DE3347000A1 - Electrohydraulic arrangement for controlling a double-acting hydraulic motor - Google Patents
Electrohydraulic arrangement for controlling a double-acting hydraulic motorInfo
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Abstract
Description
Elektrohydraulische Einrichtung zur Steuerung einesElectro-hydraulic device for controlling a
doppeltwirkenden Hydromotors Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer elektrohydraulischen Einrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine solche Einrichtung aus der DE-OS 28 49 653 bekannt, bei der die Richtung und Geschwindigkeit eines doppeltwirkenden Hydromotors unter dem Einfluß wechselnder Lastrichtungen einer äußeren Last mit Hilfe von 2Wege-Ventilen gesteuert wird. Während für die Volumenstromsteuerung als Sitzventile ausgebildete, durch 473-Servoventile vorgesteuerte 2Wege-Drosselventile verwendet werden, dienen für die Richtungssteuerung insgesamt vier 2wege-Sitzventilpatronen. Von Nachteil bei dieser Einrichtung ist der hohe Ventilaufwand, da alle diese Ventile, sowie zusätzliche Rückschlagventile für eine Differentialschaltung, auf die erforderliche Nenngröße abgestimmt werden müssen. Außerdem ist für die Steuer seite der Einbauventile eine Vielzahl von hydraulischen Bauelementen notwendig.double-acting hydraulic motor prior art The invention works from an electro-hydraulic device according to the preamble of the main claim. Such a device is already known from DE-OS 28 49 653, in which the Direction and speed of a double-acting hydraulic motor under the influence alternating load directions of an external load controlled with the help of 2-way valves will. While designed as seat valves for the volume flow control, through 473 servo valves are used for pilot operated 2-way throttle valves the directional control a total of four 2-way seat valve cartridges. A disadvantage with this facility is the high valve expense, as all of these valves, as well as additional Check valves for a differential circuit, to the required nominal size need to be coordinated. In addition, one is for the control side of the cartridge valves A large number of hydraulic components are required.
Ferner ist aus der DE-OS 30 11 o88 eine hydraulische Einrichtung zur Steuerung eines doppeltwirkenden Promotors bekannt, bei der die Druckmittelzufuhr zu beiden Anschlüssen des Hydromotors von einem 3Wege-Schieberventil gesteuert wird, während die Druckmittelabfuhr von zwei einzelnen 2Wege-Einbauventilen in Sitzventilbauart gesteuert wird. Von Nachteil ist hier nicht nur die Zuordnung des 3Wege-Schieberventils zu beiden Motoranschlüssen, wodurch die Freiheitsgrade in der Steuereinrichtung begrenzt werden, sondern auch die vollhydraulische Steuerung der einzelnen Einbauventile ohne jegliche Lageregelung. Auch hier sind Rückschlagventile in Nenngröße für eine Zusatzfunktion erforderlich, wodurch der Bauaufwand erhöht wird.Furthermore, from DE-OS 30 11 o88 a hydraulic device for Control of a double-acting promoter known where the Pressure medium supply to both connections of the hydraulic motor from a 3-way slide valve is controlled, while the pressure medium discharge is controlled by two individual 2-way cartridge valves is controlled in poppet valve design. It is not only the assignment that is disadvantageous here of the 3-way slide valve to both motor connections, which increases the degree of freedom are limited in the control device, but also the fully hydraulic control of the individual built-in valves without any position control. Again, there are check valves Required in nominal size for an additional function, which increases the construction costs will.
Weiterhin ist aus der Zeitschrift "o + p" Ölhydraulik und Pneumatik 26 (1982) Nr. 9, Seite 640, Bild 5 eine elektrohydraulische Einrichtung zur Steuerung eines doppeltwirkenden Hydromotors bekannt, die in Proportionaltechnik ausgeführt ist und hydraulische Einzelwiderstände aufweist. Auch hier sind die Einzelwiderstände als 2/2-Sitz-Einbauventile ausgebildet und für die proportionale Steuerung von Volumenstrom und Druck zwei elektromechanische Wandler vorgesehen.Furthermore there is oil hydraulics and pneumatics from the magazine "o + p" 26 (1982) No. 9, page 640, Figure 5 an electro-hydraulic device for control a double-acting hydraulic motor known that executed in proportional technology and has individual hydraulic resistances. Here, too, are the individual resistances designed as 2/2 seat cartridge valves and for proportional control of volume flow and pressure two electromechanical transducers are provided.
Von Nachteil bei dieser Einrichtung ist, daß auch hier der Aufwand für nenngrößenabhängige Ventile relativ groß ist und dementsprechend auch der Steuerkreis umfangreiche Ventilmittel benötigt.The disadvantage of this device is that here, too, the effort for size-dependent valves is relatively large and, accordingly, so is the control circuit extensive valve means are required.
Ferner ist aus der DE-AS 23 57 274 eine elektrohydraulische Einrichtung zur Steuerung eines doppeltwirkenden Einspritzzylinders einer Spritzgießmaschine bekannt, bei der ein elektronisches Steuergerät in Abhängigkeit einer Vielzahl von Prozeßvariablen den Schneckenvortrieb steuert. Von Nachteil bei dieser Einrichtung ist, daß auch hier nur 2Wege-Ventile verwendet werden und eine Differentialschaltung nicht vorgesehen ist.Furthermore, from DE-AS 23 57 274 an electrohydraulic device for controlling a double-acting injection cylinder of an injection molding machine known in which an electronic control unit depending on a variety of Process variables controls the screw drive. A disadvantage with this facility is that only 2-way valves are used here and a differential circuit is not provided.
Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße elektrohydraulische Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sie eine proportionale Steuerung von Volumenströmen und Drücken bei möglichst niedrigem Aufwand an Ventilen in Proportionaltechnik ermöglicht.Advantages of the Invention The electrohydraulic device according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage over this that they have a proportional control of volume flows and pressures at as possible low cost of valves in proportional technology.
So kommt die Einrichtung im Hinblick auf die mit ihr möglichen Funktionen mit relativ wenigen elektromechanischen Wandlern und mit wenigen nenngrößenabhängigen Ventilen aus. Ferner können zusätzliche Forderungen leicht dadurch realisiert werden, daß das elektrische Steuergerät entsprechend programmiert wird. So können insbesondere durch geringen Aufwand im elektronischen Steuergerät Zusatzforderungen wie Differentialschaltung, Fail-Safe-Funktion, Kraftbegrenzung oder Vermeidung von Unterdruck erfüllt werden.So comes the facility in terms of the functions it can perform with relatively few electromechanical converters and with few nominal size-dependent converters Valves off. Furthermore, additional requirements can easily be met by that the electrical control unit is programmed accordingly. So in particular additional requirements such as differential switching due to the low expenditure in the electronic control unit, Fail-safe function, force limitation or avoidance of negative pressure can be fulfilled.
Zudem lassen sich bei dieser Steuereinrichtung mit tragbarem Fertigungsaufwand in den Hauptventilen kritische Steuerkanten-Überdeckungen erreichen, die zudem ein gutes Fail-Safe-Verhalten erlauben.In addition, this control device can be manufactured with affordable manufacturing costs Reach critical control edge overlaps in the main valves, which also include a allow good fail-safe behavior.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Einrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist eine Verwendung dieser Einrichtung für die Steuerung des Schließzylinders in einer Spritzgießmaschine.The measures listed in the subclaims are advantageous Further training and improvements of the facility specified in the main claim possible. It is particularly advantageous to use this device for the control of the lock cylinder in an injection molding machine.
Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur J eine elektrohydraulische Einrichtung zur Steuerung eines doppeltwirkenden Hydromotors in schematischer Darstellung und Figur 2 einen teilweisen Längsschnitt durch ein 3Wege-Stetigventil mit angebautem Proportional-Vorsteuerventil in vereinfachter Darstellung.Drawing An embodiment of the invention is shown in the drawing shown and explained in more detail in the following description. It show figure J an electro-hydraulic device for controlling a double-acting hydraulic motor in a schematic representation and FIG. 2 a partial Longitudinal section by means of a 3-way proportional valve with attached proportional pilot valve in a simplified Depiction.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels Die Figur 1 zeigt eine elektrohydraulische Einrichtung 10 zur Steuerung eines doppelwirkenden Hydromotors 11, an dessen Kolbenstange 12 eine äußere Last 13 mit wechselnden Lastrichtungen angreifen kann. Einem Zylinderraum des Hydromotors 11 ist ein erster Motoranschluß 14 und einem Ringraum ein zweiter Motoranschluß 15 zugeordnet.Description of the exemplary embodiment FIG. 1 shows an electrohydraulic one Device 10 for controlling a double-acting hydraulic motor 11 on its piston rod 12 can attack an external load 13 with changing load directions. A cylinder space of the hydraulic motor 11 is a first motor connection 14 and an annular space is a second Motor connection 15 assigned.
Zur Steuerung von Druckmittel Zu- und Abfluß zum Hydromotor 11 sind dem ersten Motoranschluß 14 ein erstes 3Wege-Stetigventil 16 und dem zweiten Motoranschluß 15 in entsprechender Weise ein baugleiches, zweites 3Wege-Stetigventil 17 zugeordnet. Da die 3Wege-Stetigventile 16, 17 untereinander gleich ausgebildet sind, wird im folgenden nur auf das erste Stetigventil 16 näher eingegangen, wobei. gleiche Bauelemente am zweiten 3Wege-Stetigventil 17 mit den gleichen'Bezugszeichen, jedoch mit dem Index versehen werden. Ferner wird zur Erläuterung des 3Wege-Stetigventils 16 zugleich auch auf Figur 2 Bezug genommen.To control the pressure medium inflow and outflow to the hydraulic motor 11 are the first motor connection 14 a first 3-way proportional valve 16 and the second motor connection 15 is assigned a structurally identical, second 3-way continuous valve 17 in a corresponding manner. Since the 3-way continuous valves 16, 17 are designed in the same way, in following only on the first proportional valve 16 discussed in more detail, wherein. same components on the second 3-way continuous valve 17 with the same reference symbols, but with the Index. Furthermore, the 3-way continuous valve 16 is explained at the same time reference is also made to FIG.
Das 3Wege-Stetigventil 16 ist als hydraulisch vorgesteuertes und lagegeregeltes Schieberventil in Patronenbauweise ausgebildet. Wie Figur 2 näher zeigt, hat das Stetigventil 16 ein Gehäuse 18 mit einer gehäusefest angeordneten Schieberhülse 19, in welcher ein hohl ausgebildeter Längsschieber 21 dicht und gleitend geführt ist. Ein Zulaufanschluß P ist mit 22, ein Rücklaufanschluß R mit 23 sowie ein Verbraucheranschluß A mit 24 bezeichnet. Der Längsschieber 21 wird von einer Feder 25 in Richtung einer Ausgangsstellung 26 belastet, in welcher der Verbraucheranschluß 24 zum Rücklaufanschluß 23 entlastet ist, während der Zulaufanschluß 22 blockiert wird. Vom Druck in einem Steueranschluß 27 kann der Längsschieber 21 entgegen der Kraft der Feder 25 über eine Nullstellung hinaus in eine Schaltstellung 28 gebracht werden, in welcher der Zulaufanschluß P mit dem Verbraucheranschluß A verbunden und der Rücklaufanschluß R blockiert werden.The 3-way continuous valve 16 is a hydraulically piloted and position-regulated Slide valve designed in cartridge design. As Figure 2 shows in more detail, this has Continuous valve 16 has a housing 18 with a slide sleeve fixed to the housing 19, in which a hollow longitudinal slide 21 is tightly and slidably guided is. An inlet connection P is with 22, a return connection R with 23 and a consumer connection A is denoted by 24. The longitudinal slide 21 is made by a spring 25 loaded in the direction of a starting position 26 in which the consumer connection 24 to the return port 23 is relieved, while the inlet port 22 is blocked will. From the pressure in a control connection 27, the longitudinal slide 21 can counter to the The force of the spring 25 is brought into a switching position 28 beyond a zero position in which the inlet connection P is connected to the consumer connection A. and the return port R are blocked.
Wie aus Figur 2 näher erkenntlich ist, weist der Längsschieber 21 zwischen den beiden Stellungen 26 und 28 eine in Figur 2 gezeichnete Nullstellung auf, in der die beiden Steuerkanten 29 des Längsschiebers 21 geschlossen sind und damit der Verbraucheranschluß A blockiert ist. Die Lage des Längsschiebers 21 wird von einem elektromechanischen Wegaufnehmer 31 abgegriffen, der seine Signale über eine elektrische Leitung 32 an ein elektronisches Steuergerät 33 weiterleitet, dem auch die Signale des Wegaufnehmers 31' am zweiten 3Wege-Stetigventils 17 zugeführt werden.As can be seen in more detail from FIG. 2, the longitudinal slide 21 a zero position shown in FIG. 2 between the two positions 26 and 28 in which the two control edges 29 of the longitudinal slide 21 are closed and so that the consumer connection A is blocked. The position of the longitudinal slide 21 is picked up by an electromechanical displacement transducer 31, which transmits its signals an electrical line 32 forwards to an electronic control unit 33, the The signals from the displacement transducer 31 'are also fed to the second 3-way continuous valve 17 will.
Der Verbraucheranschluß 24 des ersten 3Wege-Stetigventils 16 hat über eine hydraulische Leitung 34 mit dem ersten Motoranschluß 14 Verbindung, während eine zweite Leitung 35 die entsprechende Verbindung zum zweiten Motoranschluß 15 herstellt. Die Zulaufanschlüsse 22, 22' beider Stetigventile 16, 17 sind über zueinander parallele Zulaufleitungen 36, 37 an eine gemeinsame Pumpe 38 angeschlossen. Die Rücklaufanschlüsse 23, 23T sind über Rücklaufleitungen 39, 41 zum Tank 42 entlastet.The consumer connection 24 of the first 3-way continuous valve 16 has over a hydraulic line 34 with the first motor port 14 connection, while a second line 35 the corresponding connection to the second motor connection 15 manufactures. The inlet connections 22, 22 'of the two continuous valves 16, 17 are above one another parallel feed lines 36, 37 connected to a common pump 38. the Return connections 23, 23T are relieved via return lines 39, 41 to the tank 42.
Der Steueranschluß 27 am ersten 3Wege-Stetigventil 16 wird von einem ersten Proportional-Vorsteuerventil 43 angesteuert.The control connection 27 on the first 3-way continuous valve 16 is of a first proportional pilot valve 43 is activated.
Dieses Vorsteuerventil 43 ist als 4Wege-4Stellungsventil ausgebildet und unmittelbar am Gehäuse 18 angeflanscht, wie dies Figur 2 näher zeigt. Sein Steuerschieber 44 wird von einer Feder 45 in einer Sicherheitsstellung 46 gehalten, in der ein erster Motoranschluß 47 mit einem zweiten Motoranschluß 48 und zugleich über eine Drosselstelle 49 mit einem Zulaufanschluß51 verbunden ist; gleichzeitig ist der Ablaufanschluß 52 blockiert. Der Steuerschieber 44 ist durch einen Proportionalmagneten 53 gegen die Kraft der Feder 45 nacheinander in eine erste (54), zweite (55) sowie dritte Arbeitsstellung 56 auslenkbar. Während in der ersten Arbeitsstellung 54 der Zulaufanschluß 51 nur mit dem ersten Motoranschluß 47 Verbindung hat, und die beiden anderen Anschlüsse 52 und 48 blockiert sind, werden in der zweiten Arbeitsstellung 55 sämtliche Anschlüsse 47, 48, 51, 52 abgesperrt. In der dritten Arbeitsstellung 56 wird nur der erste Motoranschluß 47 zum Ablaufanschluß 52 entlastet, während die Anschlüsse 51 und 48 blockiert sind. Während der Zulaufanschluß 51 und der Ablaufanschluß 52 über Steuerleitungen an die Zulaufleitung 36 bzw. die Rücklaufleitung 39 angeschlossen sind, hat der erste Motoranschluß 4t über eine Steuerleitung 57 mit dem Steueranschluß 27 des ersten Stetigventils 16 Verbindung. Vom zweiten Motoranschluß 48 führt eine Ablaufleitung 58 zum Tank 42, in die ein Proportional-Drucksteuerventil 59 geschaltet ist, dessen Proportionalmagnet 61 vom elektronischen Steuergerät 33 angesteuert wird. Der Proportionalmagnet 53 des Vorsteuerventils 43 ist lagegeregelt, weshalb die Lage seines Ankers von einem elektromechanischen Wegaufnehmer 62 erfaßt wird. Der Proportionalmagnet 53 des ersten Vorsteuerventil 43 wird ebenfalls vom elektronischen Steuergerät 33 angesteuert.This pilot valve 43 is designed as a 4-way 4-position valve and flanged directly to the housing 18, as FIG. 2 shows in more detail. His control slide 44 is held by a spring 45 in a safety position 46 in which a first motor connection 47 with a second motor connection 48 and at the same time via a Throttle point 49 is connected to an inlet connection 51; at the same time is the Drain connection 52 blocked. The spool 44 is by a proportional solenoid 53 against the force of the spring 45 successively in a first (54), second (55) and third working position 56 deflectable. While in the first working position 54 of the Inlet connection 51 has connection only with the first motor connection 47, and the two other connections 52 and 48 are blocked, are in the second working position 55 all connections 47, 48, 51, 52 blocked. In the third working position 56, only the first motor connection 47 is relieved to the drain connection 52, while connections 51 and 48 are blocked. During the inlet connection 51 and the outlet connection 52 is connected to the supply line 36 and the return line 39 via control lines are, has the first motor connection 4t via a control line 57 to the control connection 27 of the first proportional valve 16 connection. From the second motor connection 48 one leads Drain line 58 to tank 42, into which a proportional pressure control valve 59 is connected is, whose proportional magnet 61 is controlled by the electronic control unit 33 will. The proportional magnet 53 of the pilot valve 43 is position-regulated, which is why the position of its armature is detected by an electromechanical displacement transducer 62. The proportional solenoid 53 of the first pilot valve 43 is also from the electronic Control unit 33 activated.
Das zur Steuerung des zweiten 3Wege-Stetigventils 17 vorgesehene zweite Proportional-Vorsteuerventil 63 ist im wesentlichen baugleich mit dem ersten Vorsteuerventil 43 und unterscheidet sich von ihm lediglich durch einen anderen Steuerschieber 60 mit einem teilweise geänderten Schaltsinnbild. Im übrigen sind gleiche Bauelemente des zweiten Vorsteuerventils 63 mit gleichen Bezugszeichen wie beim ersten Vorsteuerventil versehen, jedoch mit dem Index '. In der Sicherheitsstellung 46' sind beide Motoranschlüsse 47', 48' miteinander und mit dem Ablaufanschluß 52' verbunden, während der Zulaufanschluß 51' blockiert ist. In der ersten (54') und in der dritten Arbeitsstellung 56' sind die Schaltverbindungen im Vergleich zum ersten Vorsteuerventil 43 lediglich vertauscht, so daß in der ersten Arbeitsstellung 54' der erste Motoranschluß 47' zum Ablaufanschluß 52' Verbindung hat, während in der dritten Arbeitsstellung 56' der erste Motoranschluß 47' mit dem Zulaufanschluß 51' verbunden wird. Im übrigen wird der Proportionalmagnet 53' wiederum lagegeregelt und vom elektronischen Steuergerät 33 angesteuert.The second, which is provided for controlling the second 3-way continuous valve 17 Proportional pilot valve 63 is essentially identical in construction to the first pilot valve 43 and differs from it only in that it has a different control slide 60 with a partially changed circuit symbol. Otherwise the components are the same of the second pilot valve 63 with the same reference numerals as in the first pilot valve provided, but with the index '. Both motor connections are in the safety position 46 ' 47 ', 48' are connected to one another and to the outlet connection 52 ', while the inlet connection 51 'is blocked. In the first (54 ') and in the third working position 56' are the switching connections in comparison to the first pilot valve 43 are merely exchanged, so that in the first working position 54 'the first motor connection 47' to the drain connection 52 'has connection, while in the third working position 56' the first motor connection 47 'is connected to the inlet connection 51'. Otherwise the proportional solenoid is used 53 ′, in turn, position-regulated and activated by the electronic control unit 33.
Die Stellung der Kolbenstange 12 des Hydromotors 11 wird von einem elektromechanischen Wegaufnehmver 64 überwacht, dessen elektrische Ausgangssignale -demlektronischen Steuergerät 33 zugeführt werden. Außerdem steht das elektronische Steuergerät 33 mit einem als Sollwertgeber dienenden Funktionsgenerator 65 in Verbindung.The position of the piston rod 12 of the hydraulic motor 11 is controlled by a electromechanical Wegaufnahmver 64 monitors whose electrical output signals -demlektronic control unit 33 are supplied. In addition, the electronic one is available Control unit 33 in connection with a function generator 65 serving as a setpoint generator.
Ferner sind den Motoranschlüssen 14, 15 jeweils ein Drucksensor 66 bzw. 67 zugeordnet, deren Signale dem elektronischen Steuergerät 33 zugeführt werden.Furthermore, the motor connections 14, 15 are each a pressure sensor 66 and 67, the signals of which are fed to the electronic control unit 33.
Die Wirkungsweise der Einrichtung J0 wird wie folgt erläutert: Bei vorliegender Steuereinrichtung 10 kann jeder Motoranschluß 14, 15 des Hydrozylinders 11 von den 3Wege-Stetigventilen 16, 17 getrennt und gezielt angesteuert werden. Dabei arbeitet das elektronische Steuergerät 33 als programmierbarer Regler, der entsprechend der ihm eingegebenen Meßwerte bezüglich Drücken und Volumenströmen nach einem auf die jeweilige Antriebsaufgabe abgestellten Regelalgorithmus arbeitet und zu diesem Zweck leistungsfähige, schnelle Mikrorechner aufweist. Dementsprechend wird das Steuergerät 33 über zwei voneinander unabhängige elektrische Steuerleitungen 68, 69 die beiden Proportional-Vorsteuerventile 43 und 63 ansteuern. Dementsprechend werden getrennt voneinander die beiden 3Wege-Stetigventile 16 bzw. 17 betätigt.The function of the device J0 is explained as follows: at In the present control device 10, each motor connection 14, 15 of the hydraulic cylinder 11 can be controlled separately from the 3-way continuous valves 16, 17 and in a targeted manner. The electronic control unit 33 works as a programmable controller, the according to the measured values entered for it with regard to pressures and volume flows works according to a control algorithm tailored to the respective drive task and for this purpose has powerful, fast microcomputers. Accordingly the control unit 33 is via two independent electrical control lines 68, 69 control the two proportional pilot valves 43 and 63. Accordingly the two 3-way proportional valves 16 and 17 are actuated separately from each other.
In den Stetigventilen 16, 27 müssen dabei pro Ventil lediglich zwei Steuerkanten am Steuerschieber 21 und der Schieberhülse 19 einander zugeordnet werden. Die Synchronisation zwischen je zwei Steuerkantenpaaren in den beiden Stetigventilen 16 bzw. 17 wird über die Lageregelung elektronisch und damit leicht einstellbar bewerkstelligt. Dabei ist von Vorteil, daß bei den 3Wege-Stetigventilen 16, 17 die die Steuerkanten 29 bildenden Bohrungen im Verhältnis zum Durchmesser des Längsschiebers 21 kürzer sind und damit genauer und billiger herstellbar sind.In the continuous valves 16, 27 only two per valve Control edges on the control slide 21 and the slide sleeve 19 are assigned to one another. The synchronization between two pairs of control edges in each of the two continuous valves 16 or 17 can be adjusted electronically and therefore easily via the position control accomplished. The advantage here is that in the 3-way proportional valves 16, 17 the the control edges 29 forming holes in relation to the diameter of the longitudinal slide 21 are shorter and can therefore be produced more precisely and more cheaply.
Die Möglichkeit, beide Motoranschlüsse 24, 25 des Hydromotors 11 getrennt durch elektrische Signale unabhängig anzusteuern ist aus regelungstechnischer Sicht insofern vorteilhaft, als hierdurch das elektronische Steuergerät 33 nach besonders leistungsfähigen Regelalgorithmen arbeiten kann. Dies gilt insbesondere dann, wenn mit Drucksensoren 66 der Druck auf beiden Seiten des Hydrozylinders 11 ermittelt wird und deren elektrische Signale vom Steuergerät 33 in unterlagerten Druckregelkreisen mit verarbeitet wird.The possibility of both motor connections 24, 25 of the hydraulic motor 11 separately controlled independently by electrical signals is from a control point of view advantageous in that this results in the electronic control unit 33 according to particularly powerful control algorithms can work. This is especially true if with pressure sensors 66 the pressure on both sides of the hydraulic cylinder 11 is determined and their electrical signals from the control unit 33 in subordinate Pressure control loops are processed with.
Mit der Einrichtung 10 lassen sich Zusatzfunktionen besonders günstig realisieren. So wird mit der Einrichtung 10 ein Fail-Safe-Verhalten erreicht, wenn bei Ausfall des elektronischen Steuergeräts 33 die Proportionalmagnete 53, 53' beider Vorsteuerventile 43, 63 nicht mehr bestromt werden. Deren Steuerschieber 44, 44' nehmen dann ihre jeweiligen Sicherheitsstellungen 46, 46' ein, so daß auch die Längsschieber 21, 21' in den Stetigventilen 16, 17 jeweils ihre Ausgangsstellung 26, 26' einnehmen können. Die beiden Motoranschlüsse 14, 15 des Hydromotors 11 werden damit zum Tank 42 entlastet. Hier schließen sich also kritische Überdeckung von 4 Steuerkanten in den beiden 3Wege-Stetigventilen 16, 17 und passives Ausfallverhalten ohne Mehraufwand nicht aus.With the device 10, additional functions can be particularly inexpensive realize. A fail-safe behavior is achieved with the device 10, if in the event of failure of the electronic control unit 33, the proportional magnets 53, 53 'of both Pilot valves 43, 63 are no longer energized. Their spool 44, 44 ' then take their respective safety positions 46, 46 ', so that the longitudinal slide 21, 21 'in the continuous valves 16, 17 each assume their starting position 26, 26' can. The two motor connections 14, 15 of the hydraulic motor 11 thus become a tank 42 relieved. This is where there is a critical overlap of 4 control edges in the two 3-way proportional valves 16, 17 and passive failure behavior without additional effort not from.
Eine weitere häufig geforderte Zusatzfunktion ist die Differentialschaltung des Hydrozylinders 11, die mit der Einrichtung 10 elektrisch vorwählbar ist. Beim Normalbetrieb der Einrichtung 10 befinden sich die beiden 3Wege-Stetigventile 16, 17 bei Stillstand des Hydromotors 11 in ihren jeweiligen Nullstellungen, und werden von hier aus durch die elektrischen Führungssignale des elektronischen Steuergeräts 33 im Gegentakt ausgelenkt.Another frequently requested additional function is the differential circuit of the hydraulic cylinder 11, which can be electrically preselected with the device 10. At the Normal operation of the device 10 are the two 3-way proportional valves 16, 17 in their respective zero positions when the hydraulic motor 11 is at a standstill, and are from here through the electrical command signals of the electronic control unit 33 deflected in push-pull.
Für den Differentialbetrieb des Hydrozylinders 11 ist lediglich erforderlich, das zweite Stetigventil 17 durch ein konstantes Führungssignal in seine Schaltstellung 28' zu bringen, in welcher der Arbeitsanschluß 24' mit dem Zulaufanschluß 22' verbunden ist und über das variable Führungssignal über das erste Stetigventil 26 den Druckmittelstrom zum ersten Motoranschluß 14 hinsichtlich Druck und Volumen zu modulieren. Für den Differentialbetrieb des Hydrozylinders 11 werden somit außer den Stetigventilen 16, 17 keine zusätzlichen Ventile in Nenngröße erforderlich.For the differential operation of the hydraulic cylinder 11 is only necessary the second continuous valve 17 into its switching position by a constant command signal 28 ', in which the working connection 24' is connected to the inlet connection 22 ' is and via the variable command signal via the first proportional valve 26 the pressure medium flow to the first motor connection 14 with regard to Modulate pressure and volume. For the differential operation of the hydraulic cylinder 11, in addition to the proportional valves 16, 17 no additional valves in nominal size required.
Eine weitere Zusatzfunktion ist die Kraftbegrenzung, wie sie vor allem dann erforderlich wird, wenn der Hydrozylinder 11 als Formschließzylinder bei Spritzgießmaschinen verwendet wird. In diesen Fällen muß eine Druckabsicherung möglich sein, um Beschädigungen der Spritzgießform zu vermeiden. Zur Einleitung einer solchen Formschließsicherung wird das erste Proportional-Vorsteuerventil 43 in seine Sicherheitsstellung 46 gebracht, und damit der Steueranschluß 27 des ersten Stetigventils 16 mit dem Proportional-Drucksteuerventil 59 verbunden. Dieses Drucksteuernventil 59 hat keine Auswirkung auf das Fail-Safe-Verhalten des ersten 3Wege-Stetigventils 16, solange es nicht bestromt ist, da sein Druck die Kraft der Feder 25 nicht überwiegt. Ferner wird das zweite 3Wege-Stetigventil 17 elektrisch in seine Ausgangsstellung 26 gebracht, in welcher der yerbraucheranschluß 24 zum Tank 42 entlastet ist. Über das Proportional-Drucksteuerventil 59 erfolgt nun weiterhin eine Lageregelung des ersten Stetigventils 16. Da dieses Stetigventil 16 gleichzeitig wie ein Druckminderventil arbeiten kann, kann auch durch eine elektronische Begrenzung des dem Drucksteuerventil 59 zugeführten Soilwertes der Lageregelung des Stetigventils 26 eine Druck begrenzung auf das gewünschte Druckniveau während der Formschließfunktion des Hydrozylinders 12 erzwungen werden. Eine genaue Beschreibung einer derartigen Druckabsicherung ist an sich aus der DE-OS 31 40 397 bekannt.Another additional function is the power limit, as it is above all is required when the hydraulic cylinder 11 is used as a mold locking cylinder in injection molding machines is used. In these cases, pressure protection must be possible to avoid damage avoid the injection mold. To initiate such a form locking security the first proportional pilot valve 43 is brought into its safety position 46, and thus the control connection 27 of the first proportional valve 16 with the proportional pressure control valve 59 connected. This pressure control valve 59 has no effect on the fail-safe behavior of the first 3-way continuous valve 16, as long as it is not energized, because its pressure the force of the spring 25 does not predominate. The second 3-way proportional valve is also used 17 electrically brought into its starting position 26, in which the consumer connection 24 to the tank 42 is relieved. The proportional pressure control valve 59 takes place now a position control of the first continuous valve 16 continues. Since this continuous valve 16 can work at the same time as a pressure reducing valve, can also work through an electronic Limitation of the soil value of the position control supplied to the pressure control valve 59 the continuous valve 26 a pressure limit to the desired pressure level during the mold clamping function of the hydraulic cylinder 12 can be forced. A detailed description Such a pressure protection is known per se from DE-OS 31 40 397.
Eine weitere Zusatzfunktion bei der Einrichtung 20 ist die Absicherung gegen Unterdruck, wenn z.B. infolge ziehender Last 13 bei ausfahrender Kolbenstange 12 die Gefahr eines Hohlsogs am ersten Motoranschluß 14 entsteht. Bei der Einrichtung 10 ist es nun möglich, die dem ersten Motoranschluß 14 zugeordnete größere wirksame Fläche im Hydrozylinder 11 mit einem definierten, niedrigen Druck mit Hilfe der möglichen Druckminderfunktion durch das erste Stetigventil 16 in Verbindung mit dem Proportional-Drucksteuerventil 59 zu beaufschlagen.Another additional function in device 20 is protection against negative pressure, if e.g. as a result pulling load 13 when extending Piston rod 12 there is a risk of cavitation at the first motor connection 14. at it is now possible for the device 10 to use the one assigned to the first motor connection 14 larger effective area in the hydraulic cylinder 11 with a defined, low pressure with the help of the possible pressure reducing function through the first proportional valve 16 in connection to pressurize with the proportional pressure control valve 59.
Gleichzeitig steuert das Steuergerät 33 über das zweite Stetigventil 17 den vom zweiten Motoranschluß 15 abfließenden Druckmittelstrom so, daß durch entsprechende Drosselung dieses Druckmittelstroms auch bei schnellem Abbremsen der ziehenden Last 13 kein Hohlsog im ersten Motoranschluß 14 entsteht.At the same time, the control unit 33 controls via the second continuous valve 17 the flowing pressure medium flow from the second motor connection 15 so that through corresponding throttling of this pressure medium flow even with rapid braking of the pulling load 13 no cavitation occurs in the first motor connection 14.
Bei vorliegender Einrichtung 10 kann auch in zweckmäßiger Weise die Nenngröße der Stetigventil 16, 17 an die unterschiedlich großen Kolbenflächen im Hydrozylinder 11 angepaßt werden. Bei einer Verwendung der Einrichtung 10 in einer Spritzgießmaschine ist ferner auch von Vorteil, daß auf der Spritzseite wie auf der Schließseite die gleichen Antriebselemente, nämlich die Stetigventile 16, 17 einsetzbar sind.In the present device 10 can also in an expedient manner Nominal size of the proportional valve 16, 17 to the different sized piston areas in the Hydraulic cylinder 11 are adapted. When using the device 10 in a Injection molding machine is also advantageous that on the injection side as on the same drive elements on the closing side, namely the proportional valves 16, 17 can be used.
Selbstverständlich sind Änderungen an der gezeigten Einrichtung 10 möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweisen. Insbesondere können zusätzliche Druckregelkreise zur Leistungssteuerung der Einrichtung 10 herangezogen werden.Changes to the device 10 shown are of course possible possible without rejecting the idea of the invention. In particular, additional Pressure control loops for power control of the device 10 are used.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |