DE9218312U1 - Hydraulische Drucksteuerung eines Verbrauchers - Google Patents
Hydraulische Drucksteuerung eines VerbrauchersInfo
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Description
22MA7145
MANNESMANN REXROTH GMBH
97803 LOHR
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Drucksteuerung insbesondere am Druckübersetzer eines Verbrauchers, gemäß
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und auf eine Ansteuerung eines hydraulischen Verbrauchers unter Verwendung
einer Drucksteuerung, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 16.
Bei vollhydraulischen Systemen, insbesondere bei vollhydraulischen Spritzgießmaschinen, ist es erforderlich,
über eine bestimmte Zeitspanne hinweg einen hohen hydraulischen Druck aufrechtzuerhalten, d. h. den Verbraucher in
einem Hochdruck-Haltezyklus zu betreiben. Bei Spritzgießmaschinen ist dieser Hochdruck-Haltezyklus zur Aufrechterhaltung
der Form-Zuhaltekraft erforderlich, um während des Kunststoff-Einspritzvorgangs ein Öffnen der Form zu verhindern.
Der Hochdruck wird hierbei häufig durch einen Druckübersetzer mit einem Druckübersetzerkolben aufgebaut,
dessen kleinerer Wirkdurchmesser eine einem Hochdruckraum zum Aufbau des Hochdrucks vorgeschaltete Entlastungs-Steuerkante
auf- bzw. zusteuert. Der größere Wirkdurchmesser des Druckübersetzerkolbens ist zum Aufbauen des
Hochdrucks vom Ausgangsdruck einer Pumpe, vorzugsweise einer druckgeregelten Pumpe, ausgesetzt.
Im folgenden wird zur Beschreibung einer herkömmlichen hydraulischen Drucksteuerung auf die Fig. 8 Bezug genommen,
die eine beispielhafte Ausgestaltung der hydraulischen Ansteuerung einer Form-Schließeinheit einer Spritzgießmaschine
darstellt:
[File:ANM\MA7145B2.doc] Beschreibung, 31.01.1994
VON PUMPE GEREG. DRUCKAUFBAU..
Mannesmann Rexroth GmbH, Lohr
VON PUMPE GEREG. DRUCKAUFBAU..
Mannesmann Rexroth GmbH, Lohr
Das Gehäuse der Schließeinheit ist mit 10 bezeichnet und nimmt verschiebbar einen Arbeitskolben 12 auf, der eine
Formhälfte 14 trägt. Die andere Formhälfte 16 ist über Zugholme 18 am Gehäuse 10 befestigt, um die vom Arbeitkolben
12 aufgebrachte Schließkraft abzustützen.
Für den Arbeitskolben 12 sind mehrere Arbeitskammern vorgesehen, und zwar eine erste Haupt-Arbeitskammer 20, eine
zweite Haupt-Arbeitskammer 22 und eine Hochdruckarbeitskammer 24, über die nach dem Schließen der Formhälften 14,
16 eine hohe Zuhaltekraft aufgebaut wird. Zu diesem Zweck ist der Hochdruck-Arbeitskammer 24 ein Hochdruckraum 26
vorgeschaltet, der Bestandteil eines Druckübersetzers mit einem Druckübersetzerkolben 28 ist, dessen Kolbenabschnitt
30 kleineren Durchmessers mit dem Hochdruckraum 26 zusammenwirkt. Ein Kolbenabschnitt 32 größeren Wirkdurchmessers
ist gleitend verschiebbar in einen Steuerraum 34 geführt, der zur Bewegungssteuerung des Druckübersetzerkolbens 28
zwei Anschlüsse 36, 38 hat. Zugehörige Hydraulik-Anschlußleitungen sind mit 40, 42 bezeichnet. Die zum Aufbau des
Hochdrucks dienende Hydraulik-Anschlußleitung 40 ist über ein Logikelement 44 in Form eines Sitzventils und ein
Schaltventil 46 in Form eines 4/3-Wegeventils mit dem Ausgangsdruck
einer Pumpe 48 speisbar, die vorzugsweise von einer druckgeregelten Pumpe gebildet ist. Zur Entlastung
des Steuerraums 34 dient eine mit der Rückseite des Sitzventils 44 verbundene Entlastungsleitung 50, in der ein
beispielsweise elektrisch angesteuertes Sperrventil 52 liegt. Ein Leitungszweig 54 verbindet die Rückseite des
Logikelements mit der Anschlußleitung 40.
Zum Schließen der Formhälften 14, 16 wird zunächst das Schaltventil 46 in die Schaltstellung A verschoben, so daß
die erste Haupt-Arbeitskammer 20 und der Steuerraum 34 mit Pumpendruck versorgt werden. Nach dem Schließen der Form
14, 16 taucht der Druckübersetzerkolben mit dem Abschnitt 30 in die Bohrung 26, d. h. in den Hochdruck-Raum ein und
[Fi!e:ANM\MA7145B1.doc] Beschreibung, 28.09.1993
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erzeugt die Zuhaltekraft der Form 14, 16. Spätestens zu diesem Zeitpunkt wird das Sperrventil 52 geschlossen und
das Schaltventil 46 in die gezeigte Mittelstellung M verschoben. Vor dem Eintauchen des Kolbenabschnitts 30 in den
Hochdruckraum 26 wurde eine Steuerkante 56 für einen Anschluß 58 zum Tank T überfahren, d. h. abgesperrt. Wenn
nach dem Spritzzyklus der Hochdruck wieder abgebaut werden
soll, wird das Sperrventil 52 geöffnet und das Schaltventil 46 in die Schaltstellung B verschoben. Der Steuerraum 34
wird nun zum Tank T entlastet und der Druckübersetzerkolben 28 bewegt sich gemäß Fig. 8 unter Vergrößerung des Volumens
im Hochdruckraum 26 nach links, wodurch der hohe Schließdruck abgebaut wird. Schließlich überfährt der Kolbenabschnitt
30 die Steuerkante 56, wodurch eine unmittelbare Entlastung zum Tank gegeben ist.
Mit dieser bekannten Drucksteuerung am Verbraucher, d.h. im beschriebenen Fall am Druckübersetzer konnte kein ruckfreier
Abbau der Zuhaltekraft realisiert werden. Es wurde festgestellt, daß der ruckartige Abbau der Zuhaltekraft,
der eine verhältnismäßig hohe Beanspruchung der mechanischen und hydraulischen Bauteile der Drucksteuerung nach
sich zieht, insbesondere deshalb nicht geglättet werden konnte, weil in den Zugholmen 18 regelmäßig eine elastische
Energie gespeichert wird, die bei Entlastung des Steuerraums 34 zum Tank T schlagartig freigesetzt wird. Zusätzlich
wirkt sich als nachteilig aus, daß sich der druckbeaufschlagte Arbeitskolben in Form des Druckübersetzerkolbens
in der Druckentlastungsphasedann mehr oder weniger unkontrolliert an der Steuerkante 56 vorbeibewegt. Es hat
sich insbesondere als schwierig erwiesen, die Steuerkante 56 einerseits so langsam freizugeben, daß kein Druckentlastungsschlag
auftritt und andererseits die Bewegung des Arbeitskolbens 12 so schnell zu gestalten, daß eine kurze
Zykluszeit eingehalten werden konnte.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine hydrarulische
Drucksteuerung insbesondere am Druckübersetzer eines Verbrauchers, insbesondere eine Formschließeinheit
einer Spritzgießmaschine oder einer Presse und eine entsprechende Ansteuerung eines hydraulischen Verbrauchers,
wie z.B. des Druckübersetzers insbesondere an einer Spritzgießmaschine oder einer Presse zu schaffen, mit der
unter Sicherstellung kurzer Zykluszeiten Druckentlastungsschläge mit einfachen baulichen Maßnahmen vermieden
werden können.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Drucksteuerung durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich der
Ansteuerung des Arbeitskolbens durch die Merkmale des Anspruchs 16 gelöst.
Erfindungsgemäß erfolgt der Abbau der Zuhaltekraft, d. h.
der Abbau des Hochdrucks über eine elektronisch druckgeregelte Pumpe, die vorzugsweise für den Druckaufbau im selben
Modus betreibbar ist. Im einzelnen wird die elektronisch druckgeregelte Pumpe unmittelbar vor dem Abbau des gehaltenen
Hochdrucks auf einen zuvor, im Schließzyklus gespeicherten, Wert hochgefahren, der es zunächst erlaubt, ruckfrei
den Ausgang der Pumpe mit dem Steuerraum 34 des Arbeitskolbens bzw. - gemäß einer vorzugsweisen Weiterbildung
nach Anspruch 15 - des Druckübersetzers zu koppeln. Die erfindungsgemäß vorgesehene Steuereinrichtung fährt
dann den Pumpendruck geregelt, beispielsweise nach einem vorgegebenen Programm, das an die Geometrie des Arbeitskolbens
und ggfs. der zugehörigen Steuerkanten angepaßt ist, zurück, so daß Druckstöße nicht auftreten. Der vorrichtungstechnische
Aufwand kann dabei sehr klein gehalten werden, da eine elektronisch druckgeregelte Pumpe insbesondere
bei Spritzgießmaschinen ohnehin häufig Verwendung findet, um auch den Einspritzzylinder nach einer bestimmten Sollkurve
betreiben zu können. Da erfindungsgemäß der Abbau des
gehaltenen Hochdrucks durch die Regelung der Pumpe selbst und nicht durch feste Drosseln oder dergleichen Dämpfungs-
[Füe:ANM\MA7145B2.doc] Beschreibung, 31.01.1994
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glieder erfolgt, wird die Bewegungssteuerung für dien Arbeitskolben
in den anderen Arbeitszyklen in keiner Weise beeinflußt. Der Gesamt-Arbeitszyklus des Verbrauchers wird
dementsprechend erfindungsgemäß nur unwesentlich beeinflußt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäßen Maßnahmen führen insbesondere bei
einer Anordnung des Anspruchs 15 zu einer besonders spürbaren Verbesserung des Druckabbauverhaltens.
Vorteilhaft wird die Steuereinrichtung mit einer Speichereinheit ausgestattet, die den Endwert des im Haltezyklus
erforderlichen Drucks am größeren Wirkdurchmesser des Druckübersetzers speichert. Eine solche Speichereinheit
arbeitet vorzugsweise elektrisch, so daß das gespeicherte Signal verlust- und verzerrungsfrei auf die elektrische
Regelung der Pumpe einwirken kann, um den geregelten Druckabbau bei der Aufhebung der Zuhaltekraft einzuleiten.
Die Weiterbildung des Patentanspruchs 3 hat den Vorzug, daß der zum Halten der Schließkraft erforderliche Hochruck
leckagefrei über einen langen Zeitraum gehalten werden kann.
Eine zusätzliche Absicherung des Hochdrucks ergibt sich mit der Weiterbildung des Patentanspruchs 12. Der Druckspeicher
dient in diesem Fall dazu, Leckageverluste des Sperrventils selbst bei langen Haltezyklen zuverlässig zu ersetzen.
Der erfindungsgemäße Aufbau der Drucksteuerung ermöglicht
es, die Pumpe bei Bedarf gleichzeitig zur Versorgung weiterer Verbraucher heranzuziehen. Es hat sich gezeigt, daß die
Pumpe innerhalb kürzester Zeit zur Einleitung des Abbaus der Form-Schließkraft auf den erforderlichen Arbeitsdruck
[File:ANM\MA7145B1.doc] Beschreibung, 28.09.1993
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von beispielsweise 150 bar gebracht werden kann, ohne die
Zykluszeiten über Gebühr zu beeinflussen. Auch der Druckaufbau
am Druckübersetzer kann geregelt erfolgen, so daß auch in dieser Phase Druckstöße vermieden werden können.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.
Nachstehend werden anhand schematischer Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der hydraulischen Drucksteuerung am Druck
übersetzer einer Formschließeinheit einer Spritzgießmaschine;
Fig. 2 eine Einzelheit der hydraulischen Steuerschaltung für den Druckübersetzer gemäß einer
zweiten Ausführungsform;
Fig. 3-5 Einzelheiten weiterer Ausführungsformen der
hydraulischen Steuerschaltung für den Druckübersetzer;
Fig. 6 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht der hydraulischen Steuerschaltung für die Drucksteuerung am
Druckübersetzer gemäß einer sechsten Ausführungsform;
Fig. 7 ein Diagramm, das für die Aus führungs form nach
Fig. 6 die Steuerung der Arbeitspumpe einerseits un die Schaltzustände der zugehörigen
Steuerventile während eines gesamten Arbeits
zyklus der Spritzgießmaschine wiedergibt; und
[File:ANM\MA7145B1.doc] Beschreibung, 28.09.1993
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Fig. 8 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht zur Erläuterung der hydraulischen Drucksteuerung herkömmlicher
Bauart.
In Fig. 1 sind diejenigen Bauteile, die den Komponenten der
hydraulischen Drucksteuerung, wie sie unter Bezug auf die Fig. 8 erläutert wurde, vergleichbar sind, mit Bezugszeichen
bezeichnet, denen eine "1" vorangestellt ist. Die Schließeinheit ist in Fig. 1 noch weitergehend schematisiert
dargestellt. Das Gehäuse 110 der Schließeinheit nimmt wiederum einen Arbeitskolben 112 auf, der auf eine Spritzgießform
116 einwirkt und unter Zuhilfenahme eines Druckübersetzerkolbens 128 in der Lage ist, einen hohen Form-Schließdruck,
d. h. eine hohe Form-Schließkraft aufrechtzuerhalten. Die Arbeitskammern 120, 122 der Schließeinheit
sind über Strömungsmittelleitungen 160, 162 und über ein 4/3-Wegeventil 146 beaufschlagbar, um den Arbeitskolben 112
in zwei Richtungen zu bewegen. Der Hochdruck-Arbeitskammer 124 ist wiederum ein Hochdruckraum 126 in Form einer Gehäusebohrung
vorgeschaltet, die mit dem Kolbenabschnitt 130 des Druckübersetzerkolbens 12 8 funktionell zusammenarbeitet.
Die Steuerkante am Eingang des Hochdruckraums 126 ist mit 156 bezeichnet. Der Kolbenabschnitt 132 des Druckübersetzerkolbens
128 begrenzt auf der gemäß Fig. 1 linken Seite den Steuerraum 134 und auf der anderen Seite einen
Raum 167, in dem eine Rückstellfeder aufgenommen ist und der einen Anschluß zum Tank T besitzt.
Die mit 164 bezeichnete Pumpenleitung ist zu einem Sitzventil 144 geführt, von dem die Hydraulik-Anschlußleitung 140
zum Steuerraum 134 führt. Der Ventilkörper 166 des Sitzventils ist auf seiner Rückseite von einer Feder 168 beaufschlagt
und vom Druck im Steuerraum 170, der an der Stelle 172 mit einem Leitungszweig 154 einerseits und mit einer
Entlastungsleitung 150 in Verbindung steht. In der Entlastungsleitung 150 ist ein Sperrventil 152 in Form eines
2/2-Wegeventils eingegliedert. An der Stelle 174 mündet
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eine Kopplungsleitung 176, die bei 178 von der Pumpenleitung
164 abzweigt. Mit 180 ist eine Blende kleiner Öffnung im Leitungszweig 154 bezeichnet, der ein Rückschlagventil
182 vorgeschaltet ist. Eine vergleichbare Anordnung ist in der Kopplungs leitung 176 mit einer Blende 184 und einem
Rückschlagventil 186 vorgesehen. Mit 188 ist schließlich eine Blende mit größerem Durchflußquerschnitt bezeichnet,
die dem Sperrventil 152 vorgeschaltet ist.
Die Steuerschaltung gemäß Fig. 1 wird vervollständigt durch eine mit strichpunktierter Linie angedeutete Steuereinrichtung
190, die über eine S teuer leitung 192 auf died Pumpe 148 in Form einer elektronisch druckgeregelten Pumpe, einwirkt.
Die Steuereinrichtung ist in der Lage, den Ausgangsdruck der Pumpe in der Pumpenleitung 164 entsprechend einer
vorgegebenen Sollkurve zu regeln.
Fig. 1 zeigt die hydraulische Drucksteuerung im inaktiven Zustand. Zum Schließen der Form 116 wird zunächst das
Schaltventil 146 in die Stellung A verschoben, so daß sich der Arbeitskolben 112 gemäß Fig. 1 nach rechts bewegt. Wenn
die Form geschlossen ist, baut sich in der Pumpenleitung 146 unter Einwirkung der Steuereinrichtung 190 ein geregelter
Pumpendruck auf, der über das Sitzventil 144 auf den Steuerraum 134 gegeben wird. Der Druckübersetzerkolben 128
bewegt sich dementsprechend gemäß Fig. 1 nach rechts, verschließt die Steuerkante 156 und leitet schließlich die
Druckübersetzung im Verhältnis der Wirkdurchmesser am Druckübersetzer-Stufenkolben ein, indem er in die Bohrung
126 eintaucht. Bereits zu diesem Zeitpunkt oder aber bei Erreichen eines Solldrucks im Steuerraum 134 wird das
Sperrventil 152 aus der Schaltstellung I in die Schaltstellung O gebracht, d. h. abgesperrt, und die Pumpe 148 kann
zurückgefahren werden. Über die Rückschlagventile 182, 186 konnte sich auf der Rückseite des Sitzventils 144 nach
Schließen des Sperrventils 188 ebenfalls der Druck im Steuerraum 134 aufbauen, so daß das Sitzventil zuverlässig
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geschlossen bleibt. Der Druckübersetzer wird dementsprechend leckölfrei abgesperrt, wobei eine hohe Gießform-Zuhaltekraft
aufrechterhalten bleibt. In diesem Zustand kann die Pumpe 148 dazu herangezogen werden, weitere Verbraucher
wie z. B. den Einspritzkolben zu versorgen.
Wesentlich für die Funktionsweise der Drucksteuerung ist, daß eine Speichereinheit der Steuereinrichtung 190 den Enddruck
im Steuerraum 134 abrufbereit speichert. Wenn nach Beendigung des Einspritz- und gegebenenfalls eines Kühlzyklus
die Form geöffnet werden soll, bewirkt die Steuereinrichtung 190, daß die Pumpe 148 unter Abruf des gespeicherten
Drucksignals auf einen Druckwert in der Leitung 164 gegen geschlossene Verbraucherleitung, d. h. in der Neutralsteilung
N des Schaltventils 146 so weit hochgefahren wird, daß der Druck in der Pumpenleitung 164 gleich oder
geringfügig kleiner wird als der gespeicherte Druckwert. Anschließend wird das Sperrventil 152 in die Schaltstellung
I gebracht, wodurch das Logikventil 144 entsperrt wird. Der Druck im Steuerraum 134 wird dementsprechend über den Pumpendruck
abgefangen. Durch geregeltes Zurückfahren der Pumpe 148 mittels der Steuereinrichtung 190 kann der Druck
im Steuerraum 134 nach jeder beliebigen Kurve geregelt abgebaut werden, ohne daß Druckentlastungsschläge,
beispielsweise beim Überstreichen der Steuerkante 156 durch den Kolbenabschnitt 130 des Druckübersetzerkolbens auftreten.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von
derjenigen nach Fig. 1 durch eine andere Ansteuerung des Logikventils 244. Zur Vereinfachung der Beschreibung sind
in Fig. 2 diejenigen Komponenten, die den den Bauteilen der Fig. 1 entsprechen, mit ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet,
bei denen die erste Ziffer durch eine "2" ersetzt ist.
Anstelle des 2/2-Sperrventils gemäß Fig. 1 ist bei der
Variante nach Fig. 2 ein 3/2-Schaltventil 252 vorgesehen
und anstelle des Leitungszweiges 154 ist die Leitung 250 [File:ANM\MA7145B1.doc] Beschreibung, 28.09.1993
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zum Steuerraum 270 an einen Hydraulikspeicher 294 angeschlossen,
der in der Lage ist, in der Schließdruck-Haltephase Leckage-Strömungsmittel ständig zu ersetzen, um einen
Zusammenbruck des Haltedrucks zu verhindern.
5
5
Die Ausführungsform nach Fig. 3 entspricht weitestgehend
derjenigen gemäß Fig. 2, mit der Besonderheit, daß der Hydraulik-Speicher 394 gehäusemäßig mit dem Sitzventil 344
zusammengefaßt ist. Der Hydraulik-Speicher 394 ist hierbei als Federspeicher ausgebildet, der über das 3/2-Schaltventil
352 und die Zweigleitung 351 von der Pumpe 348 geladen wird. Ansonsten sind auch diejenigen Bauteile, die die
Kompenenten der Fig. 2 entsprechen, mit ähnlichen Bezugszeichen versehen, bei denen die erste Ziffer durch eine "3"
ersetzt ist.
Die Ausgestaltung nach Fig. 4 entspricht weitestgehend derjenigen nach Fig. 1, so daß wiederum entsprechende Bauteile
mit ähnlichen Bezugszeichen, denen dann allerdings eine "4" vorangestellt ist, bezeichnet sind. Die Besonderheit
besteht darin, daß das Logikelement 444, welches wiederum über einen Ventilsitz die zum Druckübersetzer führende
Leitung 440 absperrt, zwei Steuerräume 470, 471 hat, von denen der eine, d. h. der Steuerraum 470 in gleicher Weise
wirkt wie der Steuerraum 170 der Aus führungs form nach Fig. 1. Auch die hydraulische Verschaltung des Steuerraums 470
entspricht exakt derjenigen nach Fig. 1. Über den Steuerraum 471 kann das Sitzventil 444 zwangsweise geöffnet werden.
Zu diesem Zweck ist der Steuerraum 471 an eine Leitung 473 angeschlossen, die über eine weitere Kopplungsleitung
475, in der eine Blende 479 und ein Rückschlagventil 481 angeordnet sind, von der Pumpe 448 speisbar ist, solange
ein Sperrventil 483 sich in der Sperrstellung S befindet.
Die Ausgestaltung nach Fig. 5 hat gegenüber derjenigen nach Fig. 4 den besonderen Vorteil, daß die beiden Rückschlagventile
481 und 486 sowie die beiden hinter den Rückschlag-[File:ANM\MA7145B1.doc]
Beschreibung, 28.09.1993
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ventilen liegenden Blenden 479 und 484 zu einem Wechselventil 585 sowie zu einer gemeinsamen Blende 587 zusammengefaßt
sind. Das Wechselventil 585 liegt in einer Verbindungsleitung 589 zwischen der Leitung 564 und der Leitung
540, die zum Druckübersetzerkolben, d. h. zum Steuerraum des Druckübersetzers führt. Mit 591 ist die Ausgangsleitung
des Wechselventils 585 bezeichnet, in der die gemeinsame Blende 587 sitzt. Die Leitung 591 mündet bei 574 in die
Entlastungsleitung 550, in der das Sperrventil 552 liegt.
Fig. 5 zeigt die Schaltung in der Druckhaltephase, in der das Sperrventil 552 die Schaltstellung 0 einnimmt. Der
Haltedruck in der Leitung 540 pflanzt sich über das Wechselventil 585 und die Leitung 591 in den Steuerraum 570 des
Sitzventils 544 fort und sperrt somit die Verbraucher leckölfrei ab.
Schließlich soll anhand der Fig. 6 und 7 eine weitere Ausführungsform
der Drucksteuerung für die Schließeinheit einer Spritzgießmaschine beschrieben werden. Diese Variante
0 entspricht wiederum weitgehend der Ausführungsform nach
Fig. 1, so daß, um Wiederholungen zu vermeiden, weitgehend auf eine detaillierte Beschreibung der Komponenten verzichtet
werden kann. Bauteile, die den Hydraulikkomponenten der Fig. 1 entsprechen, sind mit Bezugszeichen gekennzeichnet,
bei denen die erste Ziffer durch eine "6" ersetzt ist.
Die Besonderheit der Aus f ührungs form nach Fig. 6 im Vergleich zu derjenigen nach Fig. 1 besteht darin, daß von der
die Leitungen 660, 662 speisenden Leitung 661 bei 663 eine weitere Verbraucherleitung 665 abzweigt, die über ein 2/2-Wegeventil
696 zu weiteren hydraulischen Verbrauchern, wie z. B. zum Einspritzkolben der Spritzgießmaschine führt. Mit
"0" und "1" bzw. mit "L", "O" und "R" sind die Schaltstellungen
der einzelnen Ventile 644, 646, 652 und 696 bezeichnet.
[File:ANM\MA7145B1.doc] Beschreibung, 28.09.1993
VON PUMPE GEREG. DRUCKAUFBAU..
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In Fig. 7 ist im oberen Teil der Ausgangsdruck der Pumpe über der Zeit während eines Arbeitszyklus der Spritzgießmaschine
dargestellt, während im unteren Bereich die Schaltstellungen der einzelnen Ventile wiedergegeben sind.
Der Zyklus beginnt bei TO, in dem die Form 614, 616 geschlossen
wird. Mit Ausnahme des 4/3-Wegeventils 646, das sich in der Schaltstellung L befindet, stehen alle anderen
Ventile in der Schaltstellung "0". Der Pumpendruck im Leitungsabschnitt 664 baut sich bei Verschiebung des Arbeitskolbens
612 allmählich auf. Zum Zeitpunkt Tl wird das Ventil 652 kurzzeitig kurzzeitig geöffnet, so daß das Sitzventil
644 ebenfalls kurzzeitig öffnet, so daß der Steuerraum 634 mit Pumpendruck versorgt werden kann. Wenn ein ausreichender
Schließdruck von beispielsweise 150 bar im Steuerraum 634 erreicht ist, wird das Sperrventil 652 in die
Schaltstellung "0" gebracht, wobei gleichzeitig das Logikelement 644 den Druckübersetzer leckagefrei abschließt.
Gleichzeitig wird das Schaltventil 646 in die Schaltstellung "0" gebracht und der Pumpendruck kann abgesenkt
werden. Zum Zeitpunkt T2 beginnt der Einspritzzyklus. Zu
diesem Zweck wird das Wegeventil 696 in die Schaltstellung 1 gebracht und mittels der Steuereinrichtung 690 wird der
Druck entsprechend gesteuert bzw. geregelt. Zum Zeitpunkt T4 wird das Ventil 696 wieder geschlossen und es beginnt
ein Zeitraum TK, in dem die Form 614, 616 gekühlt wird. Bereits vor dem Abschluß der Kühlzeit, d. h. zum Zeitpunkt
T5 wird die Pumpe 648 durch die Steuereinrichtung 690 erneut hochgefahren, bis sie zum Zeitpunkt T6 einen
Ausgangsdruck erreicht, der geringfügig niedriger oder aber genauso hoch ist wie der Haltedruck PH zum Ende des
Schließdruck-Aufbauzyklus, d. h. zum Zeitpunkt T2. Sobald dieser Solldruck erreicht ist, der von einer Speichereinheit
in der Steuereinrichtung 690 abgerufen wird, kann der Schließdruck-Abbauzyklus begonnen werden. Zu diesem Zweck
wird das Ventil 652 in die Schaltstellung "1" verschoben, so daß die Rückseite des Sitzventils 644 entlastet wird.
Das Ventil 644 wird dementsprechend ebenfalls geöffnet und [File:ANM\MA7145B1.doc] Beschreibung, 28.09.1993
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der Pumpendruck in der Leitung 644 liegt erneut unmittelbar im Steuerraum 634 an. Unter Einwirkung der Steuereinrichtung
690 wird die Pumpe 648 geregelt zurückgefahren, so daß sich auch der Druckübersetzerkolben 648 geregelt gemäß Fig.
1 nach links bewegt. Der Verlauf des Kurvenabschnitts K* ist dabei vorzugsweise der Geometrie am Druckübersetzer angepaßt,
um insbesondere beim Überstreichen der Steuerkante 656 jegliche Druckentlastungsstöße zu vermeiden. Zum Öffnen
der Form wird schließlich das Ventil 646 in die Schaltstellung R gebracht, so daß sich der Arbeitskolben 612 gemäß
Fig. 1 nach links bewegen kann.
Erfindungsgemäß wird folglich im Zeitraum zwischen T6 und
T7 unter Einwirkung der elektrischen Steuereinrichtung 690 der Druck im Raum 634 geregelt abgebaut, so daß auch der
Kolben 62 8 eine geregelte Bewegung durchführt. In gleicher Weise wird auch der Aufbau des Schließdrucks zwischen den
Zeitpunkten Tl und T2 elektronisch geregelt vorgenommen, um auch in dieser Phase ohne einen zusätzlichen Schaltungs-
und Vorrichtungstechnischen Mehraufwand unkontrollierte Druckschwankungen zu vermeiden, die zu mechanischen Überbeanspruchungen
führen könnten.
Die Erfindung schafft somit eine hydraulische Drucksteuerung insbesondere am Druckübersetzer eines Verbrauchers,
der mit einem Hochdruck-Haltezyklus betrieben wird, insbesondere einer Formschließeinheit einer Spritzgießmaschine
oder einer Presse, sowie ein Verfahren zur Ansteuerung des Verbrauchers, insbesondere des Druckübersetzers an der
Schließeinheit der Spritzgießmaschine oder einer Presse, wobei ein Arbeitskolbenkolben vorgesehen ist, dessen Wirkdurchmesser
über ein Schaltventil mit Hydraulik-Strömungsmittel unter Pumpendruck beaufschlagbar ist. Um unter
Sicherstellung kurzer Arbeitszykluszeiten Druckstöße insbesondere
beim Abbau des Schließeinheit-Haltedrucks zu vermeiden, wird die den Arbeitskolben beaufschlagende Pumpe
als elektronisch druckgeregelte Pumpe ausgebildet, der eine [File:ANM\MA7145B1.doc] Beschreibung, 28.09.1993
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Steuereinrichtung zugeordnet wird, mit der zur kontrollierten Entlastung des Druckraums der Druck am Wirkdurchmesser
des Arbeitskolbens durch gesteuertes bzw. geregeltes Zurückfahren des Pumpendrucks bestimmt wird.
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Mannesmann Rexroth GmbH, I
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Claims (18)
1. Hydraulische Drucksteuerung eines Verbrauchers, der
mit einem Hockdruck-Haltezyklus betrieben wird, insbesondere einer Formschließeinheit einer Spritzgießmaschine
oder einer Presse, mit einem Arbeitskolben, dessen Wirkdurchmesser über ein Schaltventil mit
Hydraulik-Strömungsmittel unter Pumpendruck beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die den
Druckübersetzerkolben (128; 628) beaufschlagende Pumpe (148; 248; 348; 448; 548; 648) von einer elektronisch
druckgeregelten Pumpe gebildet ist, der eine Steuereinrichtung (190; 690) zugeordnet ist, mit der zur
kontrollierten Entlastung des Druckraums (126; 626) der Druck am Wirkdurchmesser des Arbeiotskolbens (128;
628) durch gesteuertes bzw. geregeltes Zurückfahren des Pumpendrucks bestimmt wird.
2. Drucksteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (190; 690) eine
Speichereinheit aufweist, mit der der Endwert des im Haltezyklus erforderlichen Drucks am Wirkdurchmesser
des Arbeitskolbens (128; 628) speicherbar ist, und daß die Steuereinrichtung die Pumpe (148; 248; 348; 448;
548; 648) vor der Entlastung des Druckraums (126; 626) so weit hochfährt, daß der gespeicherte Endwert im
wesentlichen erreicht wird.
3. Drucksteuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil von einem Logikventil
(144; 244; 344; 444; 544; 644) gebildet ist, dessen Schaltstellungen (O, I) über ein weiteres, von der
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Patentanmeldung P4226893.1-53
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Steuereinrichtung (190; 690) angesteuertes Sperrventil (152; 252; 352; 452; 552; 652) bestimmbar sind.
4. Drucksteuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Logikventil (144; 244; 444; 544; 644) von einem Sitzventil gebildet ist, das gegen die Kraft
einer Schließfeder (168; 468; 568; 668) vom Pumpendruck aufsteuerbar ist, solange ein Steuerraum (170;
470; 570; 670) des Logikventils über das Sperrventil (152; 452; 552; 652) entlastet ist.
5. Drucksteuerung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Logikventil (444) zwei Steuerkammern (470, 471) aufweist, die jeweils über ein Sperrventil
(452, 483) entlastbar und über ein Rückschlagventil (486, 481) vom Pumpendruck beaufschlagbar sind.
6. Drucksteuerung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Logikventil (144; 544; 644) eine
einzige Steuerkammer (170; 570; 670) hat, deren zugehörige Steuerleitung einerseits über einen Leitungszweig (150; 550; 650), in dem das Sperrventil (152;
552; 652) liegt entlastbar und andererseits über eine Zweigleitung (176; 591; 676) mit einem Rückschlagventil
(186; 585; 686) von der Pumpe (148; 548; 648) speisbar ist.
7. Drucksteuerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rückschlagventil in der Zweigleitung eine
Blende (184; 587; 684) nachgeschaltet ist.
8. Drucksteuerung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,
daß dem Sperrventil (152; 652) eine Blende (188) vorgeschaltet ist.
9. Drucksteuerung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, da durch gekennzeichnet, daß die Druckmittelleitung (140;
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Patentanmeldung P4226893.1-53
Patentanmeldung P4226893.1-53
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640) stromab des Sitzventils (144; 644) über ein Rückschlagventil (182; 682) mit nachgeschalteter Blende
(180; 680) kleinen Durchmessers mit der Steuerleitung (172; 672) des Sitzventils (144; 644) verbunden ist.
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10. Drucksteuerung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einspeisung des Pumpendrucks in die Steuerleitung (550) über ein Wechselventil
(585) erfolgt, dessen weiterer Anschluß mit der Druckleitung (540) stromab des Logikventils (544) verbunden
ist.
11. Drucksteuerung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Logikventil (244; 344) eine einzige Steuerkammer (270; 370) hat, deren zugehörige Steuerleitung
(250; 350) über einen Leitungszweig, in dem
ein 3/2-Wegeventil (252; 352) liegt, mit Pumpendruck speisbar ist.
12. Drucksteuerung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkammer (270; 370)
des Logikventils (244; 344) an einen Druckspeicher (294; 394) angeschlossen ist.
13. Drucksteuerung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckspeicher (394) gehäusemäßig mit dem
Logikventil (344) zusammengefaßt ist.
14. Drucksteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (648) gleichzeitig
zur Versorgung zumindest eines weiteren Verbrauchers,
wie z.B. eines Arbeitskolbens einer Schließeinheit und/oder eines Einspritzzylinders einer Spritzgießmaschine
dient.
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15. Drucksteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolben von einem
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Druckübersetzerkolben (128; 628) gebildet ist, dessen größerer Wirkdurchmesser (132; 632) über das Schaltventil
(144; 244; 344; 444; 544; 644) mit Hydraulik-Strömungsmittel unter Pumpendruck beaufschlagbar ist
und dessen kleinerer Wirkdurchmesser (130; 630) eine einem Hockdruckraum (126; 626) zum Aufbau des Hochdrucks
vorgeschaltete Entlastungs-Steuerkante 156; 656) auf- bzw. zusteuert, und daß die Steuereinrichtung
(190; 690) zur kontrollierten Entlastung des Hochdruckraums (126; 626) den Druck am größeren Wirkdurchmesser
des Druckübersetzerkolbens (128; 628) durch gesteuertes bzw. geregeltes Zurückfahren des
Pumpendrucks bestimmt.
16. Ansteuerung für einen hydraulischen Verbraucher, insbesondere des Druckübersetzers an der Schließeinheit
einer Spritzgießmaschine oder einer Presse, bei dem am Verbraucher ein Haltedruck aufrechterhalten
wird, unter Verwendung einer Drucksteuerung insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet
durch
eine als elektronisch druckgeregelte Pumpe ausgebildete Strömungsmittelquelle, mit der der Haltedruck
zunächst aufbaubar ist;
eine Speichereinheit (190; 690), die vorzugsweise auf elektrischer Basis arbeitet und mit der der Endwert
des Haltedrucks speicherbar ist;
ein Logikventil, vorzugsweise in Form eines Sitzventils (144; 244; 344; 444; 544; 644), mit der der Verbraucher
leckölfrei absperrbar ist; und
eine Steuereinrichtung, mit der über die Pumpe anschließend ggfs. ein weiterer Verbraucher, insbesondere
ein Einspritzzylinder versorgbar ist oder die Pumpe auf drucklosen Umlauf oder gänzlich abschaltbar
ist;
in der Folge die Pumpe (148; 248; 348; 448; 548; 648) durch die elektrische Steuerung unter Abruf des in der
[File:ANM\MA7145A3.doc] Ansprüche, 01.02.1994
Gebrauchsmusteranmeldung G9218312.3
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Speichereinheit (190; 690) gespeicherten Druckwertes gegen eine geschlossene Verbraucherlextung oder gegen
mehrere geschlossene Verbraucherleitungen auf einen Druck bringbar ist, der gleich oder geringfügig kleiner
ist als der gespeicherte Druckwert;
das Logikventil (144; 244; 344; 444; 544; 644) entsperrbar; und
der Haltedruck durch geregeltes Zurückfahren der Pumpe (148; 248; 348; 448; 548; 648) abbaubar ist.
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17. Ansteuerung nach Anspruch 16, bei dem der Druckaufbau des Haltedrucks durch geregeltes Hochfahren der
elektronisch druckgeregelten Pumpe (148; 248; 348; 448; 548; 648) erfolgt.
18. Ansteuerung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekenn zeichnet, daß über die Pumpe während des Aufrechterhaltens
des Haltedrucks am Verbraucher weitere Verbraucher versorgbar sind.
[File:ANM\MA7145A3.doc] Ansprüche, 01.02.1994
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Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
DE9218312U DE9218312U1 (de) | 1992-08-13 | 1992-08-13 | Hydraulische Drucksteuerung eines Verbrauchers |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4226893A DE4226893C2 (de) | 1992-08-13 | 1992-08-13 | Hydraulische Drucksteuerung für einen Verbraucher sowie Verfahren zur Ansteuerung eines hydraulischen Verbrauchers unter Verwendung einer solchen Drucksteuerung |
DE9218312U DE9218312U1 (de) | 1992-08-13 | 1992-08-13 | Hydraulische Drucksteuerung eines Verbrauchers |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE9218312U1 true DE9218312U1 (de) | 1994-06-23 |
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---|---|---|---|
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DE (1) | DE9218312U1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006042508A1 (de) * | 2004-10-15 | 2006-04-27 | Bosch Rexroth Ag | Vorgesteuertes rückschlagventil |
EP1902792A2 (de) * | 2006-09-25 | 2008-03-26 | Trumpf Maschinen Austria GmbH & CO. KG. | Verfahren zum Betrieb einer Biegepresse, insbesondere Abkantpresse |
-
1992
- 1992-08-13 DE DE9218312U patent/DE9218312U1/de not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2006042508A1 (de) * | 2004-10-15 | 2006-04-27 | Bosch Rexroth Ag | Vorgesteuertes rückschlagventil |
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EP1902792A3 (de) * | 2006-09-25 | 2013-10-30 | Trumpf Maschinen Austria GmbH & CO. KG. | Verfahren zum Betrieb einer Biegepresse, insbesondere Abkantpresse |
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