DE102021200953A1 - Hydraulic control for a casting unit of a primary molding machine - Google Patents
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Abstract
Offenbart ist eine hydraulische Steuerung für eine Gießeinheit einer Urformmaschine, mit einem hydraulischen Gießzylinder, von dem ein Gießkolben der Gießeinheit antreibbar ist, und der einen stangenseitigen Betätigungsraum und einen bodenseitigen Betätigungsraum hat, die durch einen Kolben getrennt sind, mit einem ersten Strömungspfad mit einem ersten Ventil, über das bei einem Ausfahren des Kolbens ein Regenerationsvolumenstrom vom stangenseitigen Betätigungsraum zum bodenseitigen Betätigungsraum steuerbar ist.Disclosed is a hydraulic control for a casting unit of a primary molding machine, with a hydraulic casting cylinder, by which a casting piston of the casting unit can be driven, and which has a rod-side actuation space and a base-side actuation space, which are separated by a piston, with a first flow path with a first Valve via which a regeneration volume flow can be controlled from the rod-side actuation chamber to the bottom-side actuation chamber when the piston is extended.
Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuerung für eine Gießeinheit einer Urformmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a hydraulic control for a casting unit of a primary molding machine according to the preamble of
Der Begriff Urformmaschine soll insbesondere die Anwendungsbereiche Spritzgießmaschinen, Druckgussmaschinen, Tixomoldingmaschinen und Kunststoff-Spritzgießmaschinen umfassen.The term archetype machine should in particular include the application areas of injection molding machines, die casting machines, Tixomolding machines and plastic injection molding machines.
Der Grundaufbau derartiger hydraulischer Steuerungen ist beispielsweise in der auf die Anmelderin zurückgehenden Druckschrift
Freie Luft oder freies Gas im Druckmittel - im Folgenden nur als Luft bezeichnet - macht das Druckmittel (beispielsweise HFC) kompressibler und behindert so eine stabile Steuerung oder Regelung der Profile, bis hin zum Auftreten von schwer oder nicht zu kontrollierenden Schwingungen. Außerdem ist aufgrund der Luft das Risiko der Kavitation im Gießzylinder und angrenzender hydraulischer Komponenten erhöht. Eine permanente Entlüftung des Druckmittels ist daher notwendig.Free air or free gas in the pressure medium - hereinafter referred to as air - makes the pressure medium (e.g. HFC) more compressible and thus impedes stable control or regulation of the profiles, up to the occurrence of vibrations that are difficult or impossible to control. In addition, the risk of cavitation in the casting cylinder and adjacent hydraulic components is increased due to the air. Permanent venting of the pressure medium is therefore necessary.
Dabei erweist sich die Entlüftung des Ringraumes als aufwendig oder fehleranfällig, da die Stangenseite des Kolbens im Gießzyklus beispielsweise nicht auf Anschlag gefahren wird und so stets ein Restvolumen an Luft oder Gas im Ringraum verbleiben kann. Für eine Entlüftung muss der reguläre Gießprozess unterbrochen werden, was wie bereits erwähnt aufwendig ist und Ursache von Prozessfehlern sein kann.The venting of the annular space proves to be complex or error-prone, since the rod side of the piston is not moved to the stop in the casting cycle, for example, and a residual volume of air or gas can always remain in the annular space. The regular casting process has to be interrupted for venting, which, as already mentioned, is complex and can cause process errors.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine hydraulische Steuerung für eine hydraulische Gießeinheit einer Urformmaschine zu schaffen, die weniger aufwendig zu entlüften ist.In contrast, the invention is based on the object of creating a hydraulic control for a hydraulic casting unit of a primary molding machine, which is less expensive to vent.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine hydraulische Steuerung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.This problem is solved by a hydraulic control with the features of
Vorteilhafte Weiterbildungen der Steuerung sind in den Patentansprüchen 2 bis 10 beschrieben.Advantageous developments of the control are described in claims 2 to 10.
Eine hydraulische Steuerung für eine Gießeinheit für eine Urformmaschine, insbesondere für eine Spritzgieß-, eine Druckgieß- oder eine Tixomoldingmaschine, hat einen Gießzylinder, der eine Stange hat, mit dem ein Gießkolben der Gießeinheit koppelbar ist. Ein stangenseitiger Betätigungsraum, im Folgenden der Einfachheit halber als Ringraum bezeichnet, und ein bodenseitiger Betätigungsraum des Gießzylinders, im Folgenden als Bodenraum bezeichnet, sind durch dessen Kolben getrennt. Insbesondere sind bodenseitig eine druckbeaufschagbare Kolbenfläche und stangenseitig eine kleinere, druckbeaufschlagbare Ringfläche als Betätigungsflächen am Kolben ausgebildet. Es ist ein erster Strömungspfad vorgesehen, über den die beiden Betätigungsräume direkt - direkt im Sinne von ohne einen zwischengeschalteten Druckmittelspeicher - fluidisch verbindbar sind. Im ersten Strömungspfad ist ein erstes, insbesondere stetig verstellbares und betätigbares, Ventil vorgesehen, über das bei einem Ausfahren des Kolbens ein Regenerationsvolumenstrom vom Ringraum zum Bodenraum steuerbar und/oder regelbar ist. Erfindungsgemäß weist dabei eine Mündung des ersten Strömungspfades in ein Scheitelvolumen des Ringraumes. Das Scheitelvolumen des Ringraumes ist im Sinne dieser Schrift insbesondere ein Raumabschnitt, der in einer bestimmungsgemäßen Betriebs-, Einbau- oder Montagelage des Gießzylinders in Schwerkraftrichtung höchstgelegen ist, also oberhalb eines Restvolumens des Ringraumes angeordnet ist. Die bestimmungsgemäße Betriebs-, Einbau- oder Montagelage des Gießzylinders ist insbesondere über Befestigungsmittel des Gießzylinders definiert, die zu seiner Positionierung und/oder Befestigung am Boden, an einem Fundament oder an einer Plattform ausgelegt sind.A hydraulic controller for a casting unit for a primary molding machine, in particular for an injection molding machine, a die casting machine or a Tixomolding machine, has a casting cylinder which has a rod with which a casting piston of the casting unit can be coupled. A rod-side actuation space, hereinafter referred to as an annular space for the sake of simplicity, and a base-side actuation space of the casting cylinder, hereinafter referred to as a base space, are separated by its piston. In particular, a piston surface that can be pressurized on the bottom side and a smaller annular surface that can be pressurized on the rod side are formed as actuating surfaces on the piston. A first flow path is provided, via which the two actuation spaces can be fluidically connected directly—directly in the sense of without an interposed pressure medium reservoir. In the first flow path, a first, in particular continuously adjustable and operable, valve is provided, via which a regeneration volume flow from the annular space to the bottom space can be controlled and/or regulated when the piston is extended. According to the invention, a mouth of the first flow path points into a peak volume of the annular space. In the context of this document, the apex volume of the annular space is in particular a section of space which is highest in the direction of gravity in an intended operating, installation or assembly position of the casting cylinder, i.e. is arranged above a residual volume of the annular space. The intended operating, installation or assembly position of the casting cylinder is defined in particular by the casting cylinder's fastening means, which are designed for its positioning and/or fastening to the ground, to a foundation or to a platform.
Da sich Luft stets oben, also im Scheitelvolumen sammelt, kann auf diese Weise die Luft beim Ausfahren des Kolbens über die eine Mündung in den ersten Strömungspfad gedrückt und so aus dem Ringraum entfernt werden. Es ist somit eine hydraulische Steuerung für eine hydraulische Gießeinheit einer Urformmaschine geschaffen, die weniger aufwendig zu entlüften ist, da die Entlüftung im regulären Gießprozess erfolgen kann und dieser nicht unterbrochen werden muss.Since air always collects at the top, ie in the crown volume, the air can be pressed into the first flow path via one orifice and thus removed from the annular space when the piston is extended. A hydraulic control for a hydraulic casting unit of a primary molding machine is thus created, which is less expensive to vent, since the venting can take place in the regular casting process and this does not have to be interrupted.
Die Entlüftung des Ringraumes kann bei jedem regenerativen Ausfahren des Kolbens im Gießprozess erfolgen. Für die Abscheidung der Luft aus dem Druckmittel ergeben sich im Folgenden mehrere Möglichkeiten, was weiter unten erläutert wird.The annulus can be vented each time the piston is extended regeneratively in the casting process. The following results for the separation of air from the pressure medium several possibilities, which will be explained below.
In einer Weiterbildung weist eine andere Mündung des ersten Strömungspfades in den Bodenraum. So ist es möglich, die Luft beim Ausfahren des Kolbens über den ersten Strömungspfad in den Bodenraum zu drücken.In a development, another opening of the first flow path points into the floor space. It is thus possible to press the air into the floor space via the first flow path when the piston is extended.
In einer Weiterbildung weist die andere Mündung in ein Minimalvolumen des Bodenraumes. Das Minimalvolumen ist insbesondere ein kleinster, verbleibender Bodenraum, der bei maximal eingefahrenem, insbesondere auf Anschlag eingefahrenem, Kolben vorliegt. Der Rauminhalt dieses Minimalvolumens kann null oder endlich sein. Er ist null, wenn der Kolben ausgestaltet ist, insbesondere im regulären Gießprozess, bodenseitig auf Anschlag gefahren zu werden. Im anderen Fall ist er so ausgestaltet, dass das Minimalvolumen endlich ist und es somit ein Totraumvolumen darstellt, in das der Kolben nicht einfährt oder einfahren kann. Dass die andere Mündung in das Minimalvolumen weist, hat den Vorteil, dass der Kolben die andere Mündung nie überfährt oder überdeckt, sodass die Luft beim Ausfahren des Kolbens über die andere Mündung immer ungehindert in den Bodenraum gedrückt werden kann. Analoge Überlegungen gelten für die eine Mündung des ersten Strömungspfades im Ringraum.In a development, the other opening points into a minimum volume of the floor space. The minimum volume is, in particular, the smallest remaining floor space that is present when the piston is retracted to the maximum extent, in particular when it is retracted to the stop. The volume of this minimal volume can be zero or finite. It is zero if the piston is designed, in particular in the regular casting process, to be driven to the stop on the bottom side. In the other case, it is designed in such a way that the minimum volume is finite and it therefore represents a dead space volume into which the piston does not or cannot move. The fact that the other orifice points into the minimum volume has the advantage that the piston never runs over or covers the other orifice, so that the air can always be pressed unhindered into the floor space via the other orifice when the piston is extended. Analogous considerations apply to the opening of the first flow path in the annular space.
In einer Weiterbildung weist die eine Mündung in ein Minimalvolumen des Ringraumes, also den kleinsten, verbleibenden Ringraum, der bei maximal ausgefahrenem Kolben vorliegt.In a further development, one orifice points into a minimum volume of the annular space, ie the smallest remaining annular space that is present when the piston is extended to the maximum extent.
Besonders vorteilhaft ist eine Weiterbildung, in der die andere Mündung des ersten Strömungspfades in ein Scheitelvolumen des Bodenraumes weist. So sammelt sich die über den ersten Strömungspfad eingehende Luft in diesem höchstgelegenen Abschnitt des Bodenraumes und ggf. in dort angeschlossenen Leitungen, beispielsweise Druckleitungen, über die der Bodenraum zum Ausfahren des Gießzylinders mit Druckmittel beaufschlagbar ist, ohne weitere Maßnahme, durch freie Konvektion.A development in which the other opening of the first flow path points into a top volume of the floor space is particularly advantageous. The air entering via the first flow path collects in this highest section of the floor space and possibly in lines connected there, for example pressure lines, via which the floor space can be pressurized to extend the casting cylinder with pressure medium, without further measures, by free convection.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung weist die andere Mündung ins Scheitelvolumen des Minimalvolumens.In a particularly advantageous development, the other opening points into the apex volume of the minimum volume.
In einer Weiterbildung ist zum Abführen der Luft aus dem Druckmittel wenigstens ein sperr- und entsperrbarer Entlüftungspfad, hin zu einem entlüftbaren oder entlüfteten Druckmittelreservoir vorgesehen. Der wenigstens eine Entlüftungspfad zweigt dazu von einem Scheitelvolumen des ersten Strömungspfades, vom Minimalvolumen des Bodenraumes oder vom Scheitelvolumen des Minimalvolumens ab.In a further development, at least one lockable and unlockable ventilation path to a pressure medium reservoir that can be vented or is vented is provided for discharging the air from the pressure medium. For this purpose, the at least one ventilation path branches off from a peak volume of the first flow path, from the minimum volume of the floor space or from the peak volume of the minimum volume.
Das Druckmittelreservoir ist vorzugsweise ein Tank. Die letztgenannte Sperrung und Entsperrung ist vorzugsweise über ein im Entlüftungspfad angeordnetes Ventil, insbesondere ein Schaltventil, realisiert.The pressure medium reservoir is preferably a tank. The latter blocking and unblocking is preferably implemented via a valve arranged in the ventilation path, in particular a switching valve.
Zur Ablaufsteuerung der Ausfahrbewegung des Kolbens ist in einer Weiterbildung ein zweiter Strömungspfad vom Ringraum hin zu einer Druckmittelsenke vorgesehen. Dabei ist eine Mündung des zweiten Strömungspfades im Ringraum von dessen Scheitelvolumen entfernt, insbesondere diametral dazu, insbesondere mit Bezug zur Schwerkraft an einem tiefsten Punkt angeordnet. So ist sichergestellt, dass die Luft nur mit allergeringster Wahrscheinlichkeit in den die Ablaufsteuerung beeinflussenden, zweiten Strömungspfad gelangen kann.In a further development, a second flow path is provided from the annular space to a pressure medium sink for sequence control of the extension movement of the piston. In this case, an opening of the second flow path in the annular space is located at a distance from its peak volume, in particular diametrically thereto, in particular arranged at a lowest point in relation to gravity. This ensures that the air can only get into the second flow path, which influences the sequence control, with the lowest possible probability.
Zur genannten Ablaufsteuerung ist in einer Weiterbildung im zweiten Strömungspfad ein zweites, insbesondere stetig verstellbares und betätigbares Ventil vorgesehen, über das der Ablaufvolumenstrom vom Ringraum zur Druckmittelsenke steuerbar ist.In a development in the second flow path, a second valve, in particular a continuously adjustable and actuatable valve, is provided for said sequence control, via which valve the discharge volume flow from the annular space to the pressure medium sink can be controlled.
Zur Ablaufsteuerung der Einfahrbewegung des Kolbens ist in einer Weiterbildung ein dritter Strömungspfad vorgesehen, der vom Bodenraum hin zu einer Druckmittelsenke führt. Eine Mündung des dritten Strömungspfades in den Bodenraum tritt in einer Weiterbildung so weit oben wie möglich in den Bodenraum ein, damit die sich oben sammelnde Luft beim Einfahren des Gießzylinders, insbesondere in einen Tank, abgeführt wird.A third flow path, which leads from the floor space to a pressure medium sink, is provided for sequence control of the retraction movement of the piston. In a further development, an opening of the third flow path into the floor space enters the floor space as far up as possible, so that the air collecting at the top when the casting cylinder is retracted, in particular into a tank, is discharged.
Vorzugsweise hat die hydraulische Steuerung eine Druckmittelquelle, von der der Bodenraum zum Ausfahren mit Druckmittel beschickbar ist.Preferably, the hydraulic control has a source of pressure medium, from which the floor space can be charged with pressure medium for extension.
Zur genannten Ablaufsteuerung ist in einer Weiterbildung im dritten Strömungspfad ein Schaltventil vorgesehen, über das der Ablaufvolumenstrom vom Bodenraum zur Druckmittelsenke gelangt. Über das erste Ventil und/oder über eine an der Druckmittelquelle, insbesondere einer verstellbaren Pumpe, eingestellte Fördermenge im ersten Strömungspfad ist die Rückhub- oder Einfahrgeschwindigkeit steuerbar.In a further development, a switching valve is provided in the third flow path for said sequence control, via which the discharge volume flow passes from the floor space to the pressure medium sink. The return stroke or retraction speed can be controlled via the first valve and/or via a delivery quantity set at the pressure medium source, in particular an adjustable pump, in the first flow path.
Die Ventile der drei bis hierher genannten Strömungspfade, insbesondere wenigstens zwei davon, sind in einer Weiterbildung aufgelöst, mit unabhängig voneinander betätigbaren Ventilkörpern ausgebildet. Alternativ sind wenigstens zwei von ihnen mit einem gemeinsamen Ventilkörper oder mit abhängig betätigbaren Ventilkörpern ausgestaltet, was einer integrierteren Bauweise entspricht. Die aufgelöste Bauweise ermöglicht eine individuellere oder gezieltere Steuerung oder Regelung der Druckmittelvolumenströme, bei höherem vorrichtungstechnischem Aufwand.The valves of the three flow paths mentioned up to this point, in particular at least two of them, are separated in a further development and are designed with valve bodies that can be actuated independently of one another. Alternatively, at least two of them are designed with a common valve body or with valve bodies that can be actuated independently, which corresponds to a more integrated design. The dissolved construction enables a more individual or targeted control or regulation of the Pressure medium volume flows, with higher device complexity.
In einer Weiterbildung hat die Steuerung als Druckmittelquelle eine Hydropumpe, insbesondere zur unmittelbaren oder mittelbaren Beaufschlagung der Betätigungsräume mit Druckmittel oder ergänzend zur Bereitstellung von Steuerdruckmittel. Die Hydropumpe kann mit konstantem Verdrängungsvolumen ausgestaltet und von einer drehzahlvariablen Antriebsmaschine der Gießeinheit, insbesondere einer Elektromaschine, antreibbar sein, oder sie ist mit verstellbarem Verdrängungsvolumen ausgestaltet und ist von einer drehzahlvariablen oder einer drehzahlkonstanten Antriebsmaschine, insbesondere einer Elektromaschine, antreibbar.In a further development, the controller has a hydraulic pump as the pressure medium source, in particular for the direct or indirect loading of the actuation chambers with pressure medium or additionally for the provision of control pressure medium. The hydraulic pump can be designed with a constant displacement volume and can be driven by a variable-speed drive machine of the casting unit, in particular an electric machine, or it can be designed with an adjustable displacement volume and can be driven by a variable-speed or constant-speed drive machine, in particular an electric machine.
Für die mittelbare Bereitstellung von Druckmittel ist in einer Weiterbildung ein Druckmittelspeicher vorgesehen, der von der Hydropumpe mit Druckmittel beschickbar ist. Aus diesem ist insbesondere der bodenseitige Betätigungsraum, insbesondere über ein Aktiv-Logikventil, schnell, präzise und wiederholsicher mit Druckmittel beaufschlagbar, um hohe Geschwindigkeiten (Volumenströme) realisieren zu können.For the indirect provision of pressure medium, a pressure medium reservoir is provided in a further development, which can be charged with pressure medium from the hydraulic pump. From this, in particular the floor-side actuation space, in particular via an active logic valve, can be pressurized quickly, precisely and reliably with pressure medium in order to be able to realize high speeds (volume flows).
Zum Erhöhen der Kraft in der Nachdruckphase, ist in einer Weiterbildung eine hydraulische Verstärkungseinheit, insbesondere ein Hochdruckspeicher oder ein Druckübersetzer, vorgesehen, die in der Nachdruckphase einen Hochdruck im bodenseitigen Betätigungsraum aufbauen kann.To increase the force in the holding pressure phase, a hydraulic booster unit, in particular a high-pressure accumulator or a pressure intensifier, is provided in a further development, which can build up high pressure in the floor-side actuation chamber in the holding pressure phase.
Im Falle der Ausbildung als Druckübersetzer hat dieser vorzugsweise einen Primärkolben mit einer kleineren Stirnfläche, die einen Druckübersetzer-Ringraum begrenzt, und mit einer größeren Stirnfläche, die einen Druckübersetzer-Bodenraum begrenzt. Vom Druckübersetzer-Ringraum und dessen Scheitelvolumen, zweigt in einer Weiterbildung ein insbesondere absperrbarer Entlüftungspfad hin zu einem entlüftbaren Druckmittelreservoir ab. Der Druckübersetzer Kolbenraum wird vorzugsweise über eine Tankleitung entlüftet, die vorzugsweise im Scheitelvolumen oder -punkt in diesen Kolbenraum mündet, oder die direkt nach einem Absperrventil im Zulauf zu diesem Kolbenraum abzweigt. So ist auch der Druckübersetzer erfindungsgemäß entlüftbar.In the case of the design as a pressure intensifier, this preferably has a primary piston with a smaller end face, which delimits a pressure intensifier annular space, and with a larger end face, which delimits a pressure intensifier bottom space. In a further development, a ventilation path that can be shut off, in particular, branches off from the pressure booster annular space and its peak volume to a pressure medium reservoir that can be vented. The pressure booster piston chamber is preferably vented via a tank line, which preferably opens into this piston chamber at the apex volume or point, or which branches off directly after a shut-off valve in the inlet to this piston chamber. The pressure intensifier can also be vented according to the invention.
Zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine Prinzipdarstellung einer Gießeinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel, -
2 einen Hydraulikschaltplan einer Steuerung für dieGießeinheit gemäß 1 , gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, -
3 einen Hydraulikschaltplan einer Steuerung für dieGießeinheit gemäß 1 , gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. und -
4 einen Hydraulikschaltplan einer Steuerung für dieGießeinheit gemäß 1 , gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
-
1 a schematic diagram of a casting unit according to an embodiment, -
2 according to a hydraulic circuit diagram of a control for thecasting unit 1 , according to a first embodiment, -
3 according to a hydraulic circuit diagram of a control for thecasting unit 1 , according to a second embodiment. and -
4 according to a hydraulic circuit diagram of a control for thecasting unit 1 , according to a third embodiment.
In
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
Dem Gießzylinder 10 ist als Verstärkungseinheit in einer Nachdruckphase des Gießzyklus ein Hochdruckspeicher 28 mit im Ausführungsbeispiel etwa 420 bar Arbeitsdruck zugeordnet. Mit dem Hochdruckspeicher 28 ist der Bodenraum 14 des Gießzylinders 10 über eine Druckleitung 30 und ein stetig verstellbar ansteuerbares Ventil 32 fluidfisch verbindbar.A high-
Zur schnellen und wiederholsicheren Druckbeaufschlagung des Bodenraums 14 in einer Formfüllphase des Gießzyklus ist der Bodenraum 14 über eine Niederdruckleitung 34, in der ein als Aktiv-Logik ausgestaltetes Ventil 36 angeordnet ist, mit einem Niederdruckspeicher 38 mit im Ausführungsbeispiel etwa 180 bar Arbeitsdruck fluidisch verbindbar. Das Aktiv-Logik-Ventil 36 ist als 2/2-Wegeeinbausitzventil ausgeführt. Dessen möglicher Aufbau ist aus den in der Beschreibungseinleitung zitierten Druckschriften
Zum effizienten Ausfahren des Kolbens in einer Vorfüllphase des Gießzyklus ist ein erster Strömungspfad 40 vom Ringraum 15 zum Bodenraum 14 vorgesehen, in dem ein erstes, stetig verstellbar ansteuerbares Ventil 42 angeordnet ist. Mit diesem in Reihe ist ein 2/2-Schaltventil 96 zum Absperren des ersten Strömungspfades 40 geschaltet. Über den ersten Strömungspfades 40 ist beim Ausfahren des Kolbens ein Regenerationsvolumenstrom vom Ringraum 15 zum Bodenraum 14 ausbildbar, sodass diejenige Druckmittelquelle, von der der Bodenraum 14 mit Druckmittel beschickt wird, nur einen um den Regenrationsvolumenstrom verringerten Druckmittelvolumenstrom bereitstellen muss. Die Druckmittelquelle, sei es nun die Pumpeneinheit 24, 26 oder der Niederdruckspeicher 38 kann dadurch kleiner ausgelegt sein. Bei einem Flächenverhältnis der Bodenseite zur Ringseite von beispielsweise 2:1, wird von der Druckmittelquelle nur die Hälfte des Druckmittels zum Ausfahren benötigt, was 50% Energieeinsparung entspricht. Es reduziert sich aber auch die maximal mögliche Kraft für das Ausfahren um die Hälfte.For the efficient extension of the piston in a pre-filling phase of the casting cycle, a
Zur präzisen Steuerung oder Regelung eines Kraft- und/oder Geschwindigkeitsprofils des Gießzylinders 10 in der Formfüllphase ist ein zweiter Strömungspfad 44 vom Ringraum 15 zur Druckmittelsenke/dem Tank T vorgesehen. In diesem ist ein zweites, stetig verstellbar ansteuerbares Ventil 46 vorgesehen. So ist das Kraft- und/oder Geschwindigkeitsprofil über eine stabile Ablaufsteuerung oder -regelung realisiert.A
Zum kontrollierten Einfahren des Kolbens 11 am Ende des Gießzyklus ist ein dritter Strömungspfad 48 vom Bodenraum 14 zur Druckmittelsenke/dem Tank T vorgesehen. In diesem ist im Ausführungsbeispiel ein 2/2-Wege-Schaltventil 50 vorgesehen. Die eigentliche Steuerung des oder der Profile in dieser Phase des Gießzyklus kann dabei über die Beschickung des Ringraumes 15 über die Hydropumpe 24 und das stetig verstellbar ansteuerbare erste Ventil 42 erfolgen, was einer Zulaufsteuerung entspricht. Alternativ könnte das dritte Ventil 50 als stetig verstellbar ansteuerbar ausgestaltet sein und das erste Ventil 42 wäre in dieser Phase voll aufgesteuert, was einer Ablaufsteuerung entspräche.A
Zur Steuerung der Druckmittelverbindungen eines Druckanschlusses der Hydropumpe 24, zum einen mit einer ersten Arbeitsleitung 52 und zum anderen mit einer zweiten Arbeitsleitung 54, ist im Ausführungsbeispiel ein 4/3-Wege-Schaltventil 56 vorgesehen. Alternativ kann hierzu zwei voneinander unabhängig schaltbare 2/2 Schaltventile vorgesehen sein (vgl.
In einer federzentrierten Mittelstellung des Ventils 56 sind die Arbeitsleitungen 52, 54 stromaufwärts der Rückschlagventile 58 mit dem Tank verbunden.In a spring-centered middle position of the
In einer ersten Schaltstellung a des Ventils 56 ist, insbesondere in der Vorfüllphase, über die Hydropumpe 24, die zweite Arbeitsleitung 54 und über einen Abschnitt des ersten Strömungspfades 40 der Bodenraum 14 mit Druckmittel beaufschlagbar und die erste Arbeitsleitung 52 ist diesseits eines Eingangs des Rückschlagventils 58 mit dem Tank T verbunden.In a first switching position a of
In einer zweiten Schaltstellung b des Ventils 56 ist, insbesondere zum Befüllen des Niederdruckspeichers 38, der Druckanschluss der Hydropumpe 24 über die erste Arbeitsleitung 52 und das Rückschlagventil 58 mit dem Niederdruckspeicher 38 verbunden, während die zweite Arbeitsleitung 54 diesseits eines Eingangs des Rückschlagventils 58 mit dem Tank T verbunden ist.In a second switching position b of
Zur Steuerung des Gießzyklus ist eine Steuereinheit 60 vorgesehen, die zumindest mit den Ventilen der Steuerung 2 und der Antriebsmaschine 26 signalverbunden ist und in der Soll-Profile der Kraft und der Geschwindigkeit des Kolbens 11 abgelegt sind.To control the casting cycle, a
Erfindungsgemäß weist gemäß
In Analogie dazu weist eine andere Mündung 66 des ersten Strömungspfades 40 in einen Scheitelabschnitt oder in ein Scheitelvolumen 68 des Bodenraums 14, also in dessen höchstgelegenen Bereich.In analogy to this, another
Da sich freie Luft durch freie Konvektion im Scheitelvolumen 64 des Ringraumes 15 sammelt, wird sie beim Ausfahren des Kolbens 11 beim regenerativen Verfahren des Kolbens 11 vom Ringraum 15 über die eine Mündung 62, das erste Ventil 42, den ersten Strömungspfad 40, dem Schaltventil 96 und die andere Mündung 66 in den Bodenraum 14 gefördert.Since free air collects in the
Die Mündungen 62, 66 liegen jeweils in einer Innenmantelfläche der Räume 15, 14, die ein Minimalvolumen des jeweiligen Raumes 15, 14 begrenzt. Das Minimalvolumen ist so definiert, dass der Kolben 11 maximal ausgefahren (Minimalvolumen des Ringraumes 15), beziehungsweise eingefahren (Minimalvolumen des Bodenraumes 14) ist. So ist sichergestellt, dass sowohl für die Regenration als auch für die Entlüftung der Kolben 11 die Mündungen 62, 66 nie überdeckt.The
Wurde beim Ausfahren des Kolbens 11 die Luft wie vorbeschrieben in den Bodenraum 14 verdrängt, so kann ergänzend das Einfahren des Kolbens 11 im Gießzyklus genutzt werden, um die Luft aus dem Bodenraum 14 über die Tankleitung 48 und das Schaltventil 50 hin zum Tank zu transportieren. Da der Bodenraum 14 mit Bezug zum Tank T bereits unter Druck steht, muss hierzu allerdings nicht einmal zwingend eine Einfahrbewegung erfolgen.If the air was displaced into the
Falls die Tankleitung 48 technisch oder konstruktiv bedingt nicht am Scheitelvolumen oder -punkt des Bodenraumes 14 angebracht werden kann, kann ergänzend eine Entlüftungsleitung 71 mit Schaltventil 70 (vgl.
In beiden Fällen kann gemäß
Dem Gießzylinder 10 ist als eine Verstärkungseinheit ein Druckübersetzer 72 - auch Multiplikatorzylinder genannt - zugeordnet, der beispielsweise als Differentialzylinder ausgeführt ist. Der Aufbau derartiger Druckübersetzer 72 ist bekannt, so dass weitere Erläuterungen entbehrlich sind. Der Druckanschluss der Hydropumpe 24 ist über zwei einzelne 2/2-Wege-Schaltventile 74, 76, die jeweils als Sperrventil ausgebildet sind, mit den Arbeitsleitungen 52, 54 fluidisch verbindbar. Der Druckübersetzer 72 hat einen Bodenraum 78, der über eine Druckleitung 80 und ein schaltbares Ventil 82 mit einem weiteren Niederdruckspeicher 39, oder auch demselben Niederdruckspeicher 38, mit einem Arbeitsdruck im Ausführungsbeispiel von etwa 180 bar für die Nachdruckphase verbindbar ist. Über eine Ablaufleitung 84 und ein 2/2-Wege-Schaltventil 86 ist der Bodenraum 78 mit dem Tank verbindbar.A
Eine Ablaufsteuerung eines Ringraumes des Druckübersetzers 72 ist über eine Ablaufleitung 88 und ein darin angeordnetes stetig verstellbares und betätigbares Ventil 90 realisiert.A sequence control of an annular space of the
Über eine Zulaufleitung 92 und ein darin angeordnetes 2/2-Wege-Schaltventil 94 ist der Ringraum des Druckübersetzers 72 mit der ersten Arbeitsleitung 54 und dem ersten Strömungspfad 40 fluidisch verbindbar.The annular space of the
Die Mündungen 62 und 66 im Ringraum 15 und Bodenraum 14 des Gießzylinders sind an identischer Stelle (Minimalvolumen, Scheitelvolumen) wie im ersten Ausführungsbeispiel mit gleichem Vorteil angeordnet.The
Beim Verdichten mit dem Druckübersetzer 72 kann die Luft aus dem Ringraumraum 72 über die Tankleitung 88, die gemäß
Beim Einfahren des Druckübersetzers 72 kann die Luft aus dem Bodenraum 78 des Druckübersetzers 72 über das Tankventil 86 und die Tankleitung 84 zum Tank T befördert werden.When the
Anstatt der beiden 2/2-Schaltventile 74, 76 kann zur Steuerung der Druckmittelvolumenströme der Arbeitsleitungen 52, 54 ein 4/3-Wege-Schaltventil 56 Verwendung finden, wie es beispielsweise im Ausführungsbeispiel gemäß
Offenbart ist eine hydraulische Steuerung für eine Gießeinheit einer Urformmaschine mit einem Gießzylinder, der als Differentialzylinder ausgebildet ist, und dessen Kolben einander entgegenwirkende Betätigungsräume mit je einer Kolbenfläche begrenzt, wobei diese unterschiedlich groß sind. Zur Regeneration ist ein Strömungspfad zwischen den Betätigungsräumen vorgesehen und unmittelbar, also ohne einen zwischengeschalteten Druckmittelspeicher, ausbildbar. Erfindungsgemäß ist mittels diesem Strömungspfad ein Entlüftungspfad von wenigstens einem der Betätigungsräume ausbildbar, wobei eine Mündung des Entlüftungspfades in einen höchstgelegenen Bereich des Betätigungsraumes weist.Disclosed is a hydraulic control for a casting unit of a primary molding machine with a casting cylinder, which is designed as a differential cylinder, and whose piston delimits opposing actuating spaces, each with a piston surface, which are of different sizes. For regeneration, a flow path is provided between the actuation chambers and can be formed directly, ie without an interposed pressure medium accumulator. According to the invention, a ventilation path can be formed from at least one of the actuation spaces by means of this flow path, with an opening of the ventilation path pointing into a highest area of the actuation space.
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- DE 102017220836 A1 [0003, 0034]DE 102017220836 A1 [0003, 0034]
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