JP2022119208A - 射出成形機の流し込みユニットの液圧式の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一次成形機械のための流し込みユニットの液圧式の制御装置の提供。
【解決手段】流し込みユニット１の液圧式の制御装置であって、ピストン１１により分離されているロッド側の環状室１５と底部側の底部室１４とを有する流し込みシリンダ１０であって、液圧式に操作可能な弁装置２７，２９，４１，４６を介してピストン力およびピストン速度が、圧力媒体源３４および圧力媒体槽Ｔとの選択的な接続により、制御可能である。昇圧可能な制御圧力媒体アキュムレータＳＤ１、ＳＤ２が設けられており、液圧式の制御装置により、圧力媒体アキュムレータを介して、弁装置を液圧式に操作するために制御圧力媒体が利用可能である。
【選択図】図２

Description

本発明は、請求項１の前提部に記載の形式の射出成形機の流し込みユニットの液圧式の制御装置に関する。

射出成形機という用語は、特に、ダイカスト機、チクソモールディング機およびプラスチック射出成形機の使用分野を含むことが望ましい。

このような液圧式の制御装置の基本構造は、たとえば、本出願人に帰する独国特許出願公開第１０２０１７２２０８３６号明細書に開示されている。当該明細書によれば、制御装置は、複動式の流し込みシリンダを有しており、この流し込みシリンダのピストン面は、ピストン底部側の操作室（底部室）を画定し、かつこの流し込みシリンダのピストンロッド側の環状面は、ピストンロッド側の操作室（環状室）を画定する。公知の解決手段では、底部室が、予備充填段階中および型充填段階中に、まず、たとえばアクティブロジックとして構成された２ポート２位置切換シート弁を介して、低圧アキュムレータに接続されており、環状室は、調整弁を介して底部室に接続されているので、予備充填段階において、縮小する環状室から押し退けられる圧力媒体は、差動回路または回生回路内に設けられた上述の調整弁を介して、拡大する底部室に供給される。

型充填段階では、射出のために、タンク側の調整弁を介して、タンクに通じる圧力媒体接続部が開制御され、ピストン室と環状室との間の調整弁は閉じられていてもよい。次いで、保圧段階では、底部室が、別の調整弁を介して高圧アキュムレータに接続され、その際にアクティブロジックを介して、低圧アキュムレータに通じる圧力媒体接続部が遮断される。概して、この圧力上昇は、増圧器を介して行うこともできる。この保圧段階では、上述のタンク側の調整弁を介して、環状室とタンクとの間の圧力媒体接続部は開らかれたままであるので、キャビティ内の溶融物は高圧で圧縮され、場合によっては生じる材料の目減りが補償される。

アクティブロジックの基本構造は、独国特許発明第１０２００５０３５１７０号明細書（ＤＥ１０２００５０３５１７０Ｂ４）から公知である。

上述の弁の操作ダイナミクスおよび操作精度は、重要である。制御の高い精度を以てのみ、流し込みプロセスの力制御および速度制御が高い製品品質をもたらすからである。

弁が液圧式に操作可能であるか、パイロット制御されている場合、利用可能な制御圧力が高ければ高いほど、この弁の操作ダイナミクスおよび操作精度は向上する。したがって、できるだけ高い制御圧力が望まれる。他方では、このために設けられた圧力媒体源、たとえば液圧ポンプは、対応する高い公称圧力を提供する必要があり、このことはこのユニットを高価なものにしてしまう。

これに関して、本発明の根底にある課題は、高い制御圧力が、この高い制御圧力のために利用可能である圧力媒体源のための小さな手間をもって達成可能である、流し込みユニットの液圧式の制御装置を提供することにある。

この課題は、請求項１の特徴部に記載の特徴を備えた液圧式の制御装置により解決される。

制御装置の有利な改良形は、請求項２～請求項１０に記載されている。

射出成形機、特に射出成型機、ダイカスト機、チクソモールディング機のための流し込みユニットの液圧式の制御装置は、流し込みシリンダを有している。この流し込みシリンダは、流し込みユニットの流し込みピストンが結合可能であるロッドを有している。流し込みシリンダのロッド側の操作室と、底部側の操作室とは、流し込みシリンダのピストンにより分離されている。この場合、ピストンには、圧力が加えられ得る底部側の操作面と、この底部側の操作面よりも小さな、圧力が加えられ得るロッド側の操作面とが形成されている。流し込みの段階中のピストン力およびピストン速度を制御するために、液圧式に操作可能な弁装置が設けられている。この弁装置を介して段階に応じて、２つの操作室が圧力媒体源および圧力媒体槽に、かつ／または互いに流体接続可能である。弁装置を液圧式に制御するために制御圧力媒体が利用可能である、昇圧可能な少なくとも１つの制御圧力媒体アキュムレータが設けられている。本発明によれば、昇圧経路が設けられており、この昇圧経路を介して、ロッド側の操作室は、昇圧のために少なくとも１つの制御圧力媒体アキュムレータに流体接続可能である。

これにより、流し込みシリンダのピストンと、このピストンの２つの操作面の有利な比とを、少なくとも１つの制御圧力媒体アキュムレータの昇圧のために利用することができる。この比によって、ピストンは増圧器に準じて働く。したがって、高い制御圧力が、この制御圧力のために利用可能である圧力媒体源のための小さな手間で達成可能である。

新規の請求項：昇圧（Aufladung）は、組み合わせとしても行うことができる。すなわち、ポンプを介した低圧へのベース供給と、請求項に記載の解決手段を介した高圧への昇圧を行うことができる。

高い制御ダイナミクス、制御精度および制御多様性を可能にする１つの改良形では、弁装置が、互いに独立して操作可能な弁に分解されており、これらの弁のそれぞれにより、操作室の１つまたは複数の圧力媒体接続部を、１つまたは複数の別の弁から独立して制御することができる。

分解された弁装置の第１の弁を介して、特にロッド側の操作室が、第１の流れ経路を介して底部側の操作室に接続可能である。したがって、第１の弁を介して、回生圧力媒体流れ経路を形成することができ、このことは、比較的小さな公称体積流量を有する流し込みシリンダを調節するために一次的な液圧ポンプを設計し、提供することを可能にする。さらに、第１の弁および第１の圧力媒体流れ経路が速度制御のための介入可能性を提供する。

弁装置の第２の弁を介して、特にロッド側の操作室が、第２の流れ経路を介して圧力媒体槽に流体接続可能である。これにより、流し込みピストンの運動は第２の弁を介して流出制御されるように制御可能である。

流し込み時に保圧段階を可能にするために、制御装置は、１つの改良形において液圧式の増圧ユニットを有している。この増圧ユニットは、保圧段階において底部側の操作室における圧力を高めるように設計されている。

液圧式の増圧ユニットは、付加的な高圧アキュムレータとして、または増圧器として、特に大小異なる２つの操作面のうち、より大きな操作面に圧力を加えることができる差動シリンダとして設計されていてもよい。

増圧ユニットが増圧器として、特に差動シリンダとして構成されている１つの改良形では、弁装置の第３の弁が、増圧器を作動するために設けられている。この増圧器を介して、増圧器の圧力室または操作室に開口している第３の圧力媒体流れ経路が開制御可能または形成可能である。第３の圧力媒体流れ経路が開口している操作室に応じて、増圧器は流入制御されるか、または流出制御される。

増圧ユニットが高圧アキュムレータとして構成されている１つの改良形では、比例式に操作可能な第３の位置切換弁が、高圧アキュムレータと、流し込みシリンダの底部側の操作室との間に設けられている。この位置切換弁を介して、底部側の操作室における圧力形成が調整可能である。

流し込みシリンダの底部側の操作室と圧力媒体源との間の迅速かつ確実に再現される接続のために、かつ対応する迅速かつ確実に再現される分離のために、１つの改良形において弁装置の第４の弁が、アクティブロジック弁として構成されている。したがって、底部側の操作室を、特に圧力媒体アキュムレータに、かつ液圧ポンプに依存せずに流体接続することができる。

１つの改良形では、少なくとも２つの制御圧力媒体アキュムレータが設けられており、一方の第１の制御圧力媒体アキュムレータにより、第１の弁、第２の弁および第３の弁に制御圧力媒体が供給可能であり、他方の第２の制御圧力媒体アキュムレータにより、第４の弁に制御圧力媒体が供給可能である。

これに対する１つの改良形では、昇圧経路が、複数の制御圧力媒体アキュムレータへと分岐している。代替的には、単に１つの制御圧力媒体アキュムレータが設けられていてもよい。

制御圧力媒体アキュムレータに対する弁の異なる対応配置も当然ながら可能である。この対応配置は特に、それぞれの弁のその都度必要となる制御圧力レベルに依存して、かつ／またはそれぞれの弁に対する制御圧力媒体アキュムレータの空間的な近接に応じて定義されている。この場合、アキュムレータへの供給時にも制御圧力媒体の取出し時にも減衰および弾性が最小限にされるので、すぐ近傍であると有利である。したがって、制御圧力は、弁ピストンの信号立ち上がり中、たとえば流し込みシリンダの射出時に常に安定的なままであり、弁ピストンは最大の加速で所望の目標値に至るまで開く。

制御圧力媒体アキュムレータの確実な昇圧および制御圧力媒体アキュムレータの、流し込みシリンダに対する確実な遮断を保証するために、１つの改良形では、昇圧経路に遮断弁、特に２ポート２位置切換弁が設けられている。

昇圧－制御圧力媒体体積流量に影響を与えることができるようにするために、１つの改良形では、昇圧経路内に調節可能な絞り装置、特にオリフィス絞りが設けられている。

１つの改良形では、制御圧力媒体アキュムレータまたは制御圧力媒体アキュムレータの少なくとも１つに圧力調整弁が対応配置されている。この圧力調整弁を介して、この制御圧力媒体アキュムレータ内の圧力が調整可能である。特に、これは、入口にロッド側の操作室の圧力がかかっているか、このロッド側の操作室内の圧力に依存した圧力がかかっており、出口が制御圧力媒体アキュムレータに接続されている減圧弁である。

１つの可能なバリエーションでは、制御圧力媒体アキュムレータのそれぞれに、別個の昇圧経路が対応配置されている。

これに対応して、複数の昇圧経路内にそれぞれ最後に言及した遮断弁、特に２ポート２位置切換弁と、代替的または付加的に最後に言及した調節可能な絞り装置、特にオリフィス絞りが設けられていてもよい。

代替的または補足的には、制御圧力媒体アキュムレータの制御圧は、底部側の操作室内の公称圧力および流し込みシリンダのピストンにおける面積比を介して決定されていてもよい。

本発明の好適な実施例を以下に概略図につき詳細に説明する。

流し込みユニットの原理図である。 １つの実施例による、液圧式の制御装置を備えた、図１に示す流し込みユニットの簡略化された液圧回路図を示す図である。

図１には、ダイカスト機の本発明による液圧式の流し込みユニット１の重要な機械的な構成要素が図示されている。この図によれば、流し込みユニット１は、差動シリンダとして構成されており、そのピストン１１が対応してピストンロッド１２を備えて構成されている流し込みシリンダ１０を有している。ピストン１１は、流し込みシリンダのケーシング１３と一緒に、底部側の底部室１４と、ピストンロッド１２に貫通された環状室１５とを画定している。ピストンロッド１２の、ケーシング１３から突出している端部には、流し込みスリーブ１７の射出室１８内に進入する流し込みピストン１６が取り付けられている。流し込みスリーブ１７には、成形されるべきワークが形成される液状またはペースト状の成形材料（以下で溶融物と呼ぶ）のための充填開口１９が位置している。流し込みスリーブ１７は、型２０に接しており、型２０は、通常は可動の型半部と固定の型半部とから成っている。両型半部は、キャビティとも呼ばれる、加工成形されるべきワークの幾何学形状に対応して形成されている型中空室２１を画定する。射出室１８は、流し込み通路２２を介して型中空室２１に開口している。

このような流し込みユニット１は、型２０内に溶融物を導入するために役立ち、急速な固化プロセスに基づいて、充填のために高い速度が必要であり、次いで型２０を完全に充填し、圧縮し、かつ固化時の材料収縮を調整するためには、高い圧力が必要とされている。

図２に図示した本発明による１つの実施例では、流し込みユニット１は、液圧式の制御装置を有している。簡単にするために、流し込みピストン１６、流し込みスリーブ１７、型２０の図示は省略した。

流し込みシリンダ１０には、増幅ユニットとして、増幅シリンダとも呼ばれる増圧器２４が対応配置されており、この増圧器２４は、たとえば差動シリンダとして構成されている。一次ピストン２６の底面が、増圧器の圧力室２８を画定しており、ピストンロッド３０は、環状室３２の形態の、増圧器の逆圧室を貫通している。このような増圧器２４の構造は公知であるので、さらなる説明は不要である。たとえば接続可能な高圧アキュムレータのような、増圧器を有しない別の増幅ユニットも当然ながら可能である。

図示の流し込みユニット１の基本的な圧力媒体供給は、図示の実施例では定容量形の液圧機として構成され、回転数制御された電動モータ３６により駆動される液圧ポンプ３４を介して行われる。電動モータ３６は、たとえばサーボ変換器を備えたサーボモータとして、または周波数変換器を備えた三相モータとして構成されている。液圧ポンプ３４の圧力接続部は、ポンプ管路を介して、４ポート３位置切換弁として構成された予圧弁４２に接続されている。予圧弁４２は、図示の、ばねによりセンタリングされた基本位置または中間位置において、液圧ポンプ３４を、流し込みシリンダ１０および増圧器２４に対して遮断し、その代わりに少なくとも底部室１４を、対応する逆止弁７２を介してタンクＴに接続し、かつポンプ管路４０および逆止弁７０を介して増圧器２４の環状室３２に接続する。予圧弁４２は、２つの切換磁石および液圧式のパイロット制御により、２つの通流位置ａ，ｂに切り換えることができ、通流位置ａ，ｂにおいて、予圧弁４２は液圧ポンプ３４と共に、流し込みシリンダ１０および増圧器２４に予圧を加えるための装置の機能を満たすことができ、このことは以下でさらに説明する。

流し込みシリンダの環状室１５は、第１の圧力媒体流れ経路２３と、この第１の圧力媒体流れ経路２３内に配置された第１の位置切換・比例弁２７とを介して、流し込みシリンダ１０の底部室１４に接続可能である。第１の位置切換・比例弁２７は、図示の実施例では、本出願人のポートフォリオに基づいて２ＷＲＣＥ－４Ｘとして公知であり、流量調整弁として構成されている電気液圧式にパイロット制御される２ポート２位置切換・比例弁として、ばねにより予荷重が加えられた基本位置または遮断位置を備えて構成されている。電気液圧式のパイロット制御の開始により、弁２７の開口横断面が、調整信号に応じて開制御され、環状室１５は、回生手順のために底部室１４に接続される。

流し込みシリンダ１０の環状室１５はさらに、内部に第２の位置切換・比例弁４６が配置されている第２の圧力媒体流れ経路４４を介してタンクＴに接続可能である。第２の位置切換・比例弁４６は、弁型式および駆動制御に関して第１の位置切換・比例弁２７と構造同一であるが、第１の位置切換・比例弁２７よりも大きな呼び寸法を有している。第２の位置切換・比例弁４６を介する圧力媒体体積流量が、回生手順において第１の位置切換・比例弁２７を介する圧力媒体体積流量よりも大きいからである。第２の位置切換・比例弁４６は、電気液圧式にパイロット制御される２ポート２位置の流量調整弁として構成されており、第２の位置切換・比例弁４６は、その基本位置においてタンクＴへの圧力媒体接続を遮断し、かつ電気液圧式のパイロット制御の開始により、タンクＴに向かう開口横断面を調整信号に応じて開制御する。

第２の圧力媒体流れ経路４４は、第２の圧力媒体流れ経路４４に対して開く逆止弁４８を介して、液圧ポンプ３４により供給可能な予圧管路５０に流体接続可能である。予圧管路５０は、逆止弁４８の、ばねにより予荷重が加えられた基本位置では遮断されている。

ポンプ管路４０は、第３の位置切換・比例弁２９と増圧器環状室３２との間の第３の圧力媒体流れ経路２５内に開口している。ポンプ管路４０内には、ポンプ管路４０からの予圧管路５０の分岐部と、上述の開口との間で、増圧器環状室３２に向かって開く逆止弁７０が配置されている。両逆止弁４８，７０は、ポンプ管路４０および予圧管路５０内の圧力が十分な場合に開くようになっているので、流し込みシリンダ１０の環状室１５および増圧器２４の環状室３２に圧力媒体が送られる。これにより、流し込みシリンダ１０と増圧器２４とを戻すことができ、流し込みシリンダ１０と増圧器２４とに予圧を加えるために必要な逆圧を、それぞれの環状室１５，３２内で形成することができる。

このためには、予圧弁４２が、第１の切換位置ａを有しており、第１の切換位置ａでは、液圧ポンプ３４の圧力接続部Ｐがポンプ管路４０および予圧管路５０に接続されており、かつ第１の圧力媒体流れ経路２３および底部室１４が、開放可能な逆止弁７２を介して圧力媒体槽Ｔに接続可能である。

液圧ポンプ３４の出口における圧力は、自体公知の形式で、タンクＴに向かって開く圧力制限弁を介して制限することができる。

増圧器２４および流し込みシリンダ１０には、互いに独立して操作可能な３つの流量調整弁２７，４６および２９に分けられた弁装置が対応配置されており、これらの流量調整弁２７，４６および２９はそれぞれ、２つの接続部を備えた常に調節可能な、電気液圧式にパイロット制御される弁として構成されている。液圧式の操作およびパイロット制御は、制御圧力媒体アキュムレータＳＤ１，ＳＤ２内に保持されている制御圧力媒体により行われ、このことは以下で詳細に説明する。

パイロット制御される２ポート２位置の位置切換組込みシート弁が、アクティブロジック弁４１として形成されている。このアクティブロジック弁４１のパイロット制御は、３ポート２位置切換弁として形成された切換パイロット弁５２を介して行われる。アクティブロジック弁４１の入口接続部Ａは、低圧アキュムレータ管路５４を介して低圧アキュムレータ５６に接続されている。アクティブロジック弁４１の出口接続部Ｂは、流し込みシリンダ１０の底部室１４に接続されている。

アクティブロジック弁４１の１つの可能な構造は、本明細書の冒頭で引用した刊行物である独国特許出願公開第１０２０１７２２０８３６号明細書および独国特許発明第１０２００５０３５１７０号明細書に基づいて公知であるので、本明細書では本発明を理解するために必要な構造エレメントのみを説明し、その他の点については上述の従来技術が参照される。従来技術によれば、アクティブロジック弁４１は、段付けされたメインピストン６０を有しており、このメインピストン６０は、制御圧力媒体アキュムレータＳＤ１からの切換パイロット弁５２を介して面Ａ５に加えられる圧力により、弁座５８に対して予荷重を加えられており、かつアクティブロジック弁４１の接続部Ａ，Ｂ間、ひいては低圧アキュムレータ管路５４と圧力管路５９との間の圧力媒体接続を遮断する。圧力管路５９は、流し込みシリンダ１０の底部室１４内に開口している。メインピストン６０は、裏側の面Ａ５から端面側の面Ａ３にまで内孔を有しており、これにより、閉鎖するように作用する面Ａ５と、開放するように作用する面Ａ３との圧力補償が保証されている。制御面Ａ４を介して、アクティブロジック弁４１を切換パイロット弁５２の作用により意図的に開閉することができる。この場合、面Ａ４を、Ａ５－Ａ３の差分よりも大きく選択することができるか、または制御圧力媒体アキュムレータＳＤ１の制御圧を対応して比較的高く調節されていてもよく、これによりアクティブロジック弁４１を確実に開くことができる。

タンク管路６２が、切換パイロット弁５２のタンク接続部に接続されており、切換パイロット弁５２の入口接続部が、管路６４を介して制御圧力媒体アキュムレータＳＤ１に接続されている。切換パイロット弁５２の切換磁石への通電により、切換パイロット弁５２をばね力に抗して、アクティブロジック弁４１の、面Ａ４により画定された環状制御室が管路６４を介して低圧アキュムレータＮＤ１に接続されている切換位置に変位させることができ、これにより、環状の端面Ａ４に作用する圧力に基づいてメインピストン６０は弁座５８から持ち上がり、接続部Ａ，Ｂ間の流体接続を開制御する。

アクティブロジック弁４１は、最小の圧力損失で通流され得、かつ切換パイロット弁５２を介した対応する制御時に、最短の切換時間かつ高い再現精度で閉じるように構成されている。後の閉鎖挙動を最適化するために、アクティブロジック弁４１の行程を制限することができる。アクティブロジック弁４１のこの構成により、呼び寸法が大きな場合でも、アクティブロジック弁４１を迅速かつ高い再現精度で開閉するために、少量の制御油流しか必要とならない。

さらに、切換パイロット弁５２によるアクティブロジック弁４１の能動的な開閉およびアキュムレータ圧力によるアクティブロジック弁４１の確実な閉鎖により、運転確実性が高められている。この場合、アクティブロジック弁４１の能動的な閉鎖により、閉鎖のための条件を自由に選択することが可能である。この閉鎖は、たとえば圧力、荷重力、走行距離、走行速度等に応じて行うことができる。

図２に図示されているように、低圧アキュムレータ５６に対して付加的に、別の低圧アキュムレータ５７が設けられている。この別の低圧アキュムレータ５７は、パイロット制御弁６８によりパイロット制御される、以下でアキュムレータ遮断弁６６と呼ばれる２ポート２位置切換シート弁を介して、増圧器圧力室２８に接続可能である。代替的かつ顧客の要求に応じて、両方の低圧アキュムレータ５６，５７は１つに纏められていてもよい。この場合、パイロット制御弁６８の、予荷重が加えられた基本位置では、アキュムレータ遮断弁６６の、閉鎖するように作用する背側室に、低圧アキュムレータ５６の圧力が供給され、切換位置ではタンク圧が供給され、これによりアキュムレータ遮断弁６６が、低圧アキュムレータ５６を増圧器の圧力室２８に接続する。したがって、上述の切換位置では、増圧器２４は支援方向に緊縮させられている。

以下ではまず、図２に図示した流し込みユニット１の、冒頭で説明した段階Ｉ～ＩＩＩ中の機能形式を説明し、その後にそのために必要となる制御圧力媒体の提供のための構成要素に言及する。

前充填段階における流し込みシリンダ１０の始動時に、始動衝撃を発生させる圧力波が流し込みシリンダ１０の方向で発生することを阻止するために、アキュムレータ遮断弁とも呼ばれるアクティブロジック弁４１の開放前に、流し込みシリンダ１０には前充填段階Ｉの開始前に予圧が加えられる。これにより、このような始動衝撃が溶融物、空気および溶融物のスキンを混合してしまうことが阻止されている。この混合は、不都合な場合に流し込み成形部分における孔および封入物、ひいては劣悪な品質または不良品をもたらすだろう。

予荷重は、使用可能な圧力媒体源に応じて種々異なる形式で行うことができる。図示の実施例では、流し込みシリンダ１０および増圧器２４が戻っている場合に、液圧ポンプ３４および第１の切換位置ａへと操作された予圧弁４２を介して、かつ開いた逆止弁４８，７０を介して、流し込みシリンダ１０の環状室１５および増圧器２４の増圧器環状室３２に最大のポンプ圧になるまで予圧を加えることができる。この手順では、第１の位置切換・比例弁２７、第２の位置切換・比例弁４６、第３の位置切換・比例弁２９が閉じられているので、タンクに対する短絡が阻止されている。遮断・予圧弁４２は、好適には逆止機能を有して構成されている。

予荷重のタスクに関して、液圧ポンプ３４は、たとえば４２０ｂａｒまでの高圧ポンプとして構成されていてもよい。

代替的または付加的に、環状室１５，３２の予圧のために、増圧器が設けられていてもよく、このことは、あまり強力ではない液圧ポンプの使用を可能にするだろう。より低い予圧の場合、概して低圧液圧ポンプまたは低圧調整ポンプを設ける可能性が生じる。

続くステップでは、図１に示した溶融物が、充填開口１９を介して流し込みスリーブ１７の射出室１８内に充填され、前充填段階Ｉが開始される。このためには、液圧ポンプ３４がランプ関数を介して制御され、流し込みシリンダ１０の底部室１４が、遮断・予圧弁４２の第２の切換位置ｂを介して、低圧アキュムレータ５６のアキュムレータ圧力の値に至るまで昇圧させられる。これにより、環状室１５内に収容された流体が圧縮され、ピストン１１において力が均衡するまで、流し込みシリンダ１０は緩慢に、かつ環状室１５内の予圧に抗する始動衝撃なしに少しだけ走出する。この場合に重要であるのは、この制御により、低圧アキュムレータ５６内の圧力に対する、流し込みシリンダ１０の底部室１４の圧力の衝撃のない同化が行われることである。その後に、アクティブロジック弁４１（アキュムレータ遮断弁）を介して、低圧アキュムレータ５６を底部室１４に接続し、アキュムレータ遮断弁６６を介して、低圧アキュムレータ５６を増圧器圧力室２８に接続することができる。

ポンプ３４が十分に高い圧力を発生させることができる場合、この手順は不要である。環状室１５に相応に高い予圧が加えられている場合、低圧アキュムレータ５６もアクティブロジック弁４１を介してピストン室１４に切り換えることができる。

これにより、第１の切換比例弁２７はパイロット制御を介して制御されるので、環状室１５から押し退けられた圧力媒体が、回生回路の形式で底部室１４に直接供給される。このことは、流し込みシリンダ１０がソフトに（衝撃なしに回生式かつ制御されて）始動かつ移動させられることを可能にする。これにより溶融物が加速させられ、図１に示した型中空室２１の方向に移動させられる。このことは、溶融物が型ゲートに到達し、前充填段階Ｉが終了するまで行われる。

前充填段階Ｉにおける流し込みシリンダ１０の回生手順により、低圧アキュムレータ５６からは比較的少ない圧力媒体が取り出されるので、低圧アキュムレータ５６は、回生手順なしの従来の構成よりも小さな容積を備えて構成されていてもよい。さらに、差動回路により引き起こされるより小さな圧力低下および１つまたは２つの呼び寸法だけ小さな第１の位置切換・比例弁２７に基づき、流し込みシリンダ速度のより良好な分解が可能であるので、流し込みシリンダ１０を、より低速かつより良好な再現精度で移動させることができる。

回生手順の別の利点は、第１の位置切換・比例弁２７における比較的少ない圧力損失と、圧力媒体が環状室１５からタンク圧（０ｂａｒ）に抗してではなく、低圧アキュムレータ５６内の圧力に抗して流出するという事実とに基づいて、弁４６、ピストン１１および流し込みシリンダ１０のケーシング１３ならびに関連する制御ブロックにおいて、より少ないキャビテーションひいてはより少ない摩耗が生じる、という点にある。

第１の位置切換・比例弁２７と、第１の位置切換・比例弁２７に直列接続された第２の位置切換・比例弁４６とを制御することにより、底部室１４内の圧力に、減圧または放圧の意味で能動的に影響を及ぼすことができる。つまりたとえば、底部室１４内の圧力オーバーシュートを、この経路で簡単に減じることができる。

さらに、底部室１４内の圧力に、第１の位置切換・比例弁２７および第２の位置切換・比例弁４６から完全に独立して操作可能な第３の位置切換・比例弁２９により影響を与えることができる。上述の独立した圧力媒体流れ経路２３，４４，２５および弁２７，４６，２９に基づいて、底部室１４内の圧力の正確かつ動的な調整が生じる。

融物が型ゲートに到達するや否や、本来の型充填過程（段階ＩＩ）が開始される。型充填（射出）が低い型充填力で行われる場合、引き続き回生手順が行われる。対応して、溶融物が型ゲートに到達する時点に、第１の位置切換・比例弁２７は、たとえば跳躍関数で、環状室１５と底部室１４との間の圧力媒体接続部が大きく開放されている位置に変位させられるので、溶融物は高い射出速度（最高１０ｍ／ｓ）で型２０内に射出される。この場合は引き続き回生手順を行い、つまり、環状室１５から押し退けられた圧力媒体は、拡大している底部室１４に供給される。

このような回生を伴う手順は、段階ＩＩにおいても従来の構成の場合よりも少ない圧力媒体を低圧アキュムレータ５６から取り出せば済む、という利点を有している。

射出が比較的高い型充填力で行われる場合には、溶融物が型ゲートに到達する時点に、第１の位置切換・比例弁２７が、たとえば跳躍関数でその閉鎖位置にもたらされるので、環状室１５と底部室１４との間の圧力媒体接続が中断されている。並行して、第２の位置切換・比例弁４６は、経過中に、たとえば跳躍関数でタンクＴに向かって予め規定された開口横断面まで開かれる。このことは、溶融物が高い射出速度で型中空室２１内に射出されるが、低い型充填力の場合の手順とは異なり、回生手順が行われ、したがって流し込みシリンダ１０の最大の力を利用することができることにつながる。

原則的には、荷重力に応じて第１の位置切換・比例弁２７が段階ＩＩにおいてようやくその遮断位置に変位させられる混合形態も可能である。

段階ＩＩを、完全に回生式に行うこともできる。しかしこのことは、段階ＩＩにおいて要求される荷重力を回生回路内でも達成することができることを前提とする。この場合、第２の位置切換・比例弁４６は、段階ＩＩＩにおいて環状室１５を放圧するために迅速に切り換わる弁により代替することができる。

型中空室２の完全な充填後に、保圧のための段階ＩＩＩへの移行が行われる。このためには、型充填段階ＩＩの最後に第３の位置切換・比例弁２９が、増圧器環状室３２とタンクＴとの接続部を開放する方向へのパイロット制御により制御される。同時に第２の位置切換・比例弁４６が開かれる。発生する増圧器環状室３２の放圧は、一次ピストン２６を加速し、対応して底部室１４内で高圧が形成されるので、ピストン１１には高圧が加えられ溶融物は後圧縮される。所望の保圧の達成時に、圧力制御装置を介して第２の位置切換・比例弁４６が再び閉鎖方向に戻される。第２の位置切換・比例弁４６の閉鎖が十分迅速に行われない場合には、上述の放圧経路、すなわちタンクＴに通じる位置切換・比例弁２７および４６の開制御により、底部室１４内の圧力オーバーシュートを解消することができる。

アクティブロジック弁４１は、遮断弁と外部の逆止弁とによって代替することができる。

上述の説明は、流し込み成形製品の高い品質のために、ピストン１１および２６の力制御および速度制御が、高い精度およびダイナミクスを有していなければならないことを示した。この制御のために重要な弁は、特に液圧式に操作可能な弁２７，２９，４１および４６であり、これらの弁２７，２９，４１および４６に制御圧力媒体を供給するために、制御圧力媒体アキュムレータＳＤ１，ＳＤ２が設けられている。上述の弁２７，２９，４１および４６の機能性および操作は既に説明した。

弁２７，２９，４６のそれぞれの制御面７４，７６，７８は、それぞれの制御圧力媒体管路８０，８２，８４を介して、制御圧力媒体アキュムレータＳＤ２に接続可能である。面Ａ４は、上述のように、管路６４および切換パイロット弁５２を介して制御圧力媒体アキュムレータＳＤ１に接続可能である。

制御圧力媒体供給に対する要求は以下の通りである。アクティブロジック弁４１を上述のように面４に荷重を加えることにより開放するために、流し込みプロセスの段階ＩＩおよびＩＩＩが制御される低圧アキュムレータ５６，５７内の圧力よりも上にある、少なくとも２０ｂａｒ、図示の実施例では３０ｂａｒである制御圧力が必要とされる。

これに関して、弁２７，２９，４６に提供される制御圧力が高ければ高いほど、段階Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩにおいて達成可能な、これらの弁の開閉時のダイナミクス（ステップ応答時間）が改善されるようになる。

従来の解決手段では、制御圧力媒体アキュムレータは、液圧ポンプ３４または別の適切な液圧ポンプを介して昇圧させられる。したがって、達成可能な最大の制御圧力は、これらの液圧ポンプが形成することができる最高圧に左右される。高い制御圧力により力制御および速度制御の高い精度およびダイナミクスが達成可能であるので、これらの液圧ポンプはこの高い圧力をカバーすることができなければならず、このことはエネルギおよびコストを要する。

したがって本発明によれば、制御圧力媒体アキュムレータＳＤ１，ＳＤ２が別の形式で昇圧可能である。このためには、本発明によれば昇圧経路８６が設けられており、この昇圧経路８６を介して、流し込みシリンダ１０の環状室１５は、制御圧力媒体アキュムレータＳＤ１への分岐部８８および制御圧力媒体アキュムレータＳＤ２への分岐部９０と流体接続可能である。昇圧経路８６内に、分岐部の手前で、２位置切換弁９２および調節可能な絞り装置９４が直列に流体接続されている。各分岐部８８，９０は、それぞれ１つの減圧弁９６，９８を有しており、これらの減圧弁９６，９８を介して、存在する圧力をそれぞれの制御圧力媒体アキュムレータＳＤ１，ＳＤ２において必要とされる制御圧力へと調整可能であり、したがって制限可能である。代替的には、各制御圧力媒体アキュムレータＳＤ１，ＳＤ２に、それぞれの２位置切換弁および直列接続された調節可能な絞り装置を備えた昇圧経路が対応配置されていてもよい。

両制御圧力媒体アキュムレータＳＤ１，ＳＤ２において同一の制御圧が必要とされる場合、代替的に単に１つの減圧弁が昇圧経路８６内に設けられていてもよい。制御圧力媒体を制御圧力媒体アキュムレータＳＤ１，ＳＤ２のそれぞれから個別に取り出すことができることが規定されている場合、分岐部８８，９０ごとにそれぞれ１つの逆流防止弁を設けることができる。両方の制御圧力媒体アキュムレータＳＤ１，ＳＤ２から常に同時に取り出される場合には、このような逆止弁は必ずしも必要ではない。

したがって制御圧媒体アキュムレータＳＤ１，ＳＤ２の昇圧は、本発明によれば、流し込みシリンダの環状室１５を介して行うことができる。この場合、ピストン１１のロッド側の操作面に対する底部側の操作面の面積比が、増圧器のように作用するので、底部室１４内の比較的低い圧力を介して、環状室１５内の比較的高い圧力、ひいてはそれぞれの制御圧力媒体アキュムレータＳＤ１，ＳＤ２内の制御圧力も達成可能である。このような面積比は、およそ１．５と２．５～３との間であり、この面積比に基づいて対応する増圧を引き起こすことができる。換言すると、比較的僅かにしか増圧しない液圧ポンプ３４により、底部室内の圧力に間接的に依存して高い制御圧を得ることができ、この制御圧が弁２７，２９，４１および４６または別の弁に、必要となる制御の高いダイナミクスおよび精度のために提供されている。

制御圧力流体アキュムレータＳＤ１，ＳＤ２の昇圧のためには、流し込みサイクルを使用することができる。昇圧のための手順の複数のバリエーションを、単独または組み合わせで使用することができる。
－第１の可能性：流し込みシリンダ１０および増圧器２４の上述の予圧後に、底部室１４に圧力媒体を供給し、液圧ポンプ３４により提供可能である圧力にまで昇圧させられる。このためには、液圧ポンプ３４が、圧力媒体を、切換位置ｂへと操作されている予圧弁４２を介して、かつ逆止弁７２を介して底部室１４にまで送る。結果として、ピストン１１が緩慢に走り出し、位置切換弁９２および昇圧経路８６の絞り装置９４が開いた状態で、流し込みシリンダの環状室１５から減圧弁９６，９８を介して圧力媒体が制御圧力媒体アキュムレータＳＤ１，ＳＤ２へと流れる。このようにして達成された制御圧は、ピストン１１における面積比（環状面対ピストン面）に応じて、液圧ポンプ３４により底部室１４内に提供可能である圧力よりも高く、所望の場合には、減圧弁９６，９８を介して減圧することができる。
－別の１つの可能性は、制御圧力媒体アキュムレータＳＤ１，ＳＤ２の昇圧を、昇圧経路８６を介して流し込みシリンダ１０の上述の回生手順（前充填段階）時に実行することである。このためには、２位置切換弁９２が開かれ、ピストン１１の回生手順時に、制御圧力媒体アキュムレータＳＤ１，ＳＤ２が調節可能な絞り装置９４および減圧弁９６，９８を介して昇圧させられる。
－別の１つの可能性は、型充填段階または射出段階における昇圧経路８６を介した制御圧力媒体アキュムレータＳＤ１，ＳＤ２の昇圧である。この場合、制御圧力媒体アキュムレータＳＤ１，ＳＤ２は、射出時に環状室１５内に生じる制御圧力にまで昇圧することができる。
－別の１つの可能性として、（排出）弁４６を閉制御することによって、ピストン１１が「射出」時に終端位置に達する前に制動される段階が提供される。これにより、環状室１５内の圧力が増大し、昇圧経路８６を介して制御圧力媒体アキュムレータＳＤ１，ＳＤ２を昇圧することができる。

これらの可能性から成る組み合わせを選択することもできる。

本出願人は、少なくとも１つの制御圧力媒体アキュムレータの昇圧のためのこのような手順および／またはこの昇圧を含む流し込みユニットを制御する方法に対して特許を要望しまたは独立請求権を整える権利を有する。

弁２７を介して、前充填段階におけるピストン１１の速度調整を行うことができ、制御圧力媒体アキュムレータＳＤ１，ＳＤ２の昇圧時の体積流量変化を補償することができる。

開示されているのは、一次成形機のための流し込みユニットの液圧式の制御装置であり、液圧式の制御装置の流し込みシリンダは、液圧式に操作可能な弁装置を介して、流し込み段階中の力および速度を時間に応じて制御可能である。制御圧力媒体の提供は、昇圧可能な圧力媒体アキュムレータまたは昇圧可能な圧力媒体リザーバを介して実現されている。本発明によれば、流し込みシリンダの環状室から圧力媒体アキュムレータまたは圧力媒体リザーバに至るまでの昇圧経路が設けられているので、流し込みシリンダのピストンの増圧が昇圧のために利用され、昇圧のために設けられた圧力媒体源は低い圧力レベルを有していてもよい。

Claims (10)

1. 射出成形機の流し込みユニット（１）のための液圧式の制御装置であって、
   ピストンにより分離されているロッド側の操作室（１５）と底部側の操作室（１４）とを有する流し込みシリンダ（１０）であって、前記ピストンに底部側の操作面と、該底部側の操作面よりも小さなロッド側の操作面とが形成されている流し込みシリンダ（１０）と、
   液圧式に操作可能な弁装置（２７，２９，４１，４６）であって、該弁装置（２７，２９，４１，４６）を介して、ピストン力およびピストン速度が、前記操作室（１４，１５）の、圧力媒体源（３４）および圧力媒体槽（Ｔ）との、かつ／または互いに対する選択的な接続により、流し込みの複数の段階（Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ）において制御可能である、弁装置（２７，２９，４１，４６）と
   を備え、
   昇圧可能な少なくとも１つの制御圧力媒体アキュムレータ（ＳＤ１，ＳＤ２）が設けられており、該制御圧力媒体アキュムレータ（ＳＤ１，ＳＤ２）を介して、前記弁装置（２７，２９，４１，４６）を液圧式に操作するために制御圧力媒体が利用可能である、液圧制御装置において、
   昇圧のために前記ロッド側の操作室（１５）が前記少なくとも１つの制御圧力媒体アキュムレータ（ＳＤ１，ＳＤ２）に流体接続可能である昇圧経路（２３，８６，８８，９０）を備えることを特徴とする、液圧式の制御装置。
2. 前記弁装置（２７，２９，４１，４６）の第１の弁（２７）を介して、前記ロッド側の操作室（１５）が第１の流れ経路（２３）を介して前記底部側の操作室（１４）に接続可能である、請求項１記載の制御装置。
3. 前記弁装置（２７，２９，４１，４６）の第２の弁（４６）を介して、前記ロッド側の操作室（１５）が第２の流れ経路（４４）を介して前記圧力媒体槽（Ｔ）に流体接続可能である、請求項１または２記載の制御装置。
4. 保圧段階において前記底部側の操作室（１４）内の圧力を高めるように設計されている液圧式の増圧器（２４）を備え、前記弁装置（２７，２９，４１，４６）の第３の弁（２９）を介して、前記増圧器（２４）の作動のために、前記増圧器（２４）の圧力室（３２）に開口する第３の圧力媒体流れ経路が開制御可能である、または形成可能である、請求項１から３までのいずれか１項記載の制御装置。
5. 前記弁装置（２７，２９，４１，４６）の第４の弁（４１）が、アクティブロジック弁（４１）として構成されており、該アクティブロジック弁（４１）を介して、前記底部側の操作室（１４）が、圧力媒体アキュムレータ（５６）に前記液圧ポンプ（３４）に依存せずに流体接続可能である、請求項１から４までのいずれか１項記載の制御装置。
6. 少なくとも２つの制御圧力媒体アキュムレータ（ＳＤ１，ＳＤ２）を備え、一方の制御圧力媒体アキュムレータ（ＳＤ１）により、前記第１の弁（２７）、前記第２の弁（４６）および／または前記第３の弁（２９）に制御圧力媒体が供給可能であり、他方の制御圧力媒体アキュムレータ（ＳＤ２）により、前記第４の弁（４１）に制御圧力媒体が供給可能である、請求項２から５までのいずれか１項記載の制御装置。
7. 前記昇圧経路（８６）内に、遮断弁（９２）が設けられている、請求項１から６までのいずれか１項記載の制御装置。
8. 前記昇圧経路（８６）内に、調節可能な絞り装置（９４）が設けられている、請求項１から７までのいずれか１項記載の制御装置。
9. 前記昇圧経路（８６）が、複数の制御圧力媒体アキュムレータ（ＳＤ１，ＳＤ２）へと分岐している（８８，９０）、請求項１から８までのいずれか１項記載の制御装置。
10. 前記制御圧力媒体アキュムレータ（ＳＤ１，ＳＤ２）の少なくとも１つに、圧力調整弁（９６，９８）が対応配置されており、かつ／または１つまたは２つの前記制御圧力媒体アキュムレータの制御圧力が、前記底部側の操作室内の公称圧力および前記流し込みシリンダのピストンにおける面積比を介して決定可能である、請求項１から９までのいずれか１項記載の制御装置。

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