevent that when starting the casting cylinder 10 an opening of the active logic in the pre-filling phase 60 , also called storage shut-off valve, a pressure wave in the direction of the casting cylinder 10 which creates a start-up jolt, becomes the casting cylinder 10 preloaded before initiating the pre-filling phase. This takes place when the casting cylinder is retracted (after the last shot) 10 and intensifier 24 via the hydraulic pump 34 and the preload valve switched to its open position 48 as well as the flow control valve 54 , which is controlled via the electrohydraulic pilot control in the direction of the in 2 is adjusted position shown, in which the fluid connection between the port 3 and the port 2 is opened, the annular space 15th of the casting cylinder 10 and the intensifier annulus 32 to the maximum Pump pressure can be biased. The shut-off valve 42 and the preload valve 48 are preferably designed with a non-return function.

In einem anschließenden Schritt wird die Schmelze über die Einfüllöffnung 19 in die Schusskammer 18 der Gießbüchse 17 eingefüllt und die Vorfüllphase eingeleitet. Hierzu wird die Hydropumpe 34 über eine Rampenfunktion angesteuert und über das Ventil 42 der Bodenraum 14 des Gießzylinders 10 auf den Speicherdruck aufgeladen. Der Gießzylinder 10 fährt dadurch langsam und ohne Anfahrruck gegen die Vorspannung ein wenig aus, bis das im Ringraum 15 aufgenommene Fluid komprimiert ist und somit ein Kräftegleichgewicht vorliegt. Wesentlich ist hierbei, dass durch diese Steuerung ein ruckfreier Druckausgleich zwischen dem Niederdruckspeicher 66 und dem Bodenraum 14 des Gießzylinders 10 erfolgt. Danach kann dann über das Aktivlogik 60 (Speicherabsperrventil) der Niederdruckspeicher 66 mit dem Bodenraum 14 und über das Niederdrucksperrventil 92 der Niederdruckspeicher 66 mit dem Druckübersetzer-Druckraum 28 verbunden werden.In a subsequent step, the melt is poured through the filling opening 19th into the firing chamber 18th the watering can 17th filled and the pre-filling phase initiated. The hydraulic pump is used for this 34 controlled via a ramp function and via the valve 42 the floor space 14th of the casting cylinder 10 charged to the accumulator pressure. The casting cylinder 10 thereby extends slowly and without starting jerk against the preload until it is in the annulus 15th absorbed fluid is compressed and thus there is an equilibrium of forces. It is essential here that this control ensures a jolt-free pressure equalization between the low-pressure accumulator 66 and the floor space 14th of the casting cylinder 10 he follows. Then you can use the active logic 60 (Accumulator shut-off valve) of the low-pressure accumulator 66 with the floor space 14th and via the low pressure shut-off valve 92 the low pressure accumulator 66 with the intensifier pressure chamber 28 get connected.

Falls die Pumpe 34 einen ausreichend hohen Druck erzeugen kann, ist diese Verfahrensweise nicht erforderlich. Bei entsprechend hoch vorgespanntem Ringraum 15 kann auch der Niederdruckspeicher 66 über das Aktivlogik 60 auf den Kolbenraum 14 geschaltet werden.If the pump 34 can generate a sufficiently high pressure, this procedure is not required. With a correspondingly high pre-tensioned annulus 15th can also use the low pressure accumulator 66 about the active logic 60 on the piston chamber 14th be switched.

Danach wird das Stromregelventil 54 über die Vorsteuerung in die Richtung verstellt, in der die beiden Anschlüsse 1 und 3 verbunden werden, so dass das aus dem Ringraum 15 verdrängte Druckmittel nach Art einer regenerativen Schaltung direkt dem Bodenraum 14 zugeführt wird. Dies ermöglicht es, dass der Gießzylinder 10 sanft (ruckfrei, regenerativ und geregelt) angefahren und verfahren wird. Dadurch wird die Schmelze beschleunigt und in Richtung des Formhohlraums 21 verschoben. Dies erfolgt, bis die Schmelze den Formanschnitt erreicht hat.Then the flow control valve 54 adjusted via the pilot control in the direction in which the two connections 1 and 3 are connected so that the out of the annulus 15th displaced pressure medium in the manner of a regenerative circuit directly to the floor space 14th is fed. This enables the casting cylinder 10 is started up and moved gently (jerk-free, regenerative and controlled). This accelerates the melt and moves it towards the mold cavity 21 postponed. This takes place until the melt has reached the gate.

Durch das regenerative Verfahren des Gießzylinders 10 in der Vorfüllphase wird weniger Druckmittel aus dem Niederdruckspeicher 66 entnommen, so dass dieser mit einem geringeren Volumen als bei herkömmliche Lösungen ausgeführt werden kann. Des Weiteren ist durch den geringeren Druckabfall am Stromregelventil 54 eine bessere Auflösung der Gießzylindergeschwindigkeit möglich, so dass der Gießzylinder 10 mit geringeren Geschwindigkeiten verfahren werden kann.Through the regenerative process of the casting cylinder 10 Less pressure medium is drawn from the low-pressure accumulator in the pre-filling phase 66 removed so that this can be carried out with a smaller volume than with conventional solutions. Furthermore, due to the lower pressure drop at the flow control valve 54 a better resolution of the casting cylinder speed possible, so that the casting cylinder 10 can be moved at lower speeds.

Ein weiterer Vorteil des regenerativen Verfahrens besteht darin, dass aufgrund des geringeren Druckverlustes am Stromregelventil 54 und aufgrund der Tatsache, dass das Druckmittels aus dem Ringraum 15 nicht gegen den Tankdruck (0 bar) sondern den Druck im Niederdruckspeicher 66 abströmt, weniger Kavitation und somit weniger Verschleiß am Kolben 11 und am Gehäuse 13 des Gießzylinders und am zugehörigen Steuerblock auftritt.Another advantage of the regenerative process is that due to the lower pressure loss at the flow control valve 54 and due to the fact that the pressure medium from the annulus 15th not against the tank pressure (0 bar) but against the pressure in the low-pressure accumulator 66 flows away, less cavitation and therefore less wear on the piston 11 and on the housing 13th of the casting cylinder and the associated control block occurs.

Darüber hinaus kann durch geeignete Ansteuerung des Stromregelventils 54 der Druck im Bodenraum 14 aktiv im Sinne einer Druckreduzierung beeinflusst werden.In addition, suitable control of the flow control valve 54 the pressure in the floor space 14th can be actively influenced in the sense of a pressure reduction.

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 54, beispielsweise mit einer Sprungfunktion, in eine Position verstellt, in der die Druckmittelverbindung zwischen dem Ringraum 14 und dem Bodenraum 15 weiter geöffnet ist, so dass die Schmelze mit hoher Einspritzgeschwindigkeit (bis zu 10m/s) in die Form 20 geschossen wird. Dabei wird weiterhin regenerativ gefahren, d.h. das aus dem Ringraum 15 verdrängte Druckmittel wird dem sich vergrößernden Bodenraum 14 zugeführt.As soon as the melt has reached the gate, the actual mold filling process (phase II) is initiated. In the event that the mold filling (injection) takes place at low mold filling forces, the process continues to be regenerative. Accordingly, at the point in time when the melt reaches the gate, the flow control valve is activated 54 , for example with a step function, adjusted to a position in which the pressure medium connection between the annular space 14th and the floor space 15th is further open, so that the melt with high injection speed (up to 10m / s) into the mold 20th is shot. It will continue to be driven regeneratively, ie from the annulus 15th displaced pressure medium is the increasing floor space 14th fed.

Eine derartige Vorgehensweise hat den Vorteil, dass in der Phase II weniger Druckmittel aus dem Niederdruckspeicher 66 entnommen werden muss, als es bei herkömmlichen Lösungen der Fall ist.Such a procedure has the advantage that in phase II less pressure medium from the low-pressure accumulator 66 must be removed than is the case with conventional solutions.

In dem Fall, in dem das Einspritzen bei höheren Formfüllkräften erfolgt, wird zu dem Zeitpunkt, zu dem die Schmelze den Formanschnitt erreicht, das Stromregelventil 54 beispielsweise mit einer Sprungfunktion in seine Schließstellung gebracht, so dass die Druckmittelverbindung zwischen dem Ringraum 15 und dem Bodenraum 14 unterbrochen ist. Parallel wird das Stromregelventil 46 im Ablauf, beispielsweise mit einer Sprungfunktion auf einen vorbestimmten Öffnungsquerschnitt zum Tank T hin geöffnet. Dies führt dazu, dass die Schmelze mit einer hohen Einspritzgeschwindigkeit in den Formhohlraum 21 geschossen wird, wobei allerdings im Unterschied zu der Vorgehensweise bei niedrigen Formfüllkräften nicht regenerativ gefahren wird und somit die maximale Kraft des Gießzylinders 10 genutzt werden kann.In the event that the injection takes place at higher mold filling forces, the flow control valve is activated at the point in time at which the melt reaches the mold gate 54 brought into its closed position, for example, with a jump function, so that the pressure medium connection between the annular space 15th and the floor space 14th is interrupted. In parallel, the flow control valve 46 in the process, for example with a step function, opened to a predetermined opening cross-section towards the tank T. This causes the melt to be injected into the mold cavity at a high rate of injection 21 is shot, but in contrast to the procedure with low mold filling forces, there is no regenerative driving and thus the maximum force of the casting cylinder 10 can be used.

Prinzipiell sind auch Mischformen denkbar, bei denen in Abhängigkeit von der Lastkraft das Stromregelventil 54 erst während der Phase II in seine Sperrstellung verstellt wird.In principle, mixed forms are also conceivable in which the flow control valve is dependent on the load force 54 is only moved into its locked position during phase II.

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 46 im durch ein schnell schaltendes Ventil zur Entlastung des Ringraums 15 in der Phase III ersetzt werden.Phase II can also be run completely regeneratively. However, this assumes that the required load force in phase II can also be achieved in the regenerative circuit. In this case the flow control valve could 46 im through a fast switching valve to relieve the annulus 15th to be replaced in phase III.

Nach dem vollständigen Füllen des Formhohlraums 21 erfolgt der Übergang in die Phase III. Hierzu wird am Ende der Formfüllung das Stromregelventil 54 über die Vorsteuerung in Richtung einer Öffnung der Verbindung von 3 nach 2 aufgesteuert, so dass der Druckübersetzer-Ringraum 32 über das Stromregelventil 54 mit der Leitung 44 verbunden ist. Parallel zur Verstellung des Stromregelventils 54 wird das Stromregelventil 46 zum Tank T hin aufgesteuert, so dass durch die Druckentlastung des Druckübersetzer-Ringraums 32 der Primärkolben 26 beschleunigt und entsprechend im Bodenraum 14 der Hochdruck aufgebaut wird, so dass der Kolben 11 mit dem Hochdruck beaufschlagt ist und die Schmelze nachverdichtet. Beim Erreichen des gewünschten Nachdrucks wird über einen Druckregler das Stromregelventil 54 wieder in Schließrichtung zurückgestellt. In dem Fall, in dem das Schließen des Stromregelventils 54 nicht schnell genug erfolgt, kann ein Drucküberschwinger durch Aufsteuern der Verbindung von 1 nach 3 abgebaut werden.After the mold cavity has been completely filled 21 the transition to phase III takes place. For this purpose, the flow control valve is used at the end of the mold filling 54 via the pilot control in the direction of opening the connection from 3 to 2, so that the pressure booster annulus 32 via the flow control valve 54 with the line 44 connected is. Parallel to the adjustment of the flow control valve 54 becomes the flow control valve 46 open to tank T, so that by the pressure relief of the pressure booster annulus 32 the primary piston 26th accelerated and accordingly in the floor space 14th the high pressure is built up, so that the piston 11 the high pressure is applied and the melt is recompressed. When the desired downstream pressure is reached, the flow control valve is activated via a pressure regulator 54 reset again in the closing direction. In the event that the closing of the flow control valve 54 does not take place quickly enough, a pressure overshoot can be reduced by opening the connection from 1 to 3.

Demgemäß hat das Stromregelventil 54 eine Doppelfunktion, indem es einmal die regenerative Verbindung des Ringraums 15 und des Bodenraums 14 steuert und zum anderen die Beschleunigung des Druckübersetzers 24 (Multiplikators) einleitet. Diese Doppelnutzung ermöglicht es, gegenüber den eingangs beschriebenen Lösungen ein Regelventil einzusparen.Accordingly, the flow control valve has 54 a dual function in that it is once the regenerative connection of the annulus 15th and the floor space 14th controls and, on the other hand, the acceleration of the pressure intensifier 24 (Multiplier) initiates. This dual use makes it possible to save a control valve compared to the solutions described above.

3 zeigt einen Hydraulikschaltplan einer Variante der Gießeinheit 1 gemäß 2. Ein Unterschied besteht darin, dass bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 die Verstärkungseinheit nicht durch einen Druckübersetzer 24 sondern durch einen Hochdruckspeicher 98 ausgebildet ist, der über ein Hochdruckspeicherventil 100 zugeschaltet werden kann. Auch beim Ausführungsbeispiel gemäß 3 ist das Stromregelventil 54 über seine elektrohydraulische Vorsteuerung gegen die Kraft der Feder in die dargestellte Position verstellbar, in der die Fluidverbindung zwischen den Anschlüssen 1 und 3 aufgesteuert ist, so dass der Ringraum 15 mit dem Bodenraum 14 verbunden ist und der Gießzylinder 10 regenerativ verfahren werden kann. Über Stromregelventil 54 kann die Verbindung zwischen den Anschlüssen 1 und 2 aufgesteuert werden, wobei an Letzteren eine Hochdruckspeicherleitung 102 angeschlossen ist, in der das Hochdruckspeicherventil 100 angeordnet ist. 3 shows a hydraulic circuit diagram of a variant of the casting unit 1 according to 2 . One difference is that in the embodiment according to FIG 3 the booster unit not through a pressure intensifier 24 but through a high pressure accumulator 98 is formed via a high pressure storage valve 100 can be switched on. Also in the embodiment according to 3 is the flow control valve 54 adjustable via its electro-hydraulic pilot control against the force of the spring into the position shown, in which the fluid connection between the connections 1 and 3 is opened so that the annulus 15th with the floor space 14th is connected and the casting cylinder 10 can be used regeneratively. Via flow control valve 54 can make the connection between the ports 1 and 2 are opened, with a high-pressure storage line on the latter 102 is connected, in which the high pressure accumulator valve 100 is arranged.

Des Weiteren ist die Hydropumpe 34 beim Ausführungsbeispiel gemäß 3 als Verstellpumpe, beispielsweise in Axialkolbenbauweise ausgeführt. Dementsprechend ist der Elektromotor 36 als Konstantmotor ausgeführt. Selbstverständlich kann auch bei der Schaltung gemäß 3 eine Konstantpumpe mit den anhand 2 erläuterten Antriebsvarianten verwendet werden.Furthermore, there is the hydraulic pump 34 in the embodiment according to 3 designed as a variable displacement pump, for example in an axial piston design. The electric motor is accordingly 36 designed as a constant motor. It goes without saying that the circuit according to 3 a fixed displacement pump with the based 2 explained drive variants can be used.

Im Übrigen entspricht das Ausführungsbeispiel gemäß 3 im Wesentlichen demjenigen gemäß 2, so dass hinsichtlich der Funktion und des Aufbaus der sonstigen Komponenten auf die obigen Ausführungen verwiesen werden kann.Otherwise, the exemplary embodiment corresponds to FIG 3 essentially according to that 2 , so that reference can be made to the statements above with regard to the function and structure of the other components.

Vor dem Einleiten der Phase I kann über das Hochdruckspeicherventil 100 die Druckmittelverbindung zwischen dem Anschluss 2 des Stromregelventils 54 und dem Hochdruckspeicher 98 aufgesteuert werden - dieser Hochdruck wirkt jedoch nicht im Bodenraum 14, da der Anschluss 2 gesperrt ist. Dieser Bodenraum 14 ist über das Stromregelventil 54 - wie vorstehend erläutert - mit dem Ringraum 15 verbunden, so dass ein regeneratives Verfahren des Gießzylinders 10 erfolgt. Die Ansteuerung während der Phasen I und II des Gießvorgangs erfolgt analog zur Beschreibung der Funktionsweise der Gießeinheit 1 gemäß 2.Before phase I is initiated, the high-pressure storage valve can be used 100 the pressure medium connection between port 2 of the flow control valve 54 and the high pressure accumulator 98 be opened - however, this high pressure does not work in the floor space 14th because port 2 is blocked. This floor space 14th is via the flow control valve 54 - as explained above - with the annulus 15th connected so that a regenerative process of the casting cylinder 10 he follows. The control during phases I and II of the casting process takes place analogously to the description of the mode of operation of the casting unit 1 according to 2 .

Zum Übergang in die Phase III wird dann der Hochdruckspeicher 98 zugeschaltet. Dies erfolgt dadurch, dass das Stromregelventil 54 in eine Richtung verstellt wird, in der die direkte Verbindung zwischen dem Ringraum 15 und dem Bodenraum 14 zugesteuert und die Fluidverbindung zwischen dem Anschluss 2 und dem Anschluss 1 aufgesteuert wird, so dass entsprechend im Bodenraum 14 der Hochdruck wirksam ist. Zeitgleich wird das Stromregelventil 46 im Ablauf geöffnet, so dass das aus dem Ringraum 15 verdrängte Druckmittel zum Tank T hin abströmen kann. Durch den Einsatz des Hochdruckspeichers 98 entfällt das aufwendige Beschleunigen des klassischen Druckübersetzers 24 in der Phase III, so dass zum Beschleunigen weniger Druckmittel und somit auch weniger Energie erforderlich ist. Das Stromregelventil 54 im Zulauf zum Gießzylinder 10 muss dabei erst unmittelbar vor dem benötigten Druckaufbau von 1 nach 2 geöffnet werden. Da die bewegte Masse des Druckübersetzers 24 entfällt und somit auch nicht abgebremst werden muss, kann der Druckaufbau dynamischer als beim Ausführungsbeispiel gemäß 2 erfolgen. Auch die Regelgüte wird gesteigert. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das zusätzliche Totvolumen zum Eintauchen der Kolbenstange 30 des Druckübersetzers 24 gießzylinderseitig entfällt und das zur Betätigung des Druckübersetzers 24 aufgrund dessen Flächenverhältnis erforderliche Druckmittel nicht benötigt wird. So kann der Druckaufbau, bei gleichem Volumenstrom im Zulauf sehr viel schneller erfolgen. Außerdem erlaubt es die Verwendung eines mit einer geringeren Nenngröße ausgeführten Stromregelventils 54. Das Laden des Hochdruckspeichers 98 kann beispielsweise über eine Hochdruckpumpe oder einen Druckübersetzer erfolgen.The high-pressure accumulator then becomes the transition to phase III 98 switched on. This is done by the flow control valve 54 is adjusted in a direction in which the direct connection between the annulus 15th and the floor space 14th controlled and the fluid connection between the port 2 and the port 1 is controlled so that accordingly in the floor space 14th the high pressure is effective. At the same time the flow control valve is 46 opened in the drain, so that from the annulus 15th displaced pressure medium to tank T can flow out. Through the use of the high pressure accumulator 98 the time-consuming acceleration of the classic pressure intensifier is no longer necessary 24 in phase III, so that less pressure medium and therefore less energy is required to accelerate. The flow control valve 54 in the inlet to the casting cylinder 10 must only be opened from 1 to 2 immediately before the required pressure build-up. Because the moving mass of the pressure intensifier 24 is omitted and therefore does not have to be braked, the pressure build-up can be more dynamic than in the exemplary embodiment according to FIG 2 respectively. The control quality is also increased. Another advantage is that the additional dead volume for immersing the piston rod 30th of the pressure intensifier 24 On the casting cylinder side, there is no need for the actuation of the pressure booster 24 due to its area ratio, the pressure medium required is not required. In this way, the pressure build-up can take place much faster with the same volume flow in the inlet. It also allows the use of a flow control valve designed with a smaller nominal size 54 . Charging the high-pressure accumulator 98 can be done, for example, via a high pressure pump or a pressure booster.

Die Anmelderin behält sich vor, auf die direkte Nutzung des Hochdruckspeichers 98 für den zum Verdichten erforderlichen Druckaufbau am Gießzylinder 10 einen eigenen unabhängigen Patentanspruch zu richten.The applicant reserves the right to use the high-pressure accumulator directly 98 for the pressure build-up on the casting cylinder required for compaction 10 to direct its own independent patent claim.

4 zeigt eine Variante des Ausführungsbeispiels gemäß 2, bei dem der bodenseitige Druckübersetzer-Druckraum 28 über ein Schaltventil 104 mit der Pumpenleitung 40 und über ein weiteres Schaltventil 106 mit dem Tank T verbindbar ist. In der dargestellten Grundposition sind die beiden Schaltventile 104, 106 in ihre Sperrstellung vorgespannt und lassen sich jeweils durch Bestromung eines Schaltmagneten in die Öffnungsstellung umschalten, so dass der Druckübersetzer-Druckraum 28 entweder mit dem Druck am Ausgang der Pumpe 34 beaufschlagt (Schaltventil 104 aufgesteuert) oder aber zum Tank T hin entlastet ist (Schaltventil 106 in Öffnungsstellung). 4th shows a variant of the embodiment according to 2 , in which the pressure booster pressure chamber on the bottom 28 via a switching valve 104 with the pump line 40 and via another switching valve 106 can be connected to the tank T. The two switching valves are in the basic position shown 104 , 106 biased into their blocking position and can be switched to the open position by energizing a switching magnet, so that the pressure intensifier pressure chamber 28 either with the pressure at the outlet of the pump 34 pressurized (switching valve 104 opened) or is relieved towards tank T (switching valve 106 in open position).

Im Übrigen entspricht das Ausführungsbeispiel gemäß 4 dem anhand 2 erläuterten Ausführungsbeispiel, so dass weitere Erläuterungen entbehrlich sind.Otherwise, the exemplary embodiment corresponds to FIG 4th based on 2 illustrated embodiment, so that further explanations are unnecessary.

Die beschriebenen Gießeinheiten haben gegenüber den herkömmlichen Lösungen den Vorteil, dass durch das regenerative Verfahren des Gießzylinders 10 das aus dem Ringraum 15 verdrängte Druckmittel direkt dem Bodenraum 14 des Gießzylinders 10 über das Stromregelventil 54 zugeführt werden kann. Über dieses werden auch der Druckaufbau und der Druckabbau in der Phase III darüber gesteuert. Eine weitere Besonderheit ist das aktive Schließen des Aktivlogiks 60 zum Ende der Phase II.The casting units described have the advantage over the conventional solutions that, thanks to the regenerative process of the casting cylinder 10 that from the annulus 15th displaced pressure medium directly to the floor space 14th of the casting cylinder 10 via the flow control valve 54 can be fed. This is also used to control the pressure build-up and pressure reduction in phase III. Another special feature is the active closing of the active logic 60 at the end of phase II.

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

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

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)

Hydraulische Gießeinheit einer Urformmaschine, insbesondere einer Spritzgieß-, einer Druckgieß- oder einer Thixomoldingmaschine, mit einem als Differentialzylinder ausgeführten Gießzylinder (10), dessen Kolben (11) einen bodenseitigen Bodenraum (14) und einen kolbenstangenseitigen Ringraum (15) begrenzt, mit einem Regelventil, das ausgelegt ist, den Ringraum (15) mit dem Bodenraum (14) zu verbinden, und mit einem Regelventil zum Verbinden einer an den Ringraum (15) angeschlossenen Leitung (44) mit einem Tank (T), sowie mit einer Niederdruckquelle, die über eine Absperrventileinrichtung mit dem Bodenraum (14) verbindbar ist und mit einer hydraulischen Verstärkungseinheit, die ausgelegt ist, in einer Nachdruckphase die Ausfahrbewegung des Gießzylinders (10) zu unterstützen, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelventil als Stromregelventil (54) ausgeführt ist, dessen Ventilschieber in einer Verstellrichtung die Druckmittelverbindung zwischen dem Bodenraum (14) und dem Ringraum (15) aufsteuert und in einer anderen Verstellrichtung die Verstärkungseinheit aktiviert.Hydraulic casting unit of an original molding machine, in particular an injection molding, die casting or thixomolding machine, with a casting cylinder (10) designed as a differential cylinder, the piston (11) of which delimits a bottom space (14) on the bottom and an annular space (15) on the piston rod, with a control valve , which is designed to connect the annular space (15) to the floor space (14), and with a control valve for connecting a line (44) connected to the annular space (15) to a tank (T), as well as to a low-pressure source, the Can be connected to the floor space (14) via a shut-off valve device and with a hydraulic booster unit which is designed to support the extension movement of the casting cylinder (10) in a holding pressure phase, characterized in that the control valve is designed as a flow control valve (54), the valve slide of which the pressure medium connection between the floor space (14) and the annular space (15) opens in an adjustment direction euert and activated the amplification unit in a different adjustment direction. Gießeinheit nach Patentanspruch 1, wobei die Verstärkungseinheit ein Hochdruckspeicher (98) ist, der über das Stromregelventil (54) in der anderen Verstellrichtung mit dem Bodenraum (14) verbunden ist.Casting unit after Claim 1 , the amplification unit being a high-pressure accumulator (98) which is connected to the floor space (14) in the other adjustment direction via the flow control valve (54). Gießeinheit nach Patentanspruch 1, wobei die Verstärkungseinheit ein Druckübersetzer (24) ist, dessen Primärkolben (26) mit einer kleineren Stirnfläche einen Druckübersetzer-Ringraum (32) und mit einer größeren Stirnfläche einen Druckübersetzer-Druckraum (28) begrenzt, der über ein Speicherabsperrventil (92) mit der Niederdruckquelle verbindbar ist, wobei über das Stromregelventil (54) in der anderen Verstellrichtung die Druckmittelverbindung des Druckübersetzer-Ringraums (32) zur Leitung (44) aufsteuerbar ist.Casting unit after Claim 1 , wherein the amplification unit is a pressure booster (24), the primary piston (26) of which delimits a pressure booster annular space (32) with a smaller end face and a pressure booster pressure space (28) with a larger end face, which via an accumulator shut-off valve (92) with the Low pressure source can be connected, the pressure medium connection of the pressure booster annular space (32) to the line (44) being able to be opened via the flow control valve (54) in the other adjustment direction. Gießeinheit nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Stromregelventil (54) als, vorzugsweise elektrohydraulisch, vorgesteuertes 3-Wegestromregelventil ausgeführt ist.Casting unit according to one of the preceding claims, wherein the flow control valve (54) is designed as a, preferably electrohydraulically, pilot-operated 3-way flow control valve. Gießeinheit nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Absperrventileinrichtung als 2/2-Wegeaktivlogik (60) mit einem Pilotventil (62) ausgeführt ist.Casting unit according to one of the preceding claims, wherein the shut-off valve device is designed as a 2/2-way active logic (60) with a pilot valve (62). Gießeinheit nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, wobei die Absperrventileinrichtung als Ventilanordnung mit einem der Niederdruckquelle zugeordneten Absperrventil und einem zwischen dem Absperrventil und dem Bodenraum (14) des Gießzylinders (10) angeordneten Rückschlagventil ausgeführt ist.Casting unit according to one of the Claims 1 to 4th , wherein the shut-off valve device is designed as a valve arrangement with a shut-off valve assigned to the low-pressure source and a check valve arranged between the shut-off valve and the bottom space (14) of the casting cylinder (10). Gießeinheit nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, mit einem Schaltventil (92) zum Verbinden eines Druckmittelströmungspfades zwischen dem Ausgang der Absperrventileinrichtung, insbesondere des Wegeaktivlogiks (60) sowie dem Bodenraum (14) des Gießzylinders (10) und dem Tank (T).Casting unit according to one of the preceding claims, with a switching valve (92) for connecting a pressure medium flow path between the output of the shut-off valve device, in particular the active path logic (60) and the floor space (14) of the casting cylinder (10) and the tank (T). Gießeinheit nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Ablaufventil (46) als elektrohydraulisch vorgesteuertes 2-Wege Stromregelventil ausgeführt ist.Casting unit according to one of the preceding claims, wherein the drain valve (46) is designed as an electrohydraulically piloted 2-way flow control valve. Gießeinheit nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, mit einer Hydropumpe (34), wobei diese als Verstellpumpe oder als Konstantpumpe mit Servomotor und Servoumrichter oder als Verstellpumpe mit Drehstrommotor und Frequenzumrichter oder als Verstellpumpe mit Drehstrommotor ausgeführt ist.Casting unit according to one of the preceding claims, with a hydraulic pump (34), which is designed as a variable displacement pump or as a constant pump with servo motor and servo converter or as a variable pump with three-phase motor and frequency converter or as a variable pump with three-phase motor. Gießeinheit nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, mit einer Einrichtung zum Vorspannen des Gießzylinders (10) und/oder des Druckübersetzers (24).Casting unit according to one of the preceding claims, with a device for preloading the casting cylinder (10) and / or the pressure booster (24). Gießeinheit nach Patentanspruch 9, mit einem Absperrventil (48), das ausgelegt ist, den Druckanschluss der Hydropumpe (34) über das Stromregelventil (54) mit dem Druckübersetzer-Ringraum (32) und/oder mit dem Ringraum (15) des Gießzylinders (10) zu verbinden.Casting unit after Claim 9 , with a shut-off valve (48) which is designed to connect the pressure connection of the hydraulic pump (34) via the flow control valve (54) to the pressure booster annulus (32) and / or to the annulus (15) of the casting cylinder (10).
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