EP0766009A2 - Einrichtung zur Steuerung eines hydraulischen Motors - Google Patents

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EP0766009A2
EP0766009A2 EP96112086A EP96112086A EP0766009A2 EP 0766009 A2 EP0766009 A2 EP 0766009A2 EP 96112086 A EP96112086 A EP 96112086A EP 96112086 A EP96112086 A EP 96112086A EP 0766009 A2 EP0766009 A2 EP 0766009A2
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valve
control
pressure
line
connection
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EP0766009A3 (de
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Egon Dipl.-Ing. Tittmann
Heinz Ing. Walter (Grad.)
Berthold Dipl.-Ing.(Fh) Pfuhl
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Robert Bosch GmbH
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    • F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
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Definitions

  • the invention relates to a device for controlling a hydraulic motor according to the type specified in the preamble of claim 1.
  • a hydraulic differential cylinder can be controlled via an electrohydraulic directional control valve, which cooperates with a proportionally operating changeover valve which is controlled as a function of the differential pressure.
  • This changeover valve can be controlled via a measuring throttle which is connected to a volume flow controlled by the control valve.
  • volume flows can be controlled when controlling the hydraulic motor, the size of which considerably exceeds the nominal size of the control valve itself.
  • a plunger circuit can also be implemented when the piston rod is extended, the volume flow flowing out of the annular space being at least partially returned to the cylinder space.
  • the control valve therefore does not have to process volume flows in excess of its nominal size in either working direction of the differential cylinder.
  • the measuring throttle enables a particularly precise control of the volume flow, it can be disadvantageous in some cases that the measuring throttle requires additional effort, especially since two control lines are also required to control the differential pressure-controlled changeover valve.
  • the measuring throttle generates an additional pressure loss in the volume flow, which must already overcome the flow resistances of the control valve and a check valve.
  • an additional bypass check valve is required when a small measuring throttle is arranged between the motor and the control valve in order to avoid unnecessary pressure losses.
  • the device according to the invention for controlling a hydraulic motor with the characterizing features of the main claim has the advantage that the measuring throttle and the pressure loss associated with it are eliminated, the previous advantages of the device being essentially retained. With the elimination of the measuring throttle, one of the assigned control lines is no longer required.
  • the pressure drop of the check valve designed as a directional cartridge is now used to control the differential pressure-controlled changeover valve. This check valve is already present in the device for switching the plunger control on and off.
  • the bypass check valve can also be used Measuring choke can be omitted. Overall, energy saving can be achieved to an increased extent with the present device. In addition, the facility builds less complex and inexpensive.
  • FIG. 1 shows a device for controlling a hydraulic motor in a simplified representation
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through the shut-off valve shown in simplified form in FIG. 1
  • FIG. 3 shows a flow diagram for the shut-off valve according to FIG. 2
  • FIG. 4 shows a longitudinal section through the simplified view shown in FIG. 1
  • FIG. 1 shows a device 10 for controlling a hydraulic motor, which is designed here as a differential cylinder 11, as is used, for example, as a locking cylinder in a plastic injection molding machine for actuating a mold.
  • the differential cylinder 11 has a cylinder space 12 assigned to its large effective area and an annular space 13 assigned to the smaller effective area, the area ratio of which is 2: 1.
  • the device 10 essentially has, as components, a proportional valve 14 designed as an electrohydraulic control valve, a pressure-controlled changeover valve 15, a pilot operated check valve 16, a check valve 17 and a safety valve 18.
  • the proportional valve 14 which is known per se, has a two-stage design, is switched into a control circuit (not shown in more detail) and, in addition to a spring-centered neutral position 19 with associated zero relief, has a first working position 21 and a second working position 22.
  • An inlet connection 23, designated P, is supplied with pressure medium by a pump 24 via an inlet line 25, the safety valve 18 being connected to the inlet line 25.
  • a return port 26 designated T is connected to the tank 28 via a tank line 27, into which the check valve 16 is connected.
  • a first working line 31 leads from a first motor connection 29 labeled A into the annular space 13 of the differential cylinder 11.
  • a second motor connection 32 labeled B is correspondingly connected to the cylinder chamber 12 via a second working line 32.
  • the shut-off valve 16 connected to the tank line 27 consists of a 2/2-way cartridge 34 of the poppet type, which is hydraulically piloted by a solenoid valve 35 serving as a pilot valve.
  • the check valve 16 is designed as a normally closed valve, since in the directional cartridge 34, the valve body 36 is pressed onto its associated seat by a spring 37.
  • the valve body 36 separates an A connection 38 located on the end face from a laterally located B connection 39. While the A connection 38 is connected to the proportional valve 14 via a section of the tank line 27, the B connection 39 to the tank 28 is relieved .
  • the path cartridge 34 is formed in the usual way with an area ratio of 1: 1.6.
  • a first control line 42 leads from a control connection 41 of the directional cartridge 34 to the solenoid valve 35, which is designed as a 4/3-way valve.
  • a second control line 43 leads from the solenoid valve 35 via a throttle point 40 to the section of the tank line 27 lying between the proportional valve 14 and the check valve 16, so that the pressure upstream from the check valve 16 in the tank line can be tapped.
  • a third control line 44 leads from the solenoid valve 35 and leads to the changeover valve 15.
  • the solenoid valve 35 is connected to the tank 28 via a fourth control line 45.
  • the solenoid valve 35 has a central position 46, in which it relieves the first to third control lines 42 to 44 via the fourth control line 45 to the tank 28.
  • the solenoid valve 35 can be deflected in two working positions, namely in a parallel position 47 and in a cross position 48. In addition to opening and closing the Tank line 27 also take over a kind of check valve function.
  • FIG. 3 shows a flow diagram for the directional cartridge 34 according to FIG. 2, the characteristic curve 49 representing the dependence of the flow Q on the pressure drop ⁇ P.
  • the characteristic curve 49 represents the dependence of the flow Q on the pressure drop ⁇ P.
  • the flow resistance also increases with the flow.
  • This characteristic curve 49 applies to a specific nominal size, the characteristic curves for smaller nominal sizes of way cartridges having a steeper course, while larger nominal sizes have a flatter characteristic curve course.
  • a certain pressure drop is assigned to each flow through the directional cartridge 34, so that this pressure can be used via the third control line 44 to actuate the changeover valve 15.
  • the pressure-controlled changeover valve 15 is connected to a return line 51, which connects the cylinder space 12 of the cylinder 11 directly to the tank 28.
  • the changeover valve 15 is designed as a 2/2-way cartridge in a slide construction with an area ratio of 1: 1.
  • the directional cartridge 52 is designed as a normally closed valve, the front-side A connection 53 to the tank 28 is relieved, while the radial B connection 54 is connected to the cylinder chamber 12 via a section of the return line 51.
  • the slide 55 is loaded by a spring 56 in the direction of its blocking position and in the same direction by the pressure in the A connection 53.
  • the third control line 44 is connected to a control connection 57 so that its pressure pushes the slide 55 against the force of the spring 56 in the opening direction can deflect.
  • the directional cartridge 52 works as a continuously acting throttle valve, which is the size of the over Return line 51 flowing volume flow proportional to the size of the control pressure prevailing in the control port 57 controls.
  • a bypass line 58 is also provided for the plunger circuit, which branches off from the section of the tank line 27 between the proportional valve 14 and the blocking valve 34 and opens into the second working line 33. In this way, the return port 26 of the proportional valve 14 is directly connected to the cylinder chamber 12, bypassing the changeover valve 15 and check valve 16.
  • the check valve 17 is connected in this bypass line 58 in such a way that it opens towards the cylinder chamber 12.
  • the differential cylinder 11 is pressurized on the side of the annular space 13 so that the piston rod retracts.
  • the proportional valve 14 is controlled into its first working position 21 and at the same time the solenoid valve 35 is deflected into its cross position 48.
  • Pressure medium delivered by the pump 24 reaches the annular space 13 via the proportional valve 14 and the first working line 31; at the same time, a twice as large volume flow is displaced from the cylinder chamber 12.
  • This displaced volume flow is divided into two partial flows.
  • One of these partial flows flows via the second working line 33 and via the control edge BT in the proportional valve 14 into the tank line 27 and further via the open directional cartridge 34 of the shut-off valve 16 to the tank 28.
  • the directional cartridge 34 is opened because its control connection 41 is via the first control line 42 and the solenoid valve 35 located in the cross position 48 fourth control line 45 and thus to the tank.
  • the pressure prevailing upstream from the directional cartridge 34 in the tank line 27 is tapped via the second control line 42 and conducted into the control connection 57 of the changeover valve 15 via the solenoid valve 35 located in the cross position 48 and the third control line 44.
  • this control pressure tapped upstream of the directional cartridge 34 changes depending on the size of the volume flow flowing to the tank 28.
  • the opening of the changeover valve 15 can thus be controlled, so that the second partial flow can flow out of the cylinder chamber 12 via the return line 51 directly to the tank 28.
  • the changeover valve 15 is increasingly opened.
  • a first characteristic curve 61 shows the course of the volume flow flowing to the tank 28 via the proportional valve 14, while a second characteristic curve 62 shows the second partial flow flowing to the tank 28 via the changeover valve 15. It can be clearly seen from FIG. 5 that the changeover valve 15 only opens relatively delayed in relation to the proportional valve 14.
  • the third characteristic curve 63 now illustrates the total volume flow Q flowing to the tank, which here is almost twice as large in the end stroke range as the partial flow controlled by the proportional valve 14 according to characteristic curve 61.
  • the proportional directional control valve 14 can therefore be used in a relatively small nominal size.
  • the pressure drop of the check valve 16 is used, which is in any case available for performing a plunger control.
  • the via the proportional valve 14 and the directional cartridge 34 for The volume flow flowing out of the tank therefore no longer needs to flow through a third throttle point in the form of a measuring throttle, so that the control system saves energy.
  • only a single, third control line 44 is required in order to lead the tapped control pressure via the solenoid valve 35 to the changeover valve 15.
  • the functions of acceleration and braking can thus be carried out in a faultless manner during the closing process with the aid of the electrohydraulically controlled proportional valve 14.
  • the entire functions for the closing movement can only be operated when the safety valve 18 with position monitoring is open. This is only possible if an assigned protective grille has been closed.
  • the piston rod in the differential cylinder 11 must be extended, for which purpose the proportional valve 14 must pressurize the cylinder chamber 12.
  • the proportional valve is controlled in its second working position 22, so that pressure medium from the pump 24 reaches the cylinder chamber 12 and the piston rod is first ejected with great force.
  • the annular space 13 of the cylinder 11 is relieved to the tank 28 via the first working line 31, the control edge AT in the proportional valve 14, the tank line 27 and the check valve 16.
  • the solenoid valve 35 assumes its central position 46 so that the control connection 41 in the directional cartridge 34 is relieved and the directional cartridge 34 can thus operate as a check valve.
  • the device 10 can also be operated with a differential cylinder, in which the extending piston rod causes the mold to close.
  • additional valve elements can also be installed in the device for additional functions such as pressure build-up and decompression.
  • a one-stage control valve can also be used.
  • the single-flow switch valve 15 can also be double-flow Execute changeover valve.
  • the present device is particularly suitable for locking devices of injection molding and blowing machines.

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Abstract

Es wird eine Einrichtung (10) zur Steuerung eines hydraulischen Motors (11) mit einem elektrohydraulischen Regelventil (14) vorgeschlagen, mit der ein die Nenngröße des Regelventils (14) übersteigender Volumenstrom in energiesparender Weise analog steuerbar ist. Ein über das Regelventil (14) abströmender Volumenstrom erzeugt an einem nachgeschalteten Sperrventil (16) einen Druckabfall zur Steuerung eines proportional arbeitenden Umschaltventils (15), das einen Teil eines von einem Zylinderraum (12) eines Differentialzylinders (11) abströmenden Volumenstroms parallel zu dem über das Regelventil (14) abströmenden Teilstrom zum Tank (28) steuert. Mit Hilfe einer vom Rücklaufanschluß (26) des Regelventils (14) zum Zylinderraum (12) führenden Bypaßleitung (58) mit einem Rückschlagventil (17) sowie einer vom Sperrventil (16) blockierbaren Tankleitung (27) ist eine energiesparende Tauchkolbenschaltung des Differentialzylinders (11) realisierbar. <IMAGE>

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zur Steuerung eines hydraulischen Motors nach der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher angegebenen Gattung.
  • Es ist schon eine solche Einrichtung aus der DE 40 20 451 A1 bekannt, bei der ein hydraulischer Differentialzylinder über ein elektrohydraulisches Wegeventil ansteuerbar ist, das mit einem differenzdruckabhängig gesteuerten, proportional arbeitenden Umschaltventil zusammenarbeitet. Dieses Umschaltventil ist über eine Meßdrossel ansteuerbar, die in einen vom Regelventil gesteuerten Volumenstrom geschaltet ist. Mit dieser Einrichtung sind beim Steuern des hydraulischen Motors Volumenströme beherrschbar, deren Größe die Nenngröße des Regelventils selbst erheblich übersteigt. Bei dem als Schließzylinder in einer Kunststoff-Spritzgießmaschine verwendeten Differentialzylinder kann ferner beim Ausfahren der Kolbenstange eine Tauchkolbenschaltung realisiert werden, wobei der aus dem Ringraum abfließende Volumenstrom wenigstens teilweise in den Zylinderraum zurückgeführt wird. Andererseits wird beim Einfahren der Kolbenstange der aus dem Zylinderraum abfließende Volumenstrom geteilt, wobei über das Regelventil und das Umschaltventil jeweils nur ein einfacher Volumenstrom abgeführt wird, so daß eine erhöhte Rücklaufdrosselung am Regelventil vermieden wird. Am Regelventil müssen daher in beiden Arbeitsrichtungen des Differentialzylinders keine über dessen Nenngröße hinausgehenden Volumenströme verarbeitet werden. Obwohl die Meßdrossel eine besonders genaue Steuerung des Volumenstroms ermöglicht, kann es doch in manchen Fällen von Nachteil sein, daß die Meßdrossel einen zusätzlichen Aufwand erfordert, zumal auch zwei Steuerleitungen zur Ansteuerung des differenzdruckgesteuerten Umschaltventils notwendig sind. Ferner erzeugt die Meßdrossel einen zusätzlichen Druckverlust in dem Volumenstrom, der bereits die Durchflußwiderstände des Regelventils und eines Sperrventils überwinden muß. Außerdem ist bei der Anordnung einer kleinen Meßdrossel zwischen Motor und Regelventil ein zusätzliches Umgehungs-Rückschlagventil erforderlich, um unnötige Druckverluste zu vermeiden.
    • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Steuerung eines hydraulischen Motors mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Meßdrossel und der damit verbundene Druckverlust entfallen, wobei die bisherigen Vorteile der Einrichtung im wesentlichen beibehalten werden. Mit dem Wegfall der Meßdrossel entfällt auch eine der zugeordneten Steuerleitungen. In der Einrichtung wird nun das Druckgefälle des als Wegepatrone ausgebildeten Sperrventils zum Steuern des differenzdruckgesteuerten Umschaltventils ausgenutzt. Dieses Sperrventil ist in der Einrichtung ohnedies schon vorhanden für die Zu- und Abschaltung der Tauchkolbensteuerung. Weiterhin kann bei vorliegender Einrichtung auch auf das Umgehungs-Rückschlagventil zur Meßdrossel verzichtet werden. Insgesamt läßt sich mit vorliegender Einrichtung in verstärktem Maße eine Energieeinsparung erzielen. Zudem baut die Einrichtung weniger aufwendig und kostengünstig.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Einrichtung möglich. Besonders günstig für eine einfache und billige Bauweise ist es, wenn die Einrichtung gemäß den Ansprüchen 2 bis 5 ausgebildet wird, wobei zudem eine energiesparende Arbeitsweise erreichbar ist. Zweckmäßig ist es, wenn die Einrichtung gemäß Anspruch 6 ausgeführt wird; dadurch kann das Öffnen der Werkzeugform anfangs mit einer größeren Kraft durch Druckbeaufschlagung des Zylinderraums erfolgen, wonach anschließend ein schnelles Öffnen der Form in Tauchkolbenschaltung möglich ist. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung.
    • Zeichnung
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Einrichtung zur Steuerung eines hydraulischen Motors in vereinfachter Darstellung, Figur 2 einen Längsschnitt durch das in Figur 1 vereinfacht dargestellte Sperrventil, Figur 3 ein Durchflußdiagramm für das Sperrventil nach Figur 2, Figur 4 einen Längsschnitt durch das in Figur 1 vereinfacht dargestellte Umschaltventil und Figur 5 Kennlinien für den Rückfluß-Volumenstrom aus dem Zylinder beim Schließen.
    • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • Die Figur 1 zeigt eine Einrichtung 10 zur Steuerung eines hydraulischen Motors, der hier als Differential-Zylinder 11 ausgebildet ist, wie er zum Beispiel als Schließ-Zylinder in einer Kunststoff-Spritzgießmaschine zum Betätigen einer Form verwendet wird. Der Differential-Zylinder 11 hat einen seiner großen wirksamen Fläche zugeordneten Zylinderraum 12 und einen der kleineren wirksamen Fläche zugeordneten Ringraum 13, wobei deren Flächenverhältnis wie 2:1 ausgebildet ist.
  • Die Einrichtung 10 weist im wesentlichen als Bauelemente ein als elektrohydraulisches Regelventil ausgebildetes Proportionalventil 14, ein druckabhängig gesteuertes Umschaltventil 15, ein vorgesteuertes Sperrventil 16, ein Rückschlagventil 17 sowie ein Sicherheitsventil 18 auf.
  • Das an sich bekannte Proportionalventil 14 ist zweistufig ausgebildet, in einen nicht näher gezeichneten Regelkreis geschaltet und weist neben einer federzentrierten Neutralstellung 19 mit zugehöriger Nullentlastung eine erste Arbeitsstellung 21 sowie eine zweite Arbeitsstellung 22 auf. Ein mit P bezeichneter Zulaufanschluß 23 wird von einer Pumpe 24 über eine Zulaufleitung 25 mit Druckmittel versorgt, wobei in die Zulaufleitung 25 das Sicherheitsventil 18 geschaltet ist. Ein mit T bezeichneter Rücklaufanschluß 26 steht über eine Tankleitung 27, in die das Sperrventil 16 geschaltet ist, mit dem Tank 28 in Verbindung. Von einem mit A bezeichneten ersten Motoranschluß 29 führt eine erste Arbeitsleitung 31 in den Ringraum 13 des Differential-Zylinders 11. In entsprechender Weise ist ein mit B bezeichneter, zweiter Motoranschluß 32 über eine zweite Arbeitsleitung 32 mit dem Zylinderraum 12 verbunden.
  • Wie die Figur 1 in Verbindung mit Figur 2 näher zeigt, besteht das in die Tankleitung 27 geschaltete Sperrventil 16 aus einer 2/2-Wegepatrone 34 in Sitzventilbauart, die hydraulisch von einem als Vorsteuerventil dienenden Magnetventil 35 vorgesteuert wird. Das Sperrventil 16 ist als normal geschlossenes Ventil ausgebildet, da in der Wegepatrone 34 der Ventilkörper 36 von einer Feder 37 auf seinen zugeordneten Sitz gedrückt wird. Dabei trennt der Ventilkörper 36 einen stirnseitig gelegenen A-Anschluß 38 von einem seitlich gelegenen B-Anschluß 39. Während der A-Anschluß 38 über einen Abschnitt der Tankleitung 27 mit dem Proportionalventil 14 Verbindung hat, ist der B-Anschluß 39 zum Tank 28 entlastet. Die Wegepatrone 34 ist in üblicher Weise mit einem Flächenverhältnis von 1:1,6 ausgebildet. Von einem Steueranschluß 41 der Wegepatrone 34 führt eine erste Steuerleitung 42 zum Magnetventil 35, das als 4/3-Wegeventil ausgeführt ist. Vom Magnetventil 35 führt eine zweite Steuerleitung 43 über eine Drosselstelle 40 zu dem zwischen Proportionalventil 14 und Sperrventil 16 liegenden Abschnitt der Tankleitung 27, so daß also der Druck stromaufwärts vom Sperrventil 16 in der Tankleitung abgegriffen werden kann. Weiterhin geht vom Magnetventil 35 eine dritte Steuerleitung 44 ab, die zum Umschaltventil 15 führt. Ferner ist das Magnetventil 35 über eine vierte Steuerleitung 45 mit dem Tank 28 verbunden. Das Magnetventil 35 weist eine Mittelstellung 46 auf, in der es die erste bis dritte Steuerleitung 42 bis 44 über die vierte Steuerleitung 45 zum Tank 28 entlastet. Ferner kann das Magnetventil 35 in zwei Arbeitsstellungen ausgelenkt werden, nämlich in eine Parallelstellung 47 und in eine Kreuzstellung 48. Das Sperrventil kann neben einem Öffnen und Schließen der Tankleitung 27 auch eine Art Rückschlagventil-Funktion übernehmen.
  • Die Figur 3 zeigt ein Durchflußdiagramm für die Wegepatrone 34 nach Figur 2, wobei die Kennlinie 49 die Abhängigkeit des Durchflusses Q von dem Druckgefälle ΔP darstellt. Wie die stetig gekrümmte Kennlinie 49 deutlich zeigt, erhöht sich mit dem Durchfluß auch der Durchflußwiderstand. Diese Kennlinie 49 gilt für eine bestimmte Nenngröße, wobei die Kennlinien für kleinere Nenngrößen von Wegepatronen einen steileren Verlauf aufweisen, während größere Nenngrößen einen flacheren Kennlinienverlauf haben. Wie aus der Kennlinie 49 hervorgeht, ist jedem Durchfluß durch die Wegepatrone 34 ein bestimmter Druckabfall zugeordnet, so daß dieser Druck über die dritte Steuerleitung 44 zum Ansteuern des Umschaltventils 15 verwendet werden kann.
  • Wie Figur 1 näher zeigt, ist das druckabhängig gesteuerte Umschaltventil 15 in eine Rücklaufleitung 51 geschaltet, welche den Zylinderraum 12 des Zylinders 11 unmittelbar mit dem Tank 28 verbindet. Wie aus Figur 1 in Verbindung mit Figur 4 näher hervorgeht, ist das Umschaltventil 15 als 2/2-Wegepatrone in Schieberbauweise mit einem Flächenverhältnis von 1:1 ausgeführt. Die Wegepatrone 52 ist als normal geschlossenes Ventil ausgeführt, dessen stirnseitiger A-Anschluß 53 zum Tank 28 entlastet ist, während der radial liegende B-Anschluß 54 über einen Abschnitt der Rücklaufleitung 51 mit dem Zylinderraum 12 verbunden ist. Der Schieber 55 wird von einer Feder 56 in Richtung seiner Sperrstellung belastet und gleichsinnig dazu vom Druck im A-Anschluß 53. Die dritte Steuerleitung 44 ist an einem Steueranschluß 57 angeschlossen, so daß deren Druck den Schieber 55 gegen die Kraft der Feder 56 in Öffnungsrichtung auslenken kann. Die Wegepatrone 52 arbeitet als stetig wirkendes Drosselventil, das die Größe des über die Rücklaufleitung 51 abfließenden Volumenstroms proportional zur Größe des im Steueranschluß 57 herrschenden Steuerdrucks steuert.
  • Für die Tauchkolbenschaltung ist noch eine Bypaßleitung 58 vorgesehen, die von dem Abschnitt der Tankleitung 27 zwischen Proportionalventil 14 und Sperrventil 34 abzweigt und in die zweite Arbeitsleitung 33 mündet. Auf diese Weise ist der Rücklaufanschluß 26 des Proportionalventils 14 unter Umgehung von Umschaltventil 15 und Sperrventil 16 unmittelbar mit dem Zylinderraum 12 verbunden. In diese Bypaßleitung 58 ist das Rückschlagventil 17 so geschaltet, daß es zum Zylinderraum 12 hin öffnet.
  • Die Wirkungsweise der Einrichtung 10 wird wie folgt erläutert, wobei auf deren Funktion nur so weit eingegangen wird, als zum Verständnis der Erfindung erforderlich ist.
  • Zum Schließen der Form wird der Differential-Zylinder 11 auf der Seite des Ringraumes 13 mit Druckmittel beaufschlagt, so daß die Kolbenstange einfährt. Zu diesem Zweck wird das Proportionalventil 14 in seine erste Arbeitsstellung 21 gesteuert und zugleich das Magnetventil 35 in seine Kreuzstellung 48 ausgelenkt. Von der Pumpe 24 gefördertes Druckmittel gelangt über das Proportionalventil 14 und die erste Arbeitsleitung 31 in den Ringraum 13; gleichzeitig wird aus dem Zylinderraum 12 ein doppelt so großer Volumenstrom verdrängt. Dieser verdrängte Volumenstrom teilt sich auf in zwei Teilströme. Einer dieser Teilströme fließt über die zweite Arbeitsleitung 33 und über die Steuerkante B-T im Proportionalventil 14 in die Tankleitung 27 und weiter über die geöffnete Wegepatrone 34 des Sperrventils 16 zum Tank 28. Die Wegepatrone 34 ist dabei geöffnet, weil deren Steueranschluß 41 über die erste Steuerleitung 42 und das in Kreuzstellung 48 befindliche Magnetventil 35 zur vierten Steuerleitung 45 und damit zum Tank entlastet ist. Gleichzeitig wird über die zweite Steuerleitung 42 der stromaufwärts von der Wegepatrone 34 herrschende Druck in der Tankleitung 27 abgegriffen und über das in Kreuzstellung 48 befindliche Magnetventil 35 und die dritte Steuerleitung 44 in den Steueranschluß 57 des Umschaltventils 15 geführt. Wie die Kennlinie 49 in Figur 3 näher zeigt, ändert sich dieser stromaufwärts von der Wegepatrone 34 abgegriffene Steuerdruck abhängig von der Größe des zum Tank 28 fließenden Volumenstroms. Mit diesem Steuerdruck läßt sich somit das Öffnen des Umschaltventils 15 steuern, so daß der zweite Teilstrom vom Zylinderraum 12 über die Rücklaufleitung 51 unmittelbar zum Tank 28 abströmen kann. Mit ansteigendem Durchfluß durch die Wegepatrone 34 wird auch das Umschaltventil 15 zunehmend geöffnet.
  • Diese Verhältnisse für den Rückfluß-Volumenstrom aus dem Zylinderraum 12 zum Tank 28 beim Schließen der Form sind in Figur 5 näher dargestellt. Dort zeigt eine erste Kennlinie 61 den Verlauf des über das Proportionalventil 14 abfließenden Volumenstroms zum Tank 28, während eine zweite Kennlinie 62 den zweiten Teilstrom, der über das Umschaltventil 15 zum Tank 28 abströmt, darstellt. Dabei ist aus Figur 5 deutlich erkennbar, daß das Umschaltventil 15 erst relativ verzögert zum Proportionalventil 14 öffnet. Die dritte Kennlinie 63 veranschaulicht nun den gesamten zum Tank abfließenden Volumenstrom Q der hier im Endhubbereich nahezu doppelt so groß ist wie der vom Proportionalventil 14 gesteuerte Teilstrom nach Kennlinie 61. Das Proportionalwegeventil 14 kann daher in einer relativ kleinen Nenngröße eingesetzt werden. Zum Steuern des Umschaltventils 15 wird dabei das Druckgefälle des Sperrventils 16 ausgenutzt, das ohnedies für die Durchführung einer Tauchkolbensteuerung vorhanden ist. Der über das Proportionalventil 14 und die Wegepatrone 34 zum Tank abfließende Volumenstrom braucht daher nicht mehr eine dritte Drosselstelle in Form einer Meßdrossel zu durchströmen, so daß die Steuerung energiesparend arbeitet. Auch ist lediglich eine einzige, dritte Steuerleitung 44 erforderlich, um den abgegriffenen Steuerdruck über das Magnetventil 35 zum Umschaltventil 15 zu führen.
  • Die Funktionen Beschleunigen und Bremsen lassen sich somit beim Schließvorgang mit Hilfe des elektrohydraulisch gesteuerten Proportionalventils 14 in einwandfreier Weise durchführen. Die gesamten Funktionen für die Schließbewegung können erst gefahren werden, wenn das Sicherheitsventil 18 mit Stellungsüberwachung geöffnet ist. Dies ist erst dann möglich, wenn ein zugeordnetes Schutzgitter geschlossen wurde.
  • Zum Öffnen der Werkzeugform muß die Kolbenstange im Differnetial-Zylinder 11 ausgefahren werden, wozu das Proportionalventil 14 den Zylinderraum 12 mit Druckmittel beaufschlagen muß. Zu diesem Zweck wird das Proportionalventil in seine zweite Arbeitsstellung 22 gesteuert, so daß Druckmittel von der Pumpe 24 zum Zylinderraum 12 gelangt und die Kolbenstange zunächst mit großer Kraft ausgestoßen wird. Dabei ist der Ringraum 13 des Zylinders 11 über die erste Arbeitsleitung 31, die Steuerkante A-T im Proportionalventil 14, die Tankleitung 27 und das Sperrventil 16 zum Tank 28 entlastet. Das Magnetventil 35 nimmt hierbei seine Mittelstellung 46 ein, so daß der Steueranschluß 41 in der Wegepatrone 34 entlastet ist und somit die Wegepatrone 34 als Rückschlagventil arbeiten kann. Erst nach dem anfänglichen Öffnen der Form mit großer Kraft wird durch Schließen des Sperrventils 16 die Tauchkolbenschaltung für ein schnelles Öffnen der Form aktiviert, wozu das Magnetventil 35 in seine Parallelstellung 47 geschaltet wird. Dabei wird die Wegepatrone 34 geschlossen und das vom Ringraum 13 ausströmende Druckmittel gelangt stromabwärts vom Proportionalventil 14 über die Bypaßleitung 58 und das sich öffnende Rückschlagventil 17 in die zweite Arbeitsleitung 33 und damit zum Zylinderraum 12. Während dieses Öffnungsvorganges bleibt das Umschaltventil 15 stets gesperrt, da der am B-Anschluß 54 anstehende Druck die Stellung des Schiebers 55 nicht beeinflussen kann. Das für die Tauchkolbenstellung erforderliche Sperrventil 16 übernimmt somit zwei Funktionen, da sein Druckabfall zugleich auch für die Steuerung des Umschaltventils 15 genutzt wird. Bei vorliegender Einrichtung ist auch beim Öffnen der Werkzeugform kein Umgehungs-Rückschlag-Ventil mehr notwendig, wie es bisher zur Vermeidung von unnötigen Druckverlusten an einer Meßdrossel erforderlich war.
  • Bei der Einrichtung 10 wird sowohl beim Ausfahren wie auch beim Einfahren der Kolbenstange im Differentialzylinder 11 stets nur ein einfacher Volumenstrom über das Proportionalventil 14 geführt, dessen Nenngröße entsprechend klein gewählt werden kann. Auch das Sperrventil 16 muß lediglich auf einen einfachen Volumenstrom ausgelegt werden und kann eine entsprechend kleine Nenngröße aufweisen.
  • Selbstverständlich sind an der gezeigten Ausführungsform Änderungen möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. So läßt sich die Einrichtung 10 auch mit einem Differentialzylinder betreiben, bei dem die ausfahrende Kolbenstange ein Schließen der Werkzeugform bewirkt. Ferner können in die Einrichtung für zusätzliche Funktionen wie Druckaufbau und Dekompression auch zusätzliche Ventilelemente eingebaut werden. Anstelle des zweistufigen Proportionalventils 14 läßt sich auch ein einstufiges Regelventil verwenden. Das einfach durchströmte Umschaltventil 15 läßt sich auch als doppelt durchströmtes Umschaltventil ausführen. Vorliegende Einrichtung eignet sich besonders für Schließeinrichtungen von Spritz- und Blasmaschinen.

Claims (8)

  1. Einrichtung zur Steuerung eines hydraulischen Motors, insbesondere eines Schließzylinders einer Kunststoff-Spritzgießmaschine, bei welcher Einrichtung der Motor als Differentialzylinder mit Ringraum und Zylinderraum ausgebildet und über ein elektrohydraulisches Regelventil ansteuerbar ist, und mit einem einen Steuerdruck erzeugenden Bauelement, das zumindest beim Entleeren des Zylinderraums in einen über das Regelventil geführten ersten Volumenstrom geschaltet ist und dabei einen Steuerdruck erzeugt, mit der ein differenzdruckabhängig gesteuertes, proportional arbeitendes Umschaltventil ansteuerbar ist, das beim Entleeren des Zylinderraums einen zum ersten Volumenstrom parallel geführten, zweiten Volumenstrom zum Tank steuert, und mit einer Tauchkolbenschaltung, um einen aus dem Ringraum abfließenden Volumenstrom über eine Bypaßleitung mit einem zum Rücklauf-Anschluß hin sperrenden Rückschlagventil in den dabei druckbeaufschlagten Zylinderraum zurückzuführen, und mit einem Sperrventil, das in eine vom Rücklauf-Anschluß des Regelventils zum Tank geführte Tankleitung geschaltet und von einem Vorsteuerventil ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktion des den Steuerdruck erzeugenden Bauelements vom Sperrventil (16) übernommen wird und von dessen Vorsteuerventil (35) mindestens eine Steuerleitung (44) zum proportional arbeitenden Umschaltventil (15) zu dessen Ansteuerung geführt ist.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (15) als stetig arbeitende 2-Wege-Patrone (52) ausgebildet ist, deren seitlicher, druckunempfindlicher Anschluß (54) mit dem Zylinderraum (12) Verbindung hat, während der stirnseitige, druckempfindliche Anschluß (53) zum Tank (28) entlastet ist und daß deren Schieber (55) gleichsinnig zum Druck im stirnseitigen Anschluß (53) von der Kraft einer Feder (56) und gegensinnig von dem Druck in der dritten Steuerleitung (44) beaufschlagt ist, wobei der Schieber (55) von der Feder (56) in Richtung einer Sperrstellung belastet ist und gegen die Kraft der Feder (56) öffnet.
  3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrventil (16) eine Durchflußkennlinie (49) aufweist, die mit zunehmendem Durchfluß (Q) einen stetig ansteigenden Durchflußwiderstand (Δp) aufweist.
  4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrventil (16) als 2-Wege-Patrone (34) in Sitzventilbauart ausgeführt ist, deren stirnseitiger Anschluß (38) an das Regelventil (14) und deren seitlicher Anschluß (39) an den Tank (28) angeschlossen sind, dessen Ventilkörper (36) von der Feder (37) und vom Druck im Steueranschluß (41) in Schließrichtung und vom Druck im stirnseitigen Anschluß (38) in Öffnungsrichtung belastet ist und insbesondere ein Flächenverhältnis von 1:1,6 aufweist.
  5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrventil (16) in die vom Regelventil (14) abgehende Tankleitung (27) stromabwärts von der Abzweigung der Bypaßleitung (58) geschaltet ist.
  6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im hydraulischen Motor (11) zum Schließen der Form dessen Ringraum (13) mit Druckmittel beaufschlagt wird.
  7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das im Sperrventil (16) zur Vorsteuerung dienende Magnetventil (35) als 4/3-Ventil ausgebildet ist, von dem zwei abgehende Steuerleitungen (42, 43) zur Ansteuerung der Wegepatrone (34) dienen, eine vierte Steuerleitung (45) zum Tank (28) führt und eine dritte Steuerleitung (44) an einen Steueranschluß (57) des Umschaltventils (15) angeschlossen ist.
  8. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Zylinderraum (12) führende Arbeitsleitung (33), die Bypaßleitung (58) und die Rücklaufleitung (51) im Bereich zwischen Regelventil (14) und Zylinderraum (12) einen gemeinsamen Knotenpunkt bilden.
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