DE102021203539A1 - Hydraulischer Druckerzeuger und Produktionsanlage - Google Patents

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DE102021203539A1 DE102021203539.6A DE102021203539A DE102021203539A1 DE 102021203539 A1 DE102021203539 A1 DE 102021203539A1 DE 102021203539 A DE102021203539 A DE 102021203539A DE 102021203539 A1 DE102021203539 A1 DE 102021203539A1
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F15B15/2815Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT
    • F15B15/2853Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT using potentiometers

Abstract

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Druckerzeuger und eine Produktionsanlage mit einem solchen hydraulischen Druckerzeuger. Der hydraulische Druckerzeuger weist eine Durchgangsbohrung (18) im Bereich eines Zylinderbodens (12) eines Hydraulikzylinders (10) des hydraulischen Druckerzeugers auf, in welcher eine Tastelektrode (30) fixiert ist. Die Tastelektrode (30) verfügt über einen ersten elektrischen Kontakt (32), welcher mit einem ersten Anschluss (42) einer Messeinrichtung (40) elektrisch verbunden ist und über einen zweiten elektrischen Kontakt (34), welcher innerhalb einer Druckkammer (15) des Hydraulikzylinders (10) angeordnet ist und eingerichtet ist, einen Kolbenboden (22) eines Kolbens (20) des hydraulischen Druckerzeugers zu kontaktieren, wenn sich dieser dem Zylinderboden (12) annähert. Die Messeinrichtung (40) ist zudem über einen zweiten Anschluss (44) mit einem Massekontakt (M) des Hydraulikzylinders (10) verbunden und eingerichtet, eine elektrische Kenngröße zwischen dem ersten Anschluss (42) und dem zweiten Anschluss (44) zu messen, ein erstes Signal auszugeben, wenn die gemessene elektrische Kenngröße einen vordefinierten Schwellenwert unterschreitet und andernfalls ein zweites Signal auszugeben.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Druckerzeuger und eine Produktionsanlage mit einem solchen hydraulischen Druckerzeuger.
  • Aus dem Stand der Technik sind hydraulische Druckerzeuger in unterschiedlichen Ausprägungen und für unterschiedliche Einsatzzwecke bekannt. Beispielsweise werden hydraulische Druckerzeuger in Druckgussanlagen verwendet, um mittels eines Squeezer-Bolzens dieser hydraulischen Druckerzeuger Lufteinschlüsse in einem in eine Gussform eingebrachten flüssigen Metall zu entfernen und/oder das Metall für eine höhere Festigkeit zu verdichten. Zudem sind hydraulische Druckerzeuge bekannt, welche über eine Sensorik verfügen, die es erlaubt, einen laufenden und/oder einen erfolgten Vorschub von Kolben dieser Druckerzeuger zu erfassen. Es ist bekannt, eine solche Sensorik beispielsweise auf Basis induktiver Sensoren und/oder Mikroendschaltern zu realisieren.
  • DE102014200891A1 beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung einer Position eines Kolbens in einem Hydraulikzylinder, wobei an eine Hydraulikflüssigkeit in einer Hydraulikkammer des Hydraulikzylinders eine Spannung zwischen einer gegenüber dem Kolben festen Kolbenelektrode und einer gegenüber einem Zylindergehäuse des Hydraulikzylinders festen Gehäuseelektrode angelegt wird und aus einer aus dieser Spannung resultierenden elektrischen Größe auf die Position des Kolbens geschlossen wird.
  • DE2433060B1 beschreibt ein Verfahren zum Vergießen vorbestimmter Mengen schmelzflüssigen Metalls aus einem Behälter, wobei ausgehend von einem vorbestimmten Niveau eines Badspiegels in einem Ausgusskanal des Behälters ohne zeitliche Verzögerung mit einem Abfüllen genau vorbestimmter Metallmengen begonnen wird. In einem Ausführungsbeispiel wird mit Hilfe einer als Signalgeber ausgebildeten, dem Ausgusskanal zugeordneten Tastelektrode, der Badspiegel im Ausgusskanal zu Beginn einer Gießserie auf das vorbestimmte Vorniveau eingestellt.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen hydraulischen Druckerzeuger bereitzustellen, welcher eine Vorschuberfassung für einen Kolben aufweist, welche auch unter besonders hohen Druck- und Temperaturbedingungen einsetzbar ist. Zudem ist es eine Aufgabe der Erfindung eine Produktionsanlage mit einem solchem Druckerzeuger bereitzustellen.
  • Die Lösung der vorstehend identifizierten Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein hydraulischer Druckerzeuger vorgeschlagen, welcher einen Hydraulikzylinder mit einem Zylinderboden, einen Kolben mit einem Kolbenboden, eine Tastelektrode und eine Messeinrichtung aufweist. Der hydraulische Druckerzeuger kann grundsätzlich ein beliebig ausgebildeter hydraulischer Druckerzeuger sein, welcher beispielsweise einen einfach wirkenden, einen doppelt wirkenden oder einen davon abweichend ausgebildeten Hydraulikzylinder aufweist. Besonders vorteilhaft kann der hydraulische Druckerzeuger als „Squeezer“ in einer Druckgussanlage arbeiten, ohne diesen dadurch auf eine solche Anwendung einzuschränken.
  • Ein aus einem Umfeld des Hydraulikzylinders zugänglicher Massekontakt (vorzugsweise einer Gehäusemasse) des Hydraulikzylinders ist mit dem Kolbenboden, welcher ein elektrisch leitfähiger Kolbenboden ist, elektrisch verbunden. Die elektrische Verbindung zwischen dem Massekontakt des Hydraulikzylinders und dem Kolbenboden wird beispielsweise dadurch hergestellt, dass der Kolbenboden den Zylinderboden in einem vollständig zurückgefahrenen Zustand des Kolbens im Zylinder kontaktiert. Alternativ oder zusätzlich ist es auch denkbar, dass der Kolben eine elektrische Leitfähigkeit zwischen dem Kolbenboden und einer Kolbenstange des Kolbens aufweist, während eine als Führung der Kolbenstange dienende Durchtrittsöffnung im Hydraulikzylinder und/oder eine zwischen der Kolbenstange und der Durchtrittsöffnung eingebrachte leitfähige Dichtung und/oder Buchse usw. die elektrische Verbindung zum Massekontakt herstellt. Weiter alternativ oder zusätzlich ist es auch denkbar, dass die elektrische Verbindung des Zylinderbodens zum Massekontakt über eine mit dem hydraulischen Druckerzeuger korrespondierende Komponente (z. B. eine Druckgussform, in welche die Kolbenstange und/oder ein Squeezer-Bolzen eingefahren wird) hergestellt wird. Weiter alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass ein außerhalb des hydraulischen Druckerzeugers angeordneter Schleifkontakt, welcher mit dem Massekontakt elektrisch verbunden ist, eine Kolbenstange eines elektrisch leitfähigen Kolbens elektrisch kontaktiert.
  • Der Hydraulikzylinder weist eine dem Kolbenboden zugewandte Druckkammer mit einer im Bereich des Zylinderbodens angeordneten Durchgangsbohrung auf. Unter dem Bereich des Zylinderbodens sollen sowohl Positionen innerhalb des Zylinderbodens selbst, als auch Positionen innerhalb der Zylinderwand verstanden werden, welche sich in der Nähe (z. B. im Abstand von einigen Millimetern oder Zentimetern zum Zylinderboden) des Zylinderbodens befinden.
  • Die Tastelektrode ist in die Durchgangsbohrung des Hydraulikzylinders eingefügt und in dieser fixiert. Um eine Dichtheit zwischen der Druckkammer und einem Umfeld des hydraulischen Druckerzeugers im Bereich der Durchgangsbohrung sicherzustellen, kann beispielsweise zusätzlich eine separate Dichtung zwischen der Tastelektrode und dem Hydraulikzylinder vorgesehen sein. Zudem weist die Tastelektrode einen ersten elektrischen Kontakt, welcher von außerhalb des Hydraulikzylinders kontaktierbar ist und einen zweiten elektrischen Kontakt auf, welcher innerhalb der Druckkammer des Hydraulikzylinders angeordnet ist, wobei der erste elektrische Kontakt, der zweite elektrische Kontakte und ein die beiden Kontakte verbindender elektrischer Leiter mittels eines Isolators elektrisch vom Hydraulikzylinder isoliert sind. Ferner ist die Tastelektrode mittels des zweiten elektrischen Kontaktes eingerichtet, den Kolbenboden zu kontaktieren, wenn sich dieser dem Zylinderboden annähert oder diesen berührt.
  • Die Messeinrichtung, welche bevorzugt aber nicht zwingend außerhalb des hydraulischen Druckerzeugers angeordnet ist, ist beispielsweise eine integrierte Schaltung und/oder eine diskret aufgebaute analoge und/oder digitale Schaltung. Außerdem ist die Messeinrichtung mittels eines ersten Anschlusses elektrisch mit dem ersten Kontakt der Tastelektrode verbunden und mittels eines zweiten Anschlusses (direkt oder indirekt, d. h., beispielsweise über eine oder mehrere elektrisch verbundene Gehäusemassen einer oder mehrerer Komponenten einer den hydraulischen Druckerzeuger umfassenden Produktionsanlage) elektrisch mit dem Massekontakt des Hydraulikzylinders verbunden. Auf Basis eines solchermaßen ausgebildeten Messkreises ist die Messeinrichtung eingerichtet, eine elektrische Kenngröße zwischen dem ersten Anschluss in dem zweiten Anschluss fortlaufend zu messen (z. B. in vordefinierten zeitlichen Abständen), ein erstes Signal auszugeben, wenn die gemessene elektrische Kenngröße einen vordefinierten Schwellenwert unterschreitet und andernfalls ein zweites Signal auszugeben. Vorzugsweise ist die elektrische Kenngröße ein elektrischer Widerstand, welcher durch Anlegen einer vordefinierten Spannung an den Messkreis und durch Messen eines jeweils fließenden Stromes ermittelt wird. Der vordefinierte Schwellenwert ist vorzugsweise derart festgelegt, dass unter Verwendung des Schwellenwertes eindeutig zwischen einer elektrischen Kontaktierung der Tastelektrode und des Kolbenbodens und ggf. des Zylinderbodens und einer Unterbrechung dieses Kontaktes unterschieden werden kann. Ein Empfänger des ersten Signals und des zweiten Signals wird somit in die Lage versetzt, jeweilige Übergänge zwischen den beiden Signalen zu erfassen, so dass ein erfolgter Vorschub des Kolbens und/oder ein zurückgefahrener Zustand des Kolbens (d.h, der Kolbenboden weist einen minimal möglichen Abstand zum Zylinderboden auf) eindeutig festgestellt werden kann. Der Empfänger ist beispielsweise eine Auswerteeinheit, welche einen übergeordneten Verarbeitungsprozess auf Basis dieser Signalwechsel überwachen und/oder steuern kann. Im Falle einer Verwendung des erfindungsgemäßen hydraulischen Druckerzeugers als Squeezer einer Druckgussanlage, ist es somit vorteilhaft möglich, einen erfolgten Vorschub eines mit dem Kolben verbundenen Squeezer-Bolzens sicherzustellen und im Ansprechen darauf einen nachgelagerten Prozessschritt, welcher auch ein Prozessende repräsentieren kann, auszuführen.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der zweite elektrische Kontakt der Tastelektrode auf Basis eines Metalls, insbesondere eines Edelstahls und/oder eines Federstahls ausgebildet. Vorzugsweise ist der zweite elektrische Kontakt in Form einer (beispielsweise länglichen) Kontaktfahne und/oder einer kugelförmigen Spitze und/oder einer Spiralfeder und/oder einer davon abweichenden Form ausgebildet. Zudem ist es möglich, dass der zweite elektrische Kontakt einstückig oder aus wenigstens zwei einzelnen Bestandteilen ausgebildet ist, wobei in letzterem Fall ein erster Bestandteil des zweiten elektrischen Kontaktes fest in die Tastelektrode integriert sein kann, während ein zweiter Bestandteil, welcher beispielsweise als Kontaktfahne usw. ausgebildet ist, an dem integrierten ersten Bestandteil des zweiten elektrischen Kontaktes befestigt sein kann (reversibel oder irreversibel). Weiter vorteilhaft kann ein in die Druckkammer ragendes freies Ende (d. h., beispielsweise eine Kontaktfahne) des zweiten elektrischen Kontaktes eine vordefinierte Biegung in Richtung des Kolbenbodens aufweisen. Ein geeigneter Biegewinkel kann beispielsweise zwischen 10° und 40° und bevorzugt zwischen 20° und 30° liegen, um eine elektrische Kontaktierung zwischen dem Kolbenboden und der Tastelektrode zu optimieren.
  • Vorzugsweise weisen der Kolben und/oder der Hydraulikzylinder eine Aussparung auf, welche sicherstellt, dass der zweite elektrische Kontakt der Tastelektrode nicht beschädigt wird, wenn der Kolben in Richtung des Zylinderbodens bewegt wird. Hierfür kann eine bereits vorhandene Aussparung im Kolbenboden verwendet werden, welche für ein Einbringen einer Hydraulikflüssigkeit in die Druckkammer erforderlich sein kann, wenn der Kolbenboden mit dem Zylinderboden in Kontakt steht. Alternativ oder zusätzlich kann es sich hierbei um eine dedizierte Aussparung für die Tastelektrode handeln. Die Aussparung kann beispielsweise eine rotationssymmetrische Aussparung sein, insbesondere, wenn der Kolben rotierbar gelagert ist und kann eine asymmetrische Aussparung in einem der Tastelektrode zugewandten Bereich des Kolbenbodens sein, insbesondere, wenn der Kolben nicht rotierbar gelagert ist.
  • Darüber hinaus ist es denkbar, dass der zweite elektrische Kontakt zumindest in einem Bereich, welcher eingerichtet ist, den Kolbenboden zu kontaktieren, eine oxidationsvermeidende Beschichtung aufweist (z. B. eine Hartvergoldung usw.). Dadurch kann eine Verschlechterung eines Kontaktwiderstandes zwischen der Tastelektrode und dem Kolbenboden vermieden oder zumindest hinausgezögert werden.
  • Vorzugsweise weist der Isolator der Tastelektrode ein Keramikmaterial, insbesondere ein Glaskeramikmaterial auf, welches eingerichtet ist, den elektrischen Leiter, den ersten elektrischen Kontakt und den zweiten elektrischen Kontakt selbst unter hohen Druck- und/oder Temperaturbedingungen in der Durchgangsbohrung zu fixieren und vom Hydraulikzylinder zu isolieren.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der hydraulische Druckerzeuger eingerichtet, bei Drücken bis zu 500 bar, insbesondere bis zu 600 bar und bevorzugt bis zu 800 bar zu arbeiten. D. h., dass sowohl der Hydraulikzylinder selbst, als auch die erfindungsgemäße Tastelektrode, die Befestigung der Tastelektrode im Hydraulikzylinder und eine potentielle Abdichtung der Tastelektrode bezüglich der Durchgangsbohrung diesen Drücken standhalten. Zudem ist der hydraulische Druckerzeuger bevorzugt derart ausgelegt, dass er eingerichtet ist, bei Temperaturen bis zu 200°C, bevorzugt bis zu 300°C und insbesondere bevorzugt bis zu 500°C zu arbeiten.
  • In einem Fall, in dem eine Hydraulikflüssigkeit (z. B. ein Hydrauliköl, Wasser-Glykol, Wasser, usw.), welche in der Druckkammer enthalten ist, eine vordefinierte Leitfähigkeit aufweist, wird der vordefinierte Schwellenwert vorteilhaft unter Berücksichtigung der Leitfähigkeit der Hydraulikflüssigkeit festgelegt. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass aufgrund der Leitfähigkeit der Hydraulikflüssigkeit kein Signalwechsel zwischen dem ersten Signal und dem zweiten Signal stattfindet, bevor der Kontakt zwischen dem Kolbenboden und der Tastelektrode und ggf. dem Zylinderboden tatsächlich hergestellt oder tatsächlich unterbrochen ist.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Produktionsanlage vorgeschlagen, welche wenigstens einen hydraulischen Druckerzeuger nach einem der vorstehenden Ansprüche und eine Auswerteeinheit aufweist. Die Produktionsanlage kann eine beliebige Produktionsanlage und beispielsweise eine Druckgussanlage sein. Die Auswerteeinheit kann beispielsweise als ASIC, FPGA, Prozessor, digitaler Signalprozessor, Mikrocontroller, o. ä., ausgestaltet sein. Ferner ist es denkbar, dass die Auswerteeinheit und die Messeinrichtung eine gemeinsam integrierte Einheit sind. Darüber hinaus ist die Auswerteeinheit, welche beispielsweise eine übergeordnete Steuereinheit für die Produktionsanlage ist, eingerichtet, das erste Signal und das zweite Signal von der Messeinrichtung zu empfangen, auf Basis des ersten Signals und des zweiten Signals einen erfolgten Vorschub des Kolbens zu ermitteln und im Ansprechen auf das Ermitteln ein drittes Signal auszugeben, welches eine Information über den Vorschub des Kolbens repräsentiert. Das dritte Signal kann beispielsweise innerhalb der Auswerteeinheit selbst verwendet werden, oder an eine weitere Komponente der Produktionsanlage und/oder abseits der Produktionsanlage übertragen werden. Insbesondere kann auf Basis des dritten Signals ein tatsächlich erfolgter Vorschub des Kolbens des hydraulischen Druckerzeuger sichergestellt werden. Im Falle eines auf diese Weise bestätigten Vorschubs des Kolbens kann beispielsweise ein nachfolgender Prozessschritt begonnen werden. Falls der Vorschub des Kolbens beispielsweise innerhalb eines vordefinierten Zeitraums nicht bestätigt wird, kann zum Beispiel ein Warnsignal ausgeben werden und/oder ein aktueller Produktionsprozess vorzeitig beendet werden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist die Produktionsanlage wenigstens zwei erfindungsgemäße hydraulische Druckerzeuger auf, wobei die jeweiligen Massekontakte der wenigstens zwei hydraulischen Druckerzeuger über eine gemeinsame Masse (z. B. Gehäusemasse) der Produktionsanlage mit dem zweiten Anschluss der Messeinrichtung verbunden sind. Auf diese Weise wird ausgehend von der Messeinrichtung jeweils nur ein Leiter zum Kontaktieren der jeweiligen ersten Kontakte der jeweiligen Tastelektroden der jeweiligen hydraulischen Druckerzeuger und ein Leiter zur Verbindung des Massekontaktes mit der Messeinrichtung benötigt, wodurch entsprechend Kosten eingespart werden können.
  • Es sei allgemein darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Tastelektrode darüber hinaus auch in weiteren Anwendungsbereichen eingesetzt werden kann, welche sich von dem hier vorliegenden hydraulischen Druckerzeuger unterscheiden.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Übersicht eines erfindungsgemäßen hydraulischen Druckerzeugers; und
    • 2 eine schematische Übersicht einer erfindungsgemäßen Produktionsanlage.
  • 1 zeigt eine schematische Übersicht eines erfindungsgemäßen hydraulischen Druckerzeugers. Der hydraulische Druckerzeuger weist einen Hydraulikzylinder 10 mit einem Zylinderboden 12, einen Kolben 20 mit einem Kolbenboden 22, eine Tastelektrode 30 und eine Messeinrichtung 40 auf. Der Hydraulikzylinder 10 ist hier ein zweifach wirkender Hydraulikzylinder 10 mit einem ersten Hydraulikanschluss 14, welcher mit einer Druckkammer 15 verbunden ist und einem zweiten Hydraulikanschluss 16, über welche jeweils durch Einbringen einer Hydraulikflüssigkeit ein Vorschub und eine Rückstellung des Kolbens 20 (gemäß dem Doppelpfeil in 1) innerhalb des Hydraulikzylinders 10 bewirkt werden kann. Eine hier eingesetzte (nicht gezeigte) Hydraulikflüssigkeit ist Wasser-Glykol.
  • Die Tastelektrode 30 weist einen ersten elektrischen Kontakt 32 und einen zweiten elektrischen Kontakt 34 auf, welche mittels eines elektrischen Leiters 38 elektrisch verbunden sind und welche mittels eines Glaskeramik-Isolators 39 vom Hydraulikzylinder 10 elektrisch isoliert sind. Die Tastelektrode 30 ist in eine Durchgangsbohrung 18 des Hydraulikzylinders 10 eingefügt und mittels eines (nicht gezeigten) Schraubgewindes in der Durchgangsbohrung 18 fixiert. Eine Aussparung 50 des Kolbens 20, welche für ein Einbringen der Hydraulikflüssig benötigt wird, wenn der Kolbenboden 22 den Zylinderboden 12 kontaktiert, wird hier zudem dazu genutzt, eine Beschädigung der Tastelektrode 30 zu vermeiden, wenn der Kolben 20 vollständig im Hydraulikzylinder 10 zurückgefahren ist. Die Tastelektrode 30 weist ferner eine aus Edelstahl ausgebildete Kontaktfahne 36 auf, welche mit dem zweiten elektrischen Kontakt 34 elektrisch leitend verbunden ist und welche eine vordefinierte Biegung in Höhe von 30° bezüglich des elektrischen Leiters 38 in Richtung des Kolbenbodens 22 aufweist.
  • Ein Massekontakt M des Hydraulikzylinders 10 ist elektrisch mit einem zweiten Anschluss 44 der Messeinrichtung 40 verbunden, wobei die Messeinrichtung 40 hier ein programmierbarer Universaltransmitter mit einem Display 48 ist, über welches aktuelle Messwerte und Auswertungen von Messungen angezeigt werden können. Die Messeinrichtung 40 wird über eine Spannungsversorgung UB (z. B. 24 V) mit elektrischer Energie versorgt. Zudem ist die Messeinrichtung 40 über einen ersten Anschluss 42 mit dem ersten elektrischen Kontakt 32 der Tastelektrode 30 elektrisch verbunden. Ein Referenzwiderstand 46 in Höhe von 820 Ω, welcher zwischen den ersten Anschluss 42 und den zweiten Anschluss 44 geschaltet ist, bewirkt eine vordefinierte Normierung innerhalb der Messeinrichtung 40 auf einen bestimmten Widerstandswert, so dass im Display 48 angezeigte Messergebnisse auf den hier vorliegenden Messkreis abgestimmt sind. Auf Basis dieser Konfiguration ist die Messeinrichtung 40 eingerichtet, einen elektrischen Gesamtwiderstand zwischen dem ersten Anschluss 42 und dem zweiten Anschluss 44 zu messen und über eine erste Steuerleitung S1 ein erstes Signal auszugeben, wenn der elektrische Gesamtwiderstand einen Schwellenwert von hier 82 Ω unterschreitet und andernfalls über die erste Steuerleitung S1 ein zweites Signal auszugeben. Auf diese Weise kann über die erste Steuerleitung S1 eine Information über einen erfolgten Vorschub des Kolbens 20 ausgegeben werden.
  • 2 zeigt eine schematische Übersicht einer erfindungsgemäßen Produktionsanlage 60, wobei die Produktionsanlage 60 hier eine Druckgussanlage 60 ist. Die Druckgussanlage 60 verfügt über einen erfindungsgemäßen hydraulischen Druckerzeuger, welcher hier eine Funktion als Squeezer für eine Gussform 80 der Druckgussanlage 60 erfüllt. Es sei darauf hingewiesen, dass zur Vermeidung von Wiederholungen nachfolgend nur Unterschiede zum hydraulischen Druckerzeuger in 1 beschrieben werden und ansonsten auf 1 verwiesen wird. Der Hydraulikzylinder 10 ist hier als einfach wirkender Hydraulikzylinder 10 ausgebildet und verfügt daher für eine Rückstellung des Kolbens 20 über eine Rückstellfeder 90. Die Durchgangsbohrung 18, in welcher die Tastelektrode 30 befestigt ist, befindet sich hier im Zylinderboden 12. Die Tastelektrode 30 weist anstelle einer Kontaktfahne wie in 1 eine elektrisch leitende Kontaktfeder 37 auf, über welche ein elektrischer Kontakt zum Kolbenboden 22 herstellbar ist, wenn der Kolben 20 sich dem Zylinderboden 12 annähert. Die Messeinrichtung 40 weist hier keinen Referenzwiderstand und kein Display auf und ist über die erste Steuerleitung S1 mit einer Auswerteeinheit 70 informationstechnisch verbunden, welche eine Steuereinheit der Druckgussanlage 60 ist. Die Auswerteeinheit 70 ist eingerichtet, erste und zweite Signale von der Messeinrichtung 40 zu empfangen, welche jeweils eine Rückstellposition und eine Vorschubposition des Kolbens 20 repräsentieren. Sobald auf Basis eines Wechsels zwischen dem ersten Signal und dem zweiten Signal durch die Auswerteeinheit 70 ein Vorschub des Kolbens 20 im Hydraulikzylinder 10 registriert wird, gibt die Auswerteeinheit 70 über eine zweite Steuerleitung ein Signal aus, welches einen nachfolgenden Prozessschritt der Druckgussanlage 60 initiiert.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Hydraulikzylinder
    12
    Zylinderboden
    14
    erster Hydraulikanschluss
    15
    Druckkammer
    16
    zweiter Hydraulikanschluss
    18
    Durchgangsbohrung
    20
    Kolben
    22
    Kolbenboden
    30
    Tastelektrode
    32
    erster elektrischer Kontakt
    34
    zweiter elektrischer Kontakt
    36
    Kontaktfahne
    37
    Kontaktfeder
    38
    elektrischer Leiter
    39
    Isolator
    40
    Messeinrichtung
    42
    erster Anschluss
    44
    zweiter Anschluss
    46
    Referenzwiderstand
    48
    Display
    50
    Aussparung
    60
    Druckgussanlage
    70
    Auswerteinheit
    80
    Gussform
    90
    Rückstellfeder
    M
    Massekontakt
    UB
    Versorgungsspannung
    S1
    erste Steuerleitung
    S2
    zweite Steuerleitung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102014200891 A1 [0003]
    • DE 2433060 B1 [0004]

Claims (10)

  1. Hydraulischer Druckerzeuger aufweisend: • einen Hydraulikzylinder (10) mit einem Zylinderboden (12), • einen Kolben (20) mit einem elektrisch leitfähigen Kolbenboden (22), • eine Tastelektrode (30), und • eine Messeinrichtung (40), wobei • ein aus einem Umfeld des Hydraulikzylinders (10) zugänglicher Massekontakt (M) des Hydraulikzylinders (10) mit dem Kolbenboden (22) elektrisch verbunden ist, • der Hydraulikzylinder (10) eine dem Kolbenboden (22) zugewandte Druckkammer (15) mit einer im Bereich des Zylinderbodens (12) angeordneten Durchgangsbohrung (18) aufweist, • die Tastelektrode (30) ◯ in die Durchgangsbohrung (18) des Hydraulikzylinders (10) eingefügt und in dieser fixiert ist, ◯ einen ersten elektrischen Kontakt (32), welcher von außerhalb des Hydraulikzylinders (10) kontaktierbar ist und einen zweiten elektrischen Kontakt aufweist (34), welcher innerhalb der Druckkammer (15) des Hydraulikzylinders (10) angeordnet ist, wobei der erste elektrische Kontakt (32), der zweite elektrische Kontakt (34) und ein die beiden Kontakte (32, 34) verbindender elektrischer Leiter (38) mittels eines Isolators (39) elektrisch vom Hydraulikzylinder (10) isoliert sind, und ◯ mittels des zweiten elektrischen Kontaktes (34) eingerichtet ist, den Kolbenboden (22) zu kontaktieren, wenn sich dieser dem Zylinderboden (12) annähert, • die Messeinrichtung (40) ◯ mittels eines ersten Anschlusses (42) elektrisch mit dem ersten Kontakt (32) der Tastelektrode (30) verbunden ist, ◯ mittels eines zweiten Anschlusses (44) elektrisch mit dem Massekontakt (M) des Hydraulikzylinders (10) verbunden ist, und ◯ eingerichtet ist, eine elektrische Kenngröße zwischen dem ersten Anschluss (42) und dem zweiten Anschluss (44) fortlaufend zu messen, ein erstes Signal auszugeben, wenn die gemessene elektrische Kenngröße einen vordefinierten Schwellenwert unterschreitet und andernfalls ein zweites Signal auszugeben.
  2. Hydraulischer Druckerzeuger nach Anspruch 1, wobei • der zweite elektrische Kontakt (34) auf Basis eines Metalls, insbesondere eines Edelstahls und/oder eines Federstahls ausgebildet ist, und/oder • ein in die Druckkammer (15) ragendes freies Ende des zweiten elektrischen Kontaktes (34) eine vordefinierte Biegung in Richtung des Kolbenbodens (22) aufweist.
  3. Hydraulischer Druckerzeuger nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Kolben (20) und/oder der Hydraulikzylinder (10) eine Aussparung (50) aufweist, welche sicherstellt, dass der zweite elektrische Kontakt (34) der Tastelektrode (30) nicht beschädigt wird, wenn der Kolben (20) in Richtung des Zylinderbodens (12) bewegt wird.
  4. Hydraulischer Druckerzeuger nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der zweite elektrische Kontakt (34) zumindest in einem Bereich, welcher eingerichtet ist, den Kolbenboden (22) zu kontaktieren, eine oxidationsvermeidende Beschichtung aufweist.
  5. Hydraulischer Druckerzeuger nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Durchgangsbohrung (18) und die Tastelektrode (30) jeweils korrespondierende Schraubgewinde aufweisen, über welche die Tastelektrode (30) in der Durchgangsbohrung (18) fixiert ist.
  6. Hydraulischer Druckerzeuger nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Isolator (39) der Tastelektrode (30) ein Keramikmaterial, insbesondere ein Glaskeramikmaterial, aufweist.
  7. Hydraulischer Druckerzeuger nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der hydraulische Druckerzeuger eingerichtet ist, • bei Drücken bis zu 500 bar, insbesondere bis zu 600 bar und bevorzugt bis zu 700 bar zu arbeiten, und/oder • bei Temperaturen bis zu 200 °C, bevorzugt bis zu 300 °C und insbesondere bevorzugt bis zu 500 °C zu arbeiten.
  8. Hydraulischer Druckerzeuger nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei • eine Hydraulikflüssigkeit, welche in der Druckkammer (15) enthalten ist, eine vordefinierte Leitfähigkeit aufweist, und • der vordefinierte Schwellenwert unter Berücksichtigung der Leitfähigkeit der Hydraulikflüssigkeit festgelegt wird.
  9. Produktionsanlage (60) aufweisend wenigstens einen hydraulischen Druckerzeuger nach einem der vorstehenden Ansprüche und eine Auswerteeinheit (70), wobei die Auswerteeinheit (70) eingerichtet ist, • das erste Signal und das zweite Signal von der Messeinrichtung (40) zu empfangen, • auf Basis des ersten Signals und des zweiten Signals einen erfolgten Vorschub des Kolbens (20) zu ermitteln, und • im Ansprechen auf das Ermitteln ein drittes Signal auszugeben, welches eine Information über den Vorschub des Kolbens (20) repräsentiert.
  10. Produktionsanlage (60) nach Anspruch 9 aufweisend wenigstens zwei hydraulische Druckerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die jeweiligen Massekontakte (M) der wenigstens zwei hydraulischen Druckerzeuger über eine gemeinsame Masse der Produktionsanlage (30) mit dem zweiten Anschluss (44) der Messeinrichtung (40) verbunden sind.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2433060B1 (de) 1974-07-10 1975-05-22 Otto Junker Gmbh, 5101 Simmerath Verfahren zum Vergießen vorbestimmter Mengen schmelzflüssigen Metalls und Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
DE3221574C2 (de) 1982-06-08 1988-02-11 Festo-Maschinenfabrik Gottlieb Stoll, 7300 Esslingen, De
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