DE2614104C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen des Nachdrucks bei einer Kaltkammer-Druckgießmaschine - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen des Nachdrucks bei einer Kaltkammer-DruckgießmaschineInfo
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- DE2614104C2 DE2614104C2 DE19762614104 DE2614104A DE2614104C2 DE 2614104 C2 DE2614104 C2 DE 2614104C2 DE 19762614104 DE19762614104 DE 19762614104 DE 2614104 A DE2614104 A DE 2614104A DE 2614104 C2 DE2614104 C2 DE 2614104C2
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufbringen des Nachdrucks bei einer Kaltkammer-Druckgießmaschine
mittels eines Multiplikators, dessen Multiplikatorkolben niederdruckseitig ständig durch
den Druck eines gespeicherten kompressiblen Druckmittels beaufschlagt wird, wobei zur Schaffung des
Drucks auf der Hochdruckseite des Multiplikators der
Druck in einem Gegendruckraum des Multiplikators verringert wird und wobei das übrige Hydrauliksystem
von der Hochdruckseite des Multiplikatorsystems isoliert wird.
Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (DE-OS 21 22 797) wird das Aufbringen des Nachdrucks durch
gedrosselten Abfluß von Druckmittel aus dem Gegendruckraum des Multiplikators eingeleitet, so daß der
Multiplikatorkolben gerade zu Beginn des Nachdruckaufbaus beschleunigt werden muß. Daraus resultiert
eine unerwünschte Verzögerung des Nachdruckaufbaus.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau bzw. das Wirksamwerden des Nachdrucks in
kürzest möglicher Zeit zu bewerkstelligen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß zu
Beginn des Einpreßvorgangs ein von der Schußbewegung isoliertes, hochgespanntes Druckmittelkissen an
der hochdruckseitigen Druckfläche des Multiplikatorkolbens bereitgestellt, zum Nachdrücken auf der
Hochdruckseite des Multiplikators ausgelöst und weitgehend verzögerungsarm dem Arbeiisdruckraurn
des Schußzylinders zugeführt wird.
Bei der Erfindung wird das Druckmittelkissen zeitlich parallel zur ablaufenden Schußbewegung, jedoch ohne
deren Beeinflussung und ohne frühzeitige zusätzliche Beanspruchung des Schußzylinders, bereitgestellt. Bei
der Auslösung des schon vor dem Ende der Schußbewegung einsatzbereiten Druckmittelkissens wird eine sehr
rasche Fortpflanzung des Nachdrucks in den Arbeitsdruckraum des Schußzylinders und das Wirksamwerden
desselben am sich abkühlenden Metall im Formhohlraum mit der geringstmöglichen Verzögerung möglich.
Für eine Reihe von Einsatzfällen ist es vorteilhaft, die
Höhe des Nachdrucks einstellen zu können. In Weiterbildung der Erfindung bevorzugte Möglichkeiten
hierzu sind in den Ansprüchen 2 und 3 gekennzeichnet. Vorzugsweise ist die Freigabe des Nachdrucks in bezug
auf das Ende des Formfüllvorgangs zeitlich verschiebbar und ist die Steilheit des Nachdruckanstiegs je nach
den technologischen Erfordernissen einstellbar, wobei die notwendigen Steuerungsmaßnahmen hochdruckseitig
erfolgen können.
In Ausgestaltung der Erfindung werden die Erzeugung des variablen Steuerdrucksignals zur Vorgabe
eines Staudrucks im Gegendruckraum des Multiplikators, die Einsteilung der Steilheit des Nachdruckanstiegs
und das Auslösen der Zuführung des Druckmittelkissens zum Arbeitsdruckraum des Schußzylinders zentral
programmiert getätigt, wodurch sich die Steuerung des Verfahrens besonders einlach und variabel gestalten
läßt.
Vorzugsweise wird das übrige Hydrauliksystem vor der Zuführung des Nachdrucks mittels eines vom
ansteigenden Arbeitsdruck im Schußzylinder hergeleiteten Steuerdruckes von der Hochdruckseite des
Mulitiplikatorsystems isoliert. Hierdurch wird das übrige Hydrauliksystem niedrigeren Drucks vor Überbeanspruchung
geschützt und wird eine Veslangsamung des Nachdruckaufbaus durch unerwünscht weite Nachdruckausbreitung
vermieden.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
mil einem einen Stufenkolben aufweisenden Multiplikator, dessen Niederdruckseite an einen Speicher
für ein kompreisibles Druckmittel angeschlossen ist, dessen Gegendruckraum zur Schaffung des Drucks
auf der Hochdruckseite de.' Multiplikators druckentlastbar
ist und dessen Hochdruckseite an den SchuQzylinder angeschlossen ist. Diese Vorrichtung ist erfindungsgemäß
dadurch gekennzeichnet, daß eine auf eine Leitung zwischen der Hochdruckseite des Multiplikators und
dem Schußzylinder wirkende Zuschalteinrichtung zum Zuschalten des Nachdrucks vorgesehen ist. Diese
Ausbildung in der Vorrichtung erbringt die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
geschilderten Vorteile.
ίο Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung hinsichtlich
konkreier Schaltungsmaßnahmen zur Druckentlastung des Gegendruckraums sind in den Ansprüchen 9
und 10 gekennzeichnet Die Weiterbildung gemäß Anspruch 9 erlaubt die genaue, gut reproduzierbare,
auch fernbetätigbare. Einstellung beliebiger Staudruckwerte
im Gegendruckraum des Multiplikators und damit beliebiger Nachdruckwerte. Mit Hilfe des
elektromagnetisch betätigbaren 2/2-V/egeventils kann man einen voreingestellten Staudruckwert in digitaler
Schaltungsweise im Gegendruckraum des Multiplikators wirksam werden lassen. Die F. Blähung gemäß
Anspruch 10 ist digital betreibbar.
Weiterbildungen der Erfindung in Richtung konkreter !Schaltungen der Zuschalteinrichtung sind in den
Ansprüchen 11 und 12 gekennzeichnet Diese Schaltungen
ermöglichen ein besonders rasches Zuschalten des Multiplikators zum Schußzylinder. Bei der Schaltung
gemäß Anspruch 11 begrenzt der verstellbare Anschlag
den Ventilhub und damit die Steilheit des Nachdruckanstiegs. Bei der Schaltung gemäß Anspruch 12 gewährleistet
das Druckreduzierventil je nach Maß seiner Vorsteuerung eine genau reproduzierbare Einstellung
der Höhe des Nachdrucks. Durch das stetig verstellbare, elektrohydraulische Druckreduzierventil läßt sich eine
genaue, fernbetätigte Einstellung der Nachdruckwerte erreichen.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 13 läßt sich eine mitunter erforderliche Verschiebung
des Ansprechzeitpunktes der Zuschaltcinrichtung realisieren. Das weitere 2/2-Wegeventil dient der
Verzögerung der Wirkung des am Ende der Formfüllphasc im Schußzylinder ansteigenden Drucks, der den
Kolben des Verzögerungsventils entgegen dem Druck des Zweimedium-Druckspeichers zu verschieben sucht.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 14 läßt sich der Arbeitsdruckraum des SchuRzylinders
vor der Nachdruckbeaufschlagung vom Zweimedium-Druckspeicher sicher trennen. Damit wird der
Gefahr vorgebeugt, daß sich der Druck des Hochdruckkissens für den Nachdruck in die nicht hierfür
ausgelegten Teile der Hydraulikanlage der Druckgießmaschine fortpflanzt.
Die Ruckstellung des Multiplikatorkolbens nach beende· srn Einpießzyklus geschieht vorzugsweise
durch gleichzeitige Beaufschlagung des Gegendruckraums und des Hochriruckraums, so daß die Ringfläche
des Multiplikatorkolbens und damit dessen Masse kleingehalten werden können bzw. auf eine gesonderte
Hochdruckpumpe zur Rückstellung des Multiplikatorkolbens und zum erbeuten Verdichten des kompressib-
|en Druckmittels verzichtet werden kann.
Diie Erfindung wird nachfolgend anhand von ;n der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 die Anordnung des Multiplikators zum Schußzylinder einer horizontalen Kaltkammer-Druckgießmaschine
mit dem Wirkschema einer ersten Ausführunesform einer Vorrichtung gemäß der Erfin-
dung;
F i g. 2 das Wirkschema einer dem Multiplikator und dem Schußzylinder nach Fig. t zugeordneten, zweiten
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Es sind in F i g. I Hauptteile einer Kaltkammer-Druckgießmaschine,
nämlich ein Schußzylinder 1, ein Z'veimedium-Druckspeicher 2 und ein Multiplikator 3
schematisch veranschaulicht.
Ein im Schußzylinder 1 verfahrbarer Schußkolben Il
steht mit Hilfe einer Kolbenstange 12 mit einem nicht gezeigten Gießkolben in Verbindung.
Der Arbeitsdruckraum 13 im Schußzylinder 1 und der Zweimedium-Druckspeicher 2. welcher einen fliegenden
Kolben 21 aufweist, sind über eine kurze Leitung 25 großen Querschnittes sowie ein darin vorgesehenes
Schußventil 26 miteinander verbindbar.
Der Multiplikator 3 besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 31 und einem in der Gehäusebohrung
verschiebbar angeordneten Multiplikatorkolben 32. Der obere Teil 33 der Gehäusebohrung und der untere Teil
34 mit kleinerem Durchmesser nehmen die entsprechenden Abschnitte 35 und 36 des Multiplikatorkolbens
32 auf. der als dickwandiger Hohlkörper, vorzugsweise aus einem Leichtmetall, hergestellt ist, damit seine
Massenträgheit kleingehalten werden kann.
Es werden durch die gestufte, volle Druckfläche des großquerschnittigen Kolbenabschnittes 35 (in Fig. I
oben) und die dieser gegenüberliegende, kreisförmige Wandpartie des Gehäuses 31 ein Niederdruckraum 37,
durch die Ringfläche des großquerschnittigen Kolbenabschnittes 35, die Mantelfläche des kleinquerschnittigen
Kolbenabschnittes 36 und die denen gegenüberliegende Gehäusewandung ein Gegendruckraum 38 sowie
durch die Kreisfläche des kleinquerschnittigen Kolbenabschnittes 36 und die dieser gegenüberliegende
kreisförmige Wandpartie des Gehäuses 31 ein Hochdruckraum 39 begrenzt.
Der Niederdruckraum 37 steht über eine ständig offene Leitung 40 mit einem Druckspeicher 41 großen
Rauminhaltes in Verbindung, in dem ein gasförmiges Druckmittel konstanter Einfüllmenge gespeichert ist.
Im Anschluß an eine vom Gegendruckraum 38 abgehende Leitung 45 ist ein vorsteuerbares Druckbegrenzungsventil
46 in Patronenausführung zur Einstellung des Staudruckes im Gegendruckraum 38 vorgesehen.
Vom Ausgang des Druckbegrenzungsventils 46 führt eine Leitung 47 in den Druckmittelbehälter 48 des
Hydrauliksystems der Druckgießmaschine.
An den Steueranschluß des Druckbegrenzungsventils 46 schließt sich über Leitungen 48 und 50 und ein
zwischen diese geschaltetes 2/2-Wegeventil 51 mit elektromagnetischer Betätigung ein elektrohydrauiisches
Druckregelventil 52 an. Das letztere kann zwischen der voll geöffneten und der geschlossenen
Stellung stetig eingestellt werden und ist ausgangsseitig mit Hilfe einer Leitung 53 mit dem Druckmittelbehälter
48 verbunden.
Die Steuerwicklung des 2/2-Wegeventils 51 und diejenige des elektrohydraulischen Druckregelventils 52
stehen je über eine elektrische Leitung 54 bzw. 55 mit einer zentralen Steuereinheit 56 in Verbindung, die
durch ein gespeichertes Programm für den Druckgießbetrieb geführt wird.
Über die Leitung 45 ist noch ein ungesteuertes Rückschlagventil 57 am Gegendruckraum 3» angeschlossen,
das über eine Leitung 58 und ein in dieser vorgesehenes 2/2-Wegeventii 59 mit elektromagnetischer
Betätigung mit einer Pumpe 60 in Verbindung steht. Die Steuerwicklung des 2/2-Wegeventils 59 weist
über eine elektrische Leitung 61 eine Wirkverbindung mit der zentralen Steuereinheit 56 auf.
■i Ein als steuerbares Rückschlagventil 66 ausgebildetes Zuschaltorgan ist mit dem Hochdruckraum 39 über eine kurze Leitung 65 großen Querschnitts verbunden, die in einen Ventilraum zwischen dem Ventilsitz und der Schulterfläche des Ventilkörpers mündet. Die Leitung ίο 65 verbindet weiter einen Ventilraum vor der durch den Ventilsitz begrenzten Kreisfläche des Ventilkörpers mit dem Arbeitsdruckraum 13 des Schußzylinders 1.
■i Ein als steuerbares Rückschlagventil 66 ausgebildetes Zuschaltorgan ist mit dem Hochdruckraum 39 über eine kurze Leitung 65 großen Querschnitts verbunden, die in einen Ventilraum zwischen dem Ventilsitz und der Schulterfläche des Ventilkörpers mündet. Die Leitung ίο 65 verbindet weiter einen Ventilraum vor der durch den Ventilsitz begrenzten Kreisfläche des Ventilkörpers mit dem Arbeitsdruckraum 13 des Schußzylinders 1.
Es sind an die Leitung 65 am Ausgang des Hochdruckraumes 39 ein mit der Leitung 58 verbunde-Ii
nes ungesteuertes Rückschlagventil 67 und eine Leitung 68 angeschlossen, die zum Steueranschluß des Rückschlagventils
66 verläuft. Die durch die kleinquerschnittige Steuerleitung 68 gegebene Wirkung ist mittels der
Drossel 69 angedeutet.
Das Rückschlagventil 66 weist einen zur Begrenzung des Ventilhubes in der Rückwand des Ventilgehäuses
vorgesehenen verstellbaren Anschlag 70 auf. Der letztere ist mit einem fernsteuerbaren Antrieb 71
versehen, welcher über eine Leitung 72 an die zentrale Steuereinheit 56 angeschlossen ist.
Dem Steueranschluß des Rückschlagventils 66 ist über fc'ne weitere Leitung 74 ein vom Arbeitsdruck im
Schußz'ünder 1 betätigtes 2/2-Wegeventil 73 vorgeschaltet.
In dessen einem Durchflußkanal ist ein Rückschlagventil 75 vorgesehen. Eine Leitung 76
verbindet den Ausgang des hydraulisch betätigten 2/2-Wegeventils 73 mit dem zwischen dem Rückschlagventil
66 und dem Schußzylinder 1 verlaufenden Abschnitt der Leitung 65.
Der erste Steuereingang 77 des hydraulisch betätigten 2/2-Wegeventils 73 zu dessen kleinerem Steuerkolben
steht mittels einer Leitung 78 mit dem Ausgang des Druckspeichers 2 in Verbindung, sein zweiter Steuereingang
79 zum größeren Steuerkolben über die Leitung 80 mit dem Ausgangeines Verzögerungsventils 81.
Das Verzögerungsventil 81 ist bekannterweise mit einem Differentialkolben 82 versehen, dessen Kolbenstange
83 in eine Verlängerung 84 mit verstellbarer Anschlagspinde! 85 des Ventilgehäuses einfahren kann.
(5 Die Anschlagspindel 85 steht mit einem fernsteuerbaren Antrieb 86 in Getriebeverbindung, der über eine
Leitung 87 mit der zentralen Steuereinheit 56 verbunden ist.
Die kolbenstangenseitige Druckkammer des Verzögerungsventils 81 ist über eine Leitung 88 an die vom
Druckspeicher 2 kommende Leitung 78 angesch1 ssen. Der Eingang des Verzögerungsventils 81 ist über eine
Leitung 89 an den Ausgang eines 2/2-Wegeventils 90 angeschlossen, das durch den Differentialkolben 82 über
einen Stößel 91 mechanisch steuerbar ist Der eine Durchflußkanal im 2/2-Wegeventil 90 weist eine
Drossel 92 auf. Eingangsseitig ist das 2/2-Wegeventil 90 mittels einer Leitung 93 an die Leitung 76 angeschlossen,
die ihrerseits mit der Leitung 65 in Verbindung steht
In der Leitung 65 ist zwischen dem Schußzylinder 1 und dem Schußventil 26 ein in den beiden Hubrichtungen
des zugehörigen Ventilkörpers steuerbares Rückschlagventil 94 vorgesehen. Die beiden Steuereingänge
desselben sind über Leitungen 95 und 96 einem Einbzw, einem Ausgang eines hydraulisch betätigten
4/2-Wegeventils 97 aufgeschaltet Der andere Eingang des 4/2-Wegeventils 97 sowie der zu dessen kleinerem
Steuerkolben führende Stcuercingang 98 desselben stehen gemeinsam über eine Leitung 99 mit dem
Druckspeicher 2 in stetiger Druckverbindung.
Der andere Ausfang des 4/2-Wegeventils 97 ist über eine Leitung 100 mit dem Druckmittelbehälter 48 und
der Steuereingang 101 des 4/2-Wegeventils 97 zu dessen größerem Steucrkolben über eine weitere Leitung 102
sowie H;e daran anschließende Leitung 65 mit dem
Arbeitsdrjckraum 13 des Schußzylinders 1 verbunden.
Das Schußventil 26 steht über eine Leitung 103 mit der zentralen Steuereinheit 56 in WirkverbinHung.
Die Schaltanordnung gemäß F ι g. 1 gestattet folgende Arbeitsweise:
Die Pumpe 60 lädt den Hochdruckraum 3 und durch die Druckleitung 58 den Gegendruckraum 38 des
Multiplikators 3 auf, wodurch der Mulitplikatorkolben 32 in seine in Fig. 1 gezeigte Ausgangsstellung gestellt
wird. Darauf wird das 2/2-Wegeventil 59 geschlossen.
Das elektromagnetisch betätigte 2/2-Wegeventil 51 und das hydraulisch betätigte 2/2-Wegeventil 73 .·■
befinden sich in den Schaltstellungen nach Fig. 1. Das
Druckbegrenzungsventil 46 sperrt die Leitung 45, das Rückschlagventil 66 die Leitung 65.
Bei Beginn der Schußbewegung des Schußkolbens 11
im nächstfolgenden Zyklus wird das 2/2-Wegeventil 51 ·. in die Durchlaßstellung umgesteuert. Das Druckbegrenzungsventil
46 läßt aus dem Gegendruckraum 38 über die Leitungen 45, 47 soviel Druckmittel in den Behälter
48 abfließen, bis der Druck im Gegendruckraum 38 mit einem am elektrohydraulischen Druckregelventil 52 in
vorgegebenen Wert übereinstimmt, und schließt sodann. Dabei wird der Multiplikatorkolben 32 durch den
Gasdruck im Niederdruckraum 37 gegen den Hochdruckraum 39 hin bis zum Druckausgleich in beiden
Räumen verschoben. π
Die Höhe des im Hochdruckraum 39 zum Einsatz bereitstehenden Nachdruckes, das Hochdruckkissen, ist
außer vom Druck im Speicher 41 und vom Verhälntis der hoch- und niederdruckseitigen Druckflächen des
Multiplikatorkolbens 32 (max. Druckverstärkung) noch -»o
vom Druck im Gegendruckraum (38) abhängig.
Die Druckverstärkung des Multiplikators 3 mit einem gegebenen Flächenverhältnis an dessen Kolben 32 kann
also mit Hilfe am elektrohydraulischen Druckregelventil 52 eingestellter Druckwerte zwischen Null und einem 4-,
durch das Flächenverhältnis am Multiplikatorkolben 32 bestimmten Höchstwert stetig verändert werden.
Diese Steuerung ist parallel zum Ablauf der Schußbewegung des Schußkolbens 11 ohne Beeinflussung
von dessen Geschwindigkeit und ohne eine frühzeitige Verminderung des geforderten Nachdruckes
durchführbar, wobei der Multiplikatorkolben 32 seine jeweilige neue Position wegen seiner niedriggehaltenen
Massenträgheit schnell einnimmt
Der gegen das Ende der Formfüllphase im Arbeitsdruckraum 13 des Schußzylinders 1 ansteigende Druck
beaufschlagt über die Leitungen 65,76,93 gemäß F i g. 1
durch das 2/2-Wegeventil 90 und über die Leitung 89 den Differentialkolben 82 des Verzögerungsventils 81,
an dessen Ringfläche der Druck des Druckspeichers 2 liegt
Zufolge dem Verhältnis der beiden Druckflächen des Differentialkolbens 82 zueinander ist der zu dessen
Verschieben erforderliche Druck kleiner als derjenige, welcher für die Umschaltung des 2/2-Wegeventils 73
benötigt wird. Der Differentiaikoiben 82 wandert daher
unter dem ansteigenden Druck im Arbeitsdruckraum 13 des Schußzylinders 1 in einer bestimmten Zeit in seine
durch die Position dos verstellbaren Anschlages 85 gegebene Endstellung. Daher kann eine Rückstellfeder
das 2/2-Wegeventil 90 in die andere Schaltstellung drücken, so daß der mit der Drossel 92 versehene
Durchflußkanal mit den angeschlossenen Leitungen 93, 89 fluchtet. Hierdurch wird der Druckanstieg in der der
Kreisfläche des Differentialkolbens 82 zugeordneten Druckkammer gedämpft.
Je nach Einstellung der Anschlagspindel 85 kann sich der Druck in dieser Druckkammer früher oder später
aufbauen. Nachdem der Differentialkolben 82 zum Stillstand gekommen ist, baut sich davor ein Druck auf,
der über die Leitung 80 das 2/2-Wegeventil 73 entgegen dem Druck des Druckspeichers 2 in seine andere
Schaltstellung umsteuert.
Das steuerbare Rückschlagventil 66 öffnet zufolge der Entlastung seines Steuereinganges schlagartig bis
zum eingestellten Anschlag 70. Dadurch schießt das Hochdruckkissen aus dem Hochdruckraum 39 durch die
Leitung 65 sofort in den Arbeitsdruckraum 13. Bei dieser Fortpflanzung des Nachdruckes mit einer durch die
Einstellung des Anschlages 70 im Rückschlagventil 66 bestimmten Geschwindigkeit ist eine Druckmittelmasse
zu beschleunigen, welche aufgrund des Flächenverhältnisses am Multiplikatorkolben 3 auf den unbedingt
notwendigen Betrag reduziert ist.
Parallel zum Nachlassen der durch das Hochdruckkissen auf den Multiplikatorkolben 32 ausgeübten Druckkraft
nach dem Öffnen des Rückschlagventils 66 entsteht eine zunehmende Differenzkraft zwischen den
gegensinnigen Kräften, die vom sich nur geringfügig ändernden Gasdruck im Niederdruckraum 37 einerseits
und vom konstant eingestellten Staudruck im Gegendruckraum 38 sowie vom Hochdruckkissen andererseits
am Multiplikatorkolben 32 erzeugt werden. Die zunehmende Difierenzkraft drückt den mit niedriger
Massenträgheit ausgebildeten Multiplikatorkolben 32 dem weichenden Hochdruckkissen mit einer praktisch
vernachlässigbaren Verzögerung nach, so daß der Aufbau des Nachdruckes im Arbeitsdruckraum 13
hinter dem Schußkolben 11 innerhalb der kürzestmöglichen Zeitspanne nach dem Zuschaltbefehl gewährleistet
ist.
Wegen des Leckstromes, welcher insbesondere unter dem erhöhten Druck in der Nachdruckphase stets durch
die Dichtung zwischen dem Schußkolben 11 und der Wand des Schußzylinders 1 tritt, kommt der Muitiplikatorkolben
32 nicht zum Stillstand. Vielmehr vollführt er während der Nachdruckphase eine Kriechbewegung,
um den vom Leckstrom verursachten Druckverlust auszugleichen. Dabei bleibt die erforderliche Höhe des
Nachdruckes aufgrund eines zufolge dem im Gegendruckraum 38 eingestellten Staudruck fortbestehenden
dynamischen Kräftegleichgewichtes bis zum Ende der Nachdruckphase aufrechterhalten.
Die Umsteuerung des 4/2-Wegeventils 97 erfolgt
durch den am Ende der Formfüllphase zunehmenden Druck im Arbeitsdruckraum 13 des Schußzylinders 1,
unter dessen rasch wachsendem Einfluß auf den größeren Steuerkolben am Steuereingang 101 des
4/2-Wegeventils 97, früher als die Umschaltung des 2/2-Wegeventils 73 zur Freigabe des Hochdruckkissens.
Das beidseitig steuerbare Rückschlagventil 94 schließt unter dem Druck des Druckspeichers 2, der ihm in der
Schaltstellung des 4/2-Wegeventils 97 mit den gekreuzten Durchflußkanäien in schließendem Sinne zugeleitet
wird, sofort und trennt damit ungeachtet der Schaltstellung des Schußventils 26 den Druckspeicher 2 vom
Schußzylinder 1 unmittelbar vor dessen Beaufschlagung durch den hochgespannten Nachdruck ab.
Hierdurch wird ein Eindringen des Hochdruckkissens in den Druckspeicher 2, damit ein Druckverlust bzw.
verzögerter Druckaufbau im Arbeitsdruckraum 13 des -, Schußzylinders 1 und eine schädliche Überbeanspruchung
des Druckspeichers 2 verhütet.
Die in V i g. 2 veranschaulichte zweite Ausführungsform der erfinciungsgemäßen Vorrichtung könnte
wahlweise zur Anwendung gelangen. Auf die Darstel- !0
lung der aus F i g. 1 bekannten Teile wurde verzichtet. Vom Gegendruckraum 38 des Multiplikators 3 geht eine
Leitung 145 mit einem steuerbaren Rückschlagventil 146 ab, von dessen Ausgang eine Leitung 147 zum
Druckmittelbehälter 48 des Hydrauliksystems der ,.-, Gießmaschine verläuft. Der Steueranschluß des Rückschlagventils
146 ist über zwei Leitungen 149 und 150 und ein zwischen diese geschaltetes 2/2-Wegeventil 151
mit elektromagnetischer Betätigung ebenfalls mit dem Druckmitteibehäiier4S und ü'uci eine ui tue Leiiüng 552
mit der Leitung 145 am Ventileingang verbunden. Die Drosselwirkung der kleinerquerschnittigen dritten Leitung
152 wurde mittels einer Drossel 153 angedeutet.
Die Steuerwicklung des 2/2-Wegeventils 151 steht über eine elektrische Leitung 154 mit der zentralen
Steuereinheit56(vgl. Fig. 1)in Verbindung.
In der vom Hochdruckraum 39 des Multiplikators 3 zum Arbeitsdruckraum 13 des Schußzylinders 1
verlaufenden kurzen Leitung 65 großen Querschnittes (vgl. Fig. 1) ist ein vorsteuerbares Rückschlagventil 166 )n
angeordnet. Im Gegensatz zum Ausführungsbe'spiel nach F i g. 1 ist der vom Hochdruckraum 39 ankommende
Abschnitt der Leitung 65 jetzt gegenüber der durch den Ventilsitz begrenzten Kreisfläche des Ventilkörpers
angeschlossen. Gegenüber der ringförmigen Schulterfläche des Ventilkörpers führt die Leitung 65 weiter zum
Arbeitsdruckraum 13 des Schußzylinders 1.
Der Steueranschluß des vorsteuerbaren Rückschlagventils 166 steht über eine Leitung 168 mit dem vom
Hochdruckraum 39 ankommenden Abschnitt der Leitung 65 und über eine weitere Leitung 174 mit dem
Eingang eines vom Arbeitsdruck im Schußzylinder 1 betätigtes 2/2-Wegeventil i 73 in Verbindung. Die in den
Leitungen 168 bzw. 174 engen Querschnittes auftretende Drosselwirkung wurde mit Hilfe der Drosseln 169
bzw. 148 angedeutet.
Der blockierte Durchflußkanal des hydraulisch betätigten 2/2-Wegeventils 173 liegt in der Schaltstellung
gemäß F i g. 2 zwischen der Leitung 174 und einer weiteren Leitung 175, die zum Eingang eines Druckreduzierventils
180 in Patronenausführung führt. Der Ausgang des Druckreduzierventils 180 ist mit Hilfe
einer Leitung 176 an den zum Schußzylinder 1 verlaufenden Abschnitt der Leitung 176 an den zum
Schußzylinder 1 verlaufenden Abschnitt der Leitung 65 angeschlossen.
Der erste Steuereingang 177 des hydraulisch betätigten 2/2-Wegeventils 173 zu dessen kleinerem Steuerkolben
ist über eine Leitung 178 mit dem Ausgang des Druckspeichers 2 (vgl. Fig. 1) verbunden. Der zweite
Steuereingang 179 des 2/2-Wegeventils 173 zu dessen größerem Steuerkolben steht ebenfalls mit der Leitung
176 in Verbindung. Es könnte jedoch zwischen dem zweiten Steuereingang 179 und der Leitung 176 die
Verzcgerungsschaltung gemäß F i g. 1 mit dem Verzögerungsventil 81 und dem von diesem betätigten
2/2-Wegeventil 90 angeschlosseti werden.
Dem Steueran'chluß des Druckreduzierventils 180 schließt sich über eine weitere Leitung 181 ein
elektrohydraulisches Druckregelventil 182 an, das zwischen der vollgeöffneten und geschlossenen Stellung
stetig verstellbar ist. Der Ausgang des letzteren steht über eine Leitung 183 mit dem Druckmittelbehälter 48
in Verbindung.
Die Steuerwicklung des elektrohydraulischen Druckregelventils 182 ist mit Hilfe einer elektrischen Leitung
184 an die zentrale Steuereinheit 56 (vgl. Fig. I) angeschlossen.
Die in Fig. 2 veranschaulichte Schaltanordnung ermöglicht die nachstehende Wirkungsweise:
Das elektromagnetisch betätigte 2/2-Wegeventil 151 zur Steuerung des Rückschlagventils 146 wird am Anfang der Schußbewegung mittels eines elektrischer. Signals in die Durchlaßstellung umgeschaltet. Das sich dadurch schlagartig öffnende Rückschlagventil 146 gibt ueii AoSiruiVivvcg lüf uää im GEgcfidrUckraürTi 38 des Multiplikators 3 befindliche Druckmittel über die beiden Leitungen 145, 147 zum Behälter 48 frei. Da der Staudruck im Gegendruckraum 39 des Multiplikators 3 beim Verschieben von dessen Kolben 32 durch den im Niederdruckraum 37 auf die große Kolbenfläche wirkenden Gasdruck dem Verhältnis der hoch- und niederdruckseitigen Kolbenflächen entsprechend mit der maximalen Druckverstärkung in kurzer Zeitspanne gespannt.
Das elektromagnetisch betätigte 2/2-Wegeventil 151 zur Steuerung des Rückschlagventils 146 wird am Anfang der Schußbewegung mittels eines elektrischer. Signals in die Durchlaßstellung umgeschaltet. Das sich dadurch schlagartig öffnende Rückschlagventil 146 gibt ueii AoSiruiVivvcg lüf uää im GEgcfidrUckraürTi 38 des Multiplikators 3 befindliche Druckmittel über die beiden Leitungen 145, 147 zum Behälter 48 frei. Da der Staudruck im Gegendruckraum 39 des Multiplikators 3 beim Verschieben von dessen Kolben 32 durch den im Niederdruckraum 37 auf die große Kolbenfläche wirkenden Gasdruck dem Verhältnis der hoch- und niederdruckseitigen Kolbenflächen entsprechend mit der maximalen Druckverstärkung in kurzer Zeitspanne gespannt.
Der Ventilhub des vorsteuerbaren Druckreduzierventils 180, das seinerseits zur Vorsteuerung des Rückschlagventils
166 dient, läßt sich zur Bemessung der Höhe des gewünschten Nachdruckes mit Hilfe der von
der zentralen Steuereinheit 56 aus an das elektrohydraulische Druckregelventil 182 verabfolgten Befehlssignale
hydraulisch vorbestimmen. Das dafür vorgesehene Druckregelventil 182 gewährleistet eine genau reproduzierbare
Einstellung dieses Ventilhubes. Sobald der Druck im Arbeitsdruckraum 13 des Schußzylinders 1
gegen das Ende der Formfüllphase eine eingestellte Schwelle übersteigt, wird das 2/2-Wegeventil 173 aus
der Sperrstellung gemäß F i g. 2 in die Durchhßstellung umgesteuert.
Die aus dem Steueranschluß des Rückschlagventils 166 durch die Leitung 174, das 2/2-Wegeventil 173, die
Leitung 175, das Druckreduzierventil 180 und die Leitung 176 in die mit dem Arbeitsdruckraum 13 des
Schußzylinders 1 verbundene Leitung 65 einsetzende Druckmittelströmung baut am Ausgang des Druckreduzierventils
180 sofort einen mit dem am Steueranschluß desselben vorgegebenen Wert übereinstimmenden
Druck auf.
Es gehören zu diesem Druck wegen der Verbindung der Ausgänge des Druckreduzierventils 180 und des
Rückschlagventils 166 über die Leitungen 173 und 65 einander entsprechende Ventilhübe in diesen beiden
Ventilen, so daß sich das Rückschlagventil 166 wie ein Reduzierventil für erhöhten Durchsatz verhält
Demzufolge wird die Höhe des sich im Arbeitsdruckraum 13 des Schußzylinders 1 aufbauenden Nachdrukkes
durch das entsprechend positionierte Rückschlagventil 166 gleichzeitig mit der Freigabe des im
Hochdruckraum 39 des Multiplikators 3 unter dem Höchstdruck bereitstehenden Druckmittelkissens jeweils
auf den vorgegebenen erforderlichen Betrag begrenzt
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (14)
1. Verfahren zum Aufbringen des Nachdrucks bei einer Kaltkammer-Druckgießmaschine mittels eines
Multiplikators, dessen Multiplikatorkolben niederdrucksekig ständig durch den Druck eines gespeicherten
kompressiblen Druckmittels beaufschlagt wird, wobei zur Schaffung des Drucks auf der
Hochdruckseite des Multiplikators der Druck in einem Gegendruckraum des Multiplikators verringert
wird und wobei das übrige Hydrauliksystem von der Hochdruckseite des Multiplikatorsystems isoliert
wird, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn des Einpreßvorgangs ein von der
Schußbewegung isoliertes, hochgespanntes Druckmittelkissen an der hochdruckseitigen Druckfläche
des Multiplikatorkolbens bereitgestellt, zum Nachdrücken auf der Hochdruckseite des Multiplikators
ausgelöst und weitgehend verzögerungsarm dem Arbeitsdruckraum des Schußzylinders zugeführt
wird.
2. Verfakvjn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dab gleichzeitig mit der Bereitstellung des Druckmittelkissens durch Vorgabe eines Staudrucks
im Gegendruckraum des Multiplikators die Höhe des Nachdrucks voreingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet,
daß die Höhe des Nachdrucks durch einen die Zuführung des Druckmittelkissens zum Arbeitsdruckraum
des Schußzylinders hochdruckseitig beeinflussenden, regulierbaren Steuerdruck bestimmt
wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslösen der
Zuführung des Druckmittelkissens zum Arbeitsdruckraum des Schußzylind^rs relativ zum Ende des
Formfüllvorgangs zeitlich verschoben wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der
Steilheit des Nachdruckanstiegs auf der Hochdruckseite des Multiplikators erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung des
variablen Steuerdrucksignals zur Vorgabe eine* Staudrucks im Gegendruckraum des Multiplikators,
die Einstellung der Steilheit des Nachdruckanstiegs und das Auslösen der Zuführung des Druckmittelkissens
zum Arbeitsdruckraum des Schußzylinders zentral programmiert getätigt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das übrige Hydrauliksystem
vor der Zuführung des Nachdrucks mitte' eines vom ansteigenden Arbeitsdruck im Schußzy
linder hergeleiteten Steuerdrucks von der Hochdruckseite des Multiplikatorsystems isoliert wird.
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche I bis 7, mit einem einen
Stufenkolben aufweisenden Multiplikator, dessen Niederdruckseite an einen Speicher für ein kompressibles
Druckmittel angeschlossen ist, dessen Gegendruckraum zur Schaffung des Drucks auf der
Hochdruckseite des Multiplikators druckentlastbar ist und dessen Hochdruckseite an den Schußzylinder
angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf eine Leitung (65) zwischen der Hochdruckseite
des Multiplikators (3) und dem Schußzylinder (1) wirkende Zuschalteinrichtung (66; 73; 166, 173) zum
Zuschalten des Nachdrucks vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Druckentlastung des Gegendruckraums (38) ein vorsteuerbares Druckbegrenzungsventil
(46) und ein zwischen der vollgeöffneten und der geschlossenen Stellung stetig einstellbares
elektrohydraulisches Druckregelventil (52) vorgesehen sind, das dem Druckbegrenzungsventil (46),
vorzugsweise über ein erstes 2/'2-Wegeventil (51) mit elektromagnetischer Betätigung, vorgeschaltet
ίο ist
10. Vorrichtung nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Druckentlastung des Gegendruckraums (38) ein steuerbares Rückschlagventil
(146) vorgesehen ist, dessen Steueranschluß mit dem Eingang eines elektromagnetisch betätigten
2/2-Wegeventils (151) in Verbindung steht, das
ausgangsseitig an den Druckmittelbehälter (48) angeschlossen ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis
10, dadurch gekennzeichnet, daß die ZuEchalteinrichtung
als Hauptventil ein steuerbares Rückschlagventil (66) mit einem verstellbaren Anschlag (70),
vorzugsweise mit fernsteiierbarem Antrieb (71). und
als Steuerventil ein über eine Leitung (74) mit dem Rückschlagventil (66) verbundenes ^-Wegeventil
(73) mit Betätigung durch den Arbeitsdruck im Schußzylinder (1) aufweist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuschalteinrichtung
als Hauptventil ein Rückschlagventil (166) aufweist, dem unter Zwischenschaltung eines vom
Arbeitsdruck im Schußzylinder (1) betätigten 2/2-Wegeventiis (173) als Steuerventil ein vorsteuerbares
Druckreduzierventil (180) als Vorsteuerventil zugeordnet ist, an das zur Vorsteuerung vorzugsweise
ein zwischen der vollgeöffneten und der geschlossenen Stellung stetig einstellbares, elektrohydraulisches
Druckregelventil (182) angeschlossen ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der· 2/2-Wege-Steuerventil
(73; 173) ein Verzögerungsventil (81) vorgeschaltet ist, das über ein von ihm selbst mechanisch
steuerbares und einen gedrosselten sowie einen ungedrosselten Durchflußkanal aufweisendes, weiteres
2/2-Wegeventil (90) mit dem Arbeitsdruckraum (13) des Schußzylinders (1) in Druckverbindung
steht.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis
so 13, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Leitung (25) zwischen dem Schußzylinder (1) und einem
Zweimedium-Druckspeicher (2) zu dessen Beaufschlagung für den Schußvorgang ein in beiden
Richtungen steuerbares Rückschlagventil (94) vorgesehen ist, das über ein vom Arbeitsdruck des
Schußzylinders (1) betätigtes 4/2-Wegeventil (97) vor der Aufbringung des Nachdrucks schließbar ist.
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