DE2528963A1

DE2528963A1 - Steuervorrichtung fuer den hydraulischen kreislauf einer spritzgiessmaschine

Info

Publication number: DE2528963A1
Application number: DE19752528963
Authority: DE
Inventors: Karl Hehl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-06-28
Filing date: 1975-06-28
Publication date: 1977-01-13
Also published as: IT1061190B; JPS601170B2; FR2317084B1; CH610237A5; JPS525864A; AT359737B; NL7606953A; CA1035248A; ATA457776A; US4020633A; GB1548016A; DE2528963C2; FR2317084A1

Description

DR. FRIEDRICH E. MAYER ⁷⁵³

DIPL.-ING. A. PANTENBURG , ^

. PATENTANWÄLTE telefon «ores» 194βο

27. Jun/1975

Karl Hehl, 7298 Loßburg 1 , Arthur - Hehl -^Strasse 32

Steuervorrichtung für den hydraulischen Kreislauf einer Spritzgießmasohine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für den hydraulischen Kreislauf einer Kunststoffe verarbeitenden Spritzgießmaschine mit Anpassung der Hengen-Druckleistung der Regelpumpe an die unterschiedlichen Mengen- bzw. Druckerfordernisse der einzelnen Arbeitsphasen eines Arbeit Zyklus der Spritzgießmaschine mit Hilfe eines Proportionalmengen- und Proportionaldruckventils, die durch elektrische Eingangssignale für die jeweilige Arbeitsphase einstellbar sind.

Bei einer an sich bekannten Steuervorrichtung dieser Art ergeben sich wesentliche Einsparungen und Vereinfachungen, da die üblichen Wege-, Druck- und Stromventile, bzw. Oartridge-Ventile und insbesondere die relativ teuren Servo-Ventile im geschlossenen Regelkreis entbehrlich werden (Veröffentlichung von H. Rindt: Steuerungen, Spritzgießmaschinen- programmierbar durch Proportional-Ventile in Kunststoff- - Journal, 4.Apr.75, 9.Jahrgang, Kennziffern 2, 157 und 158J. Eingehende Versuche haben indessen gezeigt, dass die Steuerungsergebnisse bei bloßer Programmierung durch Proportional-Ventile nicht befriedigen, sondern dass weitere Vor-

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aussetzungen erfüllt sein müssen, um den Hydraulikkreis der Spritzgießmaschine mit einem Minimum an Energie und Kühlwasseraufwand zu betreiben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass ohne nennenswerten baulichen Mehraufwand eine wesentlich exaktere Anpassung an die Sollwerte der einzelnen Arbeitsphasen des Spritzzyklua und damit die Verwendung von Antriebsmotoren geringerer KW-Leistung möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemass dadurch gelöst, dass eine nach dem proportionalen Mengenventil von der ■Verbraucherleitung abzweigende, eine Steuerblende aufweisende und die Regelpumpe zur Kompensation von Reibungs- und Leckverlusten nachregelnde Steuerrückloitung vorgesehen ist, wobei die Proportionalmagnete der Proportionalventile Je in einem Regelkreis (Rückführeinrichtung) liegen, durch welchen eine vom Sollwert abweichende Einst-ellung des zugehörigen Proportionalventils auf den Sollwert rückführbar ist.

Eine solche Ausbildung gestattet eine nahezu ideale Anpassung der Druckmengenleistung der Regelpumpe an die durch die elektrischen Eingangssignale bestimmten Sollwer-" te über den gesamten Arbeitszyklus der Spritzgießmaschine hinweg, so dass eich erhebliche Einsparungen an Energie, Kühlwasser und letztlich auch am Gewicht der Spritzgießmasohine ergeben.

Beeinträchtigungen der Steuerergebnisse durch Volumenänderun-

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gen infolge Dehnung in relativ langen Steuerleitungen werden zuverlässig "bei weiterer Kostensenkung dadurch vermieden, dass das Proportionaldruckventil, das Proportion almengenventil, die Steuerrückleitung mit Blende und die Rückführeinrichtungen sowie die die genannten Regelventile miteinander und mit dem Hydraulikkreis verbindenden Leitungen in einem starren Steueraggregat vereinigt sind und dieses Steueraggregat mit der mittels elastischer Elemente schwingend in einer Wandung des Maschinenfusses gelagerten Regelpumpe eine bauliche Einheit bildet.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den anderen Unteransprüchen.

nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 die Steuervorrichtung in Seitenansicht. Fig. 2 die Steuervorrichtung in Draufsicht und

Fig. 3 die schematische Darstellung des Hydraulikkreises der Steuervorrichtung.

Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, ist die eine bauliche Einheit 12, 41 darstellende Steuervorrichtung über elastische Elemente 17 von vier Trägersäulen 14 freitragend aufgenommen. Die Trägersäulen 14 sind fest an einem Zentrierflansch 13 für die Zentrierung am Anschlußflansch 11' des Antriebsmotors 11 angeschlossen. Das aus der baulichen Einheit 12, 41 und dem Antriebsmotor 11 bestehende Gesamtaggregat ist schwingend an einer Wandung 10 des Maschinenfußes der Spritζgußmaschine befestigt. Die Flansche 13» 1V „sind unter Zwischenschaltung von wenigstens

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einer elastischen Scheibe mit der Wandung 10 verspannt (DT-OS 2 201 078). Das Drehmoment des elektrischen Antriebsmotors 11 wird über die Kupplung 16 und die Antriebswelle 15 auf die Pumpe 12 übertragen. Der Motor 11 liegt ausserhalb des Maschinenfußes. Die Hegelpumpe 12 und das auf der Pumpe aufliegende Steueraggregat 4-1 sind im ölbehälter28 des Maschinenfußes über dem Ülspiegel angeordnet, wobei der mit Filter 29 ausgerüstete und über die Leitung 30 mit der Re- g&lpumpe 12 verbundene Saugstutzen 38 in die ölfüllung eintaucht. Wie aus Fig. 3 erkennbar, ist die als Regelpumpe 12 dienende Radialkolbenpumpe bzw. Axialkolbenpumpe bzw. Fügelzellenpumpe mittels eines Proportionalmengenventils 20, 20' steuerbar. Das Proportionalmengenventil liegt in der zu den Verbrauchern führenden Leitung 26. Eine Steuerrückleitung 33, 34 zweigt von der Vnrbraucherleitung 26' ab, um die Regelpumpe 12 zur Kompensation von Reibungs- und Leckverlusten nachzuregeln.

In der Steuerrückleitung ist eine einstellbare Steuerblende 39 eingefügt, deren kreisförmiger Querschnitt bei einer Spritzgießmaschine mittlerer Größe z.B. mit einer 90-Liter-Regelpumpe auf 1,0 mm Durchmesser eingestellt sein kann.In. einer zum Behälter28 führenden Zweigleitung 351 37 der Steuerrückleitung 33, 34- ist ein Proportionaldruckventil 1SK 19' angeordnet, durch welches die Regelpumpe 12 auf den jeweiligen Solldruck steuerbar ist. Die Steuerrückleitung 33, 34· mit Blende 39 und damit auch das Druckmengenventil wirken unmittelbar auf das die Exzentrität der Regelpumpe bestimmende Regelorgan 31 ein.

Die Steuermagnete 20', 19' der Proportinalventile 20, liegen je in einem Regelkreis, durch welchen eine vom Sollwert abweichenden Einstellung der Proportionalventile 20, 20'; 19, 19' auf den Sollwert rückführbar ist. Die Wegabtaster 4-3, 4-4- sind, neben den Regelkreisen, Bestandteil der Rückführeinrichtungen 21, 22, die über Stecker 24 mit Strom versorgt sind.

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Hierdurch werden insbesondere auch die unvermeidlichen I'ertigungstoleranzen von Proportionalventilen kompensiert, die nicht der höchsten Preisklasse angehören«

Diese Rückführeinrichtungen 22, 21 sind an die Steuermagnete 19' bzw. 20' der Proportionalventile 19, 20 koaxial angeschlossen, wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich. Ein die Steuerblende 59 und das Druckbegrenzungsventil 52 umfassender Mittelteil 42 des Steueraggregates 41 ist durch die Proportionalventile 19, 20 flankiert. Das Proportionaldruckventil 19» 19'» das Proportxonalmengenventil 20, 20', die Steuerrückleitung 53» 3^ mit Blende 39» das Druckbegrenzungsventil 52 und die Rückführeinrichtungen 21, 22 sowie die die genannten Ventile miteinander und mit dem Druckölkreis verbindenden Leitungen 26, 33» 34, 35» 36, 40 sind in einem starren Steueraggregat 41 vereinigt, das mit der Regelpumpe 12 eine bauliche Einheit bildet. Die genannten Leitungen sind zu einem wesentlichen Teil durch Bohrungen im Gehäuseblock des Steueraggregates 41 und im übrigen durch starre Leitungen gebildet. Leitungen 37»40 verbinaen ölbehälter und Druckbegrenzungsventil. Versuche haben bestätigt, daß die Ergänzung der Programmierung des hydraulischen Kreislaufes des Spritzgießmaschine mit Hilfe von Proportionalventilen durch eine Leck- und Reibungsverluste kompensierende Steuerrückleitung 55, 54 mit einer Steuerblende 39 in Verbindung mit einer elektrischen Rückführung des Ist-Werte der Proportionalventile 19, 19'; 20, 20' auf die Soll-Werte zu einer wesentlichen weiteren Senkung des Energieverbauches führt, indem z.B. die Radialkolbenpumpe des Hydraulikkreises mit einem Antriebsmotor erheblich geringerer Leistung betrieben werden kann. Diese Senkung des Energieverbrauches bedeutet andererseits eine Entlastung des Kühlsystems, wobei der bauliche Aufwand dadurch minimal gehalten werden kann, daß die Steuereinrichtung mit der Pumpe zu einer baulichen Einheit zusammengefaßt ist.

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Diese Zusammenfassung ergibt absolut starre Verbindungsleitungen, die insbesondere auch durch Bohrungen im Steuerblock der Steuervorrichtung selbst gebildet sind. Beeinträchtigungen der Steuerungsergebnisse durch Leistungsdehnungen sind ausgeschlossen. Die durch die elastische Aufhängung der Regelpumpe ergebenden Schwingungen sind ohne negativen Einfluß auf die Funktionsfähigkeit der mitschwingenden Steuerorgane der Steuervorrichtung. Die Steuervorrichtung führt letztlich noch zu einer Stei^rung der Qualität und der Quantität reproduzierbarer Arbeitsergebnisse, da der Sollwert in jeder einzelnen Arbeitsphase des Spritzzyklus entsprechend dem elektrischen Eingangssignal exakter als bisher eingehalten werden kann. Hierbei kommt es nicht darauf an, wieviele Arbeitsphasen der jeweilige Arbeitszyklus in speziellen Fall aufweist, sofern nur eine dem gewünschten Arbeitsergebnis entsprechende Folge gewählt ist, wobei der Spritzdruck vom Formeninnendruck geregelt und der Zuhaltedruck für die Gießform von einer gesonderten "Haltepumpe" geringer Förderleistung erzeugt sein kann. Die druck-itengenge rechte Versorgung der einzelnen hydraulischen Zylinder des hydraulischen Systems in der jeweiligen Arbeitsphase, z.B. die Versorgung der Zylinder für das Schließen der Gießform, das Andrücken des Einspritzzylinders, das Einspritzen des Kunststoffmaterials, das Nachdrücken, das Ziehen der Kerne, das Auswerfen der Spritzlinge u.s.w. erfolgt ohne nennenswerte Totzeiten oder übergreift sich. Die Steuervorrichtung ist flexibel indem bei einem Wechsel von Werkzeug und/oder Material in kurzer Zeit in üblicher Weise die neuen Parameter in der elektronischen Steuerung einstellbar sind oder ein neuer Datenträger eingegeben werden kann, ohne daß es hinsichtlich der zusätzlichen erfindungsgemäßen Steuerungsorgane einer besonderen Einstellung bedarf.

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Claims

Paten tansprüche;

[1.j Steuervorrichtung für den hydraulischen Kreislauf einer ^■Ctinststoffe verarbeitenden Spritzgießmaschine durch Anpassung der Mengen-Druckleistung der Hegelpumpe an die unterschiedlichen Mengen- "bzw. Druckerfordernisse der einzelnen Arbeitsphasen eines Arbeitszyklus der Spritzgießmaschine mit Hilfe eines Proportionalmengen- und Proportionaldruckventils, die durch elektrische Eingangssignale für die jeweilige Arbeitsphase einstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine nach dem proportionalen Mengenventil (20, 20') von der Verbraucherleitung (26) abzweigende, eine Steuerblende (39) aufweisende und die Regelpumpe (12) zur Kompensation von Reibungs- und Leckverlusten nachregelnde Steuerrückleitung (33, 34) vorgesehen ist, wobei die Proportionalmagnete (20¹, 19') der Proportionalventile (20, 20'; 191 19') de in einem Regelkreis (Rückführeinrichtung 22 "bzw.21) liegen, durch welchen eine vom Sollwert abweichende Einstellung des zugehörigen Proportionalventils auf den Sollwert rückführbar ist.
2. Steuervorrichtung für den hydraulischen Kreislauf einer Kunststoffe verarbeitenden Spritzgießmaschine durch Anpassung der Mengen-Druckleistung der Regelpumpe an die unterschiedlichen Mengen- bzw. Druckerfordernisse der einzelnen Arbeitsphasen eines Arbeitszyklus der Spritzgießmaschine mit Hilfe eines Proportionalmengen- und Proportionaldruckventils, die durch elektrische Eiηgangssignale für die jeweilige Arbeitsphase einstellbar sind, insbesondere noch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Proportionaldruckventil (19,19' ), das Proportionalmengenventil (20, 20'), die Steuerrückleitung (33, 34·) mit Blende (39) und ggf. lüicirführGinrichtungen (21, 22) sowie dio die genannten Ventile miteinander und mit . dem Hydraulikereis verbindenden Leitunpjen (26, 35, 36, 4-0) in einem ßtr.rren iVtnuoraggregat (41) vereinigt sind utid dieses Steueraggregat mit der sörnngend in einer Wandung (10) des Maschinfusses gelagerten Regelpumpe (12) eine bauliche Einheit bildet.

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3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen (26, 33-36, 40) xrenigstens teilweise.durch Bohrungen im Gehäuseblock des Steueraggregates (41) gebildet sind.
4. Steuervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Steueraggregat (41) auf der im Ölbehälter des Maschinenfusses angeordneten Regelpumpe (12) aufliegt, wobei ein die Steuerblende (39) und ein Druckbegrenzungsventil (32) umfassender Mittelteil (42) des Steueraggregates auf ;jeder Seite von einem Proportionalventil (19, 19' bzw. 20, 20') flankiert ist, an dessen Proportionalmagnet (19' bzw. 20') koaxial die zugehörige Rückführeinrichtung (22 bzw. 21) angeschlossen ist.
5· Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die bauliche Einheit (12i 41) über elastische Elemente (17) von Trägersäulen (14) freitragend aufgenommen ist, die mittels Zentrierflansch (13) und Anschlußflansch (11') des Antriebsmotors (11) und mittelswenigstens eines zwischengefügten elastischen Elementes schwingend mit der Wandung (10) des Maschinenfusses verbunden ist.
6. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Proportionaldruckventil (19, 19') in einer zu dem Ölbehälter (28) führenden Zweigleitung(35, 37) der Steuerrückleitung (33, 34) angeordnet ist.

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