DE4121018C2 - Hydraulische Einrichtung für eine Sicherheitssteuerung - Google Patents
Hydraulische Einrichtung für eine SicherheitssteuerungInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Einrichtung
für eine Sicherheits-Steuerung mit einem hydraulisch
betätigten, in Patronenbauweise ausgeführten 2-Wege-
Einbauventil in Sitzventilbauart nach der im Oberbegriff des
Anspruchs 1 näher angegebenen Gattung.
Es ist schon eine solche hydraulische Einrichtung für eine
Sicherheitssteuerung aus der DE 35 25 331 A1 bekannt, bei
der ein 2-Wege-Einbauventil in Sitzventilbauart mit einem
Ventilkörper und einem zusätzlichen, kraftschlüssig
anliegenden Stellkolben ausgebildet ist. Bei diesem
Einbauventil grenzen der Ventilkörper und der zugeordnete
Stellkolben mit insgesamt sechs wirksamen Druckflächen an
druckmittelgefüllte Räume, die über eine Schaltung mit einem
3/2-Schaltventil so angeschlossen sind, daß das Einbauventil
als selbstschließendes Ventil arbeiten kann und zum Öffnen
und Schließen des Einbauventils eine Steuerkammer über das
3/2-Schaltventil ansteuerbar ist. Auf diese Weise lassen
sich mit diesem Einbauventil hohe Sicherheits-Anforderungen
erfüllen. Es kann nun in vielen Fällen von Nachteil sein,
daß der Ventilkörper des Einbauventils keinen
Feinsteuerzapfen aufweist und deshalb nur relativ harte
Schaltvorgänge steuerbar sind. Außerdem arbeitet der
Stellkolben als Hydrozylinder mit gleich großen wirksamen
Flächen, von dessen Betätigungskolben aus nach beiden Seiten
Stößel ragen, die dicht und gleitend im Gehäuse geführt
sind.
Fernerhin sind auch 2-Wege-Einbauventile in
Sitzventilbauweise bekannt, bei denen der Ventilkörper einen
die Verbindung zwischen den beiden Hauptanschlüssen
steuernden Feinsteuerzapfen aufweist, so daß das Ventil als
Drosselpatrone verwendbar ist. Ein solcher Feinsteuerzapfen
führt meist zu einem schlechten Schließverhalten der
Drosselpatrone, so daß sich diese zur Verwendung in
komplexen Sicherheits-Steuerungen schlecht eignet. Auch ist
bei solchen Drosselpatronen kein Zusammenhang mit
Sicherheitsschaltungen erkennbar.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer gattungsbildenden
hydraulischen Einrichtung für eine Sicherheits-Steuerung bei
einem 2-Wege-Einbauventil in Sitzventilbauart mit einem
Ventilkörper und einem zusätzlichen Stellkolben das
Steuerungsverhalten, insbesondere beim Schließen, zu
verbessern.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einer gattungsbildenden
hydraulischen Einrichtung für eine Sicherheits-Steuerung
durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Die
erfindungsgemäße hydraulische Einrichtung für eine
Sicherheits-Steuerung mit einem hydraulisch betätigten 2-
Wege-Einbauventil in Sitzventilbauweise mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil,
daß sie bei einer Ausbildung als Drosselpatrone zu einem
erheblich verbesserten Schließverhalten führt. Durch die
größere Schaltüberdeckung erzielt das Einbauventil eine
bessere Dämpfung. Dabei läßt sich das verbesserte
Schließverhalten bei dem drosselnd arbeitenden Einbauventil
mit relativ einfachen Mitteln erreichen, wobei hohe
Sicherheitsanforderungen weiterhin erfüllbar sind. Zudem
eignet sich das Einbauventil besonders zur Erfüllung
zusätzlicher Bedingungen.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind
vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im
Anspruch 1 angegebenen hydraulischen Einrichtung möglich.
Zweckmäßig ist eine Ausbildung nach Anspruch 2, da die
Drosselstelle Einstellungen erleichtert und die
vorsteuernden Schaltventile vor zu großen Belastungen durch
Steuerölströme schützt. Besonders günstig ist eine
Ausbildung nach Anspruch 3, wodurch ohne Einschränkung von
Sicherheitsfunktionen der Ventilkörper gegenüber dem Druck
im radial herangeführten, zweiten Hauptanschluß
druckausgeglichen ist. Gemäß den Unteransprüchen 4 bis 7
kann das Einbauventil vorteilhaft an verschiedene
Patronenbauweisen angepaßt werden. Ferner ist eine
Ausbildung nach Anspruch 9 besonders zweckmäßig, wenn das
Einbauventil für eine hydraulische Schließsicherung für
Spritzgießmaschinen verwendet wird. Äußerst vorteilhaft ist
eine Bauweise nach Anspruch 13, wodurch das Einbauventil
beim Öffnen der Form im abfließenden Druckmittelstrom als
Rückschlagventil wirken kann, das auch bei ungünstigen
Betriebsbedingungen nur einen geringen Durchflußwiderstand
verursacht.
Sechs Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dar
gestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es
zeigen Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer hydraulischen
Einrichtung für eine Sicherheits-Steuerung mit einem Zwei-Wege-Ein
bauventil im Zusammenhang mit der Steuerung eines Schließzylinders
einer Spritzgießmaschine in vereinfachter Darstellung und die
Fig. 2, 3 und 4 eine zweite, dritte bzw. vierte Ausführungsform der
hydraulischen Einrichtung in vereinfachter Darstellung. Die Fig.
5 und 6 zeigen Teile einer fünften bzw. sechsten Einrichtung für
eine Sicherheits-Steuerung.
Die Fig. 1 zeigt eine hydraulische Einrichtung 10 für eine Sicher
heits-Steuerung mit einem Zwei-Wege-Einbauventil 11, in Sitzventil
bauart, wie es zur Steuerung eines doppelt wirkenden Schließzylin
ders 12 für die Form 13 einer Spritzgießmaschine verwendet wird. Das
Einbauventil 11 ist in eine erste Arbeitsleitung 14 geschaltet, die
von einem 4/3-Proportionalventil 15 zu einem ersten Anschluß 16 des
Schließzylinders 12 geführt ist, bei dessen Druckbeaufschlagung der
Schließzylinder die Form 13 schließt. Das Proportionalventil 15
steht über eine zweite Leitung 17 mit einem zweiten Anschluß 18 des
Schließzylinders 12 in Verbindung, bei dessen Druckbeaufschlagung
die Form 13 geöffnet werden kann. Das Proportionalventil 15 wird
über eine Zulaufleitung 19 mit Druckmittel aus einem nicht näher
dargestellten Drucknetz versorgt und ist zu einem Tank 21 entlastet.
Das Zwei-Wege-Einbauventil 11 ist in der üblichen Patronenbauweise
aufgebaut und hat einen als Sitzventil ausgebildeten Ventilkörper
22, der einen im Gehäuse 23 geführten Führungskolben 24 mit größerem
Durchmesser aufweist. Im Gehäuse 23 ist axial an den Ventilkörper 22
ein mit A bezeichneter erster Hauptanschluß 25 herangeführt, während
ein mit B bezeichneter zweiter Hauptanschluß 26 radial an den Ven
tilkörper 22 heranführt. Dabei führt der zweite Hauptanschluß 26 in
einen Ringraum 27, der bei einem am Ventilsitz 28 anliegenden Ven
tilkörper 22 vom ersten Hauptanschluß 25 getrennt ist und dessem
Druck gegenüber der Ventilkörper 22 druckausgeglichen ist. Ferner
weist der Ventilkörper 22 einen dem ersten Hauptanschluß 25 zugeord
neten Feinsteuerzapfen 29 auf, so daß das Einbauventil 11 mit größe
rer Schaltüberdeckung arbeiten kann und somit eine bessere Dämpfung
bewirkt.
Das Zwei-Wege-Einbauventil 11 weist ferner einen Stellzylinder 31
auf, dessen im Gehäuse 23 geführter Stellkolben 32 mit seinem bol
zenförmigen Stößel 33 kraftschlüssig am Führungskolben 24 anliegt.
Der Stellkolben 32 begrenzt mit seiner von den Hauptanschlüssen 25,
26 abgewandten Rückseite 34 eine erste Steuerkammer 35, welche über
eine erste Steuerleitung 36 stets mit der Zulaufleitung 19 in Ver
bindung steht. Ferner ist in der ersten Steuerkammer 35 eine Feder
37 angeordnet, welche den Ventilkörper 22 in Richtung seiner
Schließstellung belastet.
Der Führungskolben 24 am Ventilkörper 22 begrenzt mit seiner den
Hauptanschlüssen 25, 26 zugewandten, ringförmigen Vorderfläche 38
eine ringförmige, zweite Steuerkammer 39, deren Druck den Ventilkör
per 22 in seiner Öffnungsrichtung beaufschlagt. Von dieser zweiten
Steuerkammer 39 führt eine zweite Steuerleitung 41 parallel zur er
sten Steuerleitung 36 ebenfalls zur Zulaufleitung 19. Dabei sind in
diese zweite Steuerleitung 41 hintereinander zwei 3/2-Schaltventile
42 und 43 geschaltet, die mechanisch von einem nicht näher gezeich
neten vorderen und einem hinteren Schutzgitter der Spritzgießmaschi
ne betätigbar sind. In ihren normalen, federzentrierten Parallel
stellungen, welche die Schaltventile 42, 43 bei geschlossenen
Schutzgittern einnehmen, wird die zweite Steuerkammer 39 über die
zweite Steuerleitung 41 mit der Zulaufleitung 19 verbunden. Beim
Öffnen eines oder beider Schutzgitter nehmen die Schaltventile 42,
43 eine Kreuzstellung ein, wodurch die zweite Steuerkammer 39 zum
Tank 21 entlastet wird.
Im Einbauventil 11 wird von einer den Arbeitsanschlüssen 25, 26 zu
gewandten, ringförmigen Vorderseite 44 des Stellkolbens 32 und von
der von den Arbeitsanschlüssen 25, 26 abgewandten Rückseite 45 des
Führungskolbens 24 ein abgestufter Ringraum 46 begrenzt, der über
eine Ablaufleitung 47 zum Tank 21 entlastet ist. Ferner ist der Füh
rungskolben 24 so groß ausgebildet, daß seine ringförmige Vorder
fläche 38 größer ist als die Rückseite 34 des Stellkolbens 32.
Von dem mit A bezeichneten ersten Hauptanschluß 25 des Einbauventils
11 geht ferner eine dritte Steuerleitung 48 ab, welche in die zweite
Steuerleitung 41 im Bereich zwischen Einbauventil 11 und Schaltven
tile 42, 43 mündet. In diese dritte Steuerleitung 48 ist ein erstes
Rückschlagventil 49 so geschaltet, daß es zu den 3/2-Schaltventilen
42, 43 hin öffnet. Ferner ist in die dritte Steuerleitung 48 eine
Drosselstelle 51 geschaltet, welche dem ersten Rückschlagventil 49
vorgeschaltet ist.
In die erste Arbeitsleitung 14 im Bereich zwischen 2-Wege-Einbauven
til 11 und Schließzylinder 12 ist eine 2-Wege-Patrone 52 geschaltet,
die über ein erstes Vorsteuerventil 53, ein zweites Vorsteuerventil
54 sowie ein Wechselventil 55 ansteuerbar ist. Beide Vorsteuerven
tile 53, 54 sind als magnetbetätigte 3/2-Ventile ausgebildet. Die
Zwei-Wege-Patrone 52 muß zum Schließzylinder 12 hin wie ein Rück
schlagventil wirken, damit das Werkzeug durch äußere Kräfte nicht
zurückfedern kann. Beim Öffnen des Werkzeuges am Schließzylinder 12
wird die Patrone 52 mit Hilfe des ersten Vorsteuerventils 53 für
einen freien Rückfluß entsperrt. Mit Hilfe des zweiten Vorsteuerven
tils 54 läßt sich die Patrone 52 zusätzlich sperren; diese Sperrung
ist dann erforderlich, wenn für das Proportional-Wege-Ventil 15 ein
Regelventil eingesetzt wird, das durch seinen Nullschnitt eine ent
sprechende Leckage aufweist.
Die Wirkungsweise der hydraulischen Einrichtung 10 wird wie folgt
erläutert, wobei insoweit auf die Funktion bei einer Spritzgießma
schine eingegangen wird, als zum Verständnis der Erfindung notwendig
ist.
Bei Spritzgießmaschinen ist auf der Schließseite eine Sicher
heits-Steuerung erforderlich, die ein unbeabsichtigtes Schließen der
Form 13 verhindert. Zu diesem Zweck wird in der Praxis ein zusätz
liches Ventil, das Zwei-Wege-Einbauventil 11 eingesetzt, das abhän
gig von der Stellung des Schutzgitters in der Spritzgießmaschine
gesteuert wird. Bei geöffnetem Schutzgitter muß dieses Ventil den
Volumenstrom zum Schließzylinder 12 unterbrechen. In der Regel ist
bei großen Maschinen dieses Ventil ein stellungsüberwachtes Einbau
ventil, das von stößelbetätigten Schaltventilen 42, 43 angesteuert
wird. Die beiden Schaltventile 42, 43 sind bei dem vorderen und hin
teren Schutzgitter angeordnet und werden mechanisch zwangsgesteuert.
Bei offenem Schutzgitter bewirken sie ein Schließen des Einbauven
tils. Häufig ist es erforderlich, daß die Form 13 auch bei offenem
Schutzgitter noch aufgefahren werden muß, um z. B. Spritzteile ma
nuell zu entnehmen. Das als Sicherheitspatrone arbeitende Einbau
ventil 11 ist deswegen zwischen das richtungssteuernde Proportional
ventil 15 und den Schließzylinder 12 geschaltet, um dadurch folgende
Funktionen zu erfüllen.
Bei einem offenen Schutzgitter muß der Volumenstrom zum Schließzy
linder 12 gesperrt werden. Bei geschlossenem Schutzgitter muß wäh
rend der Funktion Schließen der Form 13 ein freier Durchgang des
Volumenstroms zum Schließzylinder 12 möglich sein. Bei der Funktion
Öffnen der Werkzeugform muß ein freier Durchgang des zurückfließen
den Volumenstroms vom Schließzylinder 12 zum Proportionalventil 15
gewährleistet sein; diese Funktion muß auch bei offenem Schutzgitter
möglich sein. Ferner gehört es zu den Sicherheitsfunktionen derarti
ger Einrichtungen, daß bei einem Druckabfall durch Undichtheit in
einer Vorsteuerleitung zum Einbauventil kein Öffnen der Sicherheits
patrone auftreten darf. Aus diesem Grund wird mit negierter Vorsteu
erung gearbeitet, bei welcher das Einbauventil vom Systemdruck
zwangsweise geschlossen gehalten wird. Im einzelnen arbeitet die
hydraulische Einrichtung 10 zur Steuerung des Schließzylinders 12
wie folgt.
Für diese Funktion ist Voraussetzung, daß das vordere und das hin
tere Schutzgitter geschlossen sind. Dann kann das Proportionalventil
15 in seine parallele Schaltstellung 56 gesteuert werden, so daß ein
Volumenstrom von der Zulaufleitung 19 über die erste Arbeitsleitung
14 zum Schließzylinder 12 strömt und die Form 13 schließt. Mit dem
Schließen der beiden Schutzgitter werden die vorsteuernden Schalt
ventile 42, 43 von ihren Federn in die gezeichneten Parallelstellun
gen geschaltet. Dadurch kann sich der Systemdruck aus dem Zulaufka
nal 19 über die offene zweite Steuerleitung 41 in der zweiten Steu
erkammer 39 aufbauen. Infolge der größeren ringförmigen Vorderfläche
38 am Führungskolben 24 wird der Ventilkörper 22 gegen die Kraft des
Druckes auf die kleinere Rückseite 34 des Stellkolbens 32 und gegen
die Kraft der Feder 37 geöffnet. Wird während des Schließens der
Werkzeugform 13 eines der Schutzgitter aufgerissen, dann wird über
das betreffende Schaltventil 42 bzw. 43 die zweite Steuerkammer 39
zum Tank entlastet und das Einbauventil 22 schließt. Bevor bei die
sem Schließvorgang der Ventilkörper 22 auf dem Ventilsitz 28 auf
trifft wird die hydraulische Verbindung vom Hauptanschluß B nach A
durch den Feinsteuerzapfen 29 angedrosselt, der in die Ausnehmung am
Hauptanschluß A eintaucht. Bei diesem Schließvorgang muß Druckmittel
auf der Seite des ersten Hauptanschlusses 25 verdrängt werden, das
nunmehr über die dritte Steuerleitung 48 und das sich öffnende Rück
schlagventil 49, die zweite Steuerleitung 41 und das Schaltventil 42
oder das Schaltventil 43 zum Tank 21 entlastet wird. Auf diese Weise
wird ein wesentlich verbessertes Schließverhalten des als Drossel
ventil ausgebildeten Einbauventils 11 erreicht, so daß ein relativ
zügiges und doch weiches Absperren des Volumenstroms zum Schließzy
linder 12 erfolgen kann. Auf die Steuerung der Zwei-Wege-Patrone 52
braucht in diesem Zusammenhang nicht näher eingegangen zu werden.
Für diese Funktion wird das Proportionalventil 15 in seine andere,
zweite Schaltstellung 57 ausgelenkt, wobei Druckmittel von der Zu
laufleitung 19 zum zweiten Anschluß 18 des Schließzylinders 12
strömt und somit die Form 13 öffnet. Bei geschlossenen Schutzgittern
befinden sich die Schaltventile 42, 43 in den federzentrierten, ge
zeichneten Parallelstellungen, so daß der Systemdruck in der Zulauf
leitung 19 über die zweite Steuerleitung 41 in der zweiten Steuer
kammer 39 auf die ringförmige Vorderfläche 38 des Führungskolbens 24
wirken kann. Gleichzeitig wird über die erste Steuerleitung 36 die
erste Steuerkammer 35 entlastet, während in Schließrichtung die
Kraft der Feder 37 wirkt. Durch die überwiegende öffnende Kraft am
Führungskolben 24 wird der Ventilkörper 22 aufgesteuert und gibt die
Verbindung zwischen den Hauptanschlüssen A, B frei. Die Zwei-We
ge-Patrone 52 wird in
üblicher Weise von einer nicht näher gezeichneten Maschinensteuerung
über die Vorsteuerventile 53 und 54 in ihre Auf-Stellung gesteuert.
Das Proportionalventil 15 kann damit in seiner Schaltstellung 57 das
Öffnen der Form 13 in stetiger Weise steuern.
Bei dieser Funktion wird das Proportionalventil 15 wieder in seine
zweite Schaltstellung 57 gesteuert, wodurch die erste Arbeitsleitung
zum Tank 21 entlastet wird. Damit ist gleichzeitig über die erste
Steuerleitung 36 auch die erste Steuerkammer 35 entlastet. Zugleich
wird bei einem offenen Schutzgitter über eines der Schaltventile 42,
43 die zweite Steuerkammer 39 über die zweite Steuerleitung 41 zum
Tank entlastet. Vom Schließzylinder 12 über den ersten Anschluß 16
abströmendes Druckmittel drückt im ersten Hauptanschluß 25 auf die
Sitzfläche des Ventilkörpers 22 und öffnet ihn gegen die Kraft der
Feder 37. Ventilkörper 22 und Stellkolben 32 wirken nun zusammen wie
ein Rückschlagventil, das den Druckmittelstrom vom Hauptanschluß A
nach Anschluß B durchläßt.
Mit der hydraulischen Einrichtung 10 lassen sich somit hohe Sicher
heitsanforderungen erfüllen, wobei das Einbauventil 11 in vorteil
hafter Weise mit Feinsteuerzapfen 29 ausgebildet ist, das in Verbin
dung mit Rückschlagventil 49 und der Steuerleitung 48 ein ausge
zeichnetes Schließverhalten aufweist. Zudem läßt sich die Patrone
bei relativ einfacher Bauweise so gestalten, daß sie gegenüber dem
Druck am zweiten Hauptanschluß B druckausgeglichen ist, und keine
Angriffsfläche zum ungewollten Öffnen aufweist.
Die Fig. 2 zeigt eine zweite Einrichtung 60, die sich von der er
sten Einrichtung 10 nach Fig. 1 vor allem durch ein anderes
Zwei-Wege-Einbauventil 61 unterscheidet, das einen Ventilkörper 62
aufweist. Im übrigen sind aber gleiche Bauelemente wie in Fig. 1
auch mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Bei der zweiten Einrichtung 60 weist der Führungskolben 24 am Ven
tilkörper 62 einen gleichgroßen Durchmesser auf wie der Stellkolben
32 im Stellzylinder 31. Der mit B bezeichnete zweite Hauptanschluß
26 führt in einen Ringraum 63, welcher von der Vorderfläche 38 des
Führungskolbens 24 begrenzt wird. Ferner durchdringt der Stößel 33
des Stellzylinders 31 dicht und gleitend eine Trennwand, wodurch der
im Steilzylinder 31 an der Vorderseite 44 des Stellkolbens 32 lie
gende zweite Ringraum 46 von einem dritten Ringraum 64 getrennt ist,
der an die Rückseite 45 des Führungskolbens 24 grenzt. Während der
dritte Ringraum 64 über die Ablaufleitung 47 zum Tank entlastet ist,
wird nun der zweite Ringraum 46 im Stellzylinder 31 für die Funktion
der zweiten Steuerkammer benutzt und steht deswegen mit der zweiten
Steuerleitung 41 in Verbindung. Bei dieser zweiten Einrichtung 60
kann als Einbauventil 61 eine handelsübliche Patrone mit Feinsteuer
zapfen verwendet werden, wodurch sich eine einfache, kostengünstige
und platzsparende Bauweise ergibt. Dabei sind der Ventilkörper 62
und der Stellkolben 32 so ausgebildet, daß die Summe aus der ring
förmigen Vorderseite 38 im ersten Ringraum 63 und die ringförmige
Vorderseite 44 des Stellkolbens 32 zusammen größer sind als die von
der Feder 37 und vom Druck in der ersten Steuerleitung 36 beauf
schlagte Rückseite 34 des Stellkolbens 32.
Mit der zweiten Einrichtung 60 lassen sich im wesentlichen die glei
chen Funktionen wie mit der ersten Einrichtung 10 nach Fig. 1 er
reichen. Im Unterschied zu Fig. 1 werden bei der zweiten Einrich
tung 60, bei der einfachheitshalber nur ein einzelnes Schaltventil
42 dargestellt ist, beim Absperren der ersten Arbeitsleitung 14
durch den Ventilkörper 62, der als zweite Steuerkammer benutzte
zweite Ringraum 46 über die Steuerleitung 41 und das Schaltventil 42
zum Tank entlastet, während der erste Ringraum 63 über den Hauptan
schluß B und die erste Steuerkammer 35 über die erste Steuerleitung
36 weiterhin unter Systemdruck stehen. Auch hier wird beim
Schließvorgang durch den Ventilkörper 62 Druckmittel über das Rück
schlagventil 49 und die dritte Steuerleitung 48 zum Tank hin ver
drängt, so daß das Einbauventil 61 ein besseres Schließverhalten
aufweisen kann. Zum Öffnen des Einbauventils 61 wird auch die zweite
Steuerkammer 46 mit Druck belastet, so daß beide Seiten des Stell
kolbens 32 vom Systemdruck beaufschlagt sind, ebenso wie die Vorder
fläche 38 des Ventilkörpers 62, wodurch dieser gegen die Kraft der
Feder 35 geöffnet wird.
Die Fig. 3 zeigt in vereinfachter Form eine dritte hydraulische
Einrichtung 70, die sich von der zweiten Einrichtung 60 nach Fig. 2
vor allem durch ein anderes 2-Wege-Einbauventil 71 unterscheidet,
wobei im übrigen gleiche Bauelemente wie von Fig. 2 mit gleichen
Bezugszeichen versehen werden. Das Einbauventil 71 in Fig. 3 hat
einen anderen Ventilkörper 72, der sich von dem Ventilkörper 62 von
Fig. 2 dadurch herleiten läßt, daß auf den Führungskolben 24 noch
ein Zusatzkolben 73 mit demgegenüber größerem Durchmesser aufgesetzt
ist. Der Ventilkörper 72 ist somit als Stufenkolben ausgebildet. Der
Zusatzkolben 73 begrenzt mit einer den Hauptanschlüssen A, B zuge
wandten, vorderen Ringfläche 74 eine vierte Ringkammer 75, die über
einen parallelen Abschnitt 76 mit der zweiten Steuerleitung 41 Ver
bindung hat. Der Stellzylinder 31 kann dabei unverändert beibehalten
und angesteuert werden. Bei der dritten Einrichtung 70 ist der Ven
tilkörper 72 und der Stellkolben 32 so ausgebildet, daß die Summe
aus Vorderfläche 38 am Führungskolben 24, vordere Ringfläche 74 am
Zusatzkolben 73 und ringförmige Vorderseite 44 am Stellkolben 32
zusammen größer sind als die von der Feder belastete Rückseite 34
des Stellkolbens 32.
Die Wirkungsweise der dritten Einrichtung 70 entspricht weitgehend
der Wirkungsweise der zweiten Einrichtung 60, wobei beim Öffnen des
Ventilkörpers 72 neben mit dem mit dem Hauptanschluß B verbundenen
Ringraum 63 und der ersten Steuerkammer 35 zusätzlich über die zwei
te Steuerleitung 41 der zweite Ringraum 46 und der vierte Ringraum
75 mit Systemdruck beaufschlagt werden, wobei die beiden letztge
nannten Ringräume als zweite Steuerkammer dienen. Zum Schließen des
Einbauventils 71 werden in entsprechend umgekehrter Weise der zweite
Ringraum 46 und der vierte Ringraum 75 über das Schaltventil 42 zum
Tank entlastet.
Die Fig. 4 zeigt eine vierte Einrichtung 80, die sich von der drit
ten Einrichtung 70 nach Fig. 3 vor allem dadurch unterscheidet, daß
bei dem Einbauventil 81 die den Stößel 33 des Stellkolbens 31 dicht
und gleitend führende Trennwand entfällt, so daß der Ringraum zwi
schen Zusatzkolben 73 und Stellkolben 32 nicht eigens angesteuert
wird, sondern über die Ablaufleitung 47 zum Tank entlastet ist. Die
zweite Steuerleitung 41 ist somit nur noch mit dem vierten Ringraum
75 verbunden. Bei diesem Einbauventil 81 muß als Bedingung für das
Öffnen des Ventilkörpers 82 erfüllt werden, daß dessen Vorderfläche
38 und die vordere Ringfläche 74 zusammen größer sind als die von
der Feder 35 belastete Rückseite 34 am Stellkolben 32. Zum Öffnen
und Schließen des Ventilkörpers 82 muß lediglich der vierte Ringraum
75 über das Schaltventil 42 mit Systemdruck beaufschlagt, bzw. zum
Tank entlastet werden. Auch beim Einbauventil 81 wird beim Schließen
des Ventilkörpers 82 der zum Schließzylinder 12 hin verlaufende
Strang der Arbeitsleitung 14 über das Rückschlagventil 49 und die
dritte Steuerleitung 48 entlastet. Bei dem Einbauventil 81 dient
somit lediglich der vierte Ringraum 75 als zweite Steuerkammer.
Die Fig. 5 zeigt einen Teil einer fünften Einrichtung 90, die sich
von der ersten Einrichtung 10 nach Fig. 1 lediglich dadurch unter
scheidet, daß in die zweite Steuerleitung 41 im Bereich zwischen
zweiter Steuerkammer 39 und 3/2-Schaltventil 42 ein Wechselventil 91
geschaltet ist, das zusätzlich über eine Hilfssteuerleitung 92 an
den ersten, axialen Hauptanschluß 25 hydraulisch angeschlossen ist.
Über dieses Wechselvnetil 91 kann abwechselnd der Druck in der Zu
laufleitung 19 oder der Druck im mit A bezeichneten, ersten Hauptan
schluß 25 in die zweite Steuerkammer 29 gesteuert werden.
Durch diese spezielle Verschaltung mit Wechselventil 91 wird er
reicht, daß beim Öffnen der Schließform 13 in Schaltstellung 57 des
Proportionalventils 15 das 2-Wege-Einbauventil 11 auch bei ungünsti
gen Betriebsbedingungen im abfließenden Druckmittelstrom als Rück
schlagventil arbeiten kann, das nur einen geringen Widerstand auf
weist. Wenn nämlich das Proportionalventil 15 den abfließenden
Druckmittelstrom androsselt, baut sich in der ersten Arbeitsleitung
14 ein Druck auf, der über die erste Steuerleitung 36 in der ersten
Steuerkammer 35 wirkt und dort die Rückseite 34 des Stellkolbens 32
in Richtung Einbauventil-Schließen beaufschlagt. Gleichzeitig wird
aber der Druck im ersten Hauptanschluß 25 über die Hilfssteuerlei
tung 29, das Wechselventil 19 und einen Teil der zweiten Steuerlei
tung 41 in die zweite Steuerkammer 39 geführt und wirkt auf die
ringförmige Vorderfläche 38 des Führungskolbens 24 in öffnender
Richtung, so daß auch bei einem Bremsen des Formöffnens durch das
Proportionalventil 15 die Rückschlagventil-Funktion des Einbauven
tils 11 nicht beeinträchtigt wird. Nach wie vor wird über die von
den Schutzgittern der Spritzgießmaschine gesteuerten 3/2-Schaltven
tile 42, 43 das Einbauventil 11 in die kontrollierte Stellung ge
steuert. Ferner kann mit dem Öffnen der Form 13 gleichzeitig das
Schutzgitter geöffnet werden, was gerade bei manueller Entnahme des
Spritzlings einen Zeitgewinn während des Ablaufzyklus bedeutet.
Die Fig. 6 zeigt einen Teil einer sechsten Einrichtung 100, die
sich von der Einrichtung 10 nach Fig. 1 lediglich dadurch unter
scheidet, daß die erste Steuerleitung 36 anstelle an die erste Ar
beitsleitung 14 nunmehr an die Zulaufleitung 19, also stromaufwärts
vom Proportionalventil 15, angeschlossen ist. Die Arbeitsleitung 14
und die Zulaufleitung 19 werden dabei als den Arbeitsdruckmittel
strom führende Hauptleitungen aufgefaßt.
Die Wirkungsweise der sechsten Einrichtung 100 entspricht weitgehend
derjenigen der ersten Einrichtung 10, jedoch wird bei ihr infolge
des geänderten Abgriffs der ersten Steuerleitung 36 von der Zulauf
seite 19 auf die Funktion Öffnen der Form 13 bei offenem Schutzgit
ter, also bei betätigten Schaltventilen 42, 43 verzichtet. Der Druck
der Zulaufleitung 9 wirkt über die erste Steuerleitung 36 stets in
der ersten Steuerkammer 35 und hält bei entlasteter zweiter Steuer
kammer 39 das Einbauventil 11 geschlossen. Der Verzicht auf diese
Funktion ermöglicht eine relativ einfache Bauweise der Einrichtung
100.
Die Funktion des Wechselventils 91 in Fig. 5 kann ohne weiteres auch von
zwei Rückschlagventilen erfüllt werden. Die spezielle Verschaltung
mit Hilfe des Wechselventils 91 bzw. die unterschiedliche Anbindung
der ersten Steuerleitung 36 an die Hauptleitungen (erste Arbeitslei
tung 14 in Fig. 5 sowie Zulaufleitung 19 in Fig. 6) kann sinngemäß
entsprechend auch auf die Einbauventile nach den Fig. 2, 3 und 4
angewandt werden.
Claims (14)
1. Hydraulische Einrichtung für eine Sicherheits-Steuerung,
insbesondere für die hydraulische Schließsicherung einer
Spritzgießmaschine, mit einem hydraulisch betätigten in
Patronenbauweise ausgebildeten 2-Wege-Einbauventil in
Sitzventilbauart, das in einem Gehäuse einen von wenigstens
einem Führungskolben im Gehäuse geführten Ventilkörper
aufweist, der kraftschlüssig mit einem Stellkolben eines
Stellzylinders in Wirkverbindung steht, wobei der
Ventilkörper die hydraulische Verbindung zwischen einem
axial an ihn herangeführten ersten Hauptanschluß über einen
Ventilsitz zu einem radial herangeführten, zweiten
Hauptanschluß steuert und mit mindestens einer ersten
Steuerkammer am Stellkolben, welche über eine erste
Steuerleitung mit einer Arbeitsdruckmittel führenden
Hauptleitung hydraulisch verbunden ist, um abhängig von
deren Druck den Ventilkörper in Richtung Schließstellung zu
belasten sowie mit wenigstens einer zweiten Steuerkammer am
Stellkolben und/oder am Ventilkörper, um den Ventilkörper
bzw. Stellkolben in Richtung einer Offenstellung zu
belasten, wobei die zweite Steuerkammer mit der Seite des
zweiten Hauptanschlusses über eine zweite Steuerleitung
verbunden ist, in die ein 3/2-Wege-Schaltventil geschaltet
ist, welches das unter dem Einfluß des Drucks in der
Hauptleitung selbstschließende Einbauventil durch
Druckbelastung der zweiten Steuerkammer öffnet, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (22; 62; 72; 82) einen
die Verbindung, zwischen den beiden Hauptanschlüssen (25, 26)
steuernden Feinsteuerzapfen (29) aufweist, daß von dem
ersten Hauptanschluß (25) eine dritte Steuerleitung (48)
abzweigt und zur zweiten Steuerleitung (41) im Bereich
zwischen zweiter Steuerkammer (39; 46; 75) und Schaltventil
(42) geführt ist und daß in die dritte Steuerleitung (48)
ein zur zweiten Steuerleitung (41) hin öffnendes
Rückschlagventil (49) geschaltet ist.
2. Hydraulische Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß in die dritte Steuerleitung (48) eine Drosselstelle (51) ge
schaltet ist, insbesondere zwischen erstem Hauptanschluß (25) und
Rückschlagventil (49).
3. Hydraulische Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der zweite Hauptanschluß (26) in einen Ringraum (27)
führt, dessem Druck gegenüber der Ventilkörper (22) druckausgegli
chen ausgebildet ist.
4. Hydraulische Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Führungskolben (24) des Ventilkörpers (22) einen größeren
Durchmesser aufweist als der geführte Stellkolben (32) des Stellzy
linders (31) und daß der Führungskolben (24) mit seiner den Haupt
anschlüssen (25, 26) zugewandten, ringförmigen Vorderfläche (38) die
zweite Steuerkammer (39) begrenzt, während dessen von den Hauptan
schlüssen (25, 26) abgewandte Rückseite (45) sowie die ringförmige
Vorderseite (44) des Stellkolbens (32) einen zum Tank (21) entla
steten Ringraum (46) begrenzen und daß die Rückseite (34) des Stell
kolbens (32) die erste Steuerkammer (35) begrenzt, wobei die ring
förmige Vorderfläche (38) in der zweiten Steuerkammer (39) größer
ist als die Rückseite (34) in der ersten Steuerkammer (35) (Fig. 1).
5. Hydraulische Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Führungskolben (24) des Ventilkörpers (62) und der
Stellkolben (32) des Stellzylinders (31) gleichgroße Durchmesser
aufweisen, daß der Stellkolben (32) mit seiner Rückseite (34) die
erste Steuerkammer (35) und mit seiner ringförmigen Vorderseite (44)
einen als zweite Steuerkammer dienenden Ringraum (46) begrenzt,
wobei die Rückseite (45) des Führungskolbens (24) zum Tank (21)
entlastet ist und daß der zweite, radial herangeführte Hauptauslaß
(26) in einem Ringraum (63) mündet, der von einer ringförmigen
Vorderfläche (38) des Führungskolbens (24) begrenzt wird, und daß
die Summe aus ringförmiger Vorderfläche (38) des Führungskolbens
(24) und ringförmiger Vorderseite (44) des Stellkolbens (32) größer
ist als die Rückseite (34) des Stellkolbens (32) (Fig. 2).
6. Hydraulische Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ventilkörper (72) als Steuerkolben ausgebildet ist, an des
sen Führungskolben (24) ein demgegenüber größerer Zusatzkolben (73)
angeordnet ist, dessen den Hauptanschlüssen (25, 26) zugewandte,
vordere Ringfläche (74) einen vierten Ringraum (75) begrenzt, der
parallel zum zweiten Ringraum (46) an der Vorderseite (44) des
Stellkolbens (32) an die zweite Steuerleitung (41) angeschlossen
ist, so daß der zweite Ringraum (46) zusammen mit dem vierten Ring
raum (75) als zweite Steuerkammer dienen, daß die Rückfläche des
Zusatzkolbens (73) zum Tank (21) entlastet ist, und daß die Summe
aus Vorderfläche (38) des Führungskolbens (24), vordere Ringfläche
(74) des Zusatzkolbens (73) und ringförmige Vorderseite (44) des
Stellkolbens (32) größer sind als die Rückseite (34) des Stellkol
bens (32) (Fig. 3).
7. Hydraulische Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorderseite (44) des Stellkolbens (32) zusammen mit der
Rückfläche (77) des Zusatzkolbens (73) zum Tank (21) entlastet sind
und der vierte, vordere Ringraum (75) am Zusatzkolben (73) die zwei
te Steuerkammer bildet und daß die Summe aus Vorderfläche (38) des
Führungskolbens (24) und vorderer Ringfläche (74) des Zusatzkolbens
(73) größer ist als die Rückseite (34) des Stellkolbens (32) (Fig.
4).
8. Hydraulische Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellkolben (32) von einer in
der ersten Steuerkammer (35) angeordneten Feder (37) in Schließrich
tung belastet ist.
9. Hydraulische Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß das 2-Wege-Einbauventil (11; 61; 71; 81)
in eine Arbeitsleitung (14) zwischen ein Regelventil (15) und einen
doppeltwirkendem Schließzylinder (12) einer Spritzgießmaschine ge
schaltet ist.
10. Hydraulische Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich
net, daß in die zweite Steuerleitung (41) hintereinander zwei
3/2-Schaltventile (42, 43) geschaltet sind.
11. Hydraulische Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da
durch gekennzeichnet, daß die zweite Steuerleitung (41) von einer
Zulaufleitung (19) stromaufwärts von einem Regelventil (15) abzweigt.
12. Hydraulische Einrichtung nach einem oder mehren der Ansprüche 1
bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Steuerleitung (36) mit
dem radial herangeführten, zweiten Hauptanschluß (26) verbunden ist.
13. Hydraulische Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich
net, daß in die zweite Steuerleitung (41) zwischen zweiter Steuer
kammer (39) und 3/2-Schaltventil (42) ein Wechselventil (91) ge
schaltet ist, so daß für die Funktion des Einbauventils (11) als
Rückschlagventil die zweite Steuerkammer (39) mit dem im ersten
Hauptanschluß A (25) herrschenden Druck beaufschlagbar ist (Fig. 5).
14. Hydraulische Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Steuerleitung (36)
mit einer Zulaufleitung (19) stromaufwärts von einem Regelventil
(15) verbunden ist (Fig. 6).
Priority Applications (1)
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DE19914121018 DE4121018C2 (de) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | Hydraulische Einrichtung für eine Sicherheitssteuerung |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19914121018 DE4121018C2 (de) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | Hydraulische Einrichtung für eine Sicherheitssteuerung |
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DE4121018A1 DE4121018A1 (de) | 1993-01-07 |
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DE19914121018 Expired - Fee Related DE4121018C2 (de) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | Hydraulische Einrichtung für eine Sicherheitssteuerung |
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DE3525331A1 (de) * | 1985-07-16 | 1987-01-29 | Rexroth Mannesmann Gmbh | Hydraulisch betaetigtes selbstschliessendes zwei-wege-sitzventil |
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1991
- 1991-06-26 DE DE19914121018 patent/DE4121018C2/de not_active Expired - Fee Related
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DE3525331A1 (de) * | 1985-07-16 | 1987-01-29 | Rexroth Mannesmann Gmbh | Hydraulisch betaetigtes selbstschliessendes zwei-wege-sitzventil |
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