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Hydraulische Steuereinrichtung für die Einspritzein-
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heit einer Kunststoff-Spritzgießmaschine Stand der Technik Die Erfindung
geht aus von einer hydraulischen Steuereinrichtung für die Einspritzeinheit einer
Kunststoff-Spritzgießmaschine nach der Gattung des Hauptanspruchs.
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Es ist schon eine solche Steuereinrichtung aus der DE-AS 25 23 303
bekannt, bei der für die Steuerung der Hydraulikdrücke in einem Spritzzylinder während
der Spritzdruck-, Nachdruck- und Staudruckphase in einem Steuerkreis ein einziges,
programmsteuerbares Drucksteuerventil vorgesehen ist. Von Nachteil bei dieser Steuereinrichtung
ist, daß für die Steuerung des Spritzylinders mehrere als Einbauventile ausgebildete
Hauptstufen erforderlich sind. So sind in einer von einer Pumpenleitung zum Spritzylinder
führenden Zuflußleitung eine Druckminderpatrone sowie eine Wegepatrone und in einer
vom Spritzzylinder zum Tank führenden Abflußleitung eine Druckbegrenzungspatrone
geschaltet. Für die Steuerung der Größe des zum Spritzylinder fließenden Druckmittelstromes
ist ferner in die Zuflußleitung eine zusätzliche Drosselventilpatrone geschaltet.
Die ahlreichen
Haupt stufen bei dieser Steuereinrichtung führen
zu einem erheblichen baulichen Aufwand und begünstigen auch nicht eine kompakte
Bauweise des hydraulischen Leistungsteils. Darüber hinaus eignet sich diese Steuereinrichtung
auch nicht zur Umstellung von einer Steuerung auf eine Regelung.
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Ferner ist aus der DE-OS 24 45 158 eine hydraulische Steuereinrichtung
für die Einspritzeinheit einer Kunststoff-Spritzgießmaschine bekannt, die unter
anderem mit Regelkreisen für die Parameter Einspritzgeschwindigkeit und Einspritzdruck
arbeitet. Von Nachteil bei dieser Steuereinrichtung ist, daß sie nur für eine Regelung
des Spritzprozesses ausgebildet ist und sich nicht für eine reine Steuerung eignet.
Vor allem aber verwendet diese Steuereinrichtung ein teueres, elektrohydraulisches,
mehrstufiges Servoventil, so daß auch hier der Aufwand relativ hoch ist.
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Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße hydraulische Steuereinrichtung
für die Einspritzeinheit einer Kunststoff-Spritzgießmaschine mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß mit ihr eine Verminderung
der Haupt stufen im hydraulischen Leistungsteil möglich ist. Mit einer einzigen
3/2-Einbaupatrone kann eine Wegefunktion, eine Druckregelfunktion mit schnellem
Druckabbau sowie eine Staudruckfunktion ausgeübt werden, wozu bisher mehrere Elnbauventile
erforderlich waren. Infolge verringerter Haupt stufen baut die Steuereinrichtung
auch kleiner und damit billiger. Zudem kann das 3/2-Einbauveneil auch näher am Verbraucher
angeordnet werden, wodurch Störeinflüsse infolge langer Leitungen vermindert werden.
Vor allem aber eignet sich die erfindungsgemäße Steuereinrichtung für verschiedene
Ausstattungsstufen,
indem unterschiedliche Vorsteuerungen anbaubar
sind, so daß eine Standardsteuerung ohne Eingriff in den hydraulischen Leistungsteil
sich zur Anwendung für einen gesteuerten oder einen geregelten Einspritzprozeß eignet.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Steuereinrichtung
möglich. Bei einer Ausbildung gemäß Anspruch 2 kann in besonders vorteilhafter und
einfacher Weise eine Standardsteuerung lediglich durch Verwendung anderer Vorsteuerventile
im Steuerkreis zur Regelung eines Spritzprozesses verwendet werden. Weitere besonders
vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen, der Beschreibung
sowie der Zeichnung, die unter anderem auch eine energiesparende Bauweise der Steuereinrichtung
begünstigen.
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Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreåbung näher erläutert. Es zeigen Figur
1 eine erste Steuereinrichtung in Standardausführung für gesteuerten Spritzprozeß,
Figur 2 eine zweite Steuereinrichtung für geregelten Spritzprozeß, Figur 3 einen
teilweisen Längsschnitt durch eine Funktionsgruppe der zweiten Steuereinrichtung
in einer ersten Bauweise und Figur 4 in einer zweiten Bauweise. Figuren 5 und 6
zeigen einen Teil einer dritten bzw. vierten Steuereinrichtung in einer energiesparenden
Bauweise für geregelten Spritzprozeß.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele Die Figur 1 zeigt eine hydraulische
Steuereinrichtung 10 zur Steuerung der Einspritzeinheit 11 einer nicht näher gezeichneten
Kunststoff-Spritzgießmaschine. Die Einspritzeinheit 11 weist in an sich bekannter
Weise einen Spritzzylinder 12 für die Längsbewegungen einer Plastifizierschnecke
13 sowie einen Hydromotor 14 für deren Drehbewegungen auf.
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Der Spritzylinder 12 steht über eine Zuflußleitung 15 mit dem Ausgang
einer regelbaren Verstellpumpe 16 in Verbindung, die Druckmittel aus einem Tank
17 saugt.
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Der Verstellpumpe 16 ist in an sich bekannter Weise ein Regler 18
zugeordnet, der auf eine vorgegebene Druckdifferenz 4 p1 eingestellt ist. Zur Steuerung
der über die Zuflußleitung 15 fließenden Druckmittelmenge zum Spritzylinder 12 ist
stromabwärts von der Verstellpumpe 16 ein proportional arbeitendes Drosselventil
19 in die Zuflußleitung geschaltet. Dieses Drosselventil 19 unterteilt die Zuflußleitung
15 in einen ersten, zur Verstellpumpe 16 hin liegenden Abschnitt 21 sowie in einen
zweiten, stromabwärts vom Drosselventil liegenden Abschnitt 22.
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Der zweite Abschnitt 15 führt zu einem Zulauf-Anschluß 23 eines 3/2-Einbauventils
2k, das ebenfalls in die Zuflußleitung 15 zwischen Verstellpumpe 16 und Spritzzylinder
12 geschaltet ist. Dieses Einbauventil 24 ist im wesentlichen als Druckwaagepatrone
mit gleich großen, stirnseitigen Druckflächen an seinem Steuerglied 25 ausgebildet
und hat einen dem gesteuerten Druck zugeordneten, ersten Arbeitsanschluß 26, von
dem ein dritter Abschnitt 27 der Zuflußleitung 15 zum Spritzzylinder 12 führt. Ein
zweiter Arbeitsananschluß
28 des Einbauventils 24 ist über eine
Ablaufleitung 29 zum Tank 17 entlastet, wobei in die Ablaufleitung 29 ein zum Tank
17 hin öffnendes Rückschlagventil 31 geschaltet ist. Ferner weist das Einbauventil
24 einen dem ersten Arbeitsanschluß 26 gegenüberliegenden Steuereingang 32 auf.
Das Steuerglied 25 wird auf seiner dem ersten Arbeitsanschluß 26 zugewandten Druckfläche
zusätzlich von der Kraft einer Feder 33 belastet, welche das Steuerglied 25 in eine
Ausgangsstellung zu drücken sucht, in welcher der Zulaufanschluß 23 blockiert und
der erste Arbeitsanschluß 26 mit dem zweiten Arbeitsanschluß 28 verbunden ist.
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Ferner sind die beiden Steuerkanten am Steuerglied 25 mit Nullüberdeckung
ausgestattet, wodurch das Einbauventil 24 seiner Regelfunktion besonders gerecht
werden kann.
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An den Zulauf-Anschluß 23 des 3/2-Einbauventils 24 ist eine zweite
Zuflußleitung 34 herangeführt, über die bei einer Funktion "Schnellspritzen" Druckmittel
aus einer zweiten Druckmittel-Versorgungseinheit 35, die mit einem Hydrospeicher
36 versehen ist, herangeführt werden kann. Um einen störenden Einfluß von der Versorgungseinheit
auf die Verstellpumpe 16 zu vermeiden, ist in den zweiten Abschnitt 22 parallel
zur zweiten Zuflußleitung 34 ein zum Einbauventil 24 hin öffnendes, zweites Rückschlagventil
37 geschaltet.
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Von der ersten Zuflußleitung 15 geht im Bereich des zweiten Abschnitts
22 eine erste Zweigleitung 38 ab, die über eine vorgesteuerte 2-Wege-patrone 39
zum Hydromotor 14 und weiter zum Tank 17 führt. Die Patrone 39 wird von einem Schaltventil
41 in Verbindung mit einem Wechselventil 42 so vorgesteuert, daß sie neben ihrer
Wegefunktion auch eine Rückschlagventilfunktion für den Hydromotor 14 wahrnehmen
kann, so daß ein
Drehen der Plastifizierschnecke 13 in entgegengesetzter
Richtung vermieden wird.
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Ferner führt vom zweiten Abschnitt 22 der ersten Zuflußleitung 15
eine zweite Zweigleitung 43 über ein zweites Schaltventil 44 und ein drittes Rückschlagventil
45 in einen Ringraum 46 des Spritzzylinders 12.
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Das zweite Schaltventil 44 dient hierbei als Vorsteuerventil für eine
2-Wege-Schaltpatrone 47, die in eine vom Ringraum 46 zum Tank 17 führende Rücklaufleitung
48 geschaltet ist. Das zweite Schaltventil 44 ist dabei mit seinen vier Anschlüssen
und zwei Stellungen so ausgebildet und verschaltet, daß es einerseits eine Entlastung
des Ringraums 46 und andererseits bei einer Funktion Dekompression einen kleinen
Druckmittelstrom über die zweite Zweigleitung 43 in den Ringraum 46 steuern kann.
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Von der ersten Zuflußleitung 15 führen parallel zu den anderen Zweigleitungen
38, 43 eine dritte Zweigleitung 49 zu einer Auswerfereinheit 51 sowie eine vierte
Zweigleitung 52 zu einer Schließeinheit 53.
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Dem 3/2-Einbauventil 24 ist ein hydraulischer Steuerkreis 54 zugeordnet,
in den ein ~4/2-Vorsteuerventil 55 geschaltet ist. Der Steuerkeis 54 hat einen ersten
Steueranschluß 56, der über einen ersten Steuerkanal 57 mit dem Zulaufanschluß 23
des Einbauventils 24 Verbindung hat. Ein zweiter Steueranschluß 58 im Steuerkreis
54 ist über einen zweiten Steuerkanal 59 mit dem Tank 17 verbunden. Ferner hat der
Steuerkreis 54 einen dritten (61) sowie einen vierten Steueranschluß 62, die über
einen dritten Steuerkanal 63 miteinander und zusätzlich mit dem Steuereingang 32
des Einbauventils 24 in Verbindung stehen. Das
Vorsteuerventil
55 ist im Steuerkreis 54 nun so verschaltet, daß dessen P-Anschluß mit dem ersten
Steueranschluß 56, der R-Anschluß mit dem zweiten Steueranschluß 58, der B-Anschluß
mit dem dritten Steueranschluß 61 Verbindung haben, während der A-Anschluß blockiert
wird. Zur Begrenzung des Steuerölstroms ist dem Vorsteuerventil 55 ein Strombegrenzungsventil
64 vorgeschaltet. In der gezeichneten, federzentrierten Grundstellung des Vorsteuerventils
55 ist somit der Zulauf von Steuerdruckmittel blockiert, während der Steuereingang
32 des Einbauventils 24 sowie der vi erte Steueranschluß 62 über den dritten Steuerkanal
63 mit dem zweiten Steueranschluß 58 verbunden und damit entlastet sind.
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Die Verstellpumpe 16 ist im Hauptkreis abgesichert durch ein Druckbegrenzungsventil
65. Der Vorsteuerkreis der Verstellpumpe 16 ist ferner abgesichert durch ein Druck-Vorsteuerventil
66, wobei der Druckabgriff sekundärseitig hinter dem Proportional-Drosselventil
19 und über eine Drossel 67 erfolgt. Variable Drücke für die Auswerfereinheit 51
oder die Schließeinheit 53 werden von einem proportional arbeitenden, vorsteuernden
Druckregelventil 68 gesteuert, das über eine erste Steuerleitung 69 mit dem Vorsteuerkreis
der Verstellpumpe 16 in Verbindung steht. In der ersten Steuerleitung 69 liegt ein
Umschaltventil 71, das zusätzlich in eine zweite Steuerleitung 72 geschaltet ist,
die vom vierten Anschluß 62 des Steuerkreises 54 zum Tank 17 geführt ist.
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Während in der federzentrierten Grundstellung des Umschaltventils
71 das Druckregelventil 68 den Druck im Vorsteuerkreis der Verstellpumpe 16 beeinflußt,
kann bei erregtem Umschaltventil 71 das Regelventil 68 den Druck im Steuerkreis
54 und damit über Steuereingang 32 das Einbauventil 24 beeinflussen.
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Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung 10 wird hinsichtlich des Ablaufs
eines Spritzprozesses wie folgt erläutert: Der Vorgang Einspritzen wird bei der
Steuereinrichtung 10 eingeleitet, wenn im Steuerkreis 54 das Vorsteuerventil 55
sowie das Umschaltventil 71 jeweils aus ihren gezeichneten, federzentrierten Grundstellungen
in ihre jeweiligen Arbeitsstellungen gebracht werden. Dann kann aus der ersten Zuflußleitung
15 ein Steuerölstrom abzweigen und über den ersten Steueranschluß 56 zum Vorsteuerventil
55 strömen, wobei die Größe des Steueröistromes vom Strombegrenzungsventil 64 bestimmt
wird.
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In Arbeitsstellung des Vorsteuerventils 55 gelangt Steueröl in den
dritten Steuerkanal 63 und verzweigt sich einerseits zum Steuereingang 32 am Einbauventil
24, während es andererseits über die zweite Steuerleitung 72 und das Umschaltventil
71 zum Druckregelventil 68 und weiter zum Tank 17 strömt. Das Druckregelventil 68
bestimmt somit den Druck im Steuereingang 32 und verschiebt das Steuerglied 25 gegen
die Kraft der Feder 33, wobei es die Verbindung vom Zulauf-Anschluß 23 zum ersten
Arbeitsanschluß 26 öffnet. Nun kann Druckmittel von der Verstellpumpe 16 über die
erste Zufuhrleitung 15 in den Spritzzylinder 12 strömen.
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Für diesen Druckmittelstrom während der Füllphase arbeitet das 3/2-Einbauventil
24 wie ein Wegeventil.
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Steigt anschließend an diese Füllphase der Druck im Spritzzylinder
12, so wirkt dieser Druck zusammen mit der Kraft der Feder 33 auf die dem ersten
Arbeitsanschluß 26 zugewandte, stirnseitige Druckfläche des Steuerglieds 25, während
dessen gegenüberliegende Druckfläche, die dem Steuereingang 32 zugewandt ist, vom
Druck des Regelventils 68 beaufschlagt wird. Die Druckregelung wird somit durch
Kraftvergleich am Steuerglied
25 erreicht. Durch die beiden Steuerkanten
am Steuerglied 25 kann dabei Druckmittel aus dem Spritzzylinder 12 zu- oder abgeführt
werden. Das Einbauventil 24 arbeitet somit bei Erreichen des Spritzdruck-Sollwertes
am Druckregelventil 68 wie ein 3-Wege-Druckminderer, der den Spritzdruck regelt
und dabei einen schnellen Druckabbau von Spritzdruck auf einen niederen Nachdruck
gewährleistet. In der quasistatischen Phase der Spritzdrucksteuerung ist die Verstellpumpe
16 unter den am Druck-Vorsteuerventil 66 eingestellten Druckwert abgeregelt, so
daß der dort eingestellte Maximalwert größer ist als der jeweilige Spritzdruck.
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Das Rückschlagventil 31 erfüllt eine Bremsfunktion bei der Bewegung
der Schnecke nach links mit Stopsignal.
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Das 3/2-Einbauventil 24 geht in die Normalstellung (dargestellte Stellung).
Durch das Rückschlagventil 31 kann kein Öl nachgesaugt werden; der Spritzzylinder
12 stoppt. Besonde# wichtig ist dies bei Probeläufen der Maschine, vor allem wenn
kein plastifiziertes Material verwendet wird.
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Während der beschriebenen Füllphase fließt das aus dem Spritzzylinder-Ringraum
46 verdrängte Druckmittelvolumen über die Rücklaufleitung 48 und die Schaltpatrone
47 zum Tank 17 ab. Die Schaltpatrone 47 wird lediglich gesperrt, wenn bei einer
Funktion Dekompression ein relativ kleiner Druckmittelstrom von der ersten Zulaufleitung
15 unmittelbar über das zweite Schaltventil 44 und das Rückschlagventil 45 in den
Ringraum 46 des Spritzzylinders 12 fließt und die Plastifizierschnecke 13 zurücksetzt.
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Bei dieser Funktion wird das Einbauventil 24 auf einen Druck annähernd
Null programmiert.
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Bei einer Funktion Schnellspritzen kann wahlweise auch die zweite
Druckmittelversorgungseinheit 35 mit dem Hydrospeicher 36 zum Einsatz kommen, um
auf diese Weise höhere Einspritzgeschwindigkeiten zu erzielen.
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Auch bei dieser Funktion "Schnellspritzen" wirkt das Einbauventil
24 als 3-Wege-Druckminderer.
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Mit der Einspritzeinheit 11 wird ferner auch die Funktion "Plastifizieren"
durchgeführt, wozu die Plastifizierschnecke 13 vom Hydromotor 14 in Rotation versetzt
wird. Dabei muß unabhängig vom jeweiligen Lastdruck die Drehzahl des Hydromotors
14 konstant gehalten werden.
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Zur Einleitung dieser Funktion wird das Schaltventil 41 betätigt,
wodurch die von ihm vorgesteuerte Patrone 39 in der ersten Zweigleitung 38 öffnet.
Die Größe des Druckmittelstroms zum Hydromotor 24 wird dabei vom Proportionaldrosselventil
19 vorgewählt und konstant gehalten, da an ihm stets das vom Regler 18 vorgegebene
Druckgefälle ß pi zur Verfügung steht.
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Die Patrone 39 in der ersten Zweigleitung 38 wirkt zusammen mit dem
vorsteuernden Wechselventil 32 als ein Rückschlagventil für den Hydromotor 14, so
daß ein Rückdrehen des Hydromotors vermieden wird. Der Hydromotor 14 treibt über
ein nicht näher gezeichnetes Getriebe die Plastifizierschnecke 13 an, wobei diese
vom plastifizierten Material nach rechts bewegt wird.
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Dabei wird aus dem Spritzzylinder 12 über den dritten Abschnitt 27,
das Einbauventil 24 sowie die Ablaufleitung 29 mit Rückschlagventeil 31 Druckmittel
zum Tank verdrängt, wobei der hydraulische Druck im Spritzzylinder ]2 auf den
sogenannten Staudruck vorgespannt wird, um eine homogene Schmelze vor der Plastifizierschnecke
13 zu erreichen. Diese Staudruckregelung führt das Einbauventil 2k in Verbindung
mit dem Druckregelventil 68 durch, wobei sich das Vorsteuerventil 55 in seiner gezeichneten
Grundstellung befindet, während
das Umschaltventil 71 in seine
Arbeitsstellung gebracht ist. Die Staudrücke im Spritzzylinder 12 können dabei vom
Einbauventil 24 vom Druck Null an geregelt werden.
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Bei der Steuereinrichtung 10 für gesteuerten Spritzprozeß kann somit
das Einbauventil 24 neben einer Wegefunktion auch eine Druckregel funkt ion mit
schnellem Druckabbau sowie eine Staudruckfunktion ausüben.
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Durch die Realisierung mehrerer Hauptfunktionen mit einem Einbauventil
kann die Steuereinrichtung 10 in einem kleineren Steuerblock bei geringeren Bearbeitungskosten
verwirklicht werden. Während der Staudruckregelung mit Hilfe des 3/2-Einbauventils
wird die Drehzahl des Hydromotors 14 lastdruckunabhängig konstant gehalten, da ein
zentraler druckstromgeregelter Verstellpumpenantrieb vorhanden ist. Ein zusätzliches
Staudruckventil ist daher nicht erforderlich. Bei gesteuertem Spritzprozeß arbeitet
das Drosselventil 19 als die Größe des Volumenstroms zum Spritzzylinder 12 beeinflussendes
Steuermittel.
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Die Figur 2 zeigt eine zweite Steuereinrichtung 80, die im Gegensatz
zu derjenigen nach Figur 1 mit gesteuertem Spritzprozeß nun für einen geregelten
Spritzprozeß ausgelegt ist. Die zweite Steuereinrichtung 80 unterscheidet sich von
der ersten Steuereinrichtung 10 wie folgt, wobei für gleiche Bauelemente gleiche
Bezugszeichen verwendet werden.
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Die zweite Steuereinrichtung 80 läßt sich in einfacher Weise aus der
standardmäßigen Steuereinrichtung nach Figur 1 herstellen. Dazu wird im Steuerkreis
54 für das 3/2-Einbauventil 24 anstelle des schaltenden
Vorsteuerventils
55 ein k/'4-Regelwegeventil 81 angeordnet. Das Regelwegeventil 81 ist mit seinen
vier Anschlüssen P, R, A, B in entsprechender Weise wie bei der Steuereinrichtung
nach Figur 1 an die Steueranschlüsse 56, 58 und 61 angeschlossen. Es hat eine federzentrierte
Grundstellung 82, in welcher der Zulaufanschluß P blockiert und der Anschluß B entlastet
wird. In den daran angrenzenden drei Arbeitsstellungen 83, 84, 85 wird der Anschluß
B einmal mit dem Anschluß P verbunden, blockiert bzw. zum Anschluß R entlastet.
Die Lage des Steuerglieds 25 im Einbauventil 24 wird nun von einem elektromechanischen
Wegaufnehmer 86 abgegriffen und im Regelsystem eingegeben.
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Weiterhin sind dem Spritzzylinder 12 ein elektrohydraulischer Druckaufnehmer
87 sowie ein elektromechanisches Wegmeßsystem 88 zugeordnet, die über einen elektrischen
Schalter 89 wahlweise in den Regelkreis schaltbar sind. Die Sollwerte für den Regelkreis
können nun an den Eingängen 91 vorgegeben werden. Der vierte Anschluß 62 im hydraulischen
Steuerkreis 54 ist nun blockiert, so daß eine zweite Steuerleitung 72 sowie ein
zugeordnetes Umschaltventil 71 wie in Figur 1 entfallen.
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Die Wirkungsweise der zweiten Steuereinrichtung 80 unterscheidet sich
von derjenigen nach Figur 1 vor allem dadurch, daß bei dieser Einrichtung 80 die
Prozeßparameter Einspritzgeschwindigkeit und Einspritzdruck geregelt werden. Dabei
arbeitet das 3/2-Einbauventil 24 mit Nullschnitt seiner beiden Steuerkanten als
Stellglied sowohl im Geschwindigkeits- als auch im Druckregelkreis. Der Füllvorgang
erfolgt in programmierbaren Phasen. Dabei kann die Umschaltfunktion von einer Phase
zur anderen für Geschwindigkeits- und Druckprofile abhängig von Weg, Zeit, Hydraulikdruck
oder
vom Form-Innendruck erfolgen. Für die Umschaltung vom Geschwindigkeits- in den Druckregelkreis
ist dabei der elektrische Schalter 89 vorgesehen. Bei geregeltem Spritzprozeß arbeitet
das 3/2-Einbauventil 24 im Geschwindigkeits-Regelkreis bei wirksamen Wegaufnehmer
88 somit als ein den Volumenstrom zum Spritzzylinder 12 bestimmendes Steuermittel.
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Die zweite Steuereinrichtung 80 für geregelten Spritzprozeß ermöglicht
eine genaue Reproduzierbarkeit der Prozeßparameter für das Einspritzen unabhängig
von Ölviskosität und Reibung am Spritzzylinder 12. Dies hat eine gleichmäßige Teilequalität
von Schuß zu Schuß zur Folge.
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Die Figur 3 zeigt eine Funktionsgruppe nach Figur 2 bestehend aus
dem 3/2-Einbauventil 24 und dem zugeordneten Steuerkreis 54 mit 4/4-Regelvegeventil
in ihrer baulichen Anordnung an einem Steuerblock 95. Im Steuerblock 95 ist von
einer Flanschfläche 96 aus das 3/2 Einbauventil 24 in eine dazu passende, nicht
näher gezeichnete Ausnehmung eingesetzt, wobei an einem zugehörigen Deckel 97 des
Einbauventils 24 der Wegaufnehmer 86 angeordnet ist. Vom Steuereingang 32 im Einbauventil
24 ist über den Deckel 97 der dritte Steuerkanal 63 in den Steuerblock 95 geführt
und bildet in der Flanschfläche 96 den dritten (61) sowie den vierten Steueranschluß
62. Ebenso ist im Steuerblock 95 der von der ersten Zuführleitung 15 ausgehende
erste Steuerkanal 57 erkennbar, der zum ersten Steueranschluß 56 führt.
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Daneben liegt der zweite Steueranschluß 58, der mit dem zweiten Steuerkanal
59 Verbindung hat. Der erste (56) bis dritte Steueranschluß 6 bildet in der Flanschfläche
96 ein geeignetes Lochbild zum Anschluß des Regelwegeventils 81 mit seinen Anschlüssen
P,
T bzw. B. Der vierte Steueranschluß 62 in der Flanschfläche 96 ist nach außen hin
verschlossen.
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Am Regelwegeventil 81 selbst sind der zugeordnete Proportionalmagnet
81' sowie ein zugehöriger Wegaufnehmer 81 angeordnet. Durch die in Figur 3 gezeigte
Ausbildung der Funktionsgruppe nach Figur 2 ist die zweite Steuereinrichtung 80
derart gestaltet, daß Bauelemente der hydraulischen Vorsteuerung ohne weiteres austauschbar
sind. So kann die in Figur 3 dargestellte Funktionsgruppe für eine Einspritzregelung
leicht dahingehend abgeändert werden, daß ein gesteuerter Spritzprozeß möglich ist.
Zu diesem Zweck wird das Regelwegeventil 81 durch das in Figur 1 gezeigte Vorsteuerventil
55 ersetzt, und vom vierten Anschluß 62 eine zweite Steuerleitung 72 zu einem Umschaltventil
71 und damit die Verbindung zu dem Druckregelventil 68 geschaffen. Ferner kann bei
gesteuertem Spritzprozeß am 3/2-Einbauventil 24 der Wegaufnehmer 86 entfallen. Diese
Umrüstung von gesteuertem Standardsystem in geregeltes Einspritzsystem, oder umgekehrt,
läßt sich in besonders vorteilhaS-ter Weise ohne Eingriff in den hydraulischen Leistungsteil
der Steuereinrichtung vornehmen.
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Die Figur 4 zeigt die gleiche Funktionsgruppe wie in Figur 3, wobei
jedoch das Regelwegeventil 81 koaxial.
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zur Längsachse des Einbauventils 24 unmittelbar an letzterem angeflanscht
ist. Ermöglicht wird dies durch einen anderen, größeren Deckel 98 des Einbauventils
24, durch den alle drei Steuerkanäle 57, 59, 63. hindurchgeführt sind. Diese drei
Steuerkanäle bilden an einer ersten Flanschfläche 99 des Deckels 98 die drei Steueranschlüsse
56, 58, 61 für das 414-Regelwegeventil 81 und auf einer gegenüberliegenden, zweiten
Flanschfläche 101 den vierten Steueranschluß 62. Die Wirkungsweise der Funktionsgruppe
nach Figur 4 entspricht derjenigen nach Figur 3.
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Die Figur 5 zeigt einen Teil einer dritten Steuereinrichtung 105,
die sich von der zweiten Steuereinrichtung 80 vor allem durch Maßnahmen zur Energieeinsparung
unterscheidet.
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So können bei der zweiten Steuereinrichtung 80 nach Figur 2 besonders
dann Energieverluste auftreten, wenn während der Füllphase der Druck im Spritzzylinder
12 noch relativ niedrig ist. Beim Einspritzen ist das Drosselventil 19 vollständig
geöffnet und das Druckregelventil 68 auf einen Wert oberhalb des zu regelnden Spritzdruckes
eingestellt. Für den Zweck der automatischen Lastdruckanpassung ist in der dritten
Steuereinrichtung 105 eine dritte Steuerleitung 106 vorgesehen, die vom ersten Abschnitt
21 der Zufuhrleitung 15 abzweigt, über eine Drosselstelle 107, ein Wegeventil 108
sowie ein Differenzdruckventil 109 geführt ist und in den dritten Abschnitt 27 der
Zuführleitung 15 mündet.
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Von dem Differenzdruckventil 109 wird ein Druckgefälle A p2 erzeugt.
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Durch diese Maßnahme bleibt der geregelte Spritzprozeß erhalten, während
für den Antrieb der Verstellpumpe 16 mit dem Wegeventil 108 und dem Differenzdruckventil
109 eine Energiesparschaltung für den Füllvorgang verwirklicht ist. Durch Schalten
des Wegeventils 108 läßt sich dabei der Steuerdruckabgriff von der Sekundärseite
auf die Primärseite des Proportional-Drosselventils S9 legen, so daß Steueröl über
die dritte Steuerleitung 106 zum Spritzzylinder 12 strömen kann. Auf diese Weise
wird das Druckgefälle über dem 3/2-Einbauventil 24 unabhängig vom Druck im Spritzzylinder
12 konstant gehalten, da nämlich das am Steuerglied 25 verfügbare Druckgefälle sich
ergibt aus der Summe von Druckgefälle 4 pl am Regler 18 der Verstellpumpe 16 und
Druckgefälle =S p2 am Differenzdruckventil 109.
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Die Figur 6 zeigt einen Teil einer vierten Steuereinrichtung 110,
die sich von der dritten Steuereinrichtung 105 nach Figur 5 wie folgt unterscheidet,
wobei für entsprechende Bauelemente gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Dabei
weist die vierte Steuereinrichtung 110 eine weitere Maßnahme zur Verbesserung der
Energiebilanz auf, wobei von folgender Überlegung auszugehen ist.
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Bei der dritten Steuereinrichtung 105 nach Figur 5 ist während des
Füllvorganges das Drosselventil 19 vollständig geöffnet; dort kann dann noch ein
Druckabfall auftreten, wenn die Verstellpumpe 16 ihren vollen Förderstrom zur Verfügung
stellt. Dieser Energieverlust kann reduziert werden, wenn bei gleichbleibender Vorsteuerung
der Zulauf-Anschluß 23 des Einbauventils 24 durch den zweiten Abschnitt 111 der
Zulaufleitung 15 nicht wie in Figur 5 mit der Sekundärseite des Drosselventils 19
verbunden ist, sondern unmittelbar an dessen Primärseite angeschlossen ist, so daß
der Druckabfall im Drosselventil 19 während des Füllvorganges ausgeschaltet ist.
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Die Steuereinrichtungen nach Figur 2 bis 5 für geregelten Spritzprozeß
erfüllen mit Hilfe ihres 414-Regelventils zusätzlich eine Sicherheitsfunktion. Bei
Signalausfall entlastet das Regelwegeventil 81 den Steuereingang 32, wodurch das
Steuerglied 25 den Spritzzylinder 12 entlastet und keinen weiteren Druckaufbau mehr
zuläßt.
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Bei den Steuereinrichtungen nach den Figuren 1, 2 und 5 kann es ferner
besonders zweckmäßig sein, wenn die Steuerölversorgung des Steuerkreises 54 über
den ersten Steuerkanal 57 zum ersten Steueranschluß 56 hin nicht wie gezeichnet
vom zweiten Abschnitt 22 der Zuflußleitung 15, also von der Sekundärseite des Drosselventils
19
aus, erfolgt, sondern von der Primärseite des Drosselventils 19 aus vorgenommen
wird; der erste Steuerkanal 57 müßte also, anstelle mit dem zweiten Abschnitt 22,
mit dem ersten Abschnitt 21 verbunden sein.
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Dies hätte eine bessere Energiebilanz beim Einspritzen mit der Verstellpumpe
zur Folge, da das vom Drosselventil 19 ohnedies verursachte Druckgefälle von z.B.
10 bar ausreichen würde, um im 3/2-Einbauventil 24 das Steuerglied 25 entgegen der
Kraft der Feder 33 zu öffnen, die nur einen Druck von z.B. 4 bar verursacht.
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Diese Maßnahme kann nur bei den Steuervorrichtungen 10, 80, 105 durchgeführt
werden, wo 3/2-Einbauventil 24 und Drosselventil 19 miteinander in Serie in die
Zuflußleitung 15 geschaltet sind.
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Selbstverständlich sind Änderungen an den gezeigten Ausführungsformen
möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen.