DE68919462T2

DE68919462T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Regeln eines Druckgiessvorganges durch Steuerung der Bewegung des Druckkolbens.

Info

Publication number: DE68919462T2
Application number: DE68919462T
Authority: DE
Inventors: Takeshi Mihara
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1988-09-30
Filing date: 1989-09-25
Publication date: 1995-07-20
Anticipated expiration: 2009-09-26
Also published as: DE68919462D1; AU604423B2; AU4238089A; EP0361837B1; CA1338746C; EP0361837A3; KR970005368B1; US5119866A; EP0361837A2; KR900004440A

Description

1. Erfindungsbereich

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Methode und einen Apparat zur Regelung der Bewegung eines Gleitkolbens eines druckmittelbetriebenen Zylinders, die bei hydraulischen Maschinen entsprechend den Präambeln der unabhängigen Ansprüche 1 bis 16 angewendet werden, und die sich ganz besonders auf eine Methode und einen Apparat zur Regelung eines Gießverfahrens durch Regelung einer Position und einer Ausschubkraft eines Gleitkolbens eines Hydraulikzylinders bezieht, der als Einspritzzylinder zur Betätigung eines Gießstempels und eines Druckzylinders für den Betrieb eines Preßstempels für die Schmelze von Formgieß- und Spritzguß-Maschinen und einem Extruder-Zylinder einer StrangPresse dient.

2. Beschreibung des relevanten Standes der Technik

Druckmittelbetriebene Zylinder mit einem Gleitkolben werden üblicherweise als ein Einspritzzylinder zum Spritzgießen von geschmolzenem Metall oder Kunststoff in Formen einer Formgießmaschine oder einer Kunststoff-Spritzgußpresse benutzt. Die druckmittelbetriebenen Zylinder werden auch als Druckzylinder verwendet, um das geschmolzene Metall oder den Kunststoff, das oder der in die Formen eingespritzt werden, unter Druck zu setzen und damit einen Preßeffekt auf die Schmelze zur Kompensation der Schrumpfung des geschmolzenen Metalls oder Kunststoffs in den Formhohlraum auszuüben. Dieser durch den Druckzylinder ausgeübte Druck wird im folgenden als "Preßdruck" bezeichnet. Die Bewegung des Gleitkolbens wird in der Weise geregelt, daß eine Änderung der Position des Gleitkolbens in Hinblick auf eine Bezugsposition hierzu (d.h. der Hub des Gleitkolbens) von einer Positionserkennungs-Einrichtung erkannt und ein Erkennungssignalausgang von der Positionserkennungs-Einrichtung über einen programmierbaren Geschwindigkeits-Einsteller an ein Servoventil zurückgemeldet wird, das die Bewegungsgeschwindigkeit des Gleitkolbens des druckmittelbetriebenen Zylinders auf einen vorgegebenen Wert bis zu einer dazu vorgegebenen Position regelt. Es hat sich aber herausgestellt, daß die Regelung der oben beschriebenen Geschwindigkeit des Gleitkolbens des druckmittelbetriebenen Zylinders im Hinblick auf den Kolbenhub unzureichend für die Regelung des Gieß- oder Preßverfahrens der Formgießmaschinen oder Spritzgußmaschinen unter dem Gesichtspunkt der Notwendigkeit für genaue und qualitativ hochwertige Guß- und Spritzgußerzeugnisse ist.
In diesem Zusammenhang zeigt U.S. Patent No. 4.840.557 von Kenji Ishimoto u.a. eine vertikale Formgießmaschine, die geeignet ist für die Herstellung von Gußfelgen für Autos.
Figuren 21A bis 21E illustrieren ein Gießverfahren der Gußfelgen mit der vertikalen Gießmaschine nach U.S. Patent No. 4.840.557, welches dem EP-A-0273586 entspricht, auf das sich die Präambeln der Ansprüche 1 und 16 beziehen. Diese vertikale Gießmaschine besitzt vertikal bewegliche, obere und untere Gießformen 141 und 142, und mehrere seitlich bewegbarer Kerne 143, die durch eine Mechanik über obere und untere Platten zusammengehalten und verklammert sind, um einen Formhohlraum zu 144 bilden. Wie es in Figur 21A dargestellt ist, wird sobald der Formhohlraum 144 zwischen den Formen 141 und 142 gebildet ist, eine Schmelze 146, so z.B. geschmolzenes Aluminium und Magnesium, aus einer Hülse 147 in den Formhohlraum 144 durch die Aufwärtsbewegung eines Gießstempels 148 mit dessen am oberen Ende befindlichen Stempel spitze 148a, der wiederum mittels eines Einspritzzylinders (nicht dargestellt in den Figuren 21A bis 21E) betätigt wird, eingespritzt. Sobald eine bestimmte Zeit verstrichen ist, (d.h. über eine vorbestimmte Zeit verzögerter Beginn des Pressens) und nach Beendigung des Einspritzens der Schmelze 146 in den Formhohlraum 144, wird ein Druckstempel 145 für die Schmelze ( dieser wird von nun an in der Beschreibung als Preßstempel bezeichnet) in den Formhohlraum 144 bewegt, um die Schmelze 146 darin unter Druck zu setzen und den Formhohlraum 144 durch die Betätigung eines nicht gezeigten Preßzylinders aufzufüllen, wie es in den Figuren 21B und 21C gezeigt ist. Bevor nämlich die Schmelze 146 sich verfestigt, wird der Preßstempel 145 aus einer Zwischenposition, dargestellt in Figur 21B, in eine untere Position gemäß Figur 21C abgesenkt, in der das untere Ende des Preßzylinders 145 eine Öffnung 149 der unteren Gußf orm 142 abdichtet, wobei eine dünne Schicht der erstarrten Schmelze 146a rund um die Öffnung 149 bleibt. Sobald die eingespritzte Schmelze 146 durch Kühlung vollständig erstarrt ist, wird anschließend der Preßstempel 145 etwas aus der Abdichtposition gemäß Figur 21C angehoben, und die obere und untere Form 141 und 142 werden, wie in Figur 21D gezeigt, getrennt und geöffnet. Folglich wird die erstarrte Schmelze 146 vertikal in zwei Teile in Höhe der Öffnung 149, dort wo sich die dünne Schicht aus erstarrter Schmelze gebildet hat, getrennt. Danach werden, wie in Figur 21E gezeigt, die Kerne 143 aus den Formen 141 und 142 entfernt und eine Gußfelge 100 wird aus der oberen Form 141, d.h. die Auswerfform, durch Auswerfstifte ausgeworfen.
Bei dem oben erwähnten Formgießverfahren wird in einer dem Stand der Technik entsprechenden Formgießmaschine ein von dem Preßstempel ausgeübter Preßdruck über eine Zeit, wie im Diagramm der Figur 22 dargestellt, in dem die Abszisse die Zeitachse und die Ordinate die Änderung des Preßdrucks Psq abbildet, ausgeübt. Ein Gießdruck Pm bezeichnet einen Druckpegel, bei dem die Schmelze 146 in den Formhohlraum 144 eingespritzt wird. Aus Figur 22 ist abzuleiten, daß ein Druck des Preßstempels 145, d.h. der Preßdruck Psq, schrittweise in vier verschiedenen Druckstufen aufgebracht wird. Die Zeit 0 bezeichnet den Beginn der Aufbringens des Preßdrucks Psq und entspricht einer Zeit nach Verstreichen von Bruchteilen einer Sekunde oder etwa 1.0 Sekunde ( eine vorbestimmte Zeitverzögerung) ausgehend vom zeitlichen Abschluß der Einspritzung der Schmelze 146 in den Formhohlraum 144. Diese Start zeit wird durch einen passenden Zeitgeber bestimmt, der dann ausgelöst wird, wenn der zeitliche Abschluß des Einspritzens der Schmelze 146 festgestellt ist, wobei ein Sensor, wie z.B. ein Druckanzeiger zur Messung eines Drucks im Formhohlraum 144 oder eines Anstiegs des Betriebsdrucks im Einspritzzylinder, und eine Meßvorrichtung zur Messung eines Hubwegs des Gießstempels 148 benutzt werden.
Ferner kennzeichnet ein Zeitintervall zwischen der Zeit a und einer Zeit t&sub1; nach Figur 22 einen Bereich, in dem der Preßstempel 145 abgesenkt wird, wobei eine Gußhaut der Schmelze 146 abgesprengt wird, die sich bildet, wenn die eingespritzte Schmelze 146 mit den Innenflächen der oberen und unteren Gießformen 141 und 142 in Berührung kommt. Während dieses Intervalls wird der Preßstempel 145 in den Formhohlraum 144 abgesenkt, während die erstarrende Schmelze 146 zusammengepresst wird, so daß ein sehr hoher Preßdruck vom dem über den Preßzylinder betätigten Preßstempel 145 ausgeübt werden muß. Ein Zeitintervall zwischen den Zeiten t&sub1; und t&sub2; kennzeichnet einen Bereich, in dem die Schmelze 146 allmählich abgekühlt wird, um aus dem geschmolzenen Zustand heraus zu erstarren. Als Ergbnis schrumpft die Schmelze per se entsprechend der Abkühlung der Schmelze 146, und deshalb wird der Preßstempel 145 in die Schmelze 146 während des Intervalls zwischen t&sub1; und t&sub2; abgesenkt, um einen relativ kleinen Preßdruck auszuüben und um damit die Schrumpfung der Schmelze 146 auszugleichen. Der Preßdruck Psq wird nämlich in dem Intervall zwischen den Zeiten t&sub1; und t&sub2; entweder etwas höher oder niedriger als der Einspritzdruck Pm, abhängig von der Form des Gußteils 100, gewählt. In einigen Fällen wird der Preßdruck während dieses Zeitintervalls dem Einspritzdruck Pm angenähert gleich gewählt. Ein Zeitintervall zwischen den Zeiten t&sub2; und t&sub3; nach Figur 22 kennzeichnet einen Bereich, in welchem die Schmelze 146 im Formhohlraum 144 abgekühlt und teilweise erstarrt ist, um die gekühlte Schmelze 146 schrumpfen zu lassen. Dieses Schrumpfen der Schmelze ermöglicht die Bildung von Löchern oder Hohlräumen in der Schmelze, und deswegen wird zur Zeit t&sub2; von dem Preßstempel 145 ein höherer Preßdruck aufgebracht, um die Bildung von Löchern und Hohlräumen im Inneren der erstarrten Schmelze zu unterbinden. Ein Zeitintervall zwischen den Zeiten t&sub3; und t&sub4; kennzeichnet einen zusätzlichen und letzten Bereich, in welchem der Preßstempel 145 weiter bis in die Höhe der Öffnung 149 der unteren Form 142 abgesenkt wird, um die Bildung der oben erwähnten dünnen Schicht aus erstarrter Schmelze 146a zu ermöglichen.
Sobald der Gießvorgang beginnt, während die obere und untere Gießform 141 und 142 kalt sind, werden der Preßstempel 145 und die obere Form 141 durch die in den Formhohlraum 144 eingespritzte Schmelze 146 erhitzt und entsprechend wärmegedehnt. Dennoch ist der Grad der Wärmedehnung beim Preßstempel 145 und bei der oberen Form 141 anders aufgrund ihrer unterschiedlichen Wärmedehnungs- Koeffizienten, des angewendeten Kühlverfahrens und eines Betrags an Wärmeenergie, der von beiden Teilen aufgenommen wurde. Als eine Folge davon ändert sich, wenn der Preßstempel 145 wiederholt in den Formhohlraum 144 bei einer Anzahl von Arbeitszyklen abgesenkt wird ein Reibungswiderstand, in einem Bereich "A" nach Figur 21B, dem der Stempel 145 ausgesetzt ist, und weiter verursacht das Eindringen von Schmelze 146 in einen Freiraum zwischen dem Stempel 145 und der Bohrung der oberen Gießform 141 ebenfalls eine Änderung des Widerstandes gegen das Absenken des Preßstempels 145 in einem Bereich "B" nach Figur 21B bei entsprechenden Pressvorgängen durch den Preßstempel 145.
Deswegen muß, solange der Betrieb des Preßstempels 145 nach der üblichen Methode geregelt wird, um die Preßdrücke Psq schrittweise auszuüben, wie es in Figur 23 dargestellt ist, eine tatsächliche Bewegung des Preßstempels 145 in den Formhohlraum hinein, d.h. der Hub des Preßstempels 145, allmählich in Anpassung auf die Änderung des oben erwähnten Widerstands erfolgen, der gegen den Preßstempel 145 während einer Anzahl von Arbeitsspielen der Formgießmaschine nach Figuren 21A bis 21E wirkt.
Figur 23 zeigt, daß, wenn die Gießoperation der Formgießmaschine gestartet wird, während die oberen und unteren Formen 141 und 142 kalt sind, bei Anwendung der herkömmlichen Verfahren durch Regelung des Preßdrucks Psq in Schritten, wie in Figur 22 gezeigt, der Hub St des Preßstempels 145 nach und nach als Rückmeldung auf den Anstieg der Arbeitsspiele, siehe Pfeil, kürzer wird. Beim ersten Gießvorgang der Gießmaschine ändert sich nämlich der Hub "St" des Preßstempels 145 abhängig von der verstrichenen Zeit "t" entsprechend einer Kurve (a) nach Figur 23. Dennoch wird der Hub des Preßstempels 145, der von dem nicht abgebildeten Preßzylinder betrieben wird, klein, wie in den Kurven (b), (c) und (d) nach Figur 23 in Anpassung an die steigende Anzahl von Arbeitsspielen dargestellt ist, solange die Gießmaschine kontinuierlich zur Ausführung einer Anzahl von Gießvorgängen betrieben wird. Dies erfolgt wegen des zuvor erwähnten Anwachsens des Widerstandes gegen eine oder eine auf den Preßstempel 145 ausgeübte Kraft.
Da das Aufbringen eines Preßdrucks durch den Preßstempel 145 erfolgt, um ein Auffüllen als Ausgleich für Lunker oder Hohlräume in der Schmelze 146 im Formhohlraum 144 wegen des Schrumpfens der Schmelze 146 zu erreichen, verfehlt die oben erwähnte Verkürzung des Hubs des Preßstempels 145, als Rückmeldung auf den Anstieg der Anzahl von Gießvorgängen, ein Ausgleichen der Lunker der Schmelze 146 im Formhohlraum 144, und als Resultat hieraus können qualitativ hochwertige Gußteile nicht gewonnen werden.
Zusätzlich kann der dünne, filmartige zylindrische Teil 146a der erstarrten Schmelze, der sich normalerweise an der Öffnung 149 der unteren Gießform 142 bildet, nicht entstehen, wenn der Hub des Preßstempels 145 verkürzt wird, und der Stempel 145 deshalb nicht in die Position gebracht werden kann, in der er die Öffnung 149, wie in Figur 21C gezeigt, mit erstarrter Schmelze 146 ausgefüllt, verschließt. Folglich ist, wie aus Figur 21D ersichtlich, wenn die oberen und die unteren Gießformen 141 und 142 vertikal geöffnet werden, um das Gußteil 100 aus dem Formhohlraum 144, ohne die Kerne zu entfernen1 zu entnehmen, eine große Kraft erforderlich, um die erstarrte Schmelze von der Öffnung 149 der unteren Gußform 142 abzulösen, und da die Kerne 143 noch nicht herausgenommen wurden, wird die erstarrte Schmelze 146 mit großer Kraft, die von der nach unten bewegten, unteren Gießform 142 ausgeübt wird, um die erstarrte Schmelze 146 von der Öffnung 149 zu lösen, nach unten gezogen. Daher kann das Gußteil 100 deformiert werden, wie dies mit strichpunktierten Linien in Figur 21D gezeigt ist.
Aus der vorangegangenen Beschreibung des Gießverfahrens nach dem Stand der Technik kann abgeleitet werden, daß bei Anwendung einer schrittweisen Regelung des Preßdrucks es für einen Bediener notwendig ist, den Betrieb des Preßstempels 145 zu überwachen und manuell die Kraft, die auf den Preßstempel 145 ausgeübt wird, anzupassen, d.h. eine Preßkraft, die mittels Preßzylinder ausgeübt wird, und das Timing für die Änderung der Preßdruckpegel. Dieses ist sehr mühselig und schwierig, und eine zufriedenstellende Anpassung der Preßdruckpegel durch den Bediener kann praktisch nicht erreicht werden. Daher besteht ein dringendes Bedürfnis nach einer Verbesserung der Regelung nach heutigem Stand der Technik für den Betrieb von Formgießmaschinen und Stranggußpressen, sowie den Betrieb eines druckmittelbetriebenen Zylinders mit einem Gleitkolben, der als Stellglied für eine Formgießmaschine oder eine Kunststoff-Stranggußpresse dient.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Folglich ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die Probleme zu lösen, die bei hydraulischen Maschinen auftreten, wie bei Formgießmaschinen, Kunststoff- Spritzgußmaschinen und Strangpressen, die druckmittelbetriebenen Zylinder als Stellglieder besitzen, um einen zu vergießenden oder zu verformenden Werkstoff einzuspritzen, um einen Preßdruck auf den zu vergießenden Werkstoff auszuüben und um einen metallischen oder plastischen Werkstoff durch eine Spritzform zu pressen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines neuartigen Verfahrens und eines Apparats zur Regelung des Gießens oder Druckgießens einer Formgieß- oder Druckgußmaschine, insbesondere einer vertikalen Formgießmaschine oder Kunststoff-Druckgußmaschine, wodurch qualitativ hochwertige Guß- oder Druckgußerzeugnisse erzielt werden.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens und eines Apparats zur Regelung des Gießens und Formgießens einer Formgieß- oder Druckgußmaschine unter Verwendung von elektronischen Computern, d.h. Mikrocomputer oder Personal Computer, um eine genaue und sichere Regelung des Einspritzvorgangs und/oder des Preßvorgangs auszuführen.
Ein noch weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines neuartigen Verfahrens und eines Apparats zur Regelung des Betriebs eines druckmittelbetriebenen Zylinders, der bei hydraulischen Maschinen verwendet wird, in denen elektronische Computer eingesetzt werden, um eine geschlossene Regelung für den Betrieb des druckmittelbetriebenen Zylinders zu erreichen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens und eines Apparats zur Regelung des Hubs und der Stellkraft des druckmittelbetriebenen Zylinders zum Einsatz bei verschiedenen hydraulischen Maschinen, besonders bei Formgieß- und Druckgußmaschinen.
Es wird eine Methode zur Regelung eines Gießverfahrens vorgeschlagen, um ein Gußteil aus einem zu vergießenden Gußwerkstoff zu erhalten, umfassend das Einspritzen des Gußwerkstoffes in einen Formhohlraum (44) von Gießformen (41,42) mittels eines Gießstempels (48) durch Ausübung eines Preßdrucks auf das in den Formhohlraum zu vergießende Material (46) mittels eines Preßstempels (45), der durch einen druckmittelbetriebenen Druckzylinder (1) angetrieben wird.Diese Methode umfasst folgende Stufen:
Vorgabe einer Sollkurve unter Berücksichtigung eines Betrags aus der Hubbewegung dieses Preßstempels über einen Zeitabschnitt beginnend mit der Hubbewegung dieses Stempels in diesen Formhohlraum; und Regelung einer tatsächlichen Hubbewegung dieses Preßstempels von diesem Beginn der Hubbewegung an, um diese Sollkurve nachzufahren, sobald dieser Preßdruck auf dieses in diesem Formhohlraum zu vergießende Material ausgeübt wird.
Es ist ein Apparat zur Regelung eines Gießverfahrens für eine Gießmaschine vorgesehen, ausgestattet mit einem Satz Gießformen und einem Kernelement, das mit dem Gießformen zusammenwirkt, um einen Formhohlraum zu bilden, wenn die Gießformen und das Kernelement zusammengesetzt sind,mit einem Gießstempel, der betätigt werden kann, um ein in den Formhohlraum zu vergießendes Material einzuspritzen, mit einem druckmittelbetätigten Gießzylinder zur Betätigung des Gießstempels, mit einem Preßstempel, der gleitend in einem Teil der Gießformen angeordnet ist, um in den Formhohlraum hineinbewegt zu werden, um dadurch einen Preßdruck auf das in den Formhohlraum eingespritzte Material auszuüben, und mit einem druckmittelbetätigten Druckzylinder zur Betätigung des Preßstempels, dadurch gekennzeichnet. Dieser Apparat enthält:
eine
Positionsanzeigeeinrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Signals, um ein Erkennen einer Position dieses Preßstempels anzuzeigen, der aus einer vorbestimmten, zurückliegenden Position dorthin bewegt wird;
mindestens eine
Ventileinrichtung, um einen Druckmitteldruck,der von einer Druckmittelquelle an diesen druckmittelbetätigten Druckzylinder angelegt wird, in Abhängigkeit eines Ausmaßes eines Ventilstellsignals zu verändern, um dadurch eine tatsächliche Hubbewegung dieses Preßstempels zu regeln;
eine Ventilstelleinrichtung zur Erzeugung des Ventilstellsignals nach Empfang eines Stellsteuersignals, und
mindestens eine Rückkopplungs- Regelungseinrichtung (11) umfassend mindestens eine Steuersignal- Erzeugungseinrichtung, um darin eine erwünschte Sollkurve entsprechend einem erwünschten Ausmaß einer Hubbewegung dieses Preßstempels über einen Zeitabschnitt von einem Beginn der Hubbewegung dieses Preßstempels zu diesem Formhohlraum einzugeben, wobei diese Steuersignal- Erzeugungseinrichtung in der Lage sein soll, ein Ausgangssignal zu erzeugen,welches anzeigt, daß das erwünschte Ausmaß der Hubbewegung dieses Preßstempels aus der Sollkurve abgeleitet ist, und eine Signalaufbereitungseinrichtung, die in der Lage ist, eine Abweichung zwischen dem elektrischem Signal der Positionsanzeigeeinrichtung und diesem Ausgangssignal dieser Steuersignal- Erzeugungseinrichtung zu erkennen, und dieses Stellsteuersignal als mindestens ein Rückkopplungssignal erzeugt, das von der Rückkopplungs-Regelungseinrichtung dieser Ventilstelleinrichtung zugeführt werden soll, wobei dieses Stellsteuersignal variiert in Abhängigkeit von einem Ausmaß von dieser Signalaufbereitungseinrichtung erkannten Abweichung, um es zu ermöglichen, daß diese Hubbewegung dieses Preßstempels der Sollkurve nachfährt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen ein Apparat zur Regelung eines druckmittelbetätigten Zylinders, der ein gleitendes Kolbenelement mit einem beweglichen Kolben und eine Kolbenstange enthält, und der aus einer vorbestimmten, zurückliegenden Position heraus in eine ausgeschobene Position hierzu bewegt wird, und erste und zweite Fluid-Kammern, die sich auf gegenüberliegenden Seiten des Gleitkolbens befinden, wobei die ersten und zweiten Fluid-Kammern über eine Fluid- Druckmittelquelle fluidisch miteinander verbunden sind. Der Apparat enthält:
eine Positionserkennungs-Einrichtung, um ein elektrisches Signal zu erzeugen, welches eine ausgeschobene Position der Kolbenstange aus einer vorbestimmten, zurückliegenden Position anzeigt;
Fluid-Leitungen zur Fluid-Druckversorgung für die ersten und zweiten Fluid-Kammern von der Druckmittelquelle;
ein Durchflußregelventileinheit, um die ersten und zweiten Fluid-Kammern selektiv mit der Druckmittelquelle zu verbinden;
eine erste Fluid-Druckregelventileinheit, um den Fluid-Druck von der Druckmittelquelle anpassend für die ersten und zweiten Fluid- Kammern der druckmittelbetriebenen Zylinder über die Durchflußregelventile zu ändern;
eine Ventiltreibereinrichtung, um ein Ventilstellsignal nach Empfang eines Steuerbefehlsignals zu erzeugen; und
eine Rückkopplungs-Regeleinrichtung umfassend: einen Steuersignal- Erkennungseinrichtung, um darin eine gewünschte Kurve entsprechend einem gewünschten Betrag einer Ausschubposition der Kolbenstange aus einer vorbestimmten, zurückgezogenen Position über einem Zeitabschnitt vom Beginn des Ausschiebens der Kolbenstange in eine vorgelagerte Position hierzu vorzugeben, wobei die Steuersignal- Erkennungseinrichtung ein Ausgangssignal erzeugt, das den erwünschten Betrag des Ausschubs der Kolbenstange, aus der gewünschten Kurve abgeleitet, angibt; und eine Signalaufbereitungseinheit, die eine Abweichung zwischen dem Signal der Positionserkennungs-Einrichtung und dem Ausgangssignal der Steuersignal- Erzeugungseinrichtung erkennt, und ein Steuerbefehlsignal als ein Rückkopplungssignal für das Ventilstellglied erzeugt, wobei das Steuerbefehlsignal, angepasst an die vom Signalwandler erkannte Abweichung, verändert wird, um den Betrag für das Ausschieben der Kolbenstange mit dem Sollverlauf in Übereinstimmung zu bringen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die oben aufgeführten und weiteren Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden weiter durch die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen verdeutlicht, wobei:
Figur 1 das Block-Diagramm eines Apparats zur Regelung des Betriebs einer Formgießmaschine zeigt, entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
Figur 2A ein Diagramm ist, das den Zusammenhang zwischen einem Hub eines Preßstempels und dem Zeitablauf gemäß einem Verfahren der vorliegenden Erfindung illustriert;
Figur 2B ein vergrößerter Ausschnitt eines Teils C aus Figur 2A ist;
Figur 3 ein Block-Diagramm einer Regeleinrichtung für die Regelung eines druckmittelbetriebenen Zylinders, entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
Figur 4 ein Teil-Blockdiagramm ist, das die Formgießmaschine mit der Regelapparatur nach Figur 3 illustriert;
Figur 5 ein Block-Diagramm einer Apparatur zur Regelung einer Formgießmaschine entsprechend einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
Figur 6 eine schematische, vergrößerte Darstellung der Steuersignal- Erzeugungseinrichtung der Apparatur nach Figur 5 ist, die ein Beispiel einer gewünschten Kurve bezüglich eines Hubs des Preßstempels über der Zeit illustriert;
Figur 7 eine schematische Darstellung eines Druckbegrenzers der Apparatur nach Figur 5 ist, die den programmierten Betrieb des Druckbegrenzers entsprechend der vorliegenden Erfindung illustriert;
Figuren 8A bis 8C Diagramme sind, die einen Zusammenhang zwischen einem gemessenen Druck und einem Zeitabschnitt angeben, wenn das Verfahren nach vorliegender Erfindung ausgeführt wird;
Figur 9 ein Block-Diagramm einer Regel- Apparatur zur Regelung eines druckmittelbetriebenen Zylinders entsprechend einer weiteren Ausführungsform vorliegender Erfindung ist;
Figur 10A eine schematische Darstellung eines Regelschalters der Apparatur nach Figur 9 ist, die den programmierten Betrieb des Regelschalters entsprechend der vorliegenden Erfindung illustriert;
Figur 10B eine modifizierte Ausführungsform des Regelschalters nach Figur 10A ist;
Figur 10C eine schematische Darstellung eines Regelschalters einer Apparatur nach Figur 11 ist, die den programmierten Betrieb des Regelschalters entsprechend der vorliegenden Erfindung illustriert;
Figur 11 ein Block-Diagramm einer Apparatur zur Regelung des Betriebs einer Formgießmaschine entsprechend einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
Figur 12 eine schematische Darstellung einer Steuersignal-Erzeugungseinrichtung einer Rückkopplungs-Regeleinrichtung nach Figur 9 oder Figur 11 ist, die ein weiteres Beispiel einer gewünschten Kurve bezüglich eines Hubs des Preßstempels über einen Zeitabschnitt illustriert;
Figuren 13A und 13B erklärende Darstellungen einer Integralverstärkung und einer Proportionalverstärkung sind, die von einem Verstärkungsregler für die Apparatur entsprechend der vorliegenden Erfindung geliefert werden;
Figuren 14A und 14B graphische Darstellungen sind, die einen Betrieb eines Gleitkolbens eines druckmittelbetriebnenen Zylinders darstellen, um eine gewünschte Kurve bezüglich des Hubs des Gleitkolbens über einem Zeitabschnitt nachzufahren;
Figuren 15A und 15B graphische Darstellungen, ähnlich den Figuren 13A und 13B sind, die eine Differenz bei Betrieb des Gleitkolbens aufgrund einer Differenz eines Betrages der Verstärkungsregelung illustrieren;
Figur 16 ein Block-Diagramm einer Apparatur zur Regelung des Betriebs einer Formgießmaschine entsprechend einer weiteren Anwendungsform vorliegender Erfindung ist;
Figur 17 eine schematische Darstellung eines Druckreduzier-Befehlsgebers der Apparatur nach Figur l6 ist, der den programmierten Betrieb des Befehlsgebers des Druckreduzierers entsprechend der vorliegenden Erfindung illustriert;
Figur l8 ein Diagramm ist, das den Zusammenhang zwischen einem Druck des Einspritzzylinders über einen Zeitabschnitt entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach Figur 16 illustriert;
Figur 19 ein Block-Diagramm einer Apparatur zur Regelung des Betriebs einer Formgießmaschine entsprechend einer weiteren Ausführungsform der vorliegender Erfindung ist;
Figur 20 eine schematische Darstellung eines Befehlsgebers zur Öffnung der Gießform der Apparatur nach Figur 19 ist, die den programmierten Betrieb des Formöffnungs- Befehlsgebers illustriert;
Figuren 21A bis 21E schematische Darstellungen eines Paares von Gießformen und angrenzenden Gieß- und Preßstempeln entsprechend einem bisherigen Stand der Technik sind, die die Abfolge des Gießverfahrens illustriert;
Figur 22 ein Diagramm ist, das einen Zusammenhang zwischen einem Preßdruck und einem Zeitabschnitt entsprechend einem bisherigen Stand der Technik illustriert; und
Figur 23 eine graphische Darstellung ist, die illustriert, wie sich ein Zusammenhang zwischen einem Hub des Preßstempels und einem Zeitabschnitt als Rückantwort auf einen Anstieg der Anzahl der Gießarbeitsspiele entsprechend dem bisherigem Stand der Technik ändert

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUS FÜHRUNGSFORMEN

Für alle Zeichnungen der Ausführungsformen der vorliegender Erfindung gilt, daß ähnliche oder gleiche Elemente oder Teile mit denselben Bezugsnummern und denselben Nummern mit den Suffixen "a" und "b" bezeichnet sind.
Gemäß Figur 1 besitzt eine vertikale Formgießmaschine 3 eine obere Gieform 41 und eine untere Gießform 42 und eine Vielzahl von Kernen 43, die in eine Schließstellung gebracht sind, wobei diese Gießformen 41 und 42 und die Kerne 43 so zusammengepasst werden, daß sie einen Formhohlraum 44 bilden. Die vertikale Formgießmaschine umfaßt auch einen Gießstempel 48, der unterhalb der unteren Gießform 42 liegt und am äußeren Ende eine Stempelspitze 48a hat, und einen Preßstempel 45, der gleitend in der oberen Gießform 41 angeordnet ist und dem Gießstempel 48 vertikal gegenüberliegt. Der Gießstempel 48 und die Stempelspitze 48a werden gemeisam nach oben bewegt, um ein zu vergießendes Material, d.h. eine Schmelze 46 aus einer Einspritzhülse 47 in einen Formhohlraum 44 einzuspritzen. Der Preßstempel 45 wird in den Formhohlraum abgesenkt, um die Schmelze im Formhohlraum 44 zusammenzudrücken. Der Preßstempel 45 ist mit einem Kolbenelement 2 eines Druckzylinders 1 verbunden, der auf einer nicht gezeigten, beweglichen Kopfplatte befestigt ist und der mit einem fluidischen Druck betätigt wird, z.B. einem hydraulischen Druck. Der Preßstempel 45 ist so angeordnet, daß sein vorderes Ende (d.h. das unterste Ende in der vorliegenden Ausführungsform) vertikal durch die Schmelze 46 , die in den Formhohlraum 44 eingefüllt ist, in eine Position bewegt werden kann, in der das vordere Ende des Preßstempels 45 eine Öffnung des Formhohlraums 44 dicht verschließt. Alternativ kann der Preßstempel 45 so angeordnet werden, daß er in eine andere als die gezeigte, vertikale Richtung bewegt werden kann.
Wie aus dem hydraulischen Kreislauf nach Figur 1 abgeleitet werden kann, wird der Druckzylinder 1, der den Preßstempel 45 treibt, hydraulisch betätigt mittels einer unter Druck gesetzten Flüssigkeit oder Öl, gespeist von einer Flüssigkeits- Druckmittelquelle oder einer hydraulischen Druckquelle 5j die mit einer Hydraulikpumpe 5a und einem Antriebsmotor Mr ausgestattet ist; die Bewegung des Kolbenelements 2 zwischen einer Haupt-Kammer 1a und einer Kolbenstangen-Kammer 1b wird von einem Elektromagnet-Wegeventil 7 gesteuert, das in Druckleitungen angeordnet ist, die den Druckzylinder 1 mit der hydraulischen Druckmittelquelle verbinden. Das Elektromagnet-Wegeventil 7 besitzt Elektromagnete 7a und 7b, und wenn der Elektromagnet 7a unter Spannung gesetzt wird, wird das Ventil 7 in eine Schaltstellung gebracht, bei der das Drucköl aus der hydraulischen Druckmittelquelle in die Hauptkammer 1a des Druckzylinders 1 eingeleitet und das Drucköl aus der Kammer 1b in den Ölbehälter 6 abfließt. Als Folge davon wird das Kolbenelement 2 des Druckzylinders 1 vorwärts getrieben und nach außen geschoben, um den Preßstempel 45 zu bewegen und damit das vordere Ende des Stempels 45 zu zwingen, in den Formhohlraum 44 vorzudringen, wie es in Figur 1 dargestellt ist. Wenn umgekehrt der Elektromagnet 7b des elektromagnetischen Wegeventils 7 betätigt wird, wird die Bewegung des Kolbens 2 des Druckzylinders 1 umgekehrt, und damit wird das vordere Ende des Stempels 45 aus dem Formhohlraum 44 in die obere Gießform 41 zurückgezogen. Der hydraulische Kreislauf nach Figur 1 ist zur Steuerung eines Druckpegels der von der hydraulischen Druckmittelquelle 5 kommenden Druckflüssigkeit in Abhägigkeit von der Erregung des Elektromagneten auch mit einem elektromagnetischen, automatischen Druckentlastungsventil 4 versehen. Das elektromagnetische, automatische Druckentlastungsventil 4 arbeitet nämlich entsprechend dem Wert eines eingespeisten Eingangsignals, um damit den hydraulischen Druck der Flüssigkeit zur Regelung der Bewegung des Preßstempels 45 zu regeln. Die Bewegung, d.h. ein Betrag des Ausschubs oder Hubs des Preßstempels 45 aus einer hierzu zurückliegenden Position und damit die Bewegung des Kolbenelements 2 des Druckzylinders 1, wird von einer Positionsanzeigeeinrichtung 3 aufgenommen, die z.B. ein elektrisches Potentiometer ist. Ein Anzeigesignal in Form eines elektrischen Signals, das eine Position des Preßstempels 45 bezogen auf die zurückgezogene Position desselben angibt, ist der Ausgang aus dem Positionsanzeiger 3.
Um die Bewegung des oben erwähnten Druckzylinders 1 und des Preßstempels 45 zu regeln, ist eine Regelapparatur vorgesehen, die eine Rückkopplungs-Regeleinrichtung 11 mit einer Steuersignal-Erzeugereinrichtung 12, einer Abweichungs-Erkennungseinrichtung 13 und eine Verstärkungsregeleinrichtung 14 enthält. Die Steuersignal-Erzeugereinrichtung 12 ist derart ausgestattet, daß sie ein programmiertes Modell einer gewünschten Kurve unter Berücksichtigung einer gewünschten Hubbewegung des Preßstempels 45 in den Formhohlraum 44 über einen Zeitabschnitt vorgibt, und eine Stellsignal-Information liefert, die aus der gewünschten Kurve durch ein Ausgangssignal abgeleitet ist. Die Steuersignal-Erzeugungseinrichtung 12 kann daher aus einer Speichereinheit bestehen, wie z.B. einem Schreib-Lese-Speicher (RAM) oder einem anderen löschbaren Speicherelement. In der dargestellten Ausführungsform enthält die Steuersignal-Erzeugereinrichtung 12 auch einen Nur-Lese-Speicher (ROM) ein, in dem weitere Regelprogramme zur Regelung des Betriebs einer Abweichungserkennungs- Einrichtung 13 und einer Verstärker-Regeleinrichtung 14 gespeichert werden können.
Die Abweichungserkennungs-Einrichtung 13 ist vorgesehen , um die von der Steuersignal- Erzeugereinrichtung 12 übermittelte Signal- Information mit dem elektrischen Signal der Positionsanzeige-Einrichtungs 3 zu vergleichen, um eine Abweichung beider Signale voneinander zu erkennen. Die erkannte Abweichung ist Ausgang der Abweichungserkennungs-Einrichtung 13 in Form eines Signals eines Wertes, welcher vom Ausmaß der erkannten Abweichung abhängt. Die Verstärker-Regeleinrichtung (PI-Regler) 14 ist vorgesehen, um das von der Abweichungserkennungs-Einrichtung 13 übermittelte Signal in geeigneter Weise in ein Rückkopplungssignal aus der Rückkopplungs-Regeleinrichtung 11 zu verarbeiten. In der Praxis führt die Verstärker-Regeleinrichtung 14 die Verarbeitung des Signals der Abweichungserkennungs-Einrichtung 13 aus, um dem Signal der Abweichungs- Erkennungseinrichtung 13 Proportional, Integral- und Differential-Zuwächse (PID- Zuwächse) zuzufügen. Die Abweichungserkennungs-Einrichtung 13 und die Verstärker-Regeleinrichtung 14 können in einer kommerziell verfügbaren Zentraleinheit (CPU) enthalten sein, die eine Rechenfunktion und Regelfunktion beinhaltet. Die Rückkopplungs-Regeleinrichtung 11 kann daher per se aus einem konventionellen, elektronischem Mikrocomputer oder einem Personalcomputer bestehen. Wenn die Rückkopplungs-Regeleinrichtung 11 aus einem Mikrocomputer oder einem Personalcomputer besteht, wird eine Schnittstellen-Einrichtung 10 zwischen den Ein-/Ausgängen der Rückkopplungs-Regeleinrichtung 11 und dem System der Gießmaschine angeordnet.
Ein Treiber 9 ist vorgesehen, um das Rückkopplungssignal Pc von der Verstärker- Regeleinrichtung 14 der Rückkopplungs- Regeleinrichtung 11 zu empfangen, und um das Rückkopplungssignal Pc in ein Stellsignal PRf zu wandeln, um das zuvor erwähnte elektromagnetische, automatische Druckentlastungsventil 4 zu betätigen.
Nun beginnt die Beschreibung der Betriebsweise der oben erwähnten Regel- Apparatur.
Wenn das Einsprizen der Schmelze 46 in den Formhohlraum 44 der Gußf ormen 41 und 42 durch den Gießstempel 48, wie in Figur 1 illustriert, abgeschlossen ist, und wenn eine vorbestimmte Zeit vor Beginn des Preßvorgangs verstrichen ist, wird von einer Host- Regeleinrichtung (Sequencer) HC ein Steuersignal zur Betätigung des Preßstempels 45 an die Rückkopplungs-Regeleinrichtung 11 gegeben. Die Host-Regeleinrichtung HC übermittelt auch ein Erregersignal an den Elektromagneten 7a des elektromagnetischen Wegeventils 7. Sobald die Rückkopplungs- Regeleinrichtung 11 das Steuersignal von der Host-Regeleinrichtung HC erhält, sendet die Steuersignal-Erzeugungseinrichtung 12 einen gewünschten Hub St des Preßstempels 45 über einer Zeit t, abgeleitet aus der darin einprogrammierten gewünschten Kurve, an die nachgeschaltete Abweichungserkennungs- Einrichtung 13 im Zeitmultiplex-Verfahren bei einer jeweiligen Funktion von eintausend Millisekunden (eine Sekunde). Die Abweichungserkennungs-Einrichtung 13 subtrahiert dann zur Ermittlung eine Abweichung Δst (=St-St'), einen Ist- Positionswert St des Preßstempels 45, der von der Positionsanzeigeeinrichtung 3 erkannnt wurde, vom gewünschten Hub St und übermittelt die Abweichung Δst an die nachgeschaltete Verstärkerregeleinrichtung 14. Die Verstärkerreinrichtung 14 verstärkt vorgegebene PID-Zuwächse für die Abweichung Δst, um somit die Hub-Abweichung Δst des Preßstempels 45 in ein Rückkopplungssignal zu wandeln, das einem Ausgangs-Signal Pc des Flüssigkeitsdrucks der Schnittstellen- Einrichtung 10 entspricht. Hierbei gilt, daß die PID-Zuwächse experimentell festgelegt werden, indem der Preßstempel 45 praktisch über den Druckzylinder 1 betrieben wird, um den günstigsten Betrieb für den Preßstempel 45 zu erreichen, um die in der Steuersignal- Erzeugungseinrichtung 12 vorgegebene gewünschte Kurve nachzufahren. Der Treiber 9, der das Signal Pc empfängt, wandelt das Signal Pc in ein aktuelles Stellsignal PRf und übermittelt es an das elektromagnetische, automatische Druckentlastungsventil 4, und so passt das Druckentlastungsventil 4 den von der hydraulischen Druckquelle 5 gelieferten hydraulischen Druck an. Die Rückkopplungsregelung des Hubs des Preßstempels 45 auf der Basis des Vergleichs der Soll- und aktuellen Hübe St und St' wird nämlich durch ein Regelverfahren nach vorliegender Erfindung herbeigeführt.
Die graphische Darstellung in Figur 2A zeigt ein Ergebnis eines praktischen Experiments der Rückkopplungsregelung des Hubs eines Preßstempels 45, das vom Erfinder ausgeführt und auf einem nicht gezeigten Überwachungs-Anzeigegerät dargestellt wurde, d.h. einem CRT-Bildschirm. Das Experiment wurde im Multiplex-Verfahren ausgeführt bei jjeweiligen Funktionen von jeweils tausend Millisekunden, um einen gewünschten Hub St des Preßstempels 45 aus der programmierten gewünschten Kurve (St über t) abzuleiten, und zwar unter Berücksichtigung der Frequenz- Kennlinie des elektromagnetischen, automatischen Druckentlastungsventils 4 und der Bewegungsgeschwindigkeit des Gießstempels 45. Wie aus Figur 2A zu entnehmen ist, liegt eine Abweichung Δst des konkreten Hubs St' des Stempels 45 vom Soll-Wert St zu einer gegebenen Zeit Ta innerhalb von 1.0% des gewünschten Hubs St. In den Figuren 2A und 2B gibt eine stetige Kurve "e" die Sollkurve des Hubs des Preßstempels 45 an, die programmiert und in der Steuersignal-Erzeugungseinrichtung 12 der Rückkopplungs-Regeleinrichtung 11 gespeichert ist. Der Kurvenverlauf "e" wird vorzugsweise durch Verwendung einer Maus eines Personalcomputers bei der Arbeit am CTR-Bildschirm bestimmt, um den Bearbeiter in die Lage zu versetzen, eine gewünschte Kurve für den Hub des Preßstempels 45 einfach zu bestimmen. Eine Zick-Zack-Kurve "f" in den Figuren 2A und 2B gibt den Ist-Verlauf des Hubs des Preßstempels 45 während der Rückkopplungsregelung seines Betriebs an. Aus der vorangegangenen Beschreibung der Ausführungsform der Regel-Apparatur für die Gießmaschine ergibt es sich, daß die Bewegung des Preßstempels 45, um die Schmelze in den Formhohlraum 44 der Gußformen 41 und 42 und die Kerne 43 mit einem Preßdruck einspritzen zu lassen, genau geregelt werden kann, um die gewünschte Kurve unter Berücksichtigung des gewünschten Hubs über dem Zeitablauf nachzufahren. Daher kann der Hub des Preßstempels 45 der Gießmaschine automatisch ohne eine negative Auswirkung durch den Reibungswiderstand zwischen dem Preßstempel 45 und der oberen Gießform 41 und dem Einfließen der Schmelze 46 stabilisiert werden. Demzufolge sind manuelle Eingriffe durch den Bediener nicht notwendig, und es wird ein stabiler Gießzustand für eine Anzahl von Gießzyklen erreicht, und folglich können genaue und qualitativ hochwertige Gußteile konstant erreicht werden.
Es ist klar, daß das Rückkopplungsregelverfahren und die Apparatur der vorhergehend beschriebenen Ausführungsform nicht nur einfach für den zylinderbetriebenen Preßstempel eingesetzt werden können, sondern auch wenn notwendig für einen zylinderbetriebenen Gießstempel. Das Regelungsverfahren und die Apparatur können bei vielen Typen von seitlichen Gießmaschinen und Spritzgußmaschinen über die beschriebene vertikale Gießmaschine mit einem Preßstempel benutzt werden und auch bei der vertikalen Gießmaschine ohne einen Preßstempel.
Figur 3 illustriert eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Regelung des Betriebs eines druckmittel- betriebenen Zylinders, der als hydraulisches Stellglied für viele Typen hydraulischer Maschinen benutzt wird, insbesondere für eine Formgießmaschine zur Herstellung von Gußteilen aus geschmolzenem Metall oder Kunststoff, d.h. Schmelze, die in einen Formhohlraum eingespritzt wird, eine Spritzgußmaschine zur Herstellung von Gußteilen aus Kunststoff, der in metallische Gießhohlräume eingespritzt wird, und eine Stranggußpresse zur Herstellung von Ziehteilen aus metallischen Werkstoffen, wie z.B. Aluminium.
Ein druckmittelbetriebener Zylinder 1, der z.B. als ein Einspritzzylinder einer Spritzgießmaschine verwendet wird, enthält ein Kolbenelement 2 mit einem Kolben und einer Kolbenstange, und Haupt- und Kolbenstangenkammern 1a und 1b, die auf gegenüberliegenden Seiten des Kolbens des Kolbenelements 2 liegen. Die Hauptkammer 1a des Zylinders 1 ist fluidisch mit einer Pumpe 5a einer hydraulischen Druckmittelquelle 5 über ein elektromagnetisches, automatisches Druckentlastungsventil 4a, das in einem hydraulischen Kreislauf liegt, verbunden, und die Kolbenstangenkammer 1b des Zylinders 1 ist fluidisch mit einer hydraulischen Pumpe 5b über ein elektromagnetisches, automatisches Druckentlastungsventil 4b, das in einem hydraulischen Kreislauf liegt, verbunden. Obgleich die Pumpen 5a und 5b gewöhnlich von einem Antriebsmotor Mr angetrieben werden, haben beide getrennte und unterschiedliche Leistungen. Die elektromagnetischen, automatischen Druckentlastungsventile 4a und 4b sind dem Ventil 4 der Ausführungsform nach Figur 1 ähnlich und regeln die hydraulischen Drücke von den hydraulischen Pumpen 5a und 5b entsprechend und unabhängig voneinander. Die hydraulischen Drücke, die von den entsprechenden Druckmittelquellen 5a und 5b zur Betätigung das Kolbenelement 2 des druckmittelbetriebenen Zylinders 1 geliefert werden, können nämlich von den Magnet- Druckentlastungsventilen 4a und 4b nach Empfang von elektrischen Eingangssignalen entsprechend geregelt werden. Wenn z.B. das elektromagnetische, automatische Druckentlastungsventil 4a erregt wird, um den hydraulischen Druck von der Pumpe 5a auf einen hohen Druckpegel zu bringen, und wenn gleichzeitig das elektromagnetische, automatische Druckentlastungsventil 4b erregt wird, um den hydraulischen Druck von der Pumpe 5b auf einen niedrigen Druckpegel zu reduzieren, dann fließt das Fluid bei dem vorherigen hohen, hydraulischen Druck von der Pumpe 5a in die Hauptkammer 1a, und das Fluid von der Pumpe 5b sowie das Fluid aus der Kolbenstangenkammer 1b werden in einen Hydraulikbehälter 6 der hydraulischen Druckmittelquelle 5 freigegeben. Demzufolge wird das Kolbenelement 2 des druckmittelbetriebenen Zylinders 1 in eine Richtung vorwärts geschoben, die in Figur 3 durch FWD angegeben ist. Umgekehrt wird, sobald das Magnet-Druckentlastungsventil 4a erregt wird, um den hydraulischen Druck von der hydraulischen Pumpe 5a auf einen niedrigen Druckpegel zu reduzieren, und wenn gleichzeitig das Magnet- Druckentlastungsventil 4b erregt wird, um den hydraulischen Druck von der hydraulischen Pumpe 5b auf einen hohen Druckpegel zu bringen, das Kolbenelement 2 des druckmittelbetriebenen Zylinders 1 in eine mit BWD in Figur 3 bezeichnete Richtung zurückgeschoben oder zurückgezogen. Die Bewegung des Kolbens 2 des druckmittelbetriebenen Zylinders 1, d.h. eine Wegstrecke aus der am weitesten zurückliegenden Position in Richtung BWD bis zu einer gegebenen ausgeschobenen Position in Richtung FWD, wird von einer Positionsanzeigeeinrichtung 3 angezeigt, die aus einem üblichen, elektrischen Potentiometer besteht, und ein elektrisches Signal, das jede erkannte Position des Kolbens 2 anzeigt, wird von der Positionsanzeigeeinrichtung 3 erzeugt.
Eine Rückkopplungs-Regeleinheit 11, ähnlich wie bei der Ausführungsform nach Figur 1, ist eingerichtet zur Regelung des Betriebs des oben erwähnten, druckmittelbetriebenen Zylinders 1. Die Rückkopplungs-Regeleinheit 11 unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen Ausführungsform insofern, als zwei Verstärkungsregler 14a und 14b, die beide mit der Positionsanzeigeeinrichtung 13 verbunden sind, vorgesehen sind, um getrennte Rückkopplungssignale V&sub1; und V&sub2; für die oben erwähnten elektromagnetischen, automatischen Druckentlastungsventile 4a bzw. 4b zu erzeugen.
Treiber 12a und 12b sind zwischen der Rückkopplungs-Regeleinheit 11 und den elektromagnetischen, automatischen Druckentlastungsventilen 4a und 4b zur Erzeugung von Treibersignalen P&sub1; und P&sub2; angeordnet, die an die Ventile 4a und 4b in Abhängigkeit von den Rückkopplungssignalen V&sub1; bzw. V&sub2; übermittelt werden. Die entsprechenden Druckpegel des Fluids von den entsprechenden hydraulischen Pumpen 5a und 5b der hydraulischen Druckmittelquelle werden nämlich durch die elektromagnetischen, automatischen Druckentlastungsventile 4a und 4b gemäß einem Wert jedes Treibersignals P&sub1; und P&sub2; geregelt. Wenn die Rückkopplungs- Regeleinheit 11 von einem elektronischem Mikrocomputer oder Personalcomputer gebildet wird, wird eine nicht gezeigte Schnittstellen-Einrichtung zwischen der Rückkopplungs-Regeleinheit 11 und den Treibern 9a und 9b angeordnet.
Die Beschreibung der Betriebsweise einer Regelapparatur der vorliegenden Ausführungsform wird mit Bezug auf Figur 3 gegeben.
Wenn ein Betriebs-Steuersignal von einem nicht gezeigten Host-Regler an die Rückkopplungs-Regeleinheit 11 übermittelt wird, übermittelt die Steuersignal- Erzeugungseinrichtung 12, in die zuerst eine programmierte, gewünschte Kurve hinsichtlich eines gewünschten Hubs St des Kolbenelements 2 des druckmittelbetriebenen Zylinders 1 über einem Zeitabschnitt t eingespeichert wird, den gewünschten Hub St, der von der illustrierten gewünschten Kurve bei entsprechenden Zeitanteilen, d.h. bei entsprechenden Fraktionen von tausend Millisekunden abgeleitet ist, an die Abweichungs-Erkennungseinrichtung 13. Der Hub St des Kolbenelements 2 aus der am weitesten zurückgezogenen Position, d.h. der 0- Position, wird so identifiziert, daß bei der Bewegungsrichtung FWD des Kolbenelements 2 der Hub St als positiv (+) betrachtet wird, und umgekehrt, bei der Bewegungsrichtung BWD des Kolbenelements 2 der Hub St als negativ (-) betrachtet wird. Wenn der gewünschte Hub St übermittelt wird, führt die Abweichungs- Erkennungseinrichtung 13 eine Berechnung zur Erkennung der Abweichung "e" zwischen einem tatsächlichen Hub Stb des Kolbenelements 2, der von der Positionserkennungs-Einrichtung 3 erkannt wird, und dem oben erwähnten gewünschten Hub St (e = St - Stb) durch. Die erkannte Abweichung "e" wird von der Abweichungs-Erkennungseinrichtung 13 an beide Verstärkungsregler 14a und 14b übermittelt. Die Verstärkungsregler 14a und 14b verstärken jeweils proportionale und integrale Zuwächse K&sub1; und K&sub2; für die Abweichung "e", um die Abweichung in entsprechende Rückkopplungssignale V&sub1; und V&sub2; zu wandeln. Zu diesem Zeitpunkt tragen beide Zuwächse K&sub1; und K&sub2; der Verstärkungsregler 14 und 14b gewöhnlich umgekehrte Vorzeichen bezüglich der üblichen Abweichung "e", wie dies aus den Diagrammen der Verstärkungsregler 14a und 14b entnommen werden kann, und die Anstiege der beiden PI-Zuwächse K&sub1; und K&sub2; werden experimentell ausgewählt, so daß die Bewegung des Kolbenelements 2 des druckmittelbetriebenen Zylinders 1 die in die Steuersignal-Erzeugungseinrichtung 12 einprogrammierte, gewünschte Kurve nachfährt oder erfüllt. Dennoch sollte festgehalten werden, daß die auf entgegengesetzte Seiten des Kolbens des Kolbenelements 2 wirkenden Kräfte angemessen ausgeglichen sind, und deshalb sind die Zuwächse K&sub1; und K&sub2; der Verstärkungsregler 14a und 14b vorgegeben, um im umgekehrten Verhältnis zum Verhältnis der Fläche der Hauptkammer 1a zur Fläche der Kolbenstangenkammer 1b zu stehen.
Die Treiber 9a und 9b wandeln die Rückkopplungssignale V&sub1; und V&sub2; der Verstärker 14a und 14b in jeweils entsprechende Treibersignale P&sub1; bzw. P&sub2;, die zur Betätigung der elektromagnetischen, automatischen Druckentlastungsventile 4a und 4b übermittelt werden und deshalb die Druckpegel der unter Druck gesetzten Fluide regulieren, die von den entsprechenden Hydraulikpumpen 5a und 5b der hydraulischen Druckmittelquelle 5 zu den Haupt- und Kolbenstangenkammern 1a bzw. 1b gefördert werden.
Wenn zum Beispiel das Kolbenelement 2 des druckmittelbetriebenen Zylinders 1 nach vorne geschoben (FWD-Richtung) wird, und wenn die zuvor erwähnte Abweichung "e" positiv ist, hat der tatsächliche Hub Stb des Kolbenelements 2 noch nicht den gewünschten Hub St erreicht. Entsprechend tritt die Rückkopplungs-Regeleinheit 11 in Funktion, um die Bewegung des Kolbenelements 2 des druckmittelbetriebenen Zylinders 1 in FWD- Richtung durch Regulierung der Druckpegel der entsprechenden unter Druck gesetzten Fluide, die von getrennten Hydraulikpumpen 5a und 5b zu den Haupt- und Kolbenstangenkammern 1a bzw. 1b des Zylinders 1 gefördert werden, auszulösen, bis das Kolbenelement 2 den gewünschten Hub St erreicht. In diesem Fall wird der Druckpegel in der Hauptkammer 1a als Antwort auf den Wert der Abweichung "e" angehoben, und der Druckpegel in der Kolbenstangenkammer 1b wird als Antwort auf den Wert der Abweichung "e" gesenkt durch Regelung jeweils der Rückkopplungssignale V&sub1; bzw. V&sub2;, wobei die Charakteristika der PI- Zuwächse K&sub1; und K&sub2; der Verstärkungsregler 14a und 14b berücksichtigt werden. Umgekehrt tritt, wenn die Abweichung "e" ( = St - Stb) negativ ist, wenn nämlich der tatsächliche Hub Stb des Kolbenelements 2 des druckmittelbetriebenen Zylinders 1 über den gewünschten Hub St ausgeweitet wird, die Rückkopplungs-Regeleinheit 11 in Funktion, um eine Bewegung des Kolbenelements 2 des druckmittelbetriebenen Zylinders 1 in Rückwärtsrichtung (BWD-Richtung) auszulösen, indem die Druckpegel der entsprechenden, unter Druck gesetzten Fluide reguliert werden, die von den getrennten Hydraulikpumpen 5a und 5b zu den Haupt- und Kolbenstangenkammern 1a und 1b des Zylinders 1 gefördert werden, bis das Kolbenelement 2 den gewünschten Hub St vom tatsächlichen Hub Stb durch Bewegung in BWD-Richtung erreicht. Der Druckpegel in der Hauptkammer 1a wird nämlich als Antwort auf einen Wert der Abweichung "e" gesenkt, und der Druckpegel in der Kolbenstangenkammer 1b wird als Antwort auf den Wert der Abweichung "e" angehoben.
Aus der vorangegangenen Beschreibung der Rückkopplungs-Regeleinheit 11 der Regelapparatur entsprechend der Ausführungsform nach Figur 3 gilt, daß die tatsächliche Bewegung des Kolbenelements 2 des druckmittelbetriebenen Zylinders 1 bei hoher Rückkopplungsleistung genau geregelt werden kann, um die gewünschte Kurve des Hubs über einen Zeitabschnitt zu erfüllen.
Folglich kann der druckmittelbetriebene Zylinder 1, der durch die Rückkopplungs-Regeleinheit 11 und die angeschlossenen Regelelemente geregelt wird, als ein qualitativ hochwertiges Stellglied für verschiedene hydraulische Maschinen verwendet werden.
Figur 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der der druckmittelbetriebene Zylinder 1 der zuvor erwähnten Ausführungsform nach Figur 3 zur Betätigung eines Preßstempels einer vertikalen Formgießmaschine eingesetzt wird, z.B. eine Formgießmaschine zur Herstellung von Autofelgen. Es soll festgehalten werden, daß die Beschreibung der Konstruktion und die Anordnung der Formgießmaschine selbst ausgelassen ist, da die Konstruktion der Formgießmaschine der vorliegenden Ausführungsform dieselbe ist wie die der Ausführungsform nach Figur 1.
Bei der dargestellten Formgießmaschine wird der Betrieb des Preßstempels 45, der mit dem unteren Ende des Kolbenelements 2 des druckmittelbetriebenen Zylinders 1 verbunden ist, vom Zylinder 1 selbst geregelt, um mit der programmierten, gewünschten Kurve während der Anwendung eines Preßdrucks auf die Schmelze 46 im Formhohlraum 44 der Gußformen 41 und 42 übereinzustimmen. Da die Haupt- und Kolbenstangenkammern 1a und 1b des druckmittelbetriebenen Zylinders 1 Druckpegel haben, die gleichzeitig und entsprechend geregelt werden, kann besonders der Hub des Preßstempels 45, der mit dem Kolbenelement 2 des Zylinders 1 verbunden ist, genau die vorbestimmte, gewünschte Kurve des Hubs über einem Zeitabschnitt mit ausgezeichneter Rückkopplung erfüllen.
Der druckmittelbetriebene Zylinder 1 kann als ein exaktes Stellglied zur Regelung des Hubs eines Gießstempels 48 während des Einspritz- und Preßvorgangs der Formgießmaschine verwendet werden. Der Zylinder 1 kann auch als Stellglied für andere hydraulische Maschinen, wie für Strangpress- und Spritzgußmaschinen, benutzt werden.
Figur 5 illustriert eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der eine Rückkopplungs-Regeleinheit einer Regelapparatur für eine Gießmaschine weiter verbessert ist, um ein mechanisches Festsetzen zu verhindern, das auftreten kann, wenn ein Gießstempel in eine Bohrung einer Gußform mittels eines Preßstempels gegen einen anwachsenden Reibwiderstand zwischen dem Preßstempel und der Innenfläche der Bohrung der Gußform, während eines wiederholten Einschiebens des Preßstempels in eine Schmelze, eingeschoben wird.
In Figur 5 unterscheidet sich die Rückkopplungs-Regeleinheit 11 von der der Ausführungsform nach Figur 1, insofern als sie mit einem Gatter 15 und einem Druckbegrenzer 16 zusätzlich zur Steuersignal-Erzeugungseinrichtung 12, zur Abweichungserkennungs-Einrichtung 13 und zum Verstärkungsregler 14 versehen ist. Die Konstruktionen der Gießmaschine und des angeschlossenen Hydraulikkreislaufs sind dieselben wie bei der Ausführungsform nach Figur 1.
In der Rückkopplungs-Regeleinheit 11 der vorliegenden Ausführungsform wird ein Signal "v" verarbeitet und ein Ausgangssignal von dem Verstärkungsregler 14 an das Gatter l5 übermittelt, das ein Drucksignal "vs" als Ausgang vom Druckbegrenzer 16 empfängt.Das Gatter 15 ist nämlich so ausgestattet, um hieraus ein Ausgangssignal "vo" auf der Basis des Vergleichs beider Signale "v" und "vs" zu erzeugen. Die Vergleichsoperation des Gatters 15 basiert auf den nachstehenden Gleichungen (I) und (II).
vo = v (wenn v < vs erfüllt ist) ... (I)
vo = vs (wenn v ≥ vs erfüllt ist) .. (II)
Der Druckbegrenzer 16 arbeitet gemäß z.B. einem Programm, das in Figur 7 schematisch dargestellt ist.
Entsprechend Figur 7 wird ein Signal "t", das eine Zeit bezeichnet, oder "st", das einen gewünschten Hub eines Preßstempels 45 bezeichnet, vom Steuersignal- Erzeugungseinheit 12 an den Druckbegrenzer 16 übermittelt, in dem das Signal t oder st mit einem vorbestimmten Zeitsignal t&sub1; oder einem vorbestimmten Hubsignal st&sub1; verglichen wird, um festzustellen, ob oder ob nicht das erste Signal gleich oder größer ist als das letztere. Falls NEIN, ist das Signal vs, das einen Begrenzungsdruck angibt, Ausgang vom Druckbegrenzer 16 zum Gatter 15, wobei angegeben wird, daß der Begrenzungsdruck gleich dem maximalen Hydraulikdruck vMAX der hydraulischen Druckmittelquelle 5 sein sollte. Falls JA, ist das Signal vs, das einen Begrenzungsdruck angibt, Ausgang vom Druckbegrenzer 16 zum Gatter 15, wobei angegeben wird, daß der Begrenzungsdruck auf einen vorbestimmten Druck vss eingestellt werden soll. Das Gatter 15 gibt ein Treibersignal "P" an das elektromagnetische, automatische Druckentlastungsventil 4 weiter, um den hydraulischen Druck des unter Druck gesetzten Fluids, das von der hydraulischen Druckmittelquelle 5 zum Druckzylinder 1 über das Wegeventil 7 gefördert wird, zu regeln.
Die Arbeitsweise der Rückkopplungs- Regeleinheit 11 der vorliegenden Ausführungsform wird nachfolgend beschrieben.
Wenn ein Steuersignal zum Betrieb des Preßstempels 45 von einem nicht dargestellten Host-Regler an die Rückkopplungs-Regeleinheit 11 gegeben wird, dann beginnt die Rückkopplungs-Regeleinheit 11 zu arbeiten, und als Ergebnis wird das elektromagnetische, automatische Druckentlastungsventil 4 erregt, um den Hydraulikdruck des unter Druck gesetzten, durchströmenden Fluids anpassend zu regulieren. Demzufolge wird der Hub des Preßstempels 45 geregelt, um die gewünschte Kurve nachzufahren, die in die Steuersignal- Erzeugungseinrichtung 12 der Rückkopplungs- Regeleinheit 11 einprogrammiert ist. Bevor die vorgegebene Zeit t&sub1; verstreicht oder bevor der Preßstempel 45 einen vorgegebenen Hub st&sub1; erreicht, gibt der Druckbegrenzer 16 an, daß der Begrenzungsdruck, der an den Druckzylinder 1 gegeben wurde, dem maximalen Druck vMAX der hydraulischen Druckmittelquelle 5, wie oben beschrieben entspricht, und daher ist die zuvor erwähnte Gleichung (I) für das Gatter 15 erfüllt. Folglich gibt das Gatter 15 das Signal "vo" aus, das dem Signal "v" der Verstärkungsregeleinrichtung 14 entspricht. Dennoch gibt der Druckbegrenzer 16, wenn dieser feststellt, daß die Zeit t&sub1; verstrichen ist, oder daß der tatsächliche Hub des Preßstempels gleich oder größer als der vorbestimmte Hub st&sub1; geworden ist,an, daß der Begrenzungsdruck des unter Druck gesetzten Fluids vss sein sollte. Demzufolge wird in dem Gatter 15 eine der zuvor erwähnten Gleichungen (I) und (II) selektiv gemäß einem Wert des Begrenzungsdrucks vss erfüllt. Wenn nämlich das Ausgangssignal "v" des Verstärkungsreglers 14 kleiner als "vss" ist, dann wird die Ausgabe "vo" des Gatters 15 gleichgesetzt mit "v", und wenn das Ausgangssignal "v" des Verstärkungsreglers 14 gleich oder größer als "vss" ist, dann wird die Ausgabe "vo" des Gatters 15 mit "vss" gleichgesetzt.
Der Grund, warum der Druckbegrenzer 16 die zuvor erwähnte Druckbegrenzungs-Operation vornimmt, wenn die Zeit t&sub1; verstrichen ist, oder wenn der tatsächliche Hub des Preßstempels 45 gleich oder größer als st&sub1; ist, wird nun beschrieben.
Wie aus Figur 6 ersichtlich, besteht die gewünschte Kurve des Hubs des Preßstempels 45 über einen Zeitabschnitt gewöhnlich aus einem vorangehenden Bereich r&sub1;, in dem der Preßstempel 45 relativ schnell in die Schmelze 46 (Figur 5) im Formhohlraum 44 gepreßt wird, und einem anschließenden Bereich r2 in dem der Preßstempel relativ langsam in die Schmelze 46 im Formhohlraum 44 gepreßt wird. Deshalb muß der Preßstempel 45 im vorangehenden Bereich r&sub1; einschließlich eines anfänglichen Beschleunigungsbereichs für nur einen Moment unter einem hohen Druck gepreßt werden, um den anfänglichen Beschleunigungsbereich der gewünschten Kurve nachfahren zu können. Demzufolge findet um diese Forderung zu erfüllen und eine schnelle Reaktion der Bewegung des Preßstempels 45 zu erhalten keine Druckbegrenzung für den Druck der unter Druck gesetzten Flüssigkeit, die zum Druckzylinder 1 gefördert wird, statt.
Umgekehrt findet, da der Preßstempel relativ langsam bewegt wird aber konstant einen hohen Druck erfordert, die Druckbegrenzung im zweiten Bereich r&sub2; statt, um das Auftreten des Festsitzens des Preßstempels 45 aufgrund des hohen Drucks zu vermeiden.
Figuren 8A bis 8C sind Diagramme, die die Abhängigkeit des praktisch gemessenen Druckes P (Ordinate) der unter Druck gesetzten Flüssigkeit, die zum druckmittelbetriebenen Zylinder 1 gefördert wird, und einem Zeitabschnitt "t" (Abszisse) bei drei Etappen einer Anzahl von Gießzyklen zeigt, wenn das Regelverfahren und die Apparatur der Ausführungsform nach Figur 5 bis 7 benutzt werden. Anmerkung; die Anzahl der Gießzyklen wächst von Diagramm nach Figur 8A zu dem nach Figur 8C hin an, und da der Reibwiderstand gegen das Gleiten des Preßstempels 45 in der Bohrung der oberen Gußf orm 41 größer wurde als Reaktion auf ein Anwachsen der Anzahl der Gießzyklen, stieg der Druck P allmählich an, der notwendig ist , um dem Preßstempel 45 zu ermöglichen, den gewünschten Hub St, abgeleitet aus der programmierten, gewünschten Kurve, nachzufahren. In Figur 8C gibt der Druckpegel, gekennzeichnet mit einem Pfeil "A", einen Druckpegel an, der dem vorbestimmten Begrenzungsdruck entspricht, der vorgegeben wurde, um das Auftreten eines Festsitzens des Preßstempels 45 bei der letzten Etappe eines Gießzyklus zu verhindern.
Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird solch ein zusätzlicher Vorteil erzielt, daß, wenn bei geeigneter Messung der Anzahl oder Frequenz während der Gießzyklen die Ausgabe vo des Gatters 15 durch den Begrenzungsdruck vss oder die Zeitdauer ersetzt wird, um derart häufige Wechsel auszulösen, es möglich ist, ein Signal zu erzeugen, welches warnt, daß der Reibwiderstand über einen vorbestimmten zulässigen Pegel auf der Basis der Messung angestiegen ist.
Zusätzlich ist es möglich, wenn die Rückkopplungs-Regeleinheit 11 der vorliegenden Ausführungsform gewählt wurde, um den Betrieb eines Einspritzzylinders zur Betätigug eines Gießstempels von z.B. einer Formgießmaschine und einer Spritzgußmaschine zu regeln, einen vorbestimmten, geeigneten Begrenzungsdruck für einen Einspritzdruck zu setzen, bevor das Einspritzen der geschmolzenen Substanz in einen Formhohlraum durch den Gießstempel abgeschlossen ist, und damit den Einspritzdruckpegel auf einer geeigneten Höhe zu halten, um die Enstehung eines Gußgrats wegen eines Metall- oder Kunststoffüberschusses, der in die zusammengebrachten Formen eingedrungen ist, hervorzurufen.
Figur 9 illustriert eine weitere Ausführungsform eines Regelverfahrens und einer Apparatur für einen druckmittelbetriebenen Zylinder, der als ein Betätigungselement einer hydraulischen Maschine verwendet wird, insbesondere für Formgießmaschinen oder Spritzgußmaschinen. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Regelverfahren nicht nur durch Regelung des Hubs des druckmittelbetriebenen Zylinders, sondern auch durch die Ausgangskraft, die von einem Kolbenelement ausgeübt wird, gekennzeichnet, wobei, wenn der druckmittelbetriebene Zylinder sowohl für das Einspritzen einer in einen Form- oder Spritzformhohlraum zu vergießenden Substanz als auch dazu benutzt wird, um die eingespritzte Substanz unter Druck zu setzen, es möglich ist, den Einspritz- und Preßvorgang exakt und ausführlich zu regeln, um somit genaue Guß- oder Spritzgußprodukte zu erhalten.
Gemäß Figur 9 umfaßt der druckmittelbetriebene Zylinder 1 ein gleitfähig angeordnetes Kolbenelement 2 und Haupt- und Kolbenstangenkammern 1a und 1b, die mit den entsprechenden hydraulischen Pumpen 5a und 5b der hydraulischen Druckmittelquelle 5 über eigene hydraulische Kreisläufe verbunden sind, einschließlich elektromagnetischer, automatischer Druckregelventile 4a und 4b, bestehend aus elektromagnetischen, automatischen Druckentlastungsventilen 4a und 4b, ähnlich dem Druckentlastungsventil 4 der Ausführungsform nach Figur 1. Die hydraulische Druckmittelquelle 5 ist mit den oben erwähnten unabhängigen, hydraulischen Pumpen 5a und 5b, die durch einen üblichen Antriebsmotor Mr angetrieben werden, und einem Fluidbehälter 6 ausgestattet. Die Drücke der unter Druck gesetzten Flüssigkeit von den entsprechenden hydraulischen Pumpen 5a und 5b zu den Haupt- und Kolbenstangenkammern 1a und 1b des druckmittelbetriebenen Zylinders 1 werden unabhängig auf einen erforderlichen Druckpegel einreguliert, als Antwort auf Signale, die in die elektromagnetischen, automatischen Druckregelventile 4a und 4b eingegeben werden. Wenn zum Beispiel der Druck der unter Druck gesetzten Flüssigkeit, die von der Hydraulikpumpe 5a zur Hauptkammer 1a gefördert wird, durch das Druckregelventil 4a angehoben wird, und wenn gleichzeitig die von der Hydraulikpumpe 5b unter Druck gesetzte Flüssigkeit ebenso wie die in der Kolbenstangenkammer 1b über das Druckentlastungsventil 4b in den Fluidbehälter 6 freigesetzt wird, wird das Kolbenelement 2 des druckmittelbetriebenen Zylinders 1 in eine Vorwärts-Richtung geschoben (FWD in Figur 9). Wenn umgekehrt der Druck der unter Druck gesetzten Flüssigkeit, die von der Hydraulikpumpe 5b zur Kolbenstangenkammer 1b gefördert wird, angehoben wird und der Druck in der Hauptkammer 1a über das Druckentlastungsventil 4a in den Ölbehälter 6 freigesetzt wird, wird das Kolbenelement 2 in eine Rückwärts-Richtung bewegt (BWD in Figur 9). Die Bewegung des Kolbenelements 2, d.h. eine ausgeschobene Position oder ein Hub des Kolbenelements 2 aus der am weitesten zurückliegenden Position des Kolbenelements in der BWD-Richtung wird von einer Positionsanzeigeeinrichtung 3 ähnlich der in der Ausführungsform nach Figur 1 erkannt. Es wird nämlich ein elektrisches Signal "stb", das die erkannte Position des Kolbenelements 2 anzeigt, von der Positionsanzeigeeinrichtung 3 ausgegeben. Die Drücke in den Haupt- und Kolbenstangenkammern 1a und 1b werden von Druckgebern 8a und 8b jeweils erkannt, und entsprechende elektrische Signale "ph" und "pr" werden von diesen Druckgebern 8a und 8b ausgegeben. Die erkannten Druckanzeige-Signale "ph" und "pr" werden einem Ausgangskraft-Rechner 17 eingegeben, der eine Momentan-Ausgangskraft des druckmittelbetriebenen Zylinders 1 auf der Basis der beiden Signale "ph" und "pr" und der konstruktiv festgelegten Druckaufnahmeflächen der Haupt- und Kolbenstangenkammern 1a und 1b errechnet. Treiber 9a und 9b sind vorgesehen, um jeweils Treibersignale P&sub1; und P&sub2; für die zuvor erwähnten elektromagnetischen, automatischen Druckentlastungsventile 4a und 4b bei Empfang der später beschriebenen Eingangssignale V&sub1;, beziehungsweise V&sub2; zu erzeugen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Rückkopplungs-Regeleinheiten 11 und 21 vorgesehen, um den Betrieb des oben erwähnten, druckmittelbetriebenen Zylinders 1 zu regeln. Diese ersten und zweiten Rückkopplungs-Regeleinheiten 11 und 21 haben im wesentlichen die gleiche Funktion, und deshalb führen entsprechende funktionale Einrichtungen, d.h. Steuersignal- Erzeugungseinrichtungen 12 und 22, Abweichungs -Erkennungseinrichtungen 13 und 23, Hauptverstärkungsregler 14a und 24a und Nebenverstärkungsregler 14b und 24b jeweils ähnliche Operationen aus. Der hauptsächliche Unterschied zwischen beiden Geräten 11 und 21 ist der, daß die Steuersignal- Erzeugungseinrichtung 12 eine programmierte, gewünschte Kurve des gewünschten Hubs des druckmittelbetriebenen Zylinders 1 über einen Zeitabschnitt gespeichert enthält, während die Steuersignal-Erzeugungseinrichtung 22 eine programmierte, gewünschte Kurve der gewünschten Ausgangskraft des druckmittelbetriebenen Zylinders 1 über einen Zeitabschnitt gespeichert enthält, wie aus Figur 9 entnommen werden kann. Auch empfängt die Abweichungs-Erkennungseinrichtung 23 der zweiten Rückkopplungs-Regeleinheit 21 ein Ausgangskraft-Anzeigesignal "fb", das vom oben erwähnten Ausgangskraft-Rechner 17 geliefert wird, obwohl die Abweichungserkennungs-Einrichtungen 13 der ersten Rückkopplungs-Regeleinheit 11 das Positionsanzeige-Signal "stb" empfängt. Es soll weiter festgehalten werden, daß die Zuwächse der Verstärkungsregler 14a, 14b, 24a, und 24b so wie notwendig unterschiedlich sind und deshalb mit K&sub1; ,K&sub2;, K&sub3; und K&sub4; in Figur 9 bezeichnet sind.
Beide Rückkopplungs-Regeleinheiten 11 und 21 bestehen aus einem Mikrocomputer oder beziehungsweise einem Personalcomputer. Alternativ können beide Einheiten 11 und 21 aus einem einzelnen Mikrocomputer bzw. Personalcomputer wie erforderlich bestehen.
Ein Reglerumschalter 20 ist zwischen den ersten und zweiten Rückkopplungs- Regeleinheiten 11 und 21 angeordnet, um selektiv eine der Rückkopplungs- Regeleinheiten 11 und 21 in einer Weise, wie später beschrieben wird, zu betreiben.
Der Betrieb der vorliegenden Ausführungsform nach Figur 9 wird nachfolgend beschrieben.
Sobald ein nicht gezeigter Regler ein Steuersignal "c" für den Start des Betriebs des druckmittelbetriebenen Zylinders 1 erzeugt, wird das Steuersignal "c" an den Reglerumschalter 20 übermittelt. Der Reglerumschalter 20 führt dann eine vorbereitend programmierte Operation, wie in Figur 10A gezeigt, aus. Bei Empfang des Steuersignals "c" (t=0), startet der Reglerumschalter 20 einen Zählvorgang und sendet ein Hubregel-Steuersignal "cs" an die erste Rückkopplungs-Regeleinheit 11, die betriebsbereit ist, um den Hub des druckmittelbetriebenen Zylinders 1 bis zu einem festgelegten Intervall "ts" zu regeln. Die Steuersignal-Erzeugungseinrichtung 12 der ersten Rückkopplungs-Regeleinheit 11 gibt gemäß dem Signal "cs" den gewünschten Hub des Kolbenelements 2 des druckmittelbetriebenen Zylinders 1 aus, abgeleitet aus der programmierten, gewünschten Kurve (st über t&sub1; in Figur 9) in Multiplex-Weise mit einer Frequenzrate von eintausend Millisekunden. Die gewünschten Hubsignale des Steuersignal- Erzeugungseinrichtung 12 werden an die nachgeschaltete Abweichungserkennungs- Einrichtung 13 gegeben. Zu diesem Zeitpunkt läuft die Zeit t&sub1; von der Zeit an, bei der das Hubregel-Steuersignal "cs" empfangen wird und ein Wert des gewünschten Hubs des Kolbenelements 2 wird programmiert, und zwar durch Auswählen der am weitesten zurückgezogenen Position des Kolbenelements 2 bei "0", und durch Angeben einer Bewegung in die FWD-Richtung als eine positive (+)- Bewegung (deswegen ist eine Bewegung in BWD- Richtung eine negative (-)-Bewegung). In der Abweichungs-Erkennungseinrichtung 13 wird ein Vergleich zwischen dem gewünschten Hub und dem tatsächlichen Hub des Kolbenelements 2 durchgeführt, um eine Abweichung "es" (es = st - stb) herauszufinden, die in die Verstärkungsregler 14a und beziehungsweise 14b eingegeben wird. Dann wandeln beide Verstärkungsregler 14a und 14b das Abweichungs-Signal "es", das von der Abweichungs-Erkennungseinrichtungen 13 eingegeben wurde, in entsprechende Rückkopplungssignale V&sub1; und V&sub2; um, die die Drücke angeben, die von den entsprechenden hydraulischen Pumpen 5a und 5b an die Haupt- und Kolbenstangenkammern 1a und 1b geliefert werden sollen, um den Unterschied zwischen den gewünschten und den tatsächlichen Hüben des Kolbenelements 2 des druckmittelbetriebenen Zylinders 1 auszugleichen. Wenn die Umwandlung beider Verstärkungsregler 14a und 14b durch Verstärkung der entsprechenden Zuwächse (PI- Zuwächse K&sub1;und K&sub2;) für den Abweichungsbetrag "es" vollzogen ist, dann sind Zuwächse K&sub1;und K&sub2; festgelegt, so daß eine schnelle und sichere Bewegung des Kolbenelements 2 erreicht wird, während die gewünschte Kurve des Befehlssignals-Einsteller 12 nachgefahren wird, wie es vorher mit Bezug auf die Ausführungsform nach Figur 3 beschrieben ist. Die Rückkopplungssignale V&sub1; und V&sub2; werden dann von den Verstärkungsreglern 14a und 14b der ersten Rückkopplungs-Regeleinheit 11 in die entsprechenden Treiber 9a und 9b eingegeben, die die elektrischen Treibersignale P&sub1; und beziehungsweise P&sub2; erzeugen, um die Drücke in den Haupt- und Kolbenstangenkammern 1a und 1b des druckmittelbetriebenen Zylinders 1 über die erregten automatischen Druckentlastungs- Ventile 4a beziehungsweise und 4b zu regulieren. Zum Beispiel wird während des Hubs des Kolbenelements 2 in die FWD- Richtung, wenn die Abweichung "es" positiv ist, d.h. wenn der tatsächliche Hub "stb" des Kolbenelements kleiner als der gewünschte Hub "st" des Kolbenelements 2 ist, die Druckregelung der Haupt- und Kolbenstangenkammern 1a und 1b von der Rückkopplungs-Regeleinheit 11 so ausgeführt, daß eine zusätzliche Vorwärtsbewegung des Kolbenelements 2 zum genauen und raschen Ausgleich der positiven Abweichung "es" eintritt (in der vorliegenden Ausführungsform wird der Druck in der Hauptkammer 1a angehoben, und der Druck in der Kolbenstangenkammer 1b wird entsprechend gesenkt). Wenn umgekehrt die Abweichung "es" während des Hubs des Kolbenelements 2 negativ in FWD-Richtung ist, regelt die Rückkoppplungsregeleinrichtung 11 den Druck in den Haupt- und Kolbenstangenkammern 1a und lb des druckmittelbetriebenen Zylinders 1 so, daß das Kolbenelement 2 in die BWD-Richtung bewegt wird, d.h. in die Richtung, um in den Zylinder bis zum Ausgleich der Abweichung zurückgezogen zu werden (der Druck in der Kolbenstangenkammer 1b wird angehoben, und der Druck in der Hauptkammer 1a wird entsprechend gesenkt).
Wenn, wiederum gemäß 10A, eine vorbestimmte Zeit "ts" vom Zeitpunkt "0" verstrichen ist, beginnt der Reglerumschalter 20 das überwachen der Ausgangskraft des druckmittelbetriebenen Zylinders 1 über die Druckgeber 8a und 8b und den Ausgangskraft- Rechner 17. Bevor nämlich die tatsächliche Ausgangskraft, angezeigt durch das Signal "fb", einen Wert entsprechend einer vorbestimmten Ausgangskraft "fs" erreicht, erlaubt es der Reglerumschalter 20 der ersten Rückkopplungs-Regeleinheit 11, den oben erwähnten Hub des druckmittelbetriebenen Zylinders 1 zu regeln. Wenn das Signal "fb" gleich oder größer als das Signal "fs" wird, dann stoppt der Reglerumschalter 20 den Betrieb der ersten Rückkopplungs-Regeleinheit 11 und sendet ein Operationssteuersignal "cf" an die zweite Rückkopplungs-Regeleinheit 21; d.h. das Umschalten des Betriebs von der ersten Rückkopplungs-Regeleinheit 11 zur zweiten Rückkopplungs-Regeleinheit 21 wird vom Reglerumschalter 20 vorgenommen. Zu diesem Zeitpunkt ist das oben erwähnte Signal "fs" zum Beispiel ein Signal, das eine Ausgangskraft des druckmittelbetriebenen Zylinders 1 anzeigt, wenn das Einspritzen der Gieß- oder Formgießsubstanz in einen Formhohlraum beendet ist, und zwar in einem Fall, bei dem der druckmittelbetriebene Zylinder 1 verwendet wird für, z.B. ein Betätigungselement eines Gießstempels einer Formgießmaschine.
Wie aus Figur 9 ersichtlich, speichert die Steuersignal-Erzeugungseinrichtung 22 der zweiten Rückkopplungs-Regeleinheit 21 eine programmierte, gewünschte Kurve der gewünschten Ausgangskraft "f" über einen Zeitabschnitt "t&sub2;" (t&sub2; = 0 wenn das Gerät 21 das Operationssteuersignal "cf" empfängt), und gibt ein Signal "f" aus, das eine gewünschte Ausgangskraft des Kolbenelements 2 des druckmittelbetriebenen Zylinders 1 anzeigt, die aus der programmierten, gewünschten Kurve in einer Multiplex-Weise bei einer Frequenzrate von eintausend Millisekunden nach Empfang des Operationssteuersignals "cf" abgeleitet ist.
Das Ausgangssignal "f" wird in die Abweichungs-Erkennungseinrichtung 23 eingegeben. Zu diesem Zeitpunkt, wenn das Kolbenelement 2 von beiden Seiten Kräfte aufnimmt, die gegenseitig ausgeglichen sind, das Ausgangssignal "f" gleich 0 ist, und eine Kraft, die das Kolbenelement 2 in die FWD- Richtung schiebt, größer als die ist, die das Kolbenelement 2 in die BWD-Richtung schiebt, wird das Signal "f" mit z. B. einem positiven Vorzeichen (+) versehen, und wird entsprechend mit einem negativen Vorzeichen (-) versehen, wenn die Kraft, die das Kolbenelement 2 in die FWD-Richtung schiebt kleiner ist als die, die das Kolbenelement 2 in die BWD-Richtung schiebt.
In der Abweichungs-Erkennungseinrichtung 23 wird ein Vergleich zwischen den gewünschten und tatsächlichen Kräften des Kolbenelements 2 ausgeführt, um eine Abweichung "ef" (ef = f - fb) herauszufinden, die in den Verstärkungsregler 24a beziehungsweise 24b eingegeben wird. Dann wandeln beide Verstärkungsregler 24a und 24b das Abweichungs-Signal "ef", das von der Abweichungs-Erkennungseinrichtungen 23 eingegeben wurde, in entsprechende Rückkopplungssignale V&sub1; und V&sub2;, die die Drücke anzeigen, die von den entsprechenden, hydraulischen Pumpen 5a und 5b an die Haupt- und Kolbenstangenkammern 1a und 1b geliefert werden sollen, um die Abweichung "ef" zwischen den gewünschten und tatsächlichen Ausgangskräf ten des Kolbenelements 2 des druckmittelbetriebenen Zylinders 1 auszugleichen. Wenn die Umwandlung von beiden Verstärkungsreglern durch Verstärkung der entsprechenden Zuwächse (PI-Zuwächse K&sub3; und K&sub4;) für den Abweichungsbetrag "ef" vollzogen ist, werden die Zuwächse K&sub3; und K&sub4; festgelegt, so daß eine schnelle und sichere Rückkopplungscharakteristik für die Bewegung des Kolbenelements 2 während des Nachfarens der gewünschten Kurve der Steuersignals- Erzeugungseinrichtung 22 erzielt wird. Die Rückkopplungssignale V&sub1; und V&sub2; werden dann von den Verstärkungsreglern 24a und 24b der zweiten Rückkopplungs-Regeleinheit 21 in die entsprechenden Treiber 9a und 9b eingegeben, die die elektrischen Treibersignale P&sub1; beziehungsweise P&sub2; erzeugen, um die Drücke in den Haupt- und Kolbenstangenkammern 1a und 1b des druckmittelbetriebenen Zylinders 1 über die erregten, automatischen Druckentlastungsventile 4a beziehungsweise 4b zu regulieren.
Während zum Beispiel eine Ausgangskraft des Kolbenelements 2 in die FWD-Richtung ausgeübt wird, wenn die Abweichung "es" positiv ist, d.h. wenn die tatsächliche Ausgangskraft "fb" des Kolbenelements 2 kleiner als die gewünschte Ausgangskraft "f" des Kolbenelements 2 ist, wird die Druckregelung für die Haupt- und Kolbenstangenkammern 1a und 1b von der Rückkopplungs-Regeleinheiten 21 so ausgeführt, daß eine zusätzliche Kraftausübung der Ausgangskraft des Kolbenelements 2 zum genauen und schnellen Ausgleich der positiven Abweichung "ef" eintritt (bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Druck in der Hauptkammer 1a angehoben und in der Kolbenstangenkammer 1b entsprechend gesenkt). Umgekehrt regelt, wenn die Abweichung "ef" negativ ist, während des Ausübens einer Ausgangskraft des Kolbenelements 2 in der FWD-Richtung, die Rückkopplungs-Regeleinheit 21 die Drücke der Haupt- und Kolbenstangenkammern 1a und 1b des druckmittelbetriebenen Zylinders 1 so, daß das Kolbenelement 2 eine Ausgangskraft in die FWD-Richtung als Antwort auf einen Abweichungsbetrag "ef" verkleinert, bis die tatsächliche Ausgangskraft des druckmittelbetriebenen Zylinders 1 die gewünschte Ausgangskraft, die in den Befehlssignal-Einsteller 22 einprogrammiert wurde, einnimmt.
Der oben erwähnte Reglerumschalter 20 kann gebaut sein, um eine modifizierte Funktion zu besitzen, wie es in den Figuren 10B und 12 gezeigt ist. Bei der zuvor erwähnten Ausführungsform nach Figur 10A, wird das Umschalten des Betriebs von der ersten Rückkopplungs-Regeleinheit 11 auf den der zweiten Rückkopplungs-Regeleinheit 21 nach dem Zeitabschnitt "ts" ausgeführt. Bei der modifizierten Ausführungsform nach den Figuren 10B und 12 erfolgt dennoch das Umschalten des Betriebs von der ersten Rückkopplungs-Regeleinheit 11 auf den der zweiten Rückkopplungs-Regeleinheit 21 auf der Basis einer Abweichung "es" zwischen den gewünschten und den tatsächlichen Hub "st" und "stb" des Kolbenelements 2 des druckmittelbetriebenen Zylinders 1.
Wenn der druckmittelbetriebene Zylinder 1 zum Beispiel als ein Einspritzzylinder verwendet wird, und wenn die gewünschte Kurve des Hubs (st) des Kolbenelements 2 des druckmittelbetriebenen Zylinders 1 über einen Zeitabschnitt (t&sub1;) als eine allmählich ansteigende Kurve, wie in Figur 12 gezeigt, programmiert ist, ist die Ausgangskraft des druckmittelbetriebenen Zylinders nicht in der Lage, einem Anstieg einer Last im Zylinder 1 in der letzten Stufe des Einspritzvorgangs zu folgen, und als Folge wird die Abweichung "es" allmählich akkumuliert. Daher erzeugt der Reglerumschalter 20, wenn der Reglerumschalter 20 erkennt, daß diese Akkumulation der Abweichung "es" gleich oder größer als ein vorbestimmter Betrag der Abweichung "ess" wird, das Signal "cf", um die zweite Rückkopplungs-Regeleinheit 21 zu betreiben, wobei der Betrieb der ersten Rückkopplungs-Regeleinheit 11 beendet wird, wie es in Figur 10B illustriert ist.
Die oben erwähnte Rückkopplungsregelung des druckmittelbetriebenen Zylinders 1 durch Verwenden der ersten und zweiten Rückkopplungs-Regeleinheiten 11 und 21 und des Reglerumschalters 20, kann wirkungsvoll für verschiedene, druckmittelbetriebene Zylinder übernommen werden, wie druckmittelbetriebene Zylinder für eine Formgießmaschine, eine Spritzgußmaschine und eine Strangpresse mit Strangpreßformen. Ein typisches Beispiel einer solchen Anwendung wird in der folgenden Ausführungsform beschrieben, bei der der druckmittelbetriebene Zylinder zum Betrieb eines Preßstempels einer Formgießmaschine verwendet wird.
Figur 11 illustriert eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der der druckmittelbetriebene Zylinder 1 zum Betrieb des Preßstempels einer Formgießmaschine verwendet wird, um einen Preßdruck auf eine Gießsubstanz, d.h. eine Schmelze, nach Beendigung des Einspritzvorgangs der Substanz in einen Formhohlraum auszuüben. Da die Formgießmaschine selbst ähnlich der nach Figur 1 ist, wird die Beschreibung der Konstruktion und des Betriebs der Formgießmaschine hier nicht vorgenommen. Es gilt ferner festzuhalten, daß die ersten und zweiten Rückkopplungs-Regeleinheiten 11 und 21 der vorliegenden Ausführungsform im wesentlichen dieselben sind wie die der Ausführungsform nach Figur 9, mit der Ausnahme, daß die gewünschten Kurven des gewünschten Hubs und der Ausgangskraft des Kolbenelements 2 des druckmittelbetriebenen Zylinders 1 unterschiedlich zu denen der Figur 9 sind, um die Anforderung zu erfüllen, den Preßdruck für den Betrieb des Preßstempels 45 anzuwenden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform führt der Reglerumschalter 20 den Schaltvorgang gemäß einem vorgegebenen Programm, illustriert in Figur 10C, aus.
Wennn der nicht dargestellte Regler ähnlich dem Hostregler HC der Ausführungsform nach Figur 1 ein Betriebssteuersignal "c", das den Start des Betriebs des druckmittelbetriebenen Zylinders 1 steuert, d.h. den Druckzylinder, an den Reglerumschalter 20 sendet, beginnt der Reglerumschalter 20 die Zeit zu zählen (bei Empfang des Betriebssteuersignals "c", t = 0). Bevor die Zeitzählung eine vorbestimmte Zeit "ts" erreicht, sendet der Reglerumschalter 20 ein Hubregel-Steuersignal "cs" an die erste Rückkopplungs-Regeleinheit 11, um damit das Gerät 11 zu betreiben. So führt die Rückkopplungs-Regeleinheit 11 die Rückkopplungsregelung des Druckzylinders 1 gemäß einer gewünschten Kurve des gewünschten Hubs (st) über einen Zeitabschnitt (t&sub1;) aus. Dieser Regelvorgang ist ähnlich dem, der bei der Ausführungsform nach Figur 9 durchgeführt wird.
Wenn die vorbestimmte Zeit "ts" verstrichen ist (t ≥ ts), stoppt der Reglerumschalter 20 den Betrieb der Rückkopplungs-Regeleinheit 11 und sendet ein Ausgangskraftregelungs - Steuersignal "cf" an die zweite Rückkopplungs-Regeleinheit 21, um das Gerät 21 zu betreiben. Daher führt die zweite Rückkopplungs-Regeleinheit 21 die Rückkopplungsregelung der tatsächlichen Ausgangskraft des Druckzylinders 1 aus, und damit die tatsächliche Ausgangskraft des Preßstempels 45 gemäß einer gewünschten Kurve einer gewünschten Ausgangskraft (f) des Zylinders 1 über einen Zeitabschnitt (t&sub2;). Es versteht sich, daß zu diesem Zeitpunkt die oben erwähnte vorbestimmte Zeit "ts" so ausgewählt ist, daß die Rückkopplungsregelung der tatsächlichen Ausgangskraft des Preßstempels 45 etwas früher zu einer Zeit "t1g" gestartet wird, bei der der tatsächliche Hub des Preßstempels 45 einen vorbestimmten gewünschten Hub "stg" erreicht, d.h. die Position, um die Öffnung 49 des Formhohlraums 44 dicht abzuschließen. Alternativ kann die vorbestimmte Zeit "ts" unter Berücksichtigung eines konkreten Betrags des Hubs des Preßstempels 45 ausgewählt werden, wodurch eine Schrumpfung der gegossenen oder gepreßten Substanz ausgeglichen werden kann, d.h. der Schmelze 46 im Formhohlraum 44, oder ein Zeitintervall, das erforderlich ist, um den tatsächlichen Betrag des Hubs des Preßstempels 45 auszuführen. Das deswegen, weil die Schrumpfung der Schmelze vom Volumen und der gesamten Oberfläche des Formhohlraums 44, von den Abkühlcharakteristika der oberen und unteren Formen 41,42 und der Kerne 43 abhängt.
Es soll weiter festgehalten sein, daß die gewünschte Ausgangskraft "f" der gewünschten Kurve, die in die Steuersignal- Erzeugungseinrichtung 22 der zweiten Rückkopplungs-Regeleinheit 21 einprogrammiert wurde, so vorbestimmt ist, daß der Preßstempel 45 mit Sicherheit in die Verschlußstellung der Öffnung zu dem Zeitpunkt gebracht wird, bei dem der Preßdruck auf die Schmelze 46 im Formhohlraum 44 durch Ausüben der maximalen Ausgangskraft für eine kurze Zeit gerade vor Beendigung des Preßdruckvorgangs ausgeübt wird.
In der letzten Etappe des Preßdruckvorgangs, in der ein nicht gezeigter Sensor erkennt, daß der Preßstempel 45 in die Verschlußstellung der Öffnung gebracht wurde, wird das Betriebssteuersignal "c" vom Hostregler (nicht gezeigt) zum Reglerumschalter 20 gestoppt, und der gesamte Betrieb der ersten und zweiten Rückkopplungs- Regeleinheiten 11 und 21 ist abgeschlossen. Dieses Verfahren zur Rückkopplungsregelung des Druckzylinders 1 und umgekehrt des Preßstempels 45, trägt zu einer genauen Bewegung des Preßstempels 45 in die Verschlußstellung der Öffnung über einen geregelten,kurzen Zeitraum bei. Damit wird sichergestellt, daß ein ausgeklügelter Gießvorgang für eine Schmelze zur Erzielung genauer Gußteile exakt vollzogen wird.
Die oben erwähnte Umschaltung von der ersten zur zweiten Rückkopplungs-Regeleinheit kann in verschiedene Schaltarten geändert werden, zum Beispiel in ein Verfahren zum Umschalten von der zweiten zur ersten Rückkopplungs-Regeleinheit.
Figuren 13A und 13B stellen Diagrauirne von bestimmten PI-Zuwachscharakteristika der Verstärkungsregler 14, 14A und 14B der Rückkopplungsregeleinrichtung 11 zur Regelung des Hubs des Kolbenelements 2 des druckmittelbetriebenen Zylinders 1 oder des Preßstempels 45, der mit dem Druckzylinder 1 verbunden ist, in den beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.
Zum Beispiel verstärkt im Hinblick auf die Ausführungsform nach Figur 1, wenn der Verstärkungsregler 14 der Rückkopplungs- Regeleinheit 11 eine PI- Zuwachsregelcharakteristik besitzt, wie in Figur 13A illustriert, der Verstärkungsregler 14 einen Pl-Zuwachs "K" für die Hub- Abweichung zwischen dem gewünschten und tatsächlichen Hub des Preßstempels 45, um ein Rückkopplungssignal "Pc"zu erzeugen, das in den Treiber 9 gegeben wird. Zu diesem Zeitpunkt erfolgt, da der Zuwachs "K" aus einem Proportionalanteil "P", dargestellt in der linken Hälfte des Diagramms in Figur 13A, und einem Integralanteil "I", dargestellt in der rechten Hälfte des Diagramms in Figur 13A, besteht und eine Steigung besitzt, die größer ist als die des "P" Anteils, die Rückkopplungsregelung des Hubs des Preßstempels 45 derart, daß die Druckregulierung des elektromagnetischen, automatischen Druckregelventils oder des Druckentlastungsventils 4 im Verhältnis zum Betrag der Akkumulation der tatsächlichen Hub-Abweichung "e" oder "Ast" des Preßstempels 45 oder des Kolbenelements 2 des druckmittelbetriebenen Zylinders 1 einbezogen wird, gegenüber der tatsächlichen Hub- Abweichung "e" allein. Daher folgt der tatsächliche Hub des Preßstempels der gewünschten Kurve, die in der Steuersignals- Erzeugungseinrichtung gespeichert oder einprogrammiert ist, über einen Zeitabschnitt so wie es in Figur 14A gezeigt ist, nach. Der tatsächliche Hub des Preßstempels 45 weist nämlich gegenüber der erwünschten stetigen Kurve ein Schwingungsmoment auf. Dies beruht darauf, daß die Druckregulierung der unter Druck gesetzten Flüssigkeit, die von der hydraulischen Druckmittelquelle 5 zu den Haupt- und Kolbenstangenkammern 1a und 1b des Druckzylinders 1 über das Druckentlastungsventil 4 gefördert wird, im Verhältnis zu einem Betrag der Akkumulation der Abweichung "e" infolge der Wirkung der "I" Verstärkung, die stärker ist als die "P"- Verstärkung, ausgeführt wird. Besonders wenn die "P"- Verstärkung auf annähernd Null gesetzt wird, tritt die schwingende Bewegung des Preßstempels 45 deutlich auf und kann durch Ändern des Werts der "I"-Verstärkung, wie in Figuren 15A und 15B illustriert, eingestellt werden. Wenn nämlich die "I"- Verstärkung klein ist, wird die Frequenz "f" der schwingenden Bewegung des Preßstempels 45 klein (d.h. die Zyklusszeit "T" wird groß), wie aus Figur 15A ersichtlich. Umgekehrt wird die Frequenz "f" der schwingende Bewegung des Preßstempels groß, wenn die "I"-Verstärkung groß ist (d.h. die Zykluszeit "T" wird klein), wie aus Figur 15B ersichtlich.
Figur 13B stellt eine andere Verstärkungscharakteristik des Verstärkungsreglers 14 dar, bei der eine Verstärkung "K", die zu dem Hub des Kolbenelements 2 oder des Preßstempels 45 in einer Richtung beiträgt, die der am weitesten zurückgezogenen Position gegenüberliegt (FWD Richtung), relativ größer ist als eine Verstärkung K, die zum Hub des Kolbenelements 2 oder des Preßstempels 45 in einer Richtung in die zurückgezogene Position (BWD Richtung) beiträgt. Es ist nämlich eine Steigung "tp" der Verstärkung K während der positiven Hub- Abweichung größer eingestellt als eine Steigung "tm" der Verstärkung K während der negativen Hub-Abweichung "e", wie es aus der graphischen Darstellung von Figur 13B verstanden werden kann. Als ein Ergebnis weist die tatsächliche Bewegung des Kolbenelements 2 oder des Preßstempels 45 eine hohe Ansprech-Charakteristik bezüglich der Bewegung in FWD-Richtung verglichen mit der für die Bewegung in BWD-Richtung auf. Folglich hat, wie aus der graphischen Darstellung in Figur 14B ersichtlich, der tatsächliche Hub des Kolbenelements 2 oder des Preßstempels 45 in Hinblick auf die gewünschte Kurve eine solche Charakteristik, daß die Bewegung des Kolbenelements 2 oder des Preßstempels 45 in Richtung des gewünschten Hubs sehr schnell erfolgt, während, wenn der tatsächliche Hub den gewünschten Hub übertrifft, die Bewegung des Kolbenelemente 2 oder des Preßstempels 45 hin zum gewüschten Hub sehr langsam ist, so daß daher die gesamte, tatsächliche Bewegung des Kolbenelements 2 oder des Preßstempels 45 einer gestuften Kurve im Gegensatz zur stetigen, gewünschten Kurve folgt, wie in Figur 14B illustriert. Diese Charakteristik des Hubs des Kolbenelements 2 oder des Preßstempels 45 kann als eine schwingende Bewegung für den Hub des Preßstempels verwendet werden. Wenn zusätzlich die "P"- und "I"-Verstärkung der Verstärkungs- Charakteristika nach Figur 13B geändert wird, ist es möglich, die Schwingungs- Charakteristik der Bewegung des Kolbenelements 2 oder des Preßstempels 45 in einer ähnlichen Weise wie die in der Ausführungsform nach Figur 13A einzustellen.
Die oben erwähnte schwingende Bewegung des Preßstempels 45 der Formgießmaschine kann die Vorteile erbringen, wie unten dargelegt.
(i) Die Schmelze im Formhohlraum 44 empfängt einen schwingenden Preßdruck vom Preßstempel 45 und daher wird ein Gaseinschluß in der Schmelze automatisch freigesetzt. Folglich kann ein qualitativ hochwertiges Gußteil ohne Gaseinschlüsse erzielt werden,
(ii) Wenn die geschmolzene Substanz mit den gekühlten Gießformen in Berührung kommt, tritt üblicherweise ein dünner, erstarrter Film oder eine Schicht auf, die mit "Gußhaut" bezeichnet wird. Trotzdem kann das Entstehen einer solchen Gußhaut durch Erteilung einer Schwingung durch den Preßstempel auf die geschmolzene Substanz verhindert werden. Folglich kann die geschmolzene Substanz ein ausgezeichnetes Strömungsverhalten in den Formhohlraum aufweisen. Während des Preßvorgangs wird konsequenterweise eine gute Übertragung des Preßdrucks erreicht, und die Gußsubstanz kristallisiert beim Erstarren fein aus. Auch tritt keine grobe Porösität im Gußprodukt auf.
Figur 16 illustriert eine modifizierte Ausführungsform nach Figur 1, bei der eine Rückkopplungsregelung für den Einspritzzylinder einer Formgießmaschine, zusätzlich zu der zuvor erwähnten Rückkopplungsregelung des Druckzylinders in der letzten Etappe des Preßvorgangs vorgesehen ist.
Das System nach Figur 16 unterscheidet sich von dem nach Figur 1 insofern, als die Rückkopplungs-Regeleinheit 11 einen Druckreduzier-Befehlsgeber 18 einschließt, der wirksam mit dem Steuersignal- Erzeugungseinrichtung 12 verbunden ist, und daß ein Einspritzdruck-Regler 50 und ein zusätzliches, elektromagnetisches, automatisches Druckentlastungsventil 51 zur Regulierung eines Drucks der unter Druck gesetzten Flüssigkeit von einer hydraulischen Druckmittelquelle 52 zu einem Einspritzzylinder 53 zwischen der Rückkopplungs-Regeleinheit 11 und dem Einspritzzylinder 53 vorgesehen sind.
Der eigentliche Betrieb der Rückkopplungs-Regeleinheit 11 zur Regelung des Hubs des Preßstempels 45, der mit dem Druckzylinder 1 verbunden ist, ist derselbe wie der der Ausführungsform nach Figur 1, so daß eine Beschreibung davon hier weggelassen ist. Die Beschreibung der Rückkopplungsregelung des Einspritzzylinders 1 erfolgt weiter unten mit Bezug auf die Figuren 16 bis 18.
Wenn eine Gußsubstanz, d.h. eine Schmelze 46, aus der Einspritzhülse 47 heraus in den Formhohlraum 44 unter dem Einfluß der Stempelspitze 48a und des Gießstempels 48, der mit einem Kolbenelement 54 des Spritzzylinders 53 verbunden ist, eingespritzt wird, wird das Kolbenelement 54 des Spritzzylinders 53 in einer Einspritzposition belassen, wie in Figur 16 illustriert.
Nach Beendigung des Einspritzens der Schmelze 46 in den Formhohlraum 44 wird das Wegeventil 7 so eingestellt, daß die Strömung der unter Druck gesetzten Flüssigkeit von der hydraulischen Druckmittelquelle 5 zum Druckzylinder 1 umgeleitet wird, um die Hubbewegung des Preßstempels 45 in die Schmelze 46, die in den Formhohlraum 44 eingefüllt ist, zu bewirken, um hierdurch das Schrumpfen der Schmelze 46 im Formhohlraum 44 auszugleichen. Die Hubbewegung des Preßstempels 45 wird geregelt, um die gewünschte Kurve (st über t) nachzufahren, die in der Steuersignal-Erzeugungseinrichtung 12 der Rückkopplungs-Regeleinheit 11 einprogrammiert ist, so wie es mit Bezug auf die Ausführungsform nach Figur 1 beschrieben ist.
Wenn die Rückkopplungsregelung der Hubbewegung des Preßstempels 45 über den Druckzylinder 1 ausgeführt ist, gibt die Steuersignal-Erzeugungseinrichtung 12 der Rückkopplungs-Regeleinheit 11 ein hieraus abgeleitetes Zeitsignal (t) oder ein Hubsignal st für den Druckreduzier- Befehlsgeber 18 aus. Dann führt der Druckreduzier-Befehlsgeber 18 eine vorbestimmte, programmierte Funktion aus, wie in Figur 17 gezeigt. Es wird nämlich eine Entscheidung, ob oder ob nicht das Zeitsignal "t" oder das Hubsignal "st" gleich oder größer als ein vorgegebener Wert "t&sub1;" oder "st&sub1;" ist, getroffen. Die vorgegebene Zeit "t&sub1;" oder der vorgegebene Hub "st&sub1;" entsprechen einer Grenzzeit und einem Grenzhub des Preßstempels 45 zwischen einem ersten Bereich r&sub1;, in dem der Preßdruck auf die Schmelze 46 durch den Preßstempel 45 ausgeübt wird, und einem zweiten Bereich r&sub2;, in dem der Preßstempel 45 in die Verschlußstellung "stg" der Öffnung abgesenkt wird.
Wenn das Ergebnis der oben erwähnten Entscheidung "JA" ist, wird ein Druckreduzier-Befehl "dc" vom Druckreduzier- Befehlsgeber 18 an den Einspritzdruck-Regler 50 ausgegeben, und daher erregt der Einspritzdruck-Regler 50 das elektromagnetische, automatische Druckentlastungsventil 51 ( d.h. das Druckregelventil), um dadurch einen Einspritzdruck "Pm" allmählich zu reduzieren, der von dem Gießstempel 48 über den Einspritzzylinder 53 ausgeübt wird. Die Reduzierung des Einspritzdrucks wird nämlich so ausgeführt, daß nach einer vorgegebenen Zeit "tc" der Druckpegel auf NULL absinkt, wie es in Figur 18 illustriert ist. Die vorgegebene Zeit "tc" ist ausgewählt, um einer Zeitspanne zu entsprechen, die nötig ist, damit der Preßstempel 45 die Verschlußstellung erreicht, in der die Öffnung 49 im Formhohlraum 44 von dem Ende des Preßstempels 45 verschlossen wird. In der Praxis ist die Zeit "tc" mit einigen oder mehreren Sekunden ausgewählt. So wird während der letzten Stufe der Anwendung des Preßdrucks der Einspritzdruck reduziert, um der Hubbewegung des Preßstempels in die Verschlußstellung der Öffnung hin zu entsprechen, und damit kann der Preßstempel 45 die Verschlußstellung erreichen. Zusätzlich wird ein effektives Zusammenpressen der Schmelze durch Zusammenwirken der Preß- und Gießstempel 45 und 48 ausgeübt. Für die vorliegende Ausführungsform soll gelten, daß der Druckreduzier-Befehlsgeber 18 aus der CPU des Mikroprozessors oder Personalcomputers besteht, aus der die Rückkopplungs- Regeleinheit 11 selbst besteht.
Figur 19 stellt eine weitere, gegenüber Figur 1 modifizierte Ausführungsform dar, bei der das Öffnen der Formen einer Formgießmaschine durch eine Rückkopplungs- Regeleinheit 11 geregelt wird.
Die Rückkopplungs-Regeleinheit 11 nach Figur 19 ist unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Figur 1 dadurch, daß ein Formöffnungs-Befehlsgeber 19, der mit einer Steuersignal-Erzeugungseinrichtung 12 verbunden ist, vorgesehen ist, um ein Steuersignal "Vo" zur Formgießmaschine als Antwort auf ein Zeitsignal "t" oder ein gewünschtes Hubsignal "st"zu senden, das von einer gewünschten Kurve des gewünschten Hubs des Preßstempels 45 der Formgießmaschine über einen Zeitabschnitt abgeleitet ist. Der Formöffnungs-Befehlsgeber 19 ist mit einer vorgegebenen, programmierten Funktion versehen, um zu entscheiden, ob oder ob nicht das Zeitsignal "t" oder das Hubsignal "st" einen vorbestimmten Zeitwert "t&sub1;" oder einen vorbestimmten Hubwert "st&sub1;" erreicht, wie es in Figur 20 illustriert ist. Deshalb kann der Formöffnungs-Befehlsgeber 19 aus der CPU des Mikroprozessors oder des Personalcomputers bestehen, aus der die Rückkopplungs- Regeleinheit 11 besteht.
Wenn die Rückkopplungsregelung für die Hubbewegung des Preßstempels 45 über den Druckzylinder 1 ausgeführt wird, gibt die Steuersignal-Erzeugungseinrichtung 12 der Rückkopplungs-Regeleinheit 11 ein Zeitsignal "t" oder ein hieraus abgeleitetes Hubsignal "st" an den Formöffnungs-Befehlsgeber 19. Dann führt der Formöffnungs-Befehlsgeber 19 die vorgegebene, programmierte Funktion aus, wie in Figur 20 gezeigt ist. Nämlich eine Entscheidung, ob oder ob nicht das Zeitsignal "t" oder das Hubsignal "st" gleich oder größer als ein vorgegebener Wert "t&sub1;" oder "st&sub1;" ist. Die vorgegebene Zeit "t&sub1;" und der vorgegebene Hub "st&sub1;" entsprechen der Zeit und dem Hub des Preßstempels 45 derart, daß der tatsächliche Hub des Preßstempels 45 das Nachfahren der gewünschten Kurve abschließt, die in der Steuersignal-Erzeugungseinrichtung 12 einprogrammiert ist.
Wenn das Ergebnis der oben erwähnten Entscheidung "JA" ist, wird ein Formöffnungs- Befehl "Vo" vom Formöffnungs-Befehlsgeber 19 an einen nicht gezeigten Formöffnungs- Zylinder ausgegeben.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, da die Formöffnung der Formgießmaschine in Rückkopplung zu einem Vorrücken des den Preßdruck ausübenden Stempels 45 ausgeführt wird, die gemäß der programmierten, gewünschten Kurve des gewünschten Hubs des Preßstempels 45 über einen Zeitabschnitt vorgenommen wird, eine mühsame Anpassung des Timing des Öffnens der Gußformen in der letzten Stufe jedes Gießzyklus zu vermeiden.
Aus der vorangegangenen Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung versteht es sich, daß gemäß der vorliegenden Erfindung der Hub des druckmittelbetriebenen Zylinders mit einem Gleitkolbenelement mittels eines Rückkopplungs-Regelverfahrens geregelt wird, um eine gewünschte Kurve eines gewünschten Hubs des druckmittelbetriebenen Zylinders über einen Zeitabschnitt mit Hilfe eines Mikrocomputers oder eines Personalcomputers nachzufahren. Deshalb werden durch Anwendung des druckmittelbetriebenen Zylinders auf verschiedene, hydraulische Maschinen, wie Formgieß- und Spritzguß-Maschinen und Strangpressen, der Formgieß-Vorgang, der Spritzguß-Vorgang und der Strangpress-Vorgang genau mit ausgezeichneter Rückkopplungs- Charakteristik geregelt, und folglich werden formgetreue und präzise Gußstücke, Druckgußteile und Stranggußprodukte erzielt.

Claims

1. Eine Methode zur Regelung eines Gießverfahrens, um ein Gußteil aus einem zu vergießenden Material zu erhalten, umfassend des Einspritzen des Materials in einen Formhohlraum (44) von Gießformen (41, 42) mittels eines Gießstempels (4F3) durch Ausübung eines Preßdrucks auf das in dem Formhohlraum zu vergießende Material (46) mittels eines Preßstempels (45) , der durch einen druckmittelbetriebenen Druckzylinder angetrieben wird, gekennzeichnet durch folgende Stufen:

Vorgabe einer Sollkurve (St über t) unter Berücksichtigung eines Betrages aus der Hubbewegung (St) dieses Preßstempels über einen Zeitabschnitt (t) beginnend mit der Hubbewegung dieses Stemnels in diesen Formhohlraum; und Regelung einer tatsächlichen Hubbewegung (St b) dieses Preßstempels von diesen Beginn der Hubbewegung an, um diese Sollkurve nachzufahren, sobald dieser Preßdruck auf dieses in diesem Formhohlraum zu vergießende Material ausgeübt wird.

2. Eine Methode zur Regelung eines Gießverfahrens nach Anspruch 1, bei der diese Stufe der Regelung der tatsächlichen Hubbewegung (St h) dieses Preßstempels folgende Stufen umfaßt:

Erkennen einer Abweichung (e) zwischen diesem aus dieser Sollkurve abgeleiteten Betrag der Hubbewegung (St) dieses Preßstempels und dieser tatsächlichen Hubbewegung (St b) dieses Preßstempels; und

Regelung einer Betätigung dieses druckmittelbetriebenen Zylinders gemäß dieser erkannten Abweichung.

3. Eine Methode zur Regelung eines Gießverfahrens nach Anspruch 2, bei der diese Stufe zur Regelung dieser Betätigung dieses druckmittelbetriebenen Zylinders (1) folgende Stufe enthält:

Änderung eines Druckmitteldruckes, der von einer Druckmittelquelle (5) auf diesen druckmittelbetriebenen Zylinder ausgeübt wird, gemäß einem Ausmaß dieser erkannten Abweichung, um hierdurch eine Stellkraft zu regeln, die durch diesen druckmittelbetriebenen Zylinder zur Bewegung dieses Preßstempels ausgeübt wird.

4. Eine Methode zur Regelung eines Gießverfahrens nach Anspruch 3, bei der dieser Druckmitteldruck, der auf diesen druckmittelbetriebenen Zylinder van der Druckmittelquelle ausgeübt wird, auf einen vorbestimmten Druckpegel begrenzt wird, der niedriger ist als ein Maximalwert des Druckmitteldrucks dieser Druckmittelquelle (5).

5. Eine Methode zur Regelung eines Gießverfahrens nach Anspruch 2, bei der diese Stufe zur Regelung dieser Betätigung dieses druckmittelbetriebenen Zylinders folgende Stufe umfaßt:

Ausüben von ersten und zweiten Einzel-Druckmitteldrücken auf erste (1a) und zweite (1b) Druckmitte lkammern dieses druckmittelbetriebenen Zylinders (1) jeweils von einer Druckmittelquelle; und

Änderung dieser ersten und zweiten Druckmitteldrücke unabhängig voneinander gemäß einem Ausmaß dieser erkannten Abweichung (e) , um hierdurch eine Stellkraft zu regeln, die von diesem druckmittelbetätigten Zylinder zur Bewegung dieses Preßstempels ausgeübt wird.

6. Eine Methode zur Regelung eines Gießverfahrens nach Anspruch 1, bei der diese Stufe der Vorgabe einer Sollkurve folgende Stufen beinhaltet: Programmieren dieser Sollkurve (St über t) in einem löschbaren Speicher (12); und Ausgabe dieses Betrages der Hubbewegung (St) dieses Preßstempels aus diesem löschbaren Speicher als Antwort auf ein Signal, das diesen Zeitabschnitt (t) vom Beginn der Hubbewegung dieses Stempels in diesen Formhohlraum anzeigt.

7. Eine Methode zur Regelung eines Gießverfahrens nach Anspruch 1, die weiterhin die Stufe enthält:

Regelung einer Betätigung dieses Gießstempels zur Aufrechterhaltung eines Spritzdruckes, der durch diesen Gießstempel ausgeübt wird, auf einer konstanten Höhe während dieser Stufe der Regelung der tatsächlichen Hubbewegung dieses Preßstempels.

8. Eine Methode zur Regelung eines Gießverfahrens nach Anspruch 1, die ferner die Stufe enthält:

Regelung einer Betätigung dieses Gießstempels, um einen Gießdruck abzusenken, der von diesem Gießstempel ausgeübt wird, wenn diese Stufe der Regelung einer Betätigung dieses druckmittelbetriebenen Zylinders durchgeführt wird.

9. Eine Methode zur Regelung eines Gießverfahrens

nach Anspruch 1, bei der diese Stufe zur Regelung der Betätigung dieses Gießstempels die Stufe enthält:

Regelung einer tatsächlichen Hubbewegung (St b) dieses Gießstempels als Antwort auf diese Stufe der Regelung der tatsächlichen Hubbewegung dieses Preßstempels von diesem Beginn der Hubbewegung an, um dadurch diese Sollkurve (St über t) nachzufahren.

10. Eine Methode zur Regelung eines Gießverfahrens nach Anspruch 1, bei der dieses zu vergießende Material ein geschmolzenes Metall umfaßt, d. h. eine Schmelze, und bei der dieser druckmittelbetätigte Zylinder einen Hydraulikzylinder (1) mit einem Gleitkolben (2c) umfaßt, der mit diesem Preßstempel (45) verbunden ist.

11. Eine Methode zur Regelung eines Gießverfahrens nach Anspruch 1, die ferner die Stufen enthält:

Erkennen eines vorbestimmten Zeitabschnitts (t1) nach diesem Beginn der Hubbewegung dieses Preßkolbens aus dieser Sollkurve; und Erzeugen eines Signals (Vo), das angibt, daß diese Gießformen geöffnet werden sollen, sobald dieser vorbestimmte Zeitabschnitt erkannt ist, wodurch dieses Gußteil aus diesem Formhohlraum dieser Gießformen ausgestossen wird.

12. Eine Methode zur Regelung eines Gießverfahrens nach Anspruch 1, das ferner die Stufen enthält:

Erkennen eines vorgegebenen Betrages der Hubbewegung (St1) dieses Preßstempels nach diesem Beginn der Hubbewegung dieses Preßstempels aus dieser Sollkurve; und

Erzeugen eines Signals (Vo), das angibt, daß diese Gießformen neöffnet werden sollen, sobald dieser vorgegebener Betrag der Hubbewegung dieses Preßstempels erkannt ist, wodurch dieses Gußteil aus diesem Formhohlraum dieser Gießformen ausgestossen wird.

13. Eine Methode zur Regelung eines Gießverfahrens nach Anspruch 1, bei der diese Stufe der Regelung der tatsächlichen Hubbewegung dieses Preßstempels derart ausgeführt wird, daß diese tatsächliche Hubbewegung dieses Preßstempels diese Sollkurve einschwingend nachfährt (Figur 14a)

14. Eine Methode zur Regelung eines Gießverfahrens nach Anspruch 1, die weiterhin die Stufe enthält:

Vorbestimmen einer unterschiedlichen Sollkurve (f/t2) mit Bezug auf eine Ausschubkraft dieses Preßstempels über einen Zeitabschnitt beginnend mit der Bewegung dieses Preßstempels in diesen Formhohlraum;

Ändern dieser Stufe der Regelung der tatsächlichen Hubbewegung dieses Preßstempels zu einem bestimmten Zeitpunkt nach diesem Beginn der Hubbewegung dieses Preßstempels zu einer Stufe der Regelung einer tatsächlichen Ausschubkraft dieses Preßstempels von diesem vorbestimmten Zeitpunkt nach diesem Beginn der Hubbewegung dieses Stempels über ein vorbestimmtes Zeitintervall hinweg, wenn diese Preßkraft auf das in diesem Formhohlraum zu vergießende Material ausgeübt wird (Figur 9a).

15. Eine Methode zur Regelung eines Gießverfahrens nach Anspruch 14, bei der diese Stufen zur Regelung dieser tatsächlichen Hubbewegung und dieser tatsächlichen Ausschubkraft dieses Preßstempels umfassen:

das Erkennen einer ersten Abweichung (es) zwischen diesem Betrag der Hubbewegung dieses Preßstempels, abgeleitet aus dieser Sollkurve (St/t), und dieser tatsächlichen Hubbewegung dieses Preßstempels, und einer zweiten Abweichung (ef) zwischen dieser Ausschubkraft, abgeleitet aus dieser unterschiedlichen Sollkurve, und dieser tatsächlichen Ausschubkraft dieses Preßstempels;

das Anlegen von ersten und zweiten, voneinander unabhängigen Druckmitteldrücken von einer Druckmittelquelle an jeweils erste und zweite Druckmittelkammern dieses druckmittelbetätigten Zylinders, der diesen Preßstempel betätigt;

und

das Verändern dieser ersten und zweiten Druckmitteldrücke unabhängig voneinander gemäß einem Ausmaß dieser ersten und zweiten erkannten Abweichungen, um hierdurch eine Stellkraft zu regeln, die zur Bewegung dieses Preßstempels von diesem druckmittelbetätigten Zylinder ausgeübt wird.

16. Ein Apparat zur Regelung eines Gießverfahrens für eine Gießmaschine, ausgestattet mit einem Satz Gießformen (41. 42) und einem Kernelement (43), das mit den Gießformen zusammenwirkt, um einen Formhohlraum (44) zu bilden, wenn die Gießformen und das Kernelement zusammengesetzt sind, mit einem Gießstempel (48), der betätigt werden kann, um ein in den Formhohlraum zu vergießendes Material einzuspritzem, mit einem druckmittelbetätigten Gießzylinder zur Betätigung des Gießstempels, mit einem Preßstempel (45), der gleitend in einem Teil (41) der Gießformen angeordnet ist, um in den Formhohlraum hineinbewegt zu werden, um dadurch einen Preßdruck auf das in den Formhohlraum eingespritzte Material auszuüben, und mit einem druckmittelbetätigten Druckzylinder (1) zur Betätigung des Preßstempels, dadurch gekennzeichnet, daß er enthält:

Eine Positionsanzeigeeinrichtung (3) zur Erzeugung eines elektrischen Signals (St ) um ein Erkennen einer Position dieses Preßstempels anzuzeigen, der aus einer vorbestimmten, zurückliegenden Position dorthin bewegt wird;

eine Ventileinrichtung (4), um einstellbar einen Druckmitteldruck, der von einer Druckmittelquelle an diesen druckmittelbetätigten Druckzylinder angelegt wird, in Abhängigkeit eines Ausmaßes eines Ventilstellsignals (Prf) zu verändern, um dadurch eine tatsächliche Hubbewegung dieses Preßstempels zu regeln; eine Ventilstelleinrichtung (9) zur Erzeugung des VentilstelIsignals nach Empfang eines Stellsteuersignals (Pc, p1) ; und

eine erste Rückkopplungs-Regelungseinrichtung (11), umfassend: mindestens eine Steuersignal- Erzeugungseinrichtung (12), um darin eine Sollkurve entsprechend einem erwünschten Ausmaß einer Hubbewegung (St) dieses Preßstempels über einen Zeitabschnitt (t) von einem Beginn der Hubbewegung dieses Preßstempels in diesen Formhohlraum einzugeben, wobei diese Steuersignal-Erzeugungseinrichtung in der Lage sein soll, ein Ausgangssignal (St) zu erzeugen, welches anzeigt, daß das erwünschte Ausmaß der Hubbewegung dieses Preßstempels aus der Sollkurve abgeleitet ist; und eine Signalaufbereitungseinrichtung (13) , die in der Lage ist, eine Abweichung (e) zwischen diesem elektrischen Signal dieser Positionsanzeigeeinrichtung und diesem Ausgangssignal dieser Steuersignal-Erzeugungseinrichtung zu erkennen, und die dieses Stellsteuersignal als mindestens ein Rückkopplungssignal (V1) erzeugt, das dieser Ventilstelleinrichtung zugeführt werden sol1, wobei dieses Stellsteuersignal variiert in Abhängigkeit von einem Ausmaß der von dieser Signalaufbereitungseinrichtung erkannten Abweichung, um es zu ermöglichen, daß diese Hubbewegung dieses Preßstempels der Sollkurve nachfährt.

17. Ein Apparat zur Regelung eines Gießverfahrens einer Gießmaschine nach Anspruch 16, bei dem diese Steuersignal-Erzeugungseinrichtung (12) dieser ersten Rückkopplungs-Regelungseinrichtung (11) eine Speichereinrichtung zur löschbaren Speicherung dieser Sollkurve umfaßt, wobei diese Speichereinrichtung an diese Signalaufbereitungseinrichtung angeschlossen ist, die eine Abweichungs-Erkennungseinrichtung (13) zur Ausgabe eines diese Abweichung anzeigenden Erkennungssignals und eine Verstärkungsregelungseinrichtung (14) umfaßt, um dieses Erkennungssignal dieser Abweichung in dieses Rückkopplungssignal umzuformen, indem eine Regelungsverstärkung (k) an diese Abweichung angelegt wird.

18. Ein Apparat zur Regelung eines Gießverfahrens einer Gießmaschine nach Anspruch 17, bei dem diese Abweichungs-Erkennungseinrichtung (13) und diese Verstärkungsregelungseinrichtung (14) dieser Signalaufbereitungseinrichtung gebildet sind durch eine CPU (Zentraleinheit).

19. Ein Apparat zur Regelung eines Gießverfahrens einer Gießmaschine nach Anspruch 17, bei dem diese Verstärkungsregelungseinrichtung (14) in der Lage ist, diese an dieser Abweichung angelegte Regelungsverstärkung zu verändern, um dadurch eine schwingende Hubbewegung dieses Preßstempels zu bewirken, um diese Sollkurve hinsichtlich des Ausmaßes der Hubbewegung dieses Preßstempels über einen Zeitabschnitt vom Beginn der Hubbewegung dieses Preßstempels an nachzufahren.

20. Ein Apparat zur Regelung eines Gießverfahrens einer Gießmaschine nach Anspruch 16, bei dem dieser druckmittelbetätigte Druckzylinder (1) ein durch einen beweglichen Kolben (2c) gebildetes, gleitendes Kolbenelement (2) und eine Kolbenstange enthält, die sich von diesem Kolben aus erstreckt und an diesen Preßstempel (45) angeschlossen ist, sowie erste und zweite Druckmittelkammern (1a, 2a, 1b, 2b), die auf gegenüberliegenden Seiten dieses beweglichen Kolbens angeordnet sind, und wobei diese Ventileinrichtung ein erstes Druckmittelsteuerventil (4a) , das in der Lage ist, einen ersten von dieser Druckmittelquelle dieser ersten Druckmittelkammer dieses druckmittelbetätigten Zylinders zugeführten Druckmitteldrucks anpassend zu verändern, und ein zweites Druckmittelsteuerventil (4b) umfaßt, das in der Lage ist, einen zweiten Druckmitteldruck, der von dieser Druckmittelquelle an diese zweite Druckmittelkammer dieses druckmittelbetätigten Druckzylinders angelegt wird, einstellbar zu verändern, wobei diese ersten und zweiten Druckmittelsteuerventile jeweils mit dieser ersten Rückkopplungs- Regelungseinrichtung (11) über erste und zweite Ventilstelleinrichtungen (9a, 9b) dieser Ventilstelleinrichtung angeschlossen sind, um unabhängig voneinander von dieser Rückkopplungs- Regelungseinrichtung betätigt zu werden.

21. Ein Apparat zur Regelung eines Gießverfahrens einer Gießmaschine nach Anspruch 20, bei dem diese Steuersignal-Erzeugungseinrichtung (12) dieser ersten Rückkopplungs-Regelungseinrichtung (11) eine Speichereinrichtung zur löschbaren Speicherung dieser Sollkurve umfaßt, wobei diese Speichereinrichtung an diese Signalaufbereitungseinrichtung angeschlossen ist, die eine Abweichungs-Erkennungseinrichtung zur Ausgabe eines diese Abweichung anzeigenden Erkennungssignals und eine erste Verstärkungsregelungseinrichtung (14a) um dieses Erkennungssignal dieser Abweichung in ein erstes Rückkopplungssignal urizuformen, indem eine erste Regelungsverstärkung an diese Abweichung angelegt wird, und eine zweite Verstärkungsregelungseinrichtung (14b) umfaßt, um dieses Erkennungssignal dieser Abweichung in ein zweites Rückkopplungssignal umzuformen, indem eine zweite Regelungsverstärkung an diese Abweichung angelegt wird, und wobei diese erste Verstärkungsregelungseinrichtung an dieses erste Druckmittelsteuerventil (4a) bzw. die zweite Verstärkungsregelungseinrichtung an dieses zweite Druckmittelsteuerventil (4b) angeschlossen ist.

22. Ein Apparat zur Regelung eines Gießverfahrens einer Gießmaschine nach Anspruch 16, bei dem diese erste Rückkopplungs-Regelungseinrichtung einen Druckbegrenzer enthält, der in der Lage ist, dieses Stellsteuersignal zu begrenzen, um dadurch den von dieser Druckmittelquelle an diesen druckmittelbetätigten Druckzylinder angelegten Druckmitteldruck auf einen vorgegebenen Druckpegel zu begrenzen, der niedriger ist als ein Maximalpegel eines Druckmitteldrucks dieser Druckmittelquelle.

23. Ein Apparat zur Regelung eines Gießverfahrens einer Gießmaschine nach Anspruch 16, weiterhin enthaltend:

eine Ausschubkraft-Erkennungseinrichtung (8a) zur Erzeugung eines elektrischen Signals (ph) zur Anzeige eines Erkennens einer tatsächlichen, von diesem Preßstempel ausgeübten Ausschubkraft; eine zweite Rückkopplungs-Regelungseinrichtung (21), umfassend: mindestens eine Steuersignal-Erzeugungseinrichtung (22), um darin eine Sollkurve (f/t2) entsprechend einer erwünschten Ausschubkraft dieses Preßstempels über einen Zeitabschnitt von dem Beginn der Hubbewegung dieses Preßstempels in diesen Formhohlraum einzugeben, wobei diese Steuersignal-Erzeugungseinrichtung in der Lage sein soll, ein Ausgangssignal (f) zu erzeugen, welches anzeigt, daß eine erwünschte Ausschubkraft dieses Preßstempels aus der Sollkurve abgeleitet ist; und eine Signalaufbereitungseinrichtung (23) , die in der Lage ist, eine Ausschubkrafteibweichung (ef) zwischen diesem von dieser Sollkurve abgeleiteten Ausgangssignal und diesem elektrischen Signal dieser Ausschubkraft Erkennungseinrichtung zu erkennen, und die dieses Stellsteuersignal als mindestens ein Rückkopplungssignal (vi) erzeugt, das dieser Ventilstelleinrichtung (9a) zugeführt werden soll, wobei dieses Stellsteuersignal variiert in Abhängigkeit von einem Ausmaß der von dieser Signalaufbereitungseinrichtung erkannten Abweichung; und

eine Reglerumschalteinrichtung (20), um selektiv eine dieser ersten und zweiten Rückkopplungs-Regelungseinrichtungen zu betätigen.

24. Ein Apparat zur Regelung eines Gießverfahrens einer Gießmaschine nach Anspruch 16, weiterhin enthaltend eine Einrichtung (50) zur Regelung einer Bewegung dieses von diesem Gießzylinder (53) betätigten Gießstempels in Abhängigkeit von der tatsächlichen Hubbewegung dieses Preßstempels.

25. Ein Apparat zur Regelung eines Gießverfahrens einer Gießmaschine nach Anspruch 24 bei dem diese Einrichtung zur Regelung der Bewegung dieses Gießstempels so gestaltet ist, um diesen Gießstempel schrittweise aus einer Position zurückzuziehen, in der dieser Gießstempel ein Einspritzen dieses Materials in diesen Formhohlraum unterbricht.

26. Ein Apparat zur Regelung eines Gießverfahrens einer Gießmaschine nach Anspruch 16, bei dem diese Rückkopplungs-Regelungseinrichtung weiterhin eine Einrichtung (19) zur Erzeugung eines Signals (Vo) enthält, welches einen Befehl zum Öffnen dieser Gießformen und des Kerns in Abhängigkeit von einem Steuersignal dieser Steuersignal-Erzeugungseinrichtung anzeigt.