WO2021115708A1 - Hydraulische einrichtung zur betätigung eines stempels eines innenmischers, und darauf bezogenes verfahren - Google Patents

Hydraulische einrichtung zur betätigung eines stempels eines innenmischers, und darauf bezogenes verfahren Download PDF

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cylinder
hydraulic
hydraulic cylinder
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Dirk-Walter Herold
Andre Fella
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Robert Bosch Gmbh
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    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/775—Combined control, e.g. control of speed and force for providing a high speed approach stroke with low force followed by a low speed working stroke with high force, e.g. for a hydraulic press

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of hydraulic devices for actuating a pressing element in a machine for mixing a material to be mixed.
  • this invention relates to a method of using the device.
  • Plastic mixes are usually mixed using large rotors. An example of this is shown in FIG. 1 of PTL1 (EP 0 272 338 A1).
  • the mixer shafts 5 and 6 are provided with mixing or kneading blades 7 which are used to mix the material to be mixed.
  • the arrangement described in PTL1 is provided with a filling opening 16 which lets the material to be mixed into the arrangement.
  • a ram 20 is used to push the mix down and to compact the mix. This enables the material to be mixed to be prevented from rising during the mixing process carried out by the kneading blades.
  • an object of the present invention to produce a hydraulic device which is as simple as possible and which at the same time allows reliable propulsion during floating. Furthermore, an additional object of the present invention is to produce a device and a method which overcome the disadvantages of the solution disclosed in PTL1.
  • the present invention is based on the idea that the hydraulic device is arranged in such a way that it can be driven with differential switching when the pressing element moves in the direction of compression of the mixed material and / or when floating.
  • a hydraulic device for actuating a pressing element in a machine for mixing a material to be mixed, preferably a material to be mixed made of rubber.
  • the device comprises at least one hydraulic cylinder configured to move the pressing element along a first axis.
  • the device further comprises a first pump which is configured to supply said hydraulic cylinder with a pressure medium.
  • the device further comprises a first valve configured, for example, as a control valve, which is arranged between the first pump and a first chamber of the hydraulic cylinder.
  • the cylinder is arranged with the first chamber in such a way that the application of pressure to the first chamber moves the pressing element in the direction of compressing the material to be mixed (when the first chamber is relieved).
  • the first valve is configured to control communication between the first pump and the first chamber of the hydraulic cylinder.
  • a hydraulic bypass is arranged parallel to the first valve, said bypass comprising a second valve which opens or blocks said bypass between the first pump and the first chamber of the hydraulic cylinder. Because both the second valve and the control valve can be opened at the same time, a double opening to the first chamber is formed. This double opening enables the connection between the first chamber and the first pump and / or a storage device to be improved during floating. This solution is completely independent of the differential circuit when the pressing element moves in the direction of compressing the material to be mixed and / or when floating.
  • a hydraulic device for actuating a pressing element in a machine for mixing a material to be mixed, preferably a material to be mixed made of rubber.
  • the device comprises at least one hydraulic cylinder configured to move the pressing element along a first axis.
  • the device further comprises a first pump which is configured to supply said hydraulic cylinder with a pressure medium.
  • the device further comprises a first valve configured as a control valve, which is arranged between the first pump and a first chamber of the hydraulic cylinder.
  • the cylinder is arranged with the first chamber in such a way that the application of pressure to the first chamber moves the pressing element in the direction of compressing the material to be mixed.
  • said first chamber has an active area which is larger than an active area of a second chamber, with pressurization of the second chamber moving the pressing element in the direction of relieving the mixture (when the first chamber is relieved) .
  • the first valve is configured to control communication between the first pump and the first chamber of the hydraulic cylinder.
  • the first chamber can be connected to the second chamber of the cylinder so that a differential circuit of the hydraulic cylinder results when the pressing element moves towards the mix and when floating.
  • the differential circuit achieves effective filling of the small cylinder surface, even with dynamic floating movements. With this solution, cavitation is avoided as a matter of principle and a subsequent suction of pressure medium is therefore unnecessary.
  • the differential circuit applies the same pressure to both active sides of the cylinder, which in the case of dynamic floating movements leads to a significant stabilization of the cylinder force.
  • a hydraulic device is provided, the first pump being used when the material to be mixed is relieved (when it is started up) in order to relieve the material to be mixed.
  • the first valve is only held back in the braking phase in order to achieve higher positioning accuracy.
  • a hydraulic device is provided, a load holding device being arranged between the first chamber and the second chamber, the load holding device comprising a pressure limiting valve used as a load holding valve and a check valve used in parallel. Alternatively, this could also be done by a control valve for counter-holding.
  • the pressure relief valve used as a load-holding valve and the check valve used in parallel enable the energy-efficient operation of the ram, which is arranged with a suspended load. Since the load-holding valve compensates for the load, but the check valve enables a connection that is almost free of pressure loss, the weight of the vertical load is compensated by this device, but a lifting movement is released. With a corresponding design of the pressure relief valve 18, the check valve can be omitted. In this case, the load holding device can be replaced by a single valve, such as a pressure circulation valve. Alternatively, a valve can be used that is disclosed in DE 43 42 565 A1.
  • a hydraulic device wherein a hydraulic bypass is arranged parallel to the first valve, said bypass comprising a second valve that connects said bypass between the first pump with the second chamber and the first chamber of the hydraulic cylinder opens or blocks.
  • a hydraulic device wherein the first valve controls a connection between the first pump with the second chamber, the first chamber and a tank.
  • the first pump with the second chamber it is meant that the flow coming from the second chamber can be regulated together with the flow coming from the first pump in the first valve.
  • a hydraulic device wherein the first valve comprises two sub-valves, each for controlling a connection between the first pump with the second chamber and the first chamber and for controlling a connection between the first chamber and an external tank are responsible.
  • the first valve comprises two sub-valves, each for controlling a connection between the first pump with the second chamber and the first chamber and for controlling a connection between the first chamber and an external tank are responsible.
  • a hydraulic device is provided, the device further comprising a storage device for storing pressure medium, which is connected to the connection which connects the first and second cylinder chambers to one another.
  • a hydraulic device is provided, a third valve which opens or blocks the path to the storage device being arranged between said storage device and said connection which connects the first and second cylinder chambers to one another.
  • This solution makes it possible both to regulate the pressure in the storage device and to use the pressure medium in the storage device as desired.
  • the pressure in the storage device can also be used for other secondary functions or only in certain phases of the stamp movement. The reason for this is that this third valve can isolate the storage device from the rest of the hydraulic system.
  • the device can be controlled by a pump (the second pump mentioned in the description) which is directly connected to the storage device.
  • a hydraulic device wherein the storage device with appropriate valve circuitry can be supplied with pressure medium either by the first pump or by a second pump.
  • a hydraulic device wherein the active area of the first chamber is annular and the active area of the second chamber is circular.
  • a hydraulic device comprising a third chamber, the third chamber preferably being a passive chamber which is preferably filled or vacuum-sealed with a gas, for example air.
  • This third chamber enables the relationship between the active areas to be designed as desired.
  • the Hydraulic cylinders have the external features of a lower piston cylinder but nevertheless have the advantages of an upper piston cylinder. As a result, advantages in the installation situation can be preserved.
  • a pressing device for actuating a pressing element in a machine for mixing a material to be mixed comprising: a pressing element which is driven along an axial direction in order to press the material to be mixed , and a hydraulic device according to an embodiment of the present invention, wherein the hydraulic cylinder is preferably arranged coaxially with the axial direction of the pressing member.
  • a method for controlling a hydraulic device is provided, the cylinder force of the hydraulic cylinder being ensured and stabilized by means of differential switching on both chambers of the cylinder during the floating.
  • a method is provided, with the cylinder force of the hydraulic cylinder in the open position of the storage valve being ensured and stabilized by the pressurization of the storage unit during the floating.
  • both the first and the second valve are in an open position during the movement of the pressing element in the direction of compressing the material to be mixed.
  • both the first and the second valve are in an open position during the floating of the pressing element.
  • a method is provided, wherein a control unit controls the position, speed, pressure or force of the hydraulic cylinder and pressure of the first and second chambers by means of a combination of said valves and pumps or only parts thereof as actuators.
  • a method is provided in which a time, position, pressure or force-dependent separation between position, speed, pressure and force control is carried out, whereby a reduced speed between driving and floating is preferably omitted.
  • a hydraulic device for actuating a pressing element in a machine for mixing a material to be mixed preferably a material to be mixed made of rubber
  • the device comprising: at least one hydraulic cylinder which is configured to hold the pressing element along a first axis to move; a first pump configured to supply pressure fluid to said hydraulic cylinder; a first valve which is arranged between the first pump and a first chamber of the hydraulic cylinder, wherein the cylinder with the first chamber is arranged such that pressurization of the first chamber moves the pressing element in the direction of compression of the material to be mixed, and in which said hydraulic cylinder, said first chamber has an active area which is larger than an active area of a second chamber, wherein a pressurization of the second chamber moves the pressing element in the direction of relieving the mixture, wherein the first valve is configured to connect between control the first pump and the first chamber of the hydraulic cylinder; wherein the first chamber can be connected to the second chamber of the cylinder so that a differential circuit of the hydraulic cylinder
  • a hydraulic device is provided, a load holding device being arranged between the first chamber and the second chamber, the load holding device preferably comprising a pressure limiting valve used as a load holding valve and a check valve used in parallel.
  • a hydraulic device is provided, wherein the first valve controls a connection between the first pump with the second chamber, the first chamber and a tank.
  • a hydraulic device wherein the first valve comprises two sub-valves, each for controlling a connection between the first pump with the second chamber and the first chamber and for controlling a connection between the first chamber and a tank are responsible.
  • a hydraulic device wherein the first valve is a proportional control valve or a switching valve or a combination thereof.
  • a hydraulic device is provided, a third valve which opens or blocks the path to the storage device being arranged between said storage device and said connection which connects the first and second cylinder chambers to one another.
  • a hydraulic device wherein the storage device with appropriate valve circuitry can be supplied with pressure medium either by the first pump or by a second pump.
  • a hydraulic device wherein the active area of the first chamber is annular and the active area of the second chamber is circular.
  • a method for controlling a hydraulic device for actuating a pressing element in a machine for mixing a material to be mixed, preferably a material to be mixed made of rubber comprising at least one hydraulic cylinder which is configured along the pressing element a first axis to move; wherein the cylinder with the first chamber is arranged in such a way that the application of pressure to the first chamber moves the pressing element in the direction of a compression of the material to be mixed, and wherein in said hydraulic cylinder said first chamber has an active surface which is larger than an active area of a second chamber, with pressurization of the second chamber moving the pressing element in the direction of relieving the load on the mix, with the cylinder force of the hydraulic cylinder being ensured and stabilized by means of a differential circuit on both chambers of the cylinder during floating.
  • a method is provided, the device further comprising a storage device for storing pressure medium, which comprises at least one storage element, so that the cylinder force of the hydraulic cylinder by means of differential switching on both chambers of the cylinder by the pressurization of the cylinder during floating Storage device is guaranteed and stabilized.
  • FIG. 1 shows a hydraulic device for actuating a pressing element in a machine for mixing a material to be mixed, preferably a material to be mixed made of rubber, according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1 a shows a hydraulic device for actuating a pressing element in a machine for mixing a material to be mixed, preferably a material to be mixed made of rubber, according to an alternative embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows a detail of a hydraulic cylinder of a device for actuating a pressing element in a machine for mixing a material to be mixed, according to a further embodiment of the present invention
  • FIG. 3 shows a detail of a hydraulic cylinder of a device for actuating a pressing element in a machine for mixing a material to be mixed, according to a further embodiment of the present invention
  • FIG. 1 shows a hydraulic device 1000 for actuating a pressing element (from now on simply called “punch”) in a machine for mixing a material to be mixed.
  • the hydraulic device 1000 includes two hydraulic cylinders 10.
  • the number of cylinders is not limited to two.
  • the device is provided with a single cylinder.
  • the device 1000 can be provided with a plurality of cylinders.
  • the hydraulic cylinder 10 comprises a first chamber 101 and a second chamber 102.
  • the first chamber 101 is arranged such that pressurization of the first chamber 101 moves a plunger 50 in the direction of compressing the material to be mixed.
  • the active area 101a of the first chamber 101 is larger than the active area 102a of the second chamber 102.
  • the reason for this is that less pressure medium is needed to drive the piston when floating, which in turn enables a significant reduction in the size of the cylinder required.
  • an upper piston cylinder is shown.
  • the piston rod 103 is connected to a punch (not shown) so that the axial movement of the piston rod 103 is transmitted to the punch.
  • a first pump 13 is configured to supply the first chamber 101 and the second chamber 102 with pressure medium (eg oil).
  • the first pump 13 can alternatively be replaced by a plurality of speed-variable, swivel-angle-variable or constant pumps.
  • a hydraulic path which includes a check valve 17, e.g. a spring-loaded check valve, the pressure relief valve 18 can optionally be provided with an internal or an external control oil drain (y-connection). An external control oil discharge is preferred.
  • the blocking direction of the check valve 17 goes from the second chamber 102 to the first pump 13.
  • the check valve 17 enables the pressure medium to flow through the second chamber 102 without loss, for example when the ram is moved in the direction of relieving the mixed material (in the opposite direction to the load holding) .
  • a pressure relief valve 18 used as a load-holding valve (from now on simply called "load-holding valve") and the check valve 17 used in parallel enable the energy-efficient operation of the ram 50, which is arranged with a suspended load. Since the load-holding valve 18 compensates for the load, the check valve 17 is a connection that is almost free of pressure loss enabled, the weight of the vertical load is compensated by this device. In the case of a horizontal arrangement of the ram 50, these valves would be omitted; the system behavior, however, would be identical. In the vertical arrangement, the valves can optionally also be omitted; In this case, the operation of the first pump 13 is more energy-intensive. Alternatively, this function could be carried out by a control valve for counter-holding (not shown).
  • the check valve 17 can be omitted.
  • the load holding device composed of the pressure relief valve 18 and the check valve 17 can be replaced with a single valve such as a pressure circulation valve.
  • a valve can be used that is disclosed in DE 4342565 A1.
  • a first valve 11 configured as a control valve (from now on simply called “control valve”) is arranged between the first pump 13 and the first chamber 101 of the hydraulic cylinder 100.
  • the regulating valve 11 controls a connection between the first pump 13 (and the second chamber 102), the first chamber 101 and a tank 19.
  • the regulating valve 11 allows the variable throttling of the pressure medium flow to and from the first chamber 101.
  • this is Control valve a 3/2 way control valve, whereby the control valve can alternatively comprise two individual sub-control valves that perform the same function.
  • a hydraulic bypass is arranged parallel to the control valve 11, this bypass comprising a second valve 20 (from now on simply called “bypass valve”) which opens or blocks the mentioned bypass between the first pump 13 and the first chamber 101 of the hydraulic cylinder 10 .
  • the bypass valve 20, which is a 2/2-way valve, allows the cylinder chambers to be short-circuited without pressure loss when floating and when the ram moves in the direction of compressing the material to be mixed.
  • the function of the bypass valve 20 could also take place via a correspondingly large control valve when it is fully opened.
  • the hydraulic device further comprises a storage device 14 for storing pressure medium, which is connected to a line which connects the first pump 13 to the bypass valve 20.
  • This line comprises a valve 16 (from now on simply called storage valve) for separating the storage device 14 from the components which were explained in detail above in the description.
  • a second pump 15 feeds the pressure medium into the storage device 14 during the cycle breaks.
  • a plurality of variable speed, swivel angle variable or constant pumps can be provided for charging the accumulator, which pumps are configured to supply the accumulator device 14 directly with pressure medium.
  • the first pump 13 can be supplemented by a second pump 15 with appropriate wiring, which supplies the memory directly and thus independently of the pump 13.
  • the storage device 14 can comprise a plurality of memories which work at different pressure levels and are switched separately into the process.
  • FIG. 1 a describes an alternative embodiment which can replace the system of FIG. Elements that are analogous to those indicated in FIG. 1 are identified by the same reference symbols and their detailed description is hereby omitted in order to avoid redundancies.
  • a first valve 12 configured as a switching valve (from now on simply called “switching valve”) is arranged between the pump 13 and the first chamber 101 of the hydraulic cylinder 100.
  • the switching valve 12 controls a connection between the first pump 13 (and the second chamber 102), the first chamber 101 and the tank 19.
  • the switching valve 12 allows the pressure loss-free directional guidance of the oil volume flow to and from the first chamber 101.
  • the switching valve is a 3/2 way valve, wherein the switching valve can alternatively comprise two individual sub-switching valves that perform the same function.
  • An optional hydraulic bypass is arranged parallel to the switching valve 12, this bypass comprising a second valve 11a (from now on simply called “control valve”) which opens or blocks the mentioned bypass between the pump 13 and the first chamber 101 of the hydraulic cylinder 10 .
  • the control valve 11a allows the variable throttling of the pressure medium inflow to and from the first chamber 101.
  • the control valve 12 thereby allows the plunger position to be stopped even before the mechanical stop in the direction of the material to be mixed is reached, despite changes that are still present Counter forces on the part of the mix.
  • it allows operation instead of the switching valve 12 for the conventional, energy-consuming throttle control.
  • the regulating valve 11a is a 3/2 way regulating valve, wherein the regulating valve can alternatively comprise two individual sub-regulating valves which perform the same function.
  • a pressing device is shown schematically and in particular a detail of the hydraulic cylinder, as is also known from PTL1.
  • two cylinders 10 are arranged on the side of the mixing chamber.
  • the two piston rods 103 are connected to one another by a crosspiece 51.
  • the crosspiece 51 is connected to a shaft 50 a, which is connected directly to the punch 50.
  • the piston rods 103 and the shaft 50a are actuated parallel to one another in the same direction.
  • the cylinders 10 which are shown in detail on the right-hand side of FIG. 2, are lower piston cylinders, since the piston rod 103 is arranged in an upper position.
  • the cylinders of this invention have the external features of the previous lower piston cylinder.
  • the cylinders 10 also have the advantages of an upper piston cylinder, since the cylinders have the internal features of an upper piston cylinder.
  • the cylinder 10 comprises a first rod 104, which is hollow in the example and is arranged along the axis of the hydraulic cylinder and has an outer diameter which is smaller than the inner diameter of the cylinder housing of the hydraulic cylinder 10. It is not necessary that the first rod 104 be hollow. However, it is important that the cross section is as small as possible in order to minimize the dead volume of the second chamber 102. It is important, however, that the pressure medium is supplied to a region above the first rod 104 so that the second chamber 102 can be supplied with pressure medium.
  • the first rod 104 is fixedly arranged with the cylinder housing.
  • a second rod 103 which is connected to the function of the piston, is arranged along the axis of the hydraulic cylinder 10 and has an outer diameter which is smaller than the inner diameter of the cylinder housing of the hydraulic cylinder 10.
  • the second rod 103 is partially hollow so that it can slide on the outer peripheral surface of the first rod 104 along the axis of the hydraulic cylinder 10 and the second chamber 102 is formed.
  • the second rod 103 has a protruding edge that performs the function of the piston and that extends perpendicular to the axis of the hydraulic cylinder 10 and is configured so that the protruding edge of the second rod 103 on the inner peripheral surface of the housing of the hydraulic cylinder 10 slides so that the first chamber 101 of the hydraulic cylinder 10 is formed above the protruding edge and a third chamber 106 of the hydraulic cylinder is formed below the protruding edge.
  • the second rod 103 and the piston can also be designed as separate components connected to one another.
  • the active area 101a of the first chamber 101 is annular and the active area 102a of the second chamber 102 is circular.
  • the third chamber 106 is a passive chamber that is typically filled with gas. Alternatively, the third chamber 106 can be vacuumed to create a vacuum in the chamber. With this solution it is therefore possible to change the size of the first and the second active area as desired, since the size of the first passive area 106a is not relevant.
  • a pressing device is shown schematically and in particular a detail of the hydraulic cylinder 10. In this device, a single cylinder 10 is arranged coaxially on the mixing chamber. In this case the piston corresponds to the stem of the punch. Such an arrangement is particularly compact, since both the hydraulic cylinder and the mixing chamber are arranged on the same axis.
  • the plunger By applying pressure to the first chamber 101, the plunger is moved in the direction of compressing the material to be mixed. Conversely, when the second chamber 102 is pressurized, the plunger is moved in the direction of relieving the mixed material.
  • a first step when the ram 50 is far away from the material to be mixed, the position of the ram is recorded. This is done either by the check valve 17 and the pressure relief valve 18 or optionally by the first pump 13, which is driven in pressure regulation.
  • the bypass valve 20 is closed and the position of the pistons is controlled by the regulating valve 11, which is responsible for the sequence control.
  • the control valve 11 is open in this state in the direction of the tank 19.
  • the bypass valve 20 is opened and the control valve 11 is switched in the direction of the first pump 13.
  • the first pump 13 is in volume control (Q control) and the storage valve 16 is closed.
  • the cylinder 10 is actuated in a differential circuit.
  • the first pump 13 When floating occurs, i.e. after the ram 50 is in contact with the material to be mixed, the first pump 13 is activated in pressure control (P control) and the storage valve 16 is opened.
  • P control pressure control
  • the storage valve 16 is switched on after the ram 50 hits the load, for example in a force-controlled manner, ie if a previously defined proportion of the desired target force is reached after the impact, the storage valve 16 is switched on.
  • the storage valve 16 can be switched on in a time-controlled manner (defined time, for example after the start of the ram movement).
  • a position-controlled connection connection of the storage valve 16 from a certain position.
  • a combination of all three principles can be used.
  • this conversion allows the storage device 14 to be used to dampen the fluctuations in the forces generated by the compaction of the mix.
  • energy is saved because only volumes are exchanged between the storage tank and the cylinder chambers.
  • the pump only has to compensate for leakage and the further compression stroke.
  • the cylinder 10 can preferably also be controlled in a differential circuit during floating.
  • the differential circuit achieves effective filling of the small cylinder surface, even with dynamic floating movements. With this solution, cavitation is avoided as a matter of principle and a subsequent suction of pressure medium is therefore unnecessary. Furthermore, the differential circuit applies the same pressure to both active sides of the cylinder 10, which in the case of dynamic floating movements leads to a significant stabilization of the cylinder force.
  • the storage device 14 is used so that a passive pressure equalization is switched to the cylinder 10. This results in a passive exchange of volume between the cylinder 10 and the storage device 14 during floating. This leads to high dynamics in the reaction to changes in position and thus to a significant smoothing of the force values.
  • the stamp 50 After floating, the stamp 50 is held in the lower position for a specific time window.
  • the inlet control runs through the regulating valve 11.
  • the bypass valve 20 and the storage valve 16 are both blocked in this state and the first pump 13 is driven in pressure regulation.
  • the differential circuit that is used for moving the pressing element 50 in the direction of compressing the material to be mixed and / or when floating can be combined with the bypass valve 20.
  • the present invention also relates to a control unit that overrides the position, speed, pressure or force of the hydraulic cylinder 10 and pressure of the first and second chambers 101, 102 by means of the valves 11, 12, 16 and pumps 13, 15 or only It regulates parts of it as actuators.
  • Such a control unit is not known from the prior art.
  • this control unit By using one or more pumps, one or more storage elements and a short-circuit valve (as “disturbance variable feed”), this control unit enables the pressing element 50 to be driven without switching shocks.
  • a first step before the start of the actual driving cycle, the storage device 14 is preloaded to the pressure corresponding to the setpoint forces desired during floating. Several storage elements of the storage device 14 allow several separate settings, which in turn allow several force levels within the ongoing process.
  • a second step when the ram 50 is far away from the material to be mixed, the position of the ram is held in the non-horizontal arrangement. This is done by the check valve 17 and the pressure limiting valve 18. In the horizontal arrangement, it is not necessary to fix the position, but it can still be implemented using optional additional valves. In this state, the switching valve 12 is closed and the position of the pistons is thereby stopped. Additional valves for the benefit of functional safety can supplement this function.
  • the switching valve 12 When the ram 50 is to be moved in the direction of compressing the material to be mixed, the switching valve 12 is opened and the optional control valve 11a can move in the direction of the first Pump 13 are switched and thus support the switching valve 12.
  • the first pump 13 In this state, the first pump 13 is in volume control (Q control) and the storage valve 16 is closed. In this state, the cylinder 10 is actuated in a differential circuit.
  • the first pump 13 When floating occurs, i.e. after the ram 50 is in contact with the material to be mixed, the first pump 13 is activated in pressure control (P control) and the storage valve 16 corresponding to the first desired power level is opened.
  • P control pressure control
  • the storage valve 16 is switched on after the ram 50 hits the load, e.g. in a force-controlled manner, i.e. if a previously defined proportion of the desired target force is reached after the impact, the storage valve 16 is switched on.
  • the storage valve 16 can be switched on in a time-controlled manner (defined time, e.g. after the start of the ram movement).
  • a position-controlled connection connection of the storage valve 16 from a certain position
  • a combination of all three principles can be used.
  • this conversion allows the storage device 14 to be used to dampen the fluctuations in the forces generated by the compaction of the mix.
  • energy is saved because only volumes are exchanged between the storage tank and the cylinder chambers.
  • the pump only has to compensate for leakage and the further compression stroke.
  • the cylinder 10 can preferably also be controlled in a differential circuit during floating.
  • the differential circuit achieves effective filling of the small cylinder surface, even with dynamic floating movements. With this solution, cavitation is avoided as a matter of principle and a subsequent suction of pressure medium is therefore unnecessary. Furthermore, the differential circuit applies the same pressure to both active sides of the cylinder 10, which in the case of dynamic floating movements leads to a significant stabilization of the cylinder force.
  • the storage device 14 is used so that a passive pressure equalization is switched to the cylinder 10. This results in a passive exchange of volume between the cylinder 10 and the storage device 14 during floating. This leads to high dynamics in the reaction to changes in position and thus to a significant smoothing of the force values. Because both the switching valve 12 and the optional regulating valve 11a are opened in this state, the communication between the first chamber 101 and the storage device 14 is thus improved.
  • the storage device 14 can comprise a plurality of storage elements. Switching between individual storage elements of different pressure levels takes place by switching off the storage valve 16 of one storage element and switching on the storage valve 16 of another storage element. Switching takes place e.g. force-controlled, i.e. when a previously defined force value is reached, alternatively time-controlled (defined time e.g. after the start of the stamp movement) of the accumulator valve 16 or alternatively position-controlled (switching on the accumulator valve 16 from a certain position). Alternatively, a combination of all three principles can be used.
  • the optional control valve 11a can be used to define a freely adjustable stamp position as the end position of floating.
  • the position of the pistons is controlled by the regulating valve 11a from the position which is set in advance in the sequence control.
  • all storage valves 16 that are still switched on are switched off, as a result of which the position against the mix is held by the control valve 11a.
  • the transition between the accumulator and the control valve can also be force-controlled or time-controlled.
  • the stamp 50 After floating, the stamp 50 remains in the lower position for a specific time window.
  • the switching valve 12 and / or the control valve 11a is opened in the direction of the tank 19 and the first pump 13 is activated in volume control.
  • the storage valves 16 remain closed.
  • the differential circuit that is responsible for the movement of the pressing element 50 is used in the direction of compressing the material to be mixed and / or when floating, can be combined with the switching valve 12.
  • the present invention also relates to a control unit that overrides the position, speed, pressure or force of the hydraulic cylinder 10 and pressure of the first and second chambers 101, 102 by means of the valves 11, 12, 16 and pumps 13, 15 or only It regulates parts of it as actuators.
  • Such a control unit is not known from the prior art.
  • this control unit By using one or more pumps, one or more accumulators and a short-circuit valve (as “disturbance variable feed”), this control unit enables the pressing element 50 to be driven without switching shocks.
  • first valve switching valve

Landscapes

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Abstract

Hydraulische Einrichtung (1000) zur Betätigung eines Presselements (50) in einer Maschine für die Vermischung eines Mischgutes, umfassend: mindestens einen hydraulischen Zylinder (10), um das Presselement (50) entlang einer ersten Achse zu bewegen; eine erste Pumpe (13), um den hydraulischen Zylinder (10) mit einem Druckmittel zu versorgen; ein erstes Ventil (11), das zwischen der ersten Pumpe (13) und einer ersten Kammer (101) des hydraulischen Zylinders (10) angeordnet ist, wobei eine Druckbeaufschlagung der ersten Kammer (101) das Presselement (50) in Richtung einer Komprimierung des Mischgutes bewegt, und wobei im hydraulischen Zylinder (10) die erste Kammer (101) eine aktive Fläche (101a) aufweist, die größer ist als eine aktive Fläche (102a) einer zweiten Kammer (102), wobei eine Druckbeaufschlagung der zweiten Kammer (102) das Presselement (50) in Richtung einer Entlastung des Mischgutes bewegt, wobei das erste Ventil (11) konfiguriert ist, eine Verbindung zwischen der ersten Pumpe (13) und der ersten Kammer (101) des hydraulischen Zylinders (10) zu steuern; wobei die erste Kammer (101) mit der zweiten Kammer (102) des Zylinders verbindbar ist, damit sich bei Bewegung des Presselements (50) zum Mischgut sowie beim Floaten eine Differentialschaltung des hydraulischen Zylinders (10) ergibt.

Description

HYDRAULISCHE EINRICHTUNG ZUR BETÄTIGUNG EINES STEMPELS EINES INNENMISCHERS, UND DARAUF BEZOGENES VERFAHREN
TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet hydraulischer Einrichtungen zur Betätigung eines Presselements in einer Maschine für die Vermischung eines Mischgutes. Darüber hinaus betrifft diese Erfindung ein Verfahren zur Verwendung der Einrichtung.
STAND DER TECHNIK
Plastische Mischgute werden in der Regel durch große Rotoren vermischt. Ein Beispiel dafür ist in Figur 1 von PTL1 (EP 0 272 338 Al) dargestellt. Die Mischerwellen 5 und 6 sind mit Misch oder Knetschaufeln 7 versehen, die zum Vermischen des Mischgutes verwendet werden.
Die in PTL1 beschriebene Anordnung ist mit einer Füllöffnung 16 versehen, die das Mischgut in die Anordnung einlässt. Ein Stempel 20 wird benutzt, um das Mischgut nach unten zu schieben und das Mischgut zu verdichten. Dies ermöglicht, dass während dem durch die Knetschaufeln ausgeführten Mischprozess ein Aufstieg des Mischgutes verhindert wird.
Wie auch in PTL1 beschrieben ist, bildet sich während des Mischprozess eine Gegenkraft, die den Stempel 20 nach oben schiebt und die große Schwankungen über der Zeit aufweist. Dieses Nachschieben und Verdrängen des Stempels während dem Verdichten nennt sich „Floaten“.
Insbesondere wenn der Stempel auf das Mischgut trifft, fährt er mit Kraftbegrenzung weiter nach unten bis zum mechanischen Anschlag. Durch das Vermischen des Mischgutes werden Kräfte auf den Stempel ausgeübt, die ihn auch entgegen seiner eigentlichen Fahrtrichtung zurückbewegen. Wenn aber die Kräfte nachlassen, fährt der Stempel mit einer erhöhten Geschwindigkeit wieder in die ursprüngliche Richtung. Das Floaten verursacht große Lasten an dem Stempel und erfordert dedizierte Funktionen und Lösungen, die den hydraulischen Antrieb des Stempels erlauben. Ein Beispiel dafür ist in Figur 6 von PTL1 dargestellt. Auf eine detaillierte Wiederholung der hydraulischen Anordnung wird deswegen verzichtet.
Der Nachteil dieses Beispiels ist, dass eine solche Anordnung eine zu geringe Regeldynamik aufweist, dass die Zylinderkraft nicht hinreichend genau geregelt werden kann, dass während dem Regelvorgang Kavitation in der Hydraulik entsteht, dass sie einen hohen Energieverbrauch aufweist und dass sie sehr kompliziert ist, da eine hohe Anzahl von Komponenten erforderlich ist.
Es ist deswegen eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine möglichst einfache hydraulische Vorrichtung herzustellen, die gleichzeitig ein zuverlässiges Antreiben während dem Floaten erlaubt. Darüber hinaus ist eine zusätzliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren herzustellen, die die Nachteile der in PTL1 offenbarten Lösung überwinden.
KURZFASSUNG
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Idee, dass die hydraulische Einrichtung so angeordnet ist, dass sie mit Differentialschaltung bei der Bewegung des Presselements in Richtung einer Komprimierung des Mischgutes und/oder beim Floaten angetrieben werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine hydraulische Einrichtung zur Betätigung eines Presselements in einer Maschine für die Vermischung eines Mischgutes, vorzugsweise eines Mischgutes aus Kautschuk bereitgestellt. Die Einrichtung umfasst mindestens einen hydraulischen Zylinder, der konfiguriert ist, das Presselement entlang einer ersten Achse zu bewegen. Die Einrichtung umfasst weiterhin eine erste Pumpe, die konfiguriert ist, den genannten hydraulischen Zylinder mit einem Druckmittel zu versorgen. Die Einrichtung umfasst weiterhin ein erstes z.B. als Regelventil konfiguriertes Ventil, das zwischen der ersten Pumpe und einer ersten Kammer des hydraulischen Zylinders angeordnet ist. Der Zylinder ist mit der ersten Kammer so angeordnet, dass eine Druckbeaufschlagung der ersten Kammer das Presselement in Richtung einer Komprimierung des Mischgutes bewegt (wenn die erste Kammer entlastet wird). Das erste Ventil ist konfiguriert, um eine Verbindung zwischen der ersten Pumpe und der ersten Kammer des hydraulischen Zylinders zu steuern. Parallel zu dem ersten Ventil ist ein hydraulischer Nebenweg angeordnet, wobei der genannte Nebenweg ein zweites Ventil umfasst, das den genannten Nebenweg zwischen der ersten Pumpe und der ersten Kammer des hydraulischen Zylinders öffnet oder sperrt. Weil sowohl das zweite Ventil als auch das Regelventil gleichzeitig geöffnet werden können, bildet sich eine Doppelöffnung zu der ersten Kammer. Diese Doppelöffnung ermöglicht, dass beim Floaten die Verbindung zwischen der ersten Kammer und der ersten Pumpe und/oder einer Speichervorrichtung verbessert werden kann. Diese Lösung ist komplett von der Differentialschaltung bei der Bewegung des Presselements in Richtung einer Komprimierung des Mischgutes und/oder beim Floaten unabhängig.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine hydraulische Einrichtung zur Betätigung eines Presselements in einer Maschine für die Vermischung eines Mischgutes, vorzugsweise eines Mischgutes aus Kautschuk, bereitgestellt. Die Einrichtung umfasst mindestens einen hydraulischen Zylinder, der konfiguriert ist, das Presselement entlang einer ersten Achse zu bewegen. Die Einrichtung umfasst weiterhin eine erste Pumpe, die konfiguriert ist, den genannten hydraulischen Zylinder mit einem Druckmittel zu versorgen, Die Einrichtung umfasst weiterhin ein erstes als Regelventil konfiguriertes Ventil, das zwischen der ersten Pumpe und einer ersten Kammer des hydraulischen Zylinders angeordnet ist. Der Zylinder ist mit der ersten Kammer so angeordnet, dass eine Druckbeaufschlagung der ersten Kammer das Presselement in Richtung einer Komprimierung des Mischgutes bewegt. In dem genannten hydraulischen Zylinder weist die genannte erste Kammer eine aktive Fläche auf, die größer ist, als eine aktive Fläche einer zweiten Kammer, wobei eine Druckbeaufschlagung der zweiten Kammer das Presselement in Richtung einer Entlastung des Mischgutes bewegt (wenn die erste Kammer entlastet wird). Das erste Ventil ist konfiguriert, eine Verbindung zwischen der ersten Pumpe und der ersten Kammer des hydraulischen Zylinders zu steuern. Die erste Kammer ist mit der zweiten Kammer des Zylinders verbindbar, damit sich bei Bewegung des Presselements zum Mischgut sowie beim Floaten eine Differentialschaltung des hydraulischen Zylinders ergibt. Durch die Differentialschaltung wird eine effektive Befüllung der kleinen Zylinderfläche, auch bei dynamischen Floating- Bewegungen, erreicht. Mit dieser Lösung wird die Kavitation prinzipbedingt vermieden und eine Nachsaugung von Druckmittel ist deswegen unnötig. Weiterhin werden durch die Differentialschaltung beide aktiven Seiten des Zylinders mit dem gleichen Druck beaufschlagt, was bei dynamischen Floating- Bewegungen zu einer deutlichen Stabilisierung der Zylinderkraft führt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine hydraulische Einrichtung bereitgestellt, wobei bei dem Entlasten des Mischgutes (beim Hochfahren) die erste Pumpe benutzt wird, um das Mischgut zu entlasten. Insbesondere wird nur in der Bremsphase mit dem ersten Ventil gegengehalten, um eine höhere Positioniergenauigkeit zu erreichen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine hydraulische Einrichtung bereitgestellt, wobei zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer eine Lasthaltevorrichtung angeordnet ist, wobei die Lasthaltevorrichtung ein als Lasthalteventil eingesetztes Druckbegrenzungsventil und ein parallel dazu eingesetztes Rückschlagventil umfasst. Alternativ könnte dies auch durch ein Regelventil zur Gegenhaltung ausgeführt werden. Das als Lasthalteventil eingesetzte Druckbegrenzungsventil und das parallel dazu eingesetzte Rückschlagventil ermöglichen den energieeffizienten Betrieb des mit hängender Last angeordneten Stempels. Da das Lasthalteventil die Last kompensiert, das Rückschlagventil jedoch eine nahezu druckverlustfreie Verbindung ermöglicht, wird durch diese Einrichtung die Gewichtskraft der vertikalen Last kompensiert, eine Hebebewegung aber freigegeben. Bei entsprechender Ausführung des Druckbegrenzungsventils 18 kann das Rückschlagventil entfallen. In diesem Fall kann die Lasthaltvorrichtung durch ein einzelnes Ventil ersetzt werden, wie z.B. durch ein Druckumlaufventil. Alternativ kann ein Ventil benutzt werden, das in DE 43 42 565 Al offenbart ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine hydraulische Einrichtung bereitgestellt, wobei parallel zu dem ersten Ventil ein hydraulischer Nebenweg angeordnet ist, wobei der genannte Nebenweg ein zweites Ventil umfasst, das den genannten Nebenweg zwischen der ersten Pumpe mit zweiter Kammer und der ersten Kammer des hydraulischen Zylinders öffnet oder sperrt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine hydraulische Einrichtung bereitgestellt, wobei das erste Ventil eine Verbindung zwischen der ersten Pumpe mit der zweiten Kammer, der ersten Kammer und einem Tank steuert. Mit „der ersten Pumpe mit der zweiten Kammer“ ist damit gemeint, dass die Strömung von der zweiten Kammer kommend gemeinsam mit der Strömung von der ersten Pumpe kommend im ersten Ventil geregelt werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine hydraulische Einrichtung bereitgestellt, wobei das erste Ventil zwei Subventile umfasst, die jeweils für die Steuerung einer Verbindung zwischen der ersten Pumpe mit der zweiten Kammer und der ersten Kammer und für die Steuerung einer Verbindung zwischen der ersten Kammer und einem externen Tank zuständig sind. Diese Lösung ist besonders vorteilhaft, da diese ermöglicht, die Funktionen einzeln zu steuern. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine hydraulische Einrichtung bereitgestellt, wobei die Einrichtung weiterhin eine Speichervorrichtung zur Speicherung von Druckmittel umfasst, die an der Verbindung angeschlossen ist, die die erste und die zweite Zylinderkammer miteinander verbindet. Diese Lösung ermöglicht eine effektive und effiziente Steuerung der Einrichtung beim Floaten, da durch diese Lösung die Druckschwankungen effektiv gedämpft werden können und der Energieverbrauch in dieser Phase deutlich reduziert wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine hydraulische Einrichtung bereitgestellt, wobei zwischen der genannten Speichervorrichtung und der genannten Verbindung, die die erste und die zweite Zylinderkammer miteinander verbindet, ein drittes Ventil angeordnet ist, das den Weg zu der Speichervorrichtung öffnet oder sperrt. Diese Lösung ermöglicht sowohl den Druck in der Speichervorrichtung zu regeln als auch das Druckmittel in der Speichervorrichtung wie gewünscht zu verwenden. Auch kann der Druck in der Speichervorrichtung für andere Nebenfunktionen oder nur in bestimmten Phasen der Stempelbewegung verwendet werden. Der Grund dafür ist, dass durch dieses dritte Ventil die Speichervorrichtung von dem Rest der hydraulischen Einrichtung isoliert werden kann. Darüber hinaus kann die Regelung der Einrichtung durch eine Pumpe (die zweite Pumpe, die in der Beschreibung erwähnt wird) erfolgen, die mit der Speichervorrichtung direkt verbunden ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine hydraulische Einrichtung bereitgestellt, wobei die Speichervorrichtung mit entsprechender Ventilbeschaltung wahlweise durch die erste Pumpe oder durch eine zweite Pumpe mit Druckmittel versorgt werden kann. Der Vorteil ist, dass das mit Druck beaufschlagte Druckmittel, das in der Einrichtung vorhanden ist, benutzt werden kann, um die Speichervorrichtung mit Druckmittel zu versorgen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine hydraulische Einrichtung bereitgestellt, wobei die aktive Fläche der ersten Kammer ringförmig ist und die aktive Fläche der zweiten Kammer kreisförmig ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine hydraulische Einrichtung bereitgestellt, wobei der hydraulische Zylinder weiterhin eine dritte Kammer umfasst, wobei die dritte Kammer vorzugsweise eine passive Kammer ist, die vorzugsweise mit einem Gas, z.B. Luft, gefüllt oder vakuumiert ist. Diese dritte Kammer ermöglicht das Verhältnis zwischen den aktiven Flächen wie gewünscht zu entwerfen. Z.B. kann durch diese Lösung der hydraulische Zylinder die äußeren Merkmale eines Unterkolbenzylinders aufweisen aber nichts desto trotz die Vorteile eines Oberkolbenzylinders aufweisen. Hierdurch können Vorteile bei der Einbausituation gewahrt bleiben.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Pressvorrichtung zur Betätigung eines Presselements in einer Maschine für die Vermischung eines Mischgutes bereitgestellt, vorzugsweise eines Mischgutes aus Kautschuk, die Folgendes umfasst: ein Presselement, das entlang einer axialen Richtung angetrieben ist, um das Mischgut zu pressen, und eine hydraulische Einrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei der hydraulische Zylinder vorzugsweise koaxial zur axialen Richtung des Presselements angeordnet ist. Durch diese Ausrichtung kann eine hohe Kompaktheit erreicht werden, da sowohl der hydraulische Zylinder als auch die Mischkammer an der gleichen Achse angeordnet sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Steuerung einer hydraulischen Einrichtung bereitgestellt, wobei während dem Floaten die Zylinderkraft des hydraulischen Zylinders mittels Differentialschaltung auf beide Kammern des Zylinders gewährleistet und stabilisiert wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, wobei während dem Floaten die Zylinderkraft des hydraulischen Zylinders bei der offenen Position des Speicherventils durch die Druckbeaufschlagung der Speichereinheit gewährleistet und stabilisiert wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, wobei während dem Bewegen des Presselements in Richtung einer Komprimierung des Mischgutes sowohl das erste als auch das zweite Ventil sich in einer offenen Position befinden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, wobei während dem Floaten des Presselements sowohl das erste als auch das zweite Ventil sich in einer offenen Position befinden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, wobei eine Regeleinheit die Position, Geschwindigkeit, Druck oder Kraft des hydraulischen Zylinders und Druck der ersten und zweiten Kammern mittels einer Kombination der genannten Ventile und Pumpen oder nur Teilen davon als Stellglieder regelt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, wobei eine Zeit-, Positions-, Druck- oder kraftabhängige Ablösung zwischen Positions-, Geschwindigkeits-, Druck- und Kraftregelung ausgeführt ist, wodurch vorzugsweise eine reduzierte Geschwindigkeit zwischen Fahren und Floaten entfällt.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine hydraulische Einrichtung zur Betätigung eines Presselements in einer Maschine für die Vermischung eines Mischgutes, vorzugsweise eines Mischgutes aus Kautschuk, bereitgestellt, wobei die Einrichtung folgendes umfasst: mindestens einen hydraulischen Zylinder, der konfiguriert ist, das Presselement entlang einer ersten Achse zu bewegen; eine erste Pumpe, die konfiguriert ist, den genannten hydraulischen Zylinder mit einem Druckmittel zu versorgen; ein erstes Ventil, das zwischen der ersten Pumpe und einer ersten Kammer des hydraulischen Zylinders angeordnet ist, wobei der Zylinder mit der ersten Kammer so angeordnet ist, dass eine Druckbeaufschlagung der ersten Kammer das Presselement in Richtung einer Komprimierung des Mischgutes bewegt, und wobei in dem genannten hydraulischen Zylinder die genannte erste Kammer eine aktive Fläche aufweist, die größer ist, als eine aktive Fläche einer zweiten Kammer, wobei eine Druckbeaufschlagung der zweiten Kammer das Presselement in Richtung einer Entlastung des Mischgutes bewegt, wobei das erste Ventil konfiguriert ist, eine Verbindung zwischen der ersten Pumpe und der ersten Kammer des hydraulischen Zylinders zu steuern; wobei die erste Kammer mit der zweiten Kammer des Zylinders verbindbar ist, damit bei Bewegung des Presselements zum Mischgut sowie beim Floaten eine Differentialschaltung des hydraulischen Zylinders ermöglicht ist, wobei die Einrichtung weiterhin eine Speichervorrichtung zur Speicherung von Druckmittel umfasst, die mindestens ein Speicherelement umfasst und die an der Verbindung angeschlossen ist, die die erste und die zweite Zylinderkammer miteinander verbindet, damit während dem Floaten die Zylinderkraft des hydraulischen Zylinders mittels Differentialschaltung auf beide Kammern des Zylinders durch die Druckbeaufschlagung der Speichervorrichtung gewährleistet und stabilisiert werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine hydraulische Einrichtung bereitgestellt, wobei zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer eine Lasthaltevorrichtung angeordnet ist, wobei die Lasthaltevorrichtung vorzugsweise ein als Lasthalteventil eingesetztes Druckbegrenzungsventil und ein parallel dazu eingesetztes Rückschlagventil umfasst. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine hydraulische Einrichtung bereitgestellt, wobei das erste Ventil eine Verbindung zwischen der ersten Pumpe mit der zweiten Kammer, der ersten Kammer und einem Tank steuert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine hydraulische Einrichtung bereitgestellt, wobei das erste Ventil zwei Subventile umfasst, die jeweils für die Steuerung einer Verbindung zwischen der ersten Pumpe mit der zweiten Kammer und der ersten Kammer und für die Steuerung einer Verbindung zwischen der ersten Kammer und einem Tank zuständig sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine hydraulische Einrichtung bereitgestellt, wobei das erste Ventil ein proportionales Regelventil oder ein Schaltventil oder eine Kombination derselben ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine hydraulische Einrichtung bereitgestellt, wobei zwischen der genannten Speichervorrichtung und der genannten Verbindung, die die erste und die zweite Zylinderkammer miteinander verbindet, ein drittes Ventil angeordnet ist, das den Weg zu der Speichervorrichtung öffnet oder sperrt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine hydraulische Einrichtung bereitgestellt, wobei die Speichervorrichtung mit entsprechender Ventilbeschaltung wahlweise durch die erste Pumpe oder durch eine zweite Pumpe mit Druckmittel versorgt werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine hydraulische Einrichtung bereitgestellt, wobei die aktive Fläche der ersten Kammer ringförmig ist und die aktive Fläche der zweiten Kammer kreisförmig ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Steuerung einer hydraulischen Einrichtung zur Betätigung eines Presselements in einer Maschine für die Vermischung eines Mischgutes, vorzugsweise eines Mischgutes aus Kautschuk bereitgestellt, die Einrichtung umfassend mindestens einen hydraulischen Zylinder, der konfiguriert ist, das Presselement entlang einer ersten Achse zu bewegen; wobei der Zylinder mit der ersten Kammer so angeordnet ist, dass eine Druckbeaufschlagung der ersten Kammer das Presselement in Richtung einer Komprimierung des Mischgutes bewegt, und wobei in dem genannten hydraulischen Zylinder die genannte erste Kammer eine aktive Fläche aufweist, die größer ist, als eine aktive Fläche einer zweiten Kammer, wobei eine Druckbeaufschlagung der zweiten Kammer das Presselement in Richtung einer Entlastung des Mischgutes bewegt, wobei während dem Floaten die Zylinderkraft des hydraulischen Zylinders mittels Differentialschaltung auf beide Kammern des Zylinders gewährleistet und stabilisiert wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, wobei die Einrichtung weiterhin eine Speichervorrichtung zur Speicherung von Druckmittel umfasst, die mindestens ein Speicherelement umfasst, damit während dem Floaten die Zylinderkraft des hydraulischen Zylinders mittels Differentialschaltung auf beide Kammern des Zylinders durch die Druckbeaufschlagung der Speichervorrichtung gewährleistet und stabilisiert wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Teile und / oder auf ähnliche Teile und / oder auf entsprechende Teile des Systems beziehen. Zu den Figuren:
Figur 1 zeigt eine hydraulische Einrichtung zur Betätigung eines Presselements in einer Maschine für die Vermischung eines Mischgutes, vorzugsweise eines Mischgutes aus Kautschuk, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur la zeigt eine hydraulische Einrichtung zur Betätigung eines Presselements in einer Maschine für die Vermischung eines Mischgutes, vorzugsweise eines Mischgutes aus Kautschuk, gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 2 zeigt ein Detail eines hydraulischen Zylinders einer Einrichtung zur Betätigung eines Presselements in einer Maschine für die Vermischung eines Mischgute, gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 3 zeigt ein Detail eines hydraulischen Zylinders einer Einrichtung zur Betätigung eines Presselements in einer Maschine für die Vermischung eines Mischgute, gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben, wie sie in den beigefügten Figuren gezeigt sind. Nichtsdestotrotz ist die vorliegende Erfindung nicht auf die besonderen Ausführungsformen beschränkt, die in der folgenden detaillierten Beschreibung beschrieben und in den Figuren gezeigt sind, sondern die beschriebenen Ausführungsformen veranschaulichen lediglich einige Aspekte der vorliegenden Erfindung, deren Schutzbereich durch die Ansprüche definiert ist.
Weitere Änderungen und Variationen der vorliegenden Erfindung sind für den Fachmann klar. Die vorliegende Beschreibung umfasst somit alle Änderungen und / oder Variationen der vorliegenden Erfindung, deren Schutzbereich durch die Ansprüche definiert ist.
Figur 1 zeigt eine hydraulische Einrichtung 1000 zur Betätigung eines Presselements (ab jetzt einfach „Stempel“ genannt) in einer Maschine für die Vermischung eines Mischgutes.
Die hydraulische Einrichtung 1000 umfasst zwei hydraulische Zylinder 10. Die Zahl der Zylinder ist nicht auf zwei beschränkt. In einer alternativen Einführungsform, die in Figur la und in Figur 3 dargestellt ist und im Laufe der Beschreibung genauer beschrieben wird, ist die Einrichtung mit einem einzelnen Zylinder versehen. Alternativ kann die Einrichtung 1000 mit mehreren Zylindern versehen sein.
Der hydraulische Zylinder 10 umfasst eine erste Kammer 101 und eine zweite Kammer 102. Wie im Laufe der Beschreibung genauer beschrieben wird, ist die erste Kammer 101 so angeordnet, dass eine Druckbeaufschlagung der ersten Kammer 101 einen Stempel 50 in Richtung einer Komprimierung des Mischgutes bewegt.
Es ist besonders vorteilhaft, dass die aktive Fläche 101a der ersten Kammer 101 größer als die aktive Fläche 102a der zweiten Kammer 102 ist. Der Grund dafür ist, dass weniger Druckmittel gebraucht wird, um den Kolben beim Floaten anzutreiben, was wiederum eine deutliche Verkleinerung des benötigten Zylinders ermöglicht. In Figur 1 ist ein Oberkolbenzylinder dargestellt. Die Kolbenstange 103 ist mit einem Stempel (nicht gezeigt) verbunden, damit die axiale Bewegung der Kolbenstange 103 an den Stempel übertragen wird.
Eine erste Pumpe 13 ist konfiguriert um die erste Kammer 101 und die zweite Kammer 102 mit Druckmittel (z.B. Öl) zu versorgen. Die erste Pumpe 13 kann alternativ durch eine Mehrzahl von drehzahlvariablen, schwenkwinkelvariablen oder konstanten Pumpen ersetzt werden. Zwischen der ersten Pumpe 13 und der zweiten Kammer 102 ist ein hydraulischer Weg angeordnet, der ein Rückschlagventil 17, z.B. ein federbelastetes Rückschlagventil umfasst, das Druckbegrenzungsventil 18 kann wahlweise mit einer internen oder einer externen Steuerölabführung (y-Anschluss) versehen werden. Vorzugsweise ist eine externe Steuerölabführung. Die Sperrrichtung des Rückschlagventils 17 geht von der zweiten Kammer 102 zu der ersten Pumpe 13. Das Rückschlagventil 17 ermöglicht die verlustfreie Durchströmung des Druckmittels in die zweite Kammer 102, wenn z.B. der Stempel in Richtung einer Entlastung des Mischgutes bewegt wird (in Gegenrichtung zur Lasthaltung).
Ein als Lasthalteventil eingesetztes Druckbegrenzungsventil 18 (ab jetzt einfach „Lasthalteventil“ genannt) und das parallel dazu eingesetztes Rückschlagventil 17 ermöglichen den energieeffizienten Betrieb des mit hängender Last angeordneten Stempels 50. Da das Lasthalteventil 18 die Last kompensiert, das Rückschlagventil 17 jedoch eine nahezu druckverlustfreie Verbindung ermöglicht, wird durch diese Einrichtung die Gewichtskraft der vertikalen Last kompensiert. Im Falle einer horizontalen Anordnung des Stempels 50 würden diese Ventile entfallen; das Systemverhalten hingegen wäre identisch. In der vertikalen Anordnung können die Ventile optional ebenfalls entfallen; hierbei erfolgt ein energieaufwändigerer Betrieb der ersten Pumpe 13. Alternativ könnte diese Funktion durch ein Regelventil zur Gegenhaltung (nicht gezeigt) ausgeführt werden.
Bei entsprechender Ausführung des Druckbegrenzungsventils 18 kann das Rückschlagventil 17 entfallen. In diesem Fall kann die Lasthaltevorrichtung, die aus dem Drückbegrenzungsventil 18 und dem Rückschlagventil 17 besteht, durch ein einzelnes Ventil ersetzt werden, wie z.B. durch ein Druckumlaufventil. Alternativ kann ein Ventil benutzt werden, das in DE 4342565 Al offenbart ist.
Es ist in der Tat ein Vorteil dieser Erfindung, dass die Achsrichtung des hydraulischen Zylinders 10 in jedem Winkel zur horizontalen angeordnet werden kann.
Ein erstes als Regelventil konfiguriertes Ventil 11 (ab jetzt einfach „Regelventil“ genannt) ist zwischen der ersten Pumpe 13 und der ersten Kammer 101 des hydraulischen Zylinders 100 angeordnet. Das Regelventil 11 steuert eine Verbindung zwischen der ersten Pumpe 13 (sowie der zweiten Kammer 102), der ersten Kammer 101 und einem Tank 19. Wie aus dem Verlauf der Beschreibung klarer wird, erlaubt das Regelventil 11 das variable Drosseln des Druckmittelzuflusses zur und von der ersten Kammer 101. In dem dargestellten Beispiel ist das Regelventil ein 3/2 Wege Regelventil, wobei alternativ das Regelventil zwei einzelne Subregelventile umfassen kann, die die gleiche Funktion ausüben.
Parallel zu dem Regelventil 11 ist ein hydraulischer Nebenweg angeordnet, wobei dieser Nebenweg ein zweites Ventil 20 (ab jetzt einfach „Bypassventil“ genannt) umfasst, das den genannten Nebenweg zwischen der ersten Pumpe 13 und der ersten Kammer 101 des hydraulischen Zylinders 10 öffnet oder sperrt. Das Bypassventil 20, das ein 2/2 Wege Ventil ist, erlaubt das druckverlustfreie Kurzschließen der Zylinderkammern beim Floaten und bei einer Bewegung des Stempels in Richtung einer Komprimierung des Mischgutes. Alternativ könnte die Funktion des Bypassventils 20 auch über ein entsprechend groß dimensioniertes Regelventil bei vollständiger Öffnung erfolgen.
Die hydraulische Einrichtung umfasst weiterhin eine Speichervorrichtung 14 zur Speicherung von Druckmittel, die an einer Leitung angeschlossen ist, die die erste Pumpe 13 mit dem Bypassventil 20 in Verbindung setzt. Diese Leitung umfasst ein Ventil 16 (ab jetzt einfach Speicherventil genannt) zum Trennen der Speichervorrichtung 14 von den Komponenten, die oben in der Beschreibung im Detail erläutert wurden.
Eine zweite Pumpe 15 führt das Druckmittel in den Zykluspausen in die Speichervorrichtung 14 zu. Alternativ kann eine Mehrzahl von drehzahlvariablen, schwenkwinkelvariablen oder konstanten Pumpen zum Laden des Speichers vorgesehen sein, die konfiguriert sind, die Speichervorrichtung 14 direkt mit Druckmittel zu versorgen. Ferner kann die erste Pumpe 13 um eine zweite Pumpe 15 bei entsprechender Beschaltung ergänzt werden, die direkt und damit unabhängig von der Pumpe 13 den Speicher versorgt. Weiterhin kann die Speichervorrichtung 14 eine Mehrzahl von Speichern umfassen, die auf unterschiedlichen Druckniveaus arbeiten und separat in den Prozess zugeschaltet werden.
Figur la beschreibt eine alternative Ausführungsform, die das System von Figur 1 ersetzen kann. Elemente, die den in Figur 1 angegebenen analog sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und ihre detaillierte Beschreibung wird hiermit weggelassen, um Redundanzen zu vermeiden.
Ein erstes als Schaltventil konfiguriertes Ventil 12 (ab jetzt einfach „Schaltventil“ genannt) ist zwischen der Pumpe 13 und der ersten Kammer 101 des hydraulischen Zylinders 100 angeordnet. Das Schaltventil 12 steuert eine Verbindung zwischen der ersten Pumpe 13 (sowie der zweiten Kammer 102), der ersten Kammer 101 und dem Tank 19. Wie aus dem Verlauf der Beschreibung klarer wird, erlaubt das Schaltventil 12 die druckverlustfreie Richtungsführung des Ölvolumenstroms zur und von der ersten Kammer 101. In dem dargestellten Beispiel ist das Schaltventil ein 3/2 Wegeventil, wobei alternativ das Schaltventil zwei einzelne Subschaltventile umfassen kann, die die gleiche Funktion ausüben.
Parallel zu dem Schaltventil 12 ist ein optionaler hydraulischer Nebenweg angeordnet, wobei dieser Nebenweg ein zweites Ventil 11a (ab jetzt einfach „Regelventil“ genannt) umfasst, das den genannten Nebenweg zwischen der Pumpe 13 und der ersten Kammer 101 des hydraulischen Zylinders 10 öffnet oder sperrt. Wie aus dem Verlauf der Beschreibung klarer wird, erlaubt das Regelventil 11a das variable Drosseln des Druckmittelzuflusses zur und von der ersten Kammer 101. Das Regelventil 12 erlaubt dadurch das Stoppen der Stempelposition auch vor Erreichen des mechanischen Anschlags in Richtung des Mischguts trotz noch immer vorhandener wechselnder Gegenkräfte seitens des Mischguts. Weiterhin, bei entsprechender Dimensionierung des Regelventils 11a, erlaubt es den Betrieb anstelle des Schaltventils 12 für die konventionelle energieaufwendigere Drosselansteuerung. Weiterhin können über das Regelventil weitere Funktionen wie ein zusätzliches Abbremsen der Stempelbewegung oder aktive Beeinflussung der ansonsten passiven Druckhaltung des Stempels auf dem Mischgut realisiert werden. In dem dargestellten Beispiel ist das Regelventil 11a ein 3/2 Wege Regelventil, wobei alternativ das Regelventil zwei einzelne Subregelventile umfassen kann, die die gleiche Funktion ausüben.
In Figur 2 ist eine Pressvorrichtung schematisch dargestellt und insbesondere ein Detail des hydraulischen Zylinders, wie auch aus PTL1 bekannt ist. In dieser Vorrichtung sind zwei Zylinder 10 seitlich an der Mischkammer angeordnet. Die zwei Kolbenstangen 103 sind durch ein Querstück 51 miteinander verbunden. Darüber hinaus ist das Querstück 51 mit einem Schaft 50a verbunden, der direkt mit dem Stempel 50 verbunden ist. Bei dieser Variante werden die Kolbenstangen 103 und der Schaft 50a in der gleichen Richtung parallel nebeneinander betätigt.
Die Zylinder 10, die an der rechten Seite der Figur 2 im Detail dargestellt sind, sind Unterkolbenzylinder, da die Kolbenstange 103 auf einer oberen Position angeordnet ist.
Die Zylinder dieser Erfindung weisen die äußeren Merkmale des bisherigen Unterkolbenzylinders auf. Allerdings, wie weiterhin aus der Beschreibung hervorgeht, haben die Zylinder 10 auch die Vorteile eines Oberkolbenzylinders, da die Zylinder die inneren Merkmale eines Oberkolbenzylinders aufweisen. Der Zylinder 10 umfasst eine erste Stange 104, die in dem Beispiel hohl ist und entlang der Achse des hydraulischen Zylinders angeordnet ist und einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner als der Innendurchmesser des Zylindergehäuses des hydraulischen Zylinders 10 ist. Es ist nicht erforderlich, dass die erste Stange 104 hohl ist. Es ist aber wichtig, dass der Querschnitt möglichst klein ist, um das Totvolumen der zweiten Kammer 102 zu minimieren. Wichtig ist es aber, dass das Druckmittel in eine Region oberhalb der ersten Stange 104 zugeführt wird, damit die zweite Kammer 102 mit Druckmittel versorgt werden kann. Die erste Stange 104 ist fest mit dem Zylindergehäuse angeordnet.
Eine zweite Stange 103, die mit der Funktion des Kolbens verbunden ist, ist entlang der Achse des hydraulischen Zylinders 10 angeordnet und weist einen Außendurchmesser auf, der kleiner als der Innendurchmesser des Zylindergehäuses des hydraulischen Zylinders 10 ist. Die zweite Stange 103 ist zu einem Teil hohl, damit sie auf der Außenumfangsfläche der ersten Stange 104 entlang der Achse des hydraulischen Zylinders 10 gleiten kann und damit sich die zweite Kammer 102 bildet.
Die zweite Stange 103 weist einen vorstehenden Rand auf, der die Funktion des Kolbens ausübt und der sich senkrecht zu der Achse des hydraulischen Zylinders 10 erstreckt und so konfiguriert ist, dass der vorstehende Rand der zweiten Stange 103 auf der Innenumfangsfläche des Gehäuses des hydraulischen Zylinders 10 gleitet, damit sich die erste Kammer 101 des hydraulischen Zylinders 10 oberhalb des vorstehenden Randes und eine dritte Kammer 106 des hydraulischen Zylinders unterhalb des vorstehenden Randes bildet. Die zweite Stange 103 und der Kolben können hierbei auch als separate miteinander verbundene Bauteile ausgeführt sein.
In dieser Einführungsform ist die aktive Fläche 101a der ersten Kammer 101 ringförmig und die aktive Fläche 102a der zweiten Kammer 102 kreisförmig. Mit dieser Lösung ist es einfacher, die aktive Fläche 102a der zweiten Kammer 102 kleiner als die aktive Fläche 101a der ersten Kammer 101 zu gestalten, damit bei einer Differentialschaltung der Stempel in Richtung einer Komprimierung des Mischgutes bewegt wird.
Die dritte Kammer 106 ist eine passive Kammer, die in der Regel mit Gas gefüllt ist. Alternativ kann die dritte Kammer 106 vakuumiert werden, damit sich ein Vakuum in der Kammer bildet. Deswegen ist es mit dieser Lösung möglich, die Größe der ersten und der zweiten aktiven Fläche wie gewünscht zu ändern, da die Größe der ersten passiven Fläche 106a nicht relevant ist. In Figur 3 ist eine Pressvorrichtung schematisch dargestellt und insbesondere ein Detail des hydraulischen Zylinders 10. In dieser Vorrichtung ist ein einziger Zylinder 10 koaxial an der Mischkammer angeordnet. In diesem Fall entspricht der Kolben dem Schaft des Stempels. Eine solche Anordnung ist besonders kompakt, da sowohl der hydraulische Zylinder als auch die Mischkammer an der gleichen Achse angeordnet sind.
In dem Verlauf der Beschreibung wird das Verfahren beschrieben, das zur Steuerung der hydraulischen Einrichtung 100 angewendet wird. Das Verfahren wird mittels Figur 1 beschrieben.
Durch eine Druckbeaufschlagung der ersten Kammer 101 wird der Stempel in Richtung einer Komprimierung des Mischgutes bewegt. Umgekehrt, wird durch eine Druckbeaufschlagung der zweiten Kammer 102 der Stempel in Richtung einer Entlastung des Mischgutes bewegt.
In einem ersten Schritt, wenn der Stempel 50 sich weit weg von dem Mischgut befindet, ist die Position des Stempels festgehalten. Dies geschieht entweder durch das Rückschlagventil 17 und das Druckbegrenzungsventil 18 oder wahlweise durch die erste Pumpe 13, die in Druckregelung angetrieben ist. In diesem Zustand ist das Bypassventil 20 geschlossen und die Position der Kolben wird durch das Regelventil 11 gesteuert, das für die Ablaufsteuerung zuständig ist. Insbesondere ist das Regelventil 11 in diesem Zustand in Richtung des Tanks 19 geöffnet.
Wenn der Stempel 50 in Richtung einer Komprimierung des Mischgutes bewegt werden soll, wird das Bypassventil 20 geöffnet und das Regelventil 11 wird in die Richtung der ersten Pumpe 13 umgeschaltet. Die erste Pumpe 13 ist in diesem Zustand in Volumenregelung (Q-Regelung) und das Speicherventil 16 ist zu. Der Zylinder 10 ist in diesem Zustand in Differentialschaltung angesteuert.
Wenn das Floaten auftritt, d.h. nachdem der Stempel 50 im Kontakt mit dem Mischgut ist, wird die erste Pumpe 13 in Druckregelung (P-Regelung) angesteuert und das Speicherventil 16 wird geöffnet.
Das Anschalten des Speicherventils 16 erfolgt nach dem Auftreffen des Stempels 50 auf die Last z.B. kraftgesteuert, d.h. wenn nach dem Auftreffen ein zuvor definierter Anteil der gewünschten Sollkraft erreicht wird, wird das Speicherventil 16 zugeschaltet. Alternativ kann eine zeitgesteuerte Anschaltung (festgelegte Zeit z.B. nach dem Start der Stempel-Bewegung) des Speicherventils 16 erfolgen. Alternativ kann eine positionsgesteuerte Anschaltung (Zuschalten des Speicherventils 16 ab einer bestimmten Position) erfolgen. Alternativ kann eine Kombination aller drei Prinzipien erfolgen.
Wie in den folgenden Absätzen erläutert wird, kann durch diese Umstellung die Speichervorrichtung 14 benutzt werden, um die Schwankungen der durch das Verdichten des Mischgutes entstandenen Kräfte zu dämpfen. Zudem wird Energie gespart, das nur Volumina zwischen Speicher und den Zylinderräumen ausgetauscht wird. Die Pumpe muss nur Leckage und den weiteren Verdichtungshub ausgleichen.
Der Zylinder 10 kann bei dem Floaten vorzugsweise auch in Differentialschaltung angesteuert werden. Durch die Differentialschaltung wird eine effektive Befüllung der kleinen Zylinderfläche, auch bei dynamischen Floating-Bewegungen, erreicht. Mit dieser Lösung wird die Kavitation prinzipbedingt vermieden und eine Nachsaugung von Druckmittel ist deswegen unnötig. Weiterhin werden durch die Differentialschaltung beide aktiven Seiten des Zylinders 10 mit dem gleichen Druck beaufschlagt, was bei dynamischen Floating-Bewegungen zu einer deutlichen Stabilisierung der Zylinderkraft führt.
Während des Floatens wird die Speichervorrichtung 14 benutzt, damit ein passiver Druckausgleich auf den Zylinder 10 geschaltet wird. Dadurch erfolgt beim Floaten ein passiver Volumenaustausch zwischen dem Zylinder 10 und der Speichervorrichtung 14. Dieser führt zu einer hohen Dynamik in der Reaktion auf Positionsänderungen und damit zu einer deutlichen Glättung der Kraftwerte.
Weil sowohl das Bypassventil 20 als auch das Regelventil 11 in diesem Zustand geöffnet ist, wird die Verbindung zwischen der ersten Kammer 101 und der Speichervorrichtung 14 damit verbessert.
Nach dem Floaten wird der Stempel 50 für ein bestimmtes Zeitfenster in der unteren Position gehalten. Die Einlaufsteuerung läuft durch das Regelventil 11. Das Bypassventil 20 und das Speicherventil 16 werden beide in diesem Zustand gesperrt und die erste Pumpe 13 wird in Druckregelung angetrieben.
Wenn der Stempel 50 wieder nach oben, d.h. in Richtung einer Entlastung des Mischgutes, bewegt werden soll, wird das Regelventil 11 in Richtung des Tanks 19 geöffnet und die erste Pumpe 13 wird in Volumenregelung angesteuert. In diesem Zustand bleibt sowohl das Bypassventil 20 als auch das Speicherventil 16 geschlossen. Dadurch wird nur der hydraulisch erforderliche Lastdruck ohne Drosselverluste aufgebracht und damit wird Energie gespart. Dies gilt auch an den anderen Stellen mit Volumenregelung.
In dieser Beschreibung wurden verschiedene Aspekte der Erfindung beschrieben, die miteinander kombiniert werden können. Z.B. kann die Differentialschaltung, die für die Bewegung des Presselements 50 in Richtung einer Komprimierung des Mischgutes und/oder beim Floaten benutzt ist, zusammen mit dem Bypassventil 20 kombiniert werden.
Diese Kombination ist durch eine Regeleinheit der vorliegenden Erfindung ermöglicht. In der Tat betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Regeleinheit, die die Position, Geschwindigkeit, Druck oder Kraft des hydraulischen Zylinders 10 und Druck der ersten und zweiten Kammern 101, 102 mittels der Ventile 11, 12, 16 und Pumpen 13, 15 ablöst oder nur Teilen davon als Stellglieder regelt.
Eine solche Regeleinheit ist nicht aus dem Stand der Technik bekannt. Diese Regeleinheit ermöglicht durch die Verwendung von einer oder mehreren Pumpen, einem oder mehreren Speicherelementen und ein Kurzschlussventil (als „Störgrößenaufschaltung“) das Presselement 50 ohne Schaltschläge anzutreiben.
In dem Verlauf der Beschreibung wird das Verfahren beschrieben, das zur Steuerung der hydraulischen Einrichtung 100 der alternativen Ausführungsform von Figur la, beschrieben.
In einem ersten Schritt, vor Beginn des eigentlichen Fahrzyklus, wird die Speichervorrichtung 14 auf den während dem Floaten gewünschten Sollkräfte entsprechenden Druck vorgespannt. Mehrere Speicherelemente der Speichervorrichtung 14 ermöglichen hier mehrere separate Einstellungen, die im laufenden Prozess innerhalb wiederum mehrere Kraftstufen ermöglichen in einem zweiten Schritt, wenn der Stempel 50 sich weit weg von dem Mischgut befindet, ist die Position des Stempels in der nicht horizontalen Anordnung festgehalten. Dies geschieht das Rückschlagventil 17 und das Druckbegrenzungsventil 18. In der horizontalen Anordnung ist ein Festhalten der Position nicht erforderlich, kann aber über optionale Zusatzventile dennoch realisiert werden. In diesem Zustand ist das Schaltventil 12 geschlossen und die Position der Kolben dadurch stillgesetzt. Weitere Ventile zugunsten der funktionalen Sicherheit können diese Funktion ergänzen.
Wenn der Stempel 50 in Richtung einer Komprimierung des Mischgutes bewegt werden soll, wird das Schaltventil 12 geöffnet und das optionale Regelventil 11a kann in die Richtung der ersten Pumpe 13 umgeschaltet werden und damit das Schaltventil 12 unterstützen. Die erste Pumpe 13 ist in diesem Zustand in Volumenregelung (Q-Regelung) und das Speicherventil 16 ist zu. Der Zylinder 10 ist in diesem Zustand in Differentialschaltung angesteuert.
Wenn das Floaten auftritt, d.h. nachdem der Stempel 50 im Kontakt mit dem Mischgut ist, wird die erste Pumpe 13 in Druckregelung (P-Regelung) angesteuert und das der ersten gewünschten Kraftstufe entsprechende Speicherventil 16 wird geöffnet.
Das Anschalten des Speicherventils 16 erfolgt nach dem Auftreffen des Stempels 50 auf die Last z.B. kraftgesteuert, d.h. wenn nach dem Auftreffen ein zuvor definierter Anteil der gewünschten Sollkraft erreicht wird, wird das Speicherventil 16 zugeschaltet. Alternativ kann eine zeitgesteuerte Anschaltung (festgelegte Zeit z.B. nach dem Start der Stempel-Bewegung) des Speicherventils 16 erfolgen. Alternativ kann eine positionsgesteuerte Anschaltung (Zuschalten des Speicherventils 16 ab einer bestimmten Position) erfolgen. Alternativ kann eine Kombination aller drei Prinzipien erfolgen.
Wie in den folgenden Absätzen erläutert wird, kann durch diese Umstellung die Speichervorrichtung 14 benutzt werden, um die Schwankungen der durch das Verdichten des Mischgutes entstandenen Kräfte zu dämpfen. Zudem wird Energie gespart, das nur Volumina zwischen Speicher und den Zylinderräumen ausgetauscht wird. Die Pumpe muss nur Leckage und den weiteren Verdichtungshub ausgleichen.
Der Zylinder 10 kann bei dem Floaten vorzugsweise auch in Differentialschaltung angesteuert werden. Durch die Differentialschaltung wird eine effektive Befüllung der kleinen Zylinderfläche, auch bei dynamischen Floating-Bewegungen, erreicht. Mit dieser Lösung wird die Kavitation prinzipbedingt vermieden und eine Nachsaugung von Druckmittel ist deswegen unnötig. Weiterhin werden durch die Differentialschaltung beide aktiven Seiten des Zylinders 10 mit dem gleichen Druck beaufschlagt, was bei dynamischen Floating-Bewegungen zu einer deutlichen Stabilisierung der Zylinderkraft führt.
Während des Floatens wird die Speichervorrichtung 14 benutzt, damit ein passiver Druckausgleich auf den Zylinder 10 geschaltet wird. Dadurch erfolgt beim Floaten ein passiver Volumenaustausch zwischen dem Zylinder 10 und der Speichervorrichtung 14. Dieser führt zu einer hohen Dynamik in der Reaktion auf Positionsänderungen und damit zu einer deutlichen Glättung der Kraftwerte. Weil sowohl das Schaltventil 12 als auch das optionale Regelventil 11a in diesem Zustand geöffnet sind, wird die Verbindung zwischen der ersten Kammer 101 und der Speichervorrichtung 14 damit verbessert.
Wie in dem Verlauf der Beschreibung erläutert wurde, kann die Speichervorrichtung 14 mehrere Speicherelemente umfassen. Das Umschalten zwischen einzelnen Speicherelemente unterschiedlichen Druckniveaus erfolgt durch Ausschalten des Speicherventils 16 eines Speicherelements und Anschalten des Speicherventils 16 eines anderen Speicherelements. Das umschalten erfolgt z.B. kraftgesteuert, d.h. wenn ein zuvor definierter Kraftwert erreicht wird, alternativ zeitgesteuert (festgelegte Zeit z.B. nach dem Start der Stempel-Bewegung) des Speicherventils 16 erfolgen oder alternativ positionsgesteuert (Zuschalten des Speicherventils 16 ab einer bestimmten Position). Alternativ kann eine Kombination aller drei Prinzipien erfolgen.
Besonderer Augenmerk gilt hier dem Erreichen der Endposition. Anordnungen nur mit Schaltventil 12 werden hierbei für klassische Anwendungen verwendet, bei denen am Ende des Floatings das letzte aktive Speicherelement angeschaltet bleibt und der Stempel mit dem dort voreingestellten Druck somit auf den mechanischen Endanschlag drückt. Alternativ kann durch das optionale Regelventil 11a eine frei einstellbare Stempelposition als Endposition des Floatens festgelegt werden. Hierbei wird die Position der Kolben durch das Regelventil 11a ab der Position gesteuert, die Vorab in der Ablaufsteuerung festgelegt wird. Gleichzeitig werden alle noch angeschalteten Speicherventile 16 abgeschaltet, wodurch durch das Regelventil 11a die Position gegen das Mischgut gehalten wird. Alternativ kann der Übergang zwischen Speicher und Regelventil auch kraft- oder zeitgesteuert erfolgen.
Nach dem Floaten verweilt der Stempel 50 für ein bestimmtes Zeitfenster in der unteren Position. Wenn der Stempel 50 wieder nach oben, d.h. in Richtung einer Entlastung des Mischgutes, bewegt werden soll, wird das Schaltventil 12 und/oder das Regelventil 11a in Richtung des Tanks 19 geöffnet und die erste Pumpe 13 wird in Volumenregelung angesteuert. In diesem Zustand bleiben die Speicherventile 16 geschlossen. Dadurch wird nur der hydraulisch erforderliche Lastdruck ohne Drosselverluste aufgebracht und damit wird Energie gespart. Dies gilt auch an den anderen Stellen mit Volumenregelung.
In dieser Beschreibung wurden verschiedene Aspekte der Erfindung beschrieben, die miteinander kombiniert werden können. Z.B. kann die Differentialschaltung, die für die Bewegung des Presselements 50 in Richtung einer Komprimierung des Mischgutes und/oder beim Floaten benutzt ist, zusammen mit dem Schaltventil 12 kombiniert werden.
Diese Kombination ist durch eine Regeleinheit der vorliegenden Erfindung ermöglicht. In der Tat betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Regeleinheit, die die Position, Geschwindigkeit, Druck oder Kraft des hydraulischen Zylinders 10 und Druck der ersten und zweiten Kammern 101, 102 mittels der Ventile 11, 12, 16 und Pumpen 13, 15 ablöst oder nur Teile davon als Stellglieder regelt.
Eine solche Regeleinheit ist nicht aus dem Stand der Technik bekannt. Diese Regeleinheit ermöglicht durch die Verwendung von einer oder mehreren Pumpen, einem oder mehreren Speichern und ein Kurzschlussventil (als „Störgrößenaufschaltung“) das Presselement 50 ohne Schaltschläge anzutreiben.
Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es für den Fachmann klar, dass es möglich ist, verschiedene Modifikationen, Variationen und Verbesserungen der vorliegenden Erfindung im Lichte der oben beschriebenen Lehre und innerhalb des Bereichs der beigefügten Ansprüche zu realisieren, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.
Darüber hinaus wurden die Bereiche, auf denen Fachleute kundig sein dürften, hier nicht beschrieben, um die beschriebene Erfindung nicht unnötig zu verschleiern.
Dementsprechend soll die Erfindung nicht durch die spezifischen veranschaulichenden Ausführungsformen beschränkt sein, sondern durch den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche.
Bezugszeichen:
10: hydraulischer Zylinder;
11: erstes Ventil (Regelventil);
11a: Regelventil;
12: erstes Ventil (Schaltventil);
13: erste Pumpe;
14: Speichervorrichtung;
15: zweite Pumpe;
16: drittes Ventil (Speicherventil);
17: Rückschlagventil
18: Druckbegrenzungsventil (Lasthalteventil);
19: Tank;
20: Bypassventil;
50: Presselement;
50a: Schaft;
51: Querstück;
101: erste Kammer;
101a: aktive Fläche der ersten Kammer 101; 102: zweite Kammer;
102a: aktive Fläche der zweiten Kammer 102;
103: Kolbenstange;
104: erste Stange;
106: dritte Kammer;
106a: passive Fläche der dritten Kammer 106; 1000: hydraulische Einrichtung;

Claims

Patentansprüche
1. Hydraulische Einrichtung (1000) zur Betätigung eines Presselements (50) in einer Maschine für die Vermischung eines Mischgutes, vorzugsweise eines Mischgutes aus Kautschuk, wobei die Einrichtung (1000) folgendes umfasst: mindestens einen hydraulischen Zylinder (10), der konfiguriert ist, das Presselement (50) entlang einer ersten Achse zu bewegen; eine erste Pumpe (13), die konfiguriert ist, den genannten hydraulischen Zylinder (10) mit einem Druckmittel zu versorgen; ein erstes Ventil (11, 12), das zwischen der ersten Pumpe (13) und einer ersten Kammer (101) des hydraulischen Zylinders (10) angeordnet ist, wobei der Zylinder (10) mit der ersten Kammer (101) so angeordnet ist, dass eine Druckbeaufschlagung der ersten Kammer (101) das Presselement (50) in Richtung einer Komprimierung des Mischgutes bewegt, und wobei in dem genannten hydraulischen Zylinder (10) die genannte erste Kammer (101) eine aktive Fläche (101a) aufweist, die größer ist, als eine aktive Fläche (102a) einer zweiten Kammer (102), wobei eine Druckbeaufschlagung der zweiten Kammer (102) das Presselement (50) in Richtung einer Entlastung des Mischgutes bewegt, wobei das erste Ventil (11, 12) konfiguriert ist, eine Verbindung zwischen der ersten Pumpe (13) und der ersten Kammer (101) des hydraulischen Zylinders (10) zu steuern; wobei die erste Kammer (101) mit der zweiten Kammer (102) des Zylinders verbindbar ist, damit bei Bewegung des Presselements (50) zum Mischgut sowie beim Floaten eine Differentialschaltung des hydraulischen Zylinders (10) ermöglicht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (1000) weiterhin eine Speichervorrichtung (14) zur Speicherung von Druckmittel umfasst, die mindestens ein Speicherelement umfasst und die an der Verbindung angeschlossen ist, die die erste und die zweite Zylinderkammer (101, 102) miteinander verbindet, damit während dem Floaten die Zylinderkraft des hydraulischen Zylinders (10) mittels Differentialschaltung auf beide Kammern des Zylinders (101, 102) durch die Druckbeaufschlagung der Speichervorrichtung (14) gewährleistet und stabilisiert werden kann.
2. Hydraulische Einrichtung (1000) nach Anspruch 1, wobei zwischen der ersten Kammer
(101) und der zweiten Kammer (102) eine Lasthaltevorrichtung (17, 18) angeordnet ist, wobei die Lasthaltevorrichtung vorzugsweise ein als Lasthalteventil eingesetztes Druckbegrenzungsventil (18) und ein parallel dazu eingesetztes Rückschlagventil (17) umfasst.
3. Hydraulische Einrichtung (1000) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das erste Ventil (11, 12) eine Verbindung zwischen der ersten Pumpe (13) mit der zweiten Kammer
(102), der ersten Kammer (101) und einem Tank (19) steuert.
4. Hydraulische Einrichtung (1000) nach Anspruch 3, wobei das erste Ventil (11, 12) zwei Subventile umfasst, die jeweils für die Steuerung einer Verbindung zwischen der ersten Pumpe (13) mit der zweiten Kammer (102) und der ersten Kammer (101) und für die Steuerung einer Verbindung zwischen der ersten Kammer (101) und einem Tank (19) zuständig sind.
5. Hydraulische Einrichtung (1000) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das erste Ventil ein proportionales Regelventil (11) oder ein Schaltventil (12) oder eine Kombination derselben ist.
6. Hydraulische Einrichtung (1000) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zwischen der genannten Speichervorrichtung (14) und der genannten Verbindung, die die erste und die zweite Zylinderkammer (101, 102) miteinander verbindet, ein drittes Ventil (16) angeordnet ist, das den Weg zu der Speichervorrichtung (14) öffnet oder sperrt.
7. Hydraulische Einrichtung (1000) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Speichervorrichtung (14) mit entsprechender Ventilbeschaltung wahlweise durch die erste Pumpe (13) oder durch eine zweite Pumpe (15) mit Druckmittel versorgt werden kann.
8. Hydraulische Einrichtung (1000) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die aktive Fläche (101a) der ersten Kammer (101) ringförmig ist und die aktive Fläche (102a) der zweiten Kammer (102) kreisförmig ist.
9. Hydraulische Einrichtung (1000) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der hydraulische Zylinder (10) weiterhin eine dritte Kammer (106) umfasst, wobei die dritte Kammer (106) vorzugsweise eine passive Kammer ist, die vorzugsweise mit einem Gas gefüllt oder vakuumiert ist.
10. Pressvorrichtung zur Betätigung eines Presselements (50) in einer Maschine für die Vermischung eines Mischgutes, vorzugsweise eines Mischgutes aus Kautschuk, die Folgendes umfasst: ein Presselement (50), das entlang einer axialen Richtung angetrieben ist, um das Mischgut zu pressen; eine hydraulische Einrichtung (1000) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der hydraulische Zylinder (10) vorzugsweise koaxial mit der axialen Richtung des Presselements (50) angeordnet ist.
11. Verfahren zur Steuerung einer hydraulischen Einrichtung (1000) zur Betätigung eines Presselements (50) in einer Maschine für die Vermischung eines Mischgutes, vorzugsweise eines Mischgutes aus Kautschuk, die Einrichtung (1000) umfassend mindestens einen hydraulischen Zylinder (10), der konfiguriert ist, das Presselement (50) entlang einer ersten Achse zu bewegen; wobei der Zylinder (10) mit der ersten Kammer (101) so angeordnet ist, dass eine Druckbeaufschlagung der ersten Kammer (101) das Presselement (50) in Richtung einer Komprimierung des Mischgutes bewegt, und wobei in dem genannten hydraulischen Zylinder (10) die genannte erste Kammer (101) eine aktive Fläche (101a) aufweist, die größer ist, als eine aktive Fläche (102a) einer zweiten Kammer (102), wobei eine Druckbeaufschlagung der zweiten Kammer (102) das Presselement (50) in Richtung einer Entlastung des Mischgutes bewegt, wobei während dem Floaten die Zylinderkraft des hydraulischen Zylinders (10) mittels Differentialschaltung auf beide Kammern des Zylinders (101, 102) gewährleistet und stabilisiert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Einrichtung (1000) weiterhin eine Speichervorrichtung (14) zur Speicherung von Druckmittel umfasst, die mindestens ein Speicherelement umfasst, damit während dem Floaten die Zylinderkraft des hydraulischen Zylinders (10) mittels Differentialschaltung auf beide Kammern des Zylinders (101, 102) durch die Druckbeaufschlagung der Speichervorrichtung (14) gewährleistet und stabilisiert wird.
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0272338A1 (de) 1986-12-20 1988-06-29 Continental Aktiengesellschaft Innenmischer
EP0641644A1 (de) * 1993-09-02 1995-03-08 Maschinenfabrik Müller-Weingarten AG Verfahren zur Regelung des Antriebs einer hydraulischen Presse und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE4342565A1 (de) 1993-12-14 1995-06-22 Bosch Gmbh Robert Senkrechte hydraulische Arbeitsachse
EP1747868A2 (de) * 2005-07-26 2007-01-31 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Chargenmischer
CN201501051U (zh) * 2009-10-10 2010-06-09 益阳橡胶塑料机械集团有限公司 密炼机上顶栓压砣的驱动装置
CN203614472U (zh) * 2013-12-06 2014-05-28 益阳橡胶塑料机械集团有限公司 密炼机上顶栓油缸液压控制装置
CN103660061B (zh) * 2013-12-06 2015-12-30 益阳橡胶塑料机械集团有限公司 密炼机液压控制装置
JP2019039527A (ja) * 2017-08-28 2019-03-14 株式会社神戸製鋼所 油圧システム、ゴム混練機および油圧システムの制御方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB886370A (en) * 1959-11-09 1962-01-03 Farrel Birmingham Co Mixing device
US4830506A (en) * 1986-05-21 1989-05-16 Farrel Corporation Control system for ram fed mixing machine
JPH09286023A (ja) * 1996-04-19 1997-11-04 Kobe Steel Ltd 密閉式混練機の油圧制御装置
US7448310B2 (en) * 2004-03-11 2008-11-11 Atkisek Corporation Innerscoping hydraulic system
JP5031282B2 (ja) * 2005-07-26 2012-09-19 株式会社神戸製鋼所 密閉式混練機
JP6529836B2 (ja) * 2015-06-24 2019-06-12 株式会社神戸製鋼所 油圧式駆動装置およびその制御方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0272338A1 (de) 1986-12-20 1988-06-29 Continental Aktiengesellschaft Innenmischer
EP0641644A1 (de) * 1993-09-02 1995-03-08 Maschinenfabrik Müller-Weingarten AG Verfahren zur Regelung des Antriebs einer hydraulischen Presse und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE4342565A1 (de) 1993-12-14 1995-06-22 Bosch Gmbh Robert Senkrechte hydraulische Arbeitsachse
EP1747868A2 (de) * 2005-07-26 2007-01-31 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Chargenmischer
CN201501051U (zh) * 2009-10-10 2010-06-09 益阳橡胶塑料机械集团有限公司 密炼机上顶栓压砣的驱动装置
CN203614472U (zh) * 2013-12-06 2014-05-28 益阳橡胶塑料机械集团有限公司 密炼机上顶栓油缸液压控制装置
CN103660061B (zh) * 2013-12-06 2015-12-30 益阳橡胶塑料机械集团有限公司 密炼机液压控制装置
JP2019039527A (ja) * 2017-08-28 2019-03-14 株式会社神戸製鋼所 油圧システム、ゴム混練機および油圧システムの制御方法

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