AT524160B1

AT524160B1 - Hydraulische Antriebsvorrichtung für eine Formgebungsmaschine

Info

Publication number: AT524160B1
Application number: ATA50698/2020A
Authority: AT
Inventors: Otto Dipl Ing Markus; Lohnecker Ing Anton
Original assignee: Engel Austria Gmbh
Priority date: 2020-08-19
Filing date: 2020-08-19
Publication date: 2022-06-15
Also published as: DE102021120713A1; AT524160A1

Abstract

Hydraulische Antriebsvorrichtung (1) für eine Spritzgießmaschine mit einer hydraulischen Antriebseinheit (2), einer Kolben-Zylinder-Einheit (3), einem Hydraulikleitungssystem (4) und einer Steuer- oder Regeleinheit (5), wobei die hydraulische Antriebseinheit (2) über die Steuer- oder Regeleinheit (5) zur Erzeugung einer bestimmten hydraulischen Leistung ansteuerbar ist, wobei in einem ersten Betriebsmodus (B1) – in welchem der Differentialbetrieb aktiv ist – die Kolben-Zylinder-Einheit (3) mit niedriger Kraft (F) und mit hoher Geschwindigkeit (V) ansteuerbar ist und in einem zweiten Betriebsmodus (B2) – in welchem der Differentialbetrieb inaktiv ist – die Kolben-Zylinder-Einheit (3) mit hoher Kraft (F) und mit niedriger Geschwindigkeit (V) ansteuerbar ist. Für ein Umschalten vom ersten Betriebsmodus (B1) in den zweiten Betriebsmodus (B2) ist zur zumindest teilweisen Kompensation eines sich beim Umschalten ergebenden Kraftanstiegs und/oder Geschwindigkeitsabfalls der Kolben-Zylinder-Einheit (3) die hydraulische Antriebseinheit (2) zur Ausgabe einer geänderten hydraulischen Leistung ansteuerbar.

Description

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Antriebsvorrichtung für eine Formgebungsmaschine, insbesondere Spritzgießmaschine oder Spritzpresse, mit einer hydraulischen Antriebseinheit zur Erzeugung einer hydraulischen Leistung, einer Kolben-Zylinder-Einheit, einem die hydraulische Antriebseinheit mit der Kolben-Zylinder-Einheit verbindenden Hydraulikleitungssystem, in welchem über die hydraulische Antriebseinheit eine hydraulische Leistung einstellbar ist. Das Hydraulikleitungssystem weist eine erste Anschlussstelle zur Verbindung mit der hydraulischen Antriebseinheit, eine zweite Anschlussstelle zur Verbindung mit einer stangenseitigen Kammer der Kolben-Zylinder-Einheit, eine dritte Anschlussstelle zur Verbindung mit einer kolbenseitigen Kammer der Kolben-Zylinder-Einheit, eine die zweite Anschlussstelle mit der dritten Anschlussstelle verbindende Umlaufleitung und wenigstens ein Schaltelement zum Einstellen eines Differentialbetriebs auf, wobei in einer Differentialstellung des Schaltelements über die Umlaufleitung der Differentialbetrieb aufbaubar ist. Zudem ist eine Steuer- oder Regeleinheit zum Steuern oder Regeln der hydraulischen Antriebsvorrichtung vorgesehen, wobei die hydraulische Antriebseinheit über die Steuer- oder Regeleinheit zur Erzeugung einer bestimmten hydraulischen Leistung ansteuerbar ist und wobei das Schaltelement über die Steuer- oder Regeleinheit ansteuerbar ist, wobei in einem ersten Betriebsmodus - in welchem der Differentialbetrieb aktiv ist - die Kolben-Zylinder-Einheit mit niedriger Kraft und mit hoher Geschwindigkeit ansteuerbar ist und in einem zweiten Betriebsmodus - in welchem der Differentialbetrieb inaktiv ist - die KolbenZylinder-Einheit mit hoher Kraft und mit niedriger Geschwindigkeit ansteuerbar ist. Weiters betrifft die Erfindung eine Formgebungsmaschine mit einer solchen hydraulischen Antriebsvorrichtung, ein Verfahren zum Betreiben einer solchen hydraulischen Antriebsvorrichtung sowie ein Computerprogrammprodukt zum Durchführen eines Verfahrens.

[0002] Differentialschaltungen von Kolben-Zylinder-Einheiten sind seit Jahren Stand der Technik und werden in diversen Anwendungen mit unterschiedlichen Ubersetzungsverhältnissen eingesetzt. Ein erhöhter Druck bzw. eine erhöhte Kraft wird aufgebaut, indem der wirksame Durchmesser (bzw. die wirksame Kolbenfläche) erhöht wird. Auf diese Weise ist es möglich, mit einer Differential-Kolben-Zylinder-Einheit bei gleicher hydraulischer Leistung (das heißt, bei gleichem Druck und gleicher Pumpenfördermenge) auf einfache Weise zwei unterschiedliche Betriebszustände (erster Betriebsmodus und zweiter Betriebsmodus) zu realisieren:

- Hohe Geschwindigkeit und dafür geringe wirksame Kraft (Differentialbetrieb).

- Hohe Kraft und geringe Geschwindigkeit.

[0003] In den meisten Fällen wird dabei vor einer Bewegung ausgewählt, welcher Betriebszustand ausgewählt wird. Ein Beispiel bei Formgebungsmaschinen der Anmelderin ist der Einsatz beim Einspritzen, wobei beim Einspritzvorgang wahlweise „erhöhter Spritzdruck“ oder „differentiales Einspritzen“ möglich ist. Ein typisches Zylinderverhältnis liegt dabei bei 1:5. Ein weiteres Beispiel bei Formgebungsmaschinen der Anmelderin ist der Einsatz beim Öffnen mittels einer Eilhubvorrichtung. Meist erfolgt das Öffnen mittels der Eilhubvorrichtung mit hoher Geschwindigkeit im Differentialbetrieb, während für eine erhöhte Offnungskraft die Differentialschaltung deaktivierbar ist. Ein typisches Zylinderverhältnis liegt hier bei 1:2.

[0004] Aber auch Anwendungen, bei denen während der Bewegung der Kolben-Zylinder-Einheit geschaltet wird, sind bekannt. Zum Beispiel kann bei einem hydraulischen Kniehebelmechanismus, bei welchem der eigentliche Schließvorgang mit hoher Geschwindigkeit und geringem Kraftbedarf im Differentialbetrieb gefahren wird, für das Durchdrücken des Kniehebels die Differentialschaltung aufgehoben werden, womit die maximale Kraft (für den Schließkraftaufbau) zur Verfügung steht.

[0005] Beispiele für Differentialschaltungen sind im Folgenden angeführt.

[0006] Die DE 37 35 123 A1 beschreibt eine hydraulische Antriebsvorrichtung für ein Stanz- oder Prägewerkzeug. Eingangs wird auf das Problem der lastgerechten Umschaltung des als Antriebselements vorgesehenen Differential-Hydrozylinders eingegangen. Dazu wird das Flächen-Umschaltventil als ein ausschließlich druckabhängig gesteuertes Ventil ausgestaltet, bei dem durch

die einstellbare Schließkraft eines Rückschlagventils der Ansprechdruck einstellbar ist. Dennoch kann es bei einer derartigen Ausgestaltung zu abrupten Kraft- oder Geschwindigkeitsänderungen kommen, die zu einem erhöhten Verschleiß oder zu einem ungünstigen Verhalten der Bewegung der Kolben-Zylinder-Einheit führt.

[0007] Die EP 0 464 481 B1 beschreibt eine Einrichtung zur Steuerung eines hydraulischen Motors. Konkret zeigt diese Schrift einen Differential-Zylinder, wie er zum Beispiel als Schließzylinder in einer Kunststoff-Spritzgießmaschine zum Betätigen einer Form verwendet wird. Der Differentialzylinder hat einen seiner großen wirksamen Fläche zugeordneten Zylinderraum und einen der kleineren wirksamen Fläche zugeordneten Ringraum, wobei deren Flächenverhältnis 2:1 ausgebildet ist. Die Einrichtung weist im Wesentlichen als Bauelemente ein als elektrohydraulisches Regelventil ausgebildetes Proportionalventil, ein differenzdruckabhängig gesteuertes Umschaltventil, ein vorgesteuertes Sperrventil sowie zwei Rückschlagventile auf. Zur Wirkungsweise wird unter anderem beschrieben, dass das Druckventil als Proportionalventil ausgebildet ist, sodass mit ihm unterschiedliche Drücke programmierbar sind. Insbesondere kann damit der Formschließ-Sicherungsdruck sowie der Schließdruck im Differentialzylinder und gegebenenfalls andere Druckfunktionen, wie zum Beispiel in einem Druckkissen, geregelt werden. Für diese Druckfunktionen ist in der Steuerleitung eine zusätzliche Drossel vorgesehen. Das Umschaltventil hat gemäß dieser Schrift nur die Funktion, dass beim Einfahren eine zusätzliche Öffnung vorhanden ist, um ein großes Volumen ausschieben zu können.

[0008] Die WO 2006/042500 A2 beschreibt und zeigt eine hydraulische betätigte Gießeinheit, wobei der Hydraulikschaltplan einer Gießeinheit einer Druckgussmaschine dargestellt ist. Die Gießeinheit hat einen Gießzylinder, dessen Kolben einen in einer nicht dargestellten Gießbüchse geführten Gießkolben betätigt. In diese Gießbüchse oder Füllkammer wird das aufgeschmolzene Formmaterial eingeführt und dann durch Axialvorschub des Gießkolbens in Richtung zu einer Form bewegt, sodass diese während der Formfüllphase mit Schmelze gefüllt und während der Nachdruckphase die in der Form aufgenommene Schmelze verdichtet und eventueller Schwund ausgeglichen wird. Die Ansteuerung des Gießzylinders erfolgt über die Steueranordnung, die im Wesentlichen aus einem stetig verstellbaren Wegeventil, einem Gegendruckventil, einem Gegendruckregelventil, zwei sperrbaren Rückschlagventilen, einem ND-Rückschlagventil, einem HDRegelventil und einem Wegesitzschaltventil besteht. Zudem ist angeführt, dass das Umschalten auf die Formfüllphase ebenfalls druckfrei erfolgt. Das stetig verstellbare Wegeventil ist so ausgelegt, dass es während der Vorfüllbhase den aus einem Ringraum des Gießzylinders abströmenden Druckmittelvolumenstrom zum in Ausfahrrichtung wirksamen Zylinderraum leitet, sodass von der Pumpe entsprechend weniger Druckmittel nachgefördert werden muss und an der regelnden Steuerkante des Wegeventils ein geringerer Druckabfall entsteht. Durch die Differentialschaltung werden die Auflösung und damit die Regelgüte nochmals verbessert. Die Differentialschaltung kann aber nicht geführt aktiviert werden, es werden nur sonstige Regelungsmöglichkeiten beschrieben.

[0009] Schließlich kann auch noch auf DE 10 2017 206 581 A1 verwiesen werden, welche eine Ventilanordnung für Stiel-Zylinder mit zwei Betriebszuständen zeigt. Konkret geht es hier um eine Ventilanordnung für einen gattungsfremden Bagger. Als Vorteil der Erfindung ist angegeben, einen besonders sanften Übergang bei einer Umkehr der Bewegungsrichtung des Differentialzylinders bzw. des Aktuators zu ermöglichen. Der Aktuator würde in der dritten Stellung aufgrund seiner Trägheit ungewollt ruckartig abgebremst werden, wodurch eine fließende Bewegung verhindert wird. Dies wird durch die zweite Stellung des zweiten Ventils verhindert. In dieser ist ein Fluidströmungspfad ausgehend vom ersten Arbeitsanschluss über das zweite Ventil über einen Rücklaufanschluss zum Tank hin eröffnet. Dieser Fluidströmungspfad umgeht das erste Rückschlagventil, sodass ein Fluidstrom vom ersten Arbeitsanschluss zum Tank hin möglich ist. Der zweite Arbeitsanschluss ist über ein optionales zweites Rückschlagventil an den Tank angeschlossen. Dieses lässt ausschließlich einen Fluidstrom vom Tank zur Stangenseite des Differentialzylinders zu. Dadurch wird verhindert, dass an der Stangenseite Kavitation entsteht, wenn sich der Differentialzylinder im Rahmen des zweiten Betriebszustands bewegt. Dabei wird Druckfluid vom Tank zur Stangenseite gesaugt. Es wird somit zwar beschrieben, dass der Differential-

schaltungseffekt einen sanften Übergang aufweist, jedoch kann es dennoch - vor allem wenn die zur Differentialschaltung zugeführte hydraulische Leistung sehr hoch ist - zu abrupten Kraft- oder Geschwindigkeitsänderungen kommen.

[0010] Weitere aus dem Stand der Technik bekannte Ausführungsvarianten gehen aus der JP S59121203 A, der EP 4 85843 A1 oder der EP 0656481 A1 hervor.

[0011] Beim Stand der Technik ist es generell nachteilig, dass eine schlagartige Geschwindigkeits- oder Kraftänderung entsprechend der Zylinderflächenverhältnisse auftritt, wenn die Differentialschaltung während der Bewegung der Kolben-Zylinder-Einheit aktiviert oder deaktiviert wird.

[0012] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte hydraulische Antriebsvorrichtung zu schaffen.

[0013] Insbesondere sollen schlagartige Bewegungsänderungen der Kolben-Zylinder-Einheit möglichst vermieden werden.

[0014] Dies wird durch eine hydraulische Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Demnach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass einerseits für ein Umschalten vom ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus zur zumindest teilweisen Kompensation eines sich beim Umschalten ergebenden Kraftanstiegs und/oder Geschwindigkeitsabfalls der Kolben-Zylinder-Einheit die hydraulische Antriebseinheit zur Ausgabe einer geänderten hydraulischen Leistung ansteuerbar ist. Andererseits ist vorgesehen, dass für ein Umschalten vom zweiten Betriebsmodus in den ersten Betriebsmodus zur zumindest teilweisen Kompensation eines sich beim Umschalten ergebenden Kraftabfalls und/oder Geschwindigkeitsanstiegs der KolbenZylinder-Einheit die hydraulische Antriebseinheit zur Ausgabe einer geänderten hydraulischen Leistung ansteuerbar ist.

[0015] Mithin erfolgt die Geschwindigkeits- oder Kraftänderung der Kolben-Zylinder-Einheit kontrolliert und geregelt. Anders ausgedrückt, wird die Umschaltung zwischen den Betriebsmodi über ein Schaltelement (z. B. über ein Proportional- oder Regelventil) realisiert und parallel wird die Antriebsquelle (hydraulische Antriebseinheit z. B. in Form eine Pumpe oder ebenfalls eines Proportionalventils) derart geregelt, dass ein vorbestimmtes Geschwindigkeits- und/oder Kraftprofil ohne merkbaren Schaltvorgang gefahren werden kann.

[0016] Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

[0017] Zur allgemeinen Erläuterung sei angeführt, dass die hydraulische Leistung einem Produkt einer von der hydraulischen Antriebseinheit pro Zeiteinheit geförderten Hydraulikmenge und des von der hydraulischen Antriebseinheit erzeugten Hydraulikdrucks entspricht. Anders ausgedrückt, wird die hydraulische Leistung durch die geförderte Hydraulikmenge und den Hydraulikdruck gebildet.

[0018] Wiederum anders ausgedrückt: Die hydraulische Leistung setzt sich zusammen aus der Geschwindigkeit bzw. der Menge und dem Druck. Die hydraulische Leistung selbst wird nicht bestimmt bzw. eingestellt. Vielmehr wird die Geschwindigkeit eingestellt und die Grenzen für den Druck festgelegt. Auch umgekehrt kann der Druck eingestellt werden und die Grenzen für die Geschwindigkeit festgelegt werden.

[0019] Als Hydraulikmedium kann ein Hydraulikfluid, insbesondere ein Hydrauliköl, verwendet werden.

[0020] Für die hydraulische Antriebseinheit ist vorgesehen, dass sie mit einer Hydraulikquelle in Verbindung steht. Die Hydraulikquelle kann zum Beispiel in Form eines Hydrauliktanks ausgebildet sein. Um das Fördern des Hydraulikfluids durchzuführen, ist bevorzugt vorgesehen, dass die hydraulische Antriebseinheit eine Hydraulikpumpe und/oder ein Proportionalventil aufweist.

[0021] Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die hydraulische Antriebseinheit - zumindest für das Umschalten zwischen den Betriebsmodi - auf Basis eines

vorbestimmten Leistungsprofils ansteuerbar ist. Dadurch ist es möglich, dass die Kolben-Zylinder-Einheit mit einem vorbestimmten Geschwindigkeits- und/oder Kraftprofil betreibbar ist. Vorbestimmte Geschwindigkeits- und/oder Kraftprofile können zum Beispiel in einem Speicher der Steuer- oder Regeleinheit hinterlegt sein.

[0022] Für den Betrieb der Antriebsvorrichtung kann gemäß einer ersten Variante vorgesehen sein, dass im ersten Betriebsmodus in einem bestimmten Zeitraum (beispielsweise 0,05 bis 0,7 Sekunden) vor dem Umschalten in den zweiten Betriebsmodus die hydraulische Antriebseinheit zur Ausgabe einer verringerten hydraulischen Leistung derart ansteuerbar ist, dass die von der hydraulischen Antriebseinheit geförderte Hydraulikmenge von einem konstant hohen Niveau auf ein konstant niedriges Niveau sinkt und dadurch die Geschwindigkeit der Kolben-Zylinder-Einheit von einem konstant hohen Niveau auf ein konstant niedriges Niveau sinkt.

[0023] Weiters ist bei dieser ersten Variante bevorzugt vorgesehen, dass, vorzugsweise gleichzeitig, mit dem Umschalten vom ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus die hydraulische Antriebseinheit derart ansteuerbar ist, dass die hydraulische Leistung der hydraulischen Antriebseinheit steigt und gleichzeitig die von der Kolben-Zylinder-Einheit ausgeübte Kraft von einem niedrigem Niveau auf ein hohes Niveau steigt und die Geschwindigkeit der Kolben-Zylinder-Einheit auf niedrigem Niveau konstant bleibt.

[0024] Für den Betrieb der Antriebsvorrichtung kann gemäß einer zweiten Variante vorgesehen sein, dass das Umschalten vom ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus in Form eines graduellen (beispielsweise 0,1 bis 0,4 Sekunden dauernden) Umschaltens erfolgt.

[0025] Weiters ist bei dieser zweiten Variante bevorzugt vorgesehen, dass während des graduellen Umschaltens die hydraulische Antriebseinheit zur Ausgabe der hydraulischen Leistung derart ansteuerbar ist, dass die von der hydraulischen Antriebseinheit geförderte Hydraulikmenge zunächst von einem Ausgangsniveau steigt und dann wieder auf das Ausgangsniveau sinkt, wobei während des graduellen Umschaltens gleichzeitig die von der Kolben-Zylinder-Einheit ausgeübte Kraft steigt und die Geschwindigkeit der Kolben-Zylinder-Einheit sinkt.

[0026] Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Erkennungsvorrichtung zum Erkennen des Umschaltzeitpunkts zwischen den Betriebsmodi vorgesehen. Diese Erkennungsvorrichtung kann in die Steuer- oder Regeleinheit integriert sein oder mit dieser in signaltechnischer Verbindung stehen.

[0027] Um ein möglichst glattes Umschalten zwischen den Betriebsmodi zu erreichen, ist bevorzugt vorgesehen, dass die von der hydraulischen Antriebseinheit ausgegebene hydraulische Leistung in Abhängigkeit des von der Erkennungsvorrichtung erkannten Umschaltzeitpunkts veränderbar ist.

[0028] Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass die Steuer- oder Regeleinheit mit der hydraulischen Antriebseinheit und mit dem Schaltelement in signaltechnischer Verbindung steht. Die hydraulische Antriebseinheit und das Schaltelement sind als separate Komponenten ausgebildet, welche aber von derselben Steuer- oder Regeleinheit ansteuerbar oder regelbar sind.

[0029] Schutz wird auch begehrt für eine Formgebungsmaschine, insbesondere Spritzgießmaschine oder Spritzpresse, mit einer erfindungsgemäßen hydraulischen Antriebsvorrichtung.

[0030] Die Formgebungsmaschine ist bevorzugt derart aufgebaut, dass sie eine Einspritzeinheit und eine Schließeinheit umfasst. Eine solche Formgebungsmaschine kann eine Kolben-ZylinderEinheit für eine bestimmte Komponente aufweisen oder mehrere Kolben-Zylinder-Einheiten aufweisen. Beispielsweise ist vorgesehen, dass über die hydraulische Antriebsvorrichtung und deren Kolben-Zylinder-Einheit(en) - vorzugsweise jeweils - ein Einspritzkolben der Einspritzeinheit, eine Schließkraftaufbringungsvorrichtung der Schließeinheit, eine Eilhubvorrichtung der Schließeinheit oder ein Auswerfer bewegbar ist.

[0031] Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Formgebungsmaschine eine Maschinensteuerung aufweist, wobei die Steuer- oder Regeleinheit in die Maschinensteuerung integriert ist oder mit der Maschinensteuerung in signaltechnischer Verbindung

steht. Diese Maschinensteuerung kann auch eine Bedieneinheit mit einem Bildschirm und einer Eingabevorrichtung für einen Bediener aufweisen.

[0032] Bei einem Verfahren zum Betreiben einer hydraulischen Antriebsvorrichtung für eine Formgebungsmaschine, insbesondere Spritzgießmaschine oder Spritzpresse, mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 11 ist zur Lösung der oben angeführten Aufgabe vorgesehen, dass die hydraulische Antriebsvorrichtung derart angesteuert wird, dass für ein Umschalten vom ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus zur zumindest teilweisen Kompensation eines sich beim Umschalten ergebenden Kraftanstiegs und/oder Geschwindigkeitsabfalls der Kolben-Zylinder-Einheit die hydraulische Antriebseinheit zur Ausgabe einer geänderten (vorzugsweise verringerten) hydraulischen Leistung angesteuert wird und für ein Umschalten vom zweiten Betriebsmodus in den ersten Betriebsmodus zur zumindest teilweisen Kompensation eines sich beim Umschalten ergebenden Kraftabfalls und/oder Geschwindigkeitsanstiegs der Kolben-Zylinder-Einheit die hydraulische Antriebseinheit zur Ausgabe einer geänderten (vorzugsweise erhöhten) hydraulischen Leistung angesteuert wird.

[0033] Weiters wird Schutz begehrt für ein Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung eines Programms durch eine Recheneinheit diese veranlassen, das erfindungsgemäße Verfahren auf einer Formgebungsmaschine auszuführen.

[0034] Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der Figurenbeschreibung unter Bezugnahme auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele im Folgenden näher erläutert. Darin zeigen:

[0035] Fig. 1 schematisch eine Formgebungsmaschine, [0036] Fig. 2 ein Kraft-Geschwindigkeit-Leistung-Diagramm der Differentialschaltung, [0037] Fig. 3 ein Hydraulikschaltbild der hydraulischen Antriebsvorrichtung,

[0038] Fig. 4a+4b Ablaufdiagramme der Geschwindigkeit, hydraulischen Leistung und Kraft gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

[0039] Fig. 5a+5b Ablaufdiagramme der Geschwindigkeit, hydraulischen Leistung und Kraft gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,

[0040] Fig. 6a-6c unterschiedliche Varianten eines Hydraulikschaltbilds einer hydraulischen Antriebsvorrichtung und

[0041] Fig. 7 ein Hydraulikschaltbild mit einer Parallelitätsregelung mehrerer Kolben-Zylinder-Einheiten.

[0042] In Fig. 1 ist schematisch eine Formgebungsmaschine 100 dargestellt. Diese Formgebungsmaschine 100 weist eine Einspritzeinheit 7 und eine Schließeinheit 8 auf.

[0043] Die Einspritzeinheit 7 umfasst einen Einspritzzylinder 72 und einen im Einspritzzylinder 72 bewegbar gelagerten Einspritzkolben 71. Der Einspritzkolben 71 ist über eine nur schematisch angedeutete hydraulische Antriebsvorrichtung 1 antreibbar bzw. bewegbar.

[0044] Die Schließeinheit 8 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Zweiplattenmaschine ausgebildet. Alternativ kann die Schließeinheit auch in Form einer Holmlosmaschine oder auch als Vertikalmaschine ausgebildet sein. Jedenfalls umfasst die Schließeinheit 8 eine bewegbare Formaufspannplatte 84 und eine feststehende Formaufspannplatte 85, wobei diese zwei Platten von Holmen 86 durchdrungen sind. An den Formaufspannplatten 84 und 85 sind die Formhälften eines Formgebungswerkzeugs 87 befestigt, wobei im geschlossenen Formgebungswerkzeug 87 wenigstens eine Kavität K ausgebildet ist. In diese Kavität K kann über die Einspritzeinheit 7 ein flüssiges Kunststoff-Ausgangsmaterial eingespritzt werden.

[0045] Schematisch angedeutet ist in Fig. 1 eine Eilhubvorrichtung 82. Über diese Eilhubvorrichtung 82 kann die bewegbare Formaufspannplatte 84 relativ schnell entlang der Holme 86 und relativ zum Maschinenrahmen 88 bewegt werden. Die Eilhubvorrichtung 82 weist eine schematisch angedeutete Kolben-Zylinder-Einheit 3 auf, welche wiederum Teil einer hydraulischen An-

triebsvorrichtung 1 sein kann.

[0046] In Fig. 1 ist auch schematisch eine Schließkraftaufbringungsvorrichtung 81 dargestellt. Diese kann zum Beispiel als Kniehebelsystem oder als Plungerzylinder ausgebildet sein. Mit dieser Schließkraftaufbringungsvorrichtung 81 kann bei geschlossenem Formgebungswerkzeug 87 eine Schließkraft aufgebracht werden. Auch diese Schließkraftaufbringungsvorrichtung 81 kann von einer hydraulischen Antriebsvorrichtung 1 angetrieben werden bzw. kann diese umfassen. Für das Aufbringen der Schließkraft ist es auch notwendig, dass die Holme 86 im Bereich der bewegbaren Formaufspannplatte 84 über Verriegelungsvorrichtungen 83 verriegelt werden können.

[0047] Fig. 1 zeigt auch einen Auswerfer 9 zum Auswerfen eines in der Kavität K ausgehärteten Formgebungsteils. Es ist ersichtlich, dass dieser Auswerfer 9 eine Kolben-Zylinder-Einheit 3 einer hydraulischen Antriebsvorrichtung 1 umfasst.

[0048] Schematisch angedeutet ist in Fig. 1 eine Maschinensteuerung 10. Mit dieser Maschinensteuerung 10 können diverse Bewegungen von Komponenten der Formgebungsmaschine 100 eingestellt und gesteuert oder geregelt werden. Diese Maschinensteuerung 10 kann - wie dargestellt - einen Bildschirm 11 und eine Eingabevorrichtung 12 umfassen. Zudem weist die Maschinensteuerung 10 einen Speicher 13 auf.

[0049] Weiters ist in Fig. 1 schematisch eine Steuer- oder Regeleinheit 5 dargestellt, welche Teil der hydraulischen Antriebsvorrichtung 1 ist und zum Steuern oder Regeln dieser hydraulischen Antriebsvorrichtung 1 ausgebildet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel steht diese Steueroder Regeleinheit 5 in signaltechnischer Verbindung mit der Maschinensteuerung 10. Diese Steuer- oder Regeleinheit 5 weist einen Speicher 51 auf. In diesem Speicher 51 können zum Beispiel vorbestimmte Leistungsprofile für die hydraulische Antriebseinheit 2 gespeichert sein.

[0050] Bevor nun auf die Details und Bestandteile der hydraulischen Antriebsvorrichtung 1 eingegangen wird, sei anhand von Fig. 2 das Prinzip der Differentialschaltung erläutert. Auf der Abszisse ist die Zeit in Sekunden s aufgetragen. Die Ordinate zeigt den Hydraulikdruck p, die Hydraulikmenge Q, die Kraft F und die Geschwindigkeit V. Zeitlich wird zunächst die hydraulische Antriebsvorrichtung 1 im ersten Betriebsmodus B1 betrieben, in welchem der Differentialbetrieb aktiv ist. Die Hydraulikmenge Q und der Hydraulikdruck p sind konstant. Somit ist auch die hydraulische Leistung konstant. Die Geschwindigkeit Vprign befindet sich auf einem hohen Niveau, während sich die Kraft Fıow auf einem niedrigen Niveau befindet. Die vertikale strichlierte Linie veranschaulicht dann die Umschaltung vom ersten Betriebsmodus B1 in den zweiten Betriebsmodus B2. In diesem zweiten Betriebsmodus B2 ist der Differentialbetrieb B1 inaktiv. Wie in Fig. 2 ersichtlich, ändert sich die Geschwindigkeit abrupt vom hohen Niveau Vhriga Zu einem niedrigen Viow, während sich die Kraft ebenso abrupt vom niedrigen Niveau Fiow zu einem hohen Niveau Frign ändert. Währenddessen bleiben die Hydraulikmenge Q und der Hydraulikdruck p gleich.

[0051] In Fig. 3 ist schematisch eine hydraulische Antriebsvorrichtung 1 dargestellt, welche eine hydraulische Antriebseinheit 2, eine Kolben-Zylinder-Einheit 3, ein Hydraulikleitungssystem 4 und eine Steuer- oder Regeleinheit 5 aufweist.

[0052] Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die hydraulische Antriebseinheit 2 eine Hydraulikoumpe 21 und ein Proportionalventil 22 auf. Von der hydraulischen Antriebseinheit 2 wird das Hydraulikmedium mit einer bestimmten hydraulischen Leistung in das Hydraulikleitungssystem 4 gefördert. Diese hydraulische Leistung wird über die Steuer- oder Regeleinheit 5 gesteuert. Zum Beispiel kann im Speicher 51 der Steuer- oder Regeleinheit 5 eine Art Leistungsprofil gespeichert sein. Konkret kann ein Mengenprofil und/oder ein Kraft- bzw. Druckprofil gespeichert sein.

[0053] Die Kolben-Zylinder-Einheit 3 weist einen Zylinder 31 und einen im Zylinder 31 geführten Kolben 32 auf. Der Kolben 32 unterteilt den im Zylinder 31 ausgebildeten Raum in eine stangenseitige Kammer 3s und eine kolbenseitige Kammer 3k.

[0054] Das Hydraulikleitungssystem 4 weist eine erste Anschlussstelle 41 zur Verbindung mit der

hydraulischen Antriebseinheit 2 auf. In diesem Fall bilden die Ausgänge des Proportionalventils 22 diese erste Anschlussstelle 41. Das Hydraulikleitungssystem 4 weist eine zweite Anschlussstelle 42 zur Verbindung mit der stangenseitigen Kammer 3s der Kolben-Zylinder-Einheit 3 und eine dritte Anschlussstelle 43 zur Verbindung mit der kolbenseitigen Kammer 3k der Kolben-Zylinder-Einheit 3 auf. Weiters weist das Hydraulikleitungssystem 4 eine die zweite Anschlussstelle 42 mit der dritten Anschlussstelle 43 verbindende Umlaufleitung 44 auf. Zudem weist das Hydraulikleitungssystem 4 ein Schaltelement 45 zum Einstellen eines Differentialbetriebs auf. In einer Differentialstellung D des Schaltelements 45 ist der Differentialbetrieb über die Umlaufleitung 44 aufbaubar. Das Schaltelement 45 kann als Proportional- oder Regelventil ausgebildet sein.

[0055] Die Steuer- oder Regeleinheit 5 steht mit der hydraulischen Antriebseinheit 2 und mit dem Schaltelement 45 in signaltechnischer Verbindung (siehe strichlierte Linie). Sowohl die hydraulische Antriebseinheit 2 als auch das Schaltelement 45 sind über die Steuer- oder Regeleinheit 5 steuer- oder regelbar.

[0056] Beim Umschalten der Differentialschaltung soll eine Bewegung der Kolben-Zylinder-Einheit 3 derart realisiert werden, dass es zu keiner schlagartigen Geschwindigkeits- oder Kraftänderung kommt, sondern diese kontrolliert und geregelt geschieht. Dies wird dadurch erreicht, dass die Umschaltung über das Schaltelement 45 realisiert wird und parallel die hydraulische Antriebseinheit 2 derart gesteuert oder geregelt wird, dass ein vorbestimmtes Geschwindigkeits- und/oder Kraftprofil ohne merkbaren Schaltvorgang gefahren werden kann.

[0057] Konkret ist vorgesehen, dass für ein Umschalten vom ersten Betriebsmodus B1 in den zweiten Betriebsmodus B2 zur zumindest teilweisen Kompensation eines sich beim Umschalten ergebenden Kraftanstiegs und/oder Geschwindigkeitsabfalls der Kolben-Zylinder-Einheit 3 die hydraulische Antriebseinheit 2 zur Ausgabe einer geänderten, vorzugsweise verringerten, hydraulischen Leistung ansteuerbar ist. Das heißt, über die Steuer- oder Regeleinheit 5 wird sowohl das Schaltelement 45 als auch die hydraulische Antriebseinheit 2 entsprechend angesteuert. Für ein Umschalten vom zweiten Betriebsmodus B2 in den ersten Betriebsmodus B1 ist zur zumindest teilweisen Kompensation eines sich beim Umschalten ergebenden Kraftabfalls und/oder Geschwindigkeitsanstiegs der Kolben-Zylinder-Einheit 3 vorgesehen, dass die hydraulische Antriebseinheit 2 zur Ausgabe einer geänderten, vorzugsweise erhöhten, hydraulischen Leistung ansteuerbar ist.

[0058] In Fig. 3 ist schließlich noch eine Erkennungsvorrichtung 6 zum Erkennen des Umschaltzeitpunkts zwischen den Betriebsmodi B1 und B?2 strichliert dargestellt. Die Erkennungsvorrichtung weist wenigstens einen Drucksensor und/oder einen Abstands- oder Wegsensor auf (nicht dargestellt). Diese Erkennungsvorrichtung 6 steht mit der Steuer- oder Regeleinheit 5 in Verbindung, wobei über diese Erkennungsvorrichtung 6 der Umschaltpunkt zeitabhängig, wegabhängig, druckabhängig oder über einen Lernprozess erkannt werden kann. Die von der hydraulischen Antriebseinheit 2 ausgegebene hydraulische Leistung kann in Abhängigkeit des von der Erkennungsvorrichtung 6 erkannten Umschaltzeitpunkts veränderbar sein.

[0059] In Fig. 4a ist ein Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm dargestellt, wobei auf der Abszisse die Zeit tin Sekunden s aufgetragen ist, während auf der Ordinate die Geschwindigkeit V sowie Hydraulikmenge Q aufgetragen ist. Die strichpunktierte Linie illustriert die Ansteuerung des Schaltelements 45.

[0060] In Fig. 4b ist - passend zu Fig. 4a und mit dem gleichen zeitlichen Ablauf -ein Kraft-ZeitDiagramm dargestellt, wobei auf der Abszisse die Zeit t in Sekunden s aufgetragen ist, während auf der Ordinate die Kraft F aufgetragen ist. Die untere strichlierte Linie in Fig. 45 zeigt an, welche maximale Kraft F+ aufgrund der Schaltstellung des Schaltelements 45 im ersten Betriebsmodus B1 möglich wäre. Diese maximale Kraft F+ ergibt sich aus dem Produkt der Flächendifferenz (A2 - A1) des Kolbens 32 und des Hydraulikdrucks p. Die obere strichlierte Linie in Fig. 4b zeigt an, welche maximale Kraft F2 aufgrund der Schaltstellung des Schaltelements 45 im zweiten Betriebsmodus B2 möglich wäre. Diese maximale Kraft F> ergibt sich aus dem Produkt der Fläche A2 des Kolbens 32 und des Hydraulikdrucks p. Zudem sind in Fig. 45 unten die einzelnen Phasen der Bewegung der hydraulischen Antriebsvorrichtung 1 eingetragen, wobei diese Phasen für bei-

de Diagramme gemäß den Fig. 45 und 4a gelten.

[0061] In der ersten Phase (Schnellfahrphase i) wird der Kolben 32 im Differentialbetrieb B1 mit einer hohen Geschwindigkeit Vprign verfahren. Auch die geförderte Hydraulikmenge befindet sich auf einem hohen Niveau Qhnign. Das Schaltelement 45 wird derart angesteuert, dass die hydraulische Antriebseinheit 1 im ersten Betriebsmodus B1 betrieben wird (siehe strichpunktierte Linie). Die Kraft befindet sich auf einem niedrigen Niveau Fiow weit unterhalb der maximalen Kraft F+.

[0062] In der zweiten Phase ii erfolgt eine gezielte Reduzierung der Geschwindigkeit V indem die Hydraulikmenge Q reduziert wird. Es wird also die hydraulische Antriebseinheit 2 derart angesteuert, dass eine geringe hydraulische Leistung zur Verfügung gestellt wird, wodurch eben die Geschwindigkeit V verringert wird. Es ist ersichtlich, dass in dieser zweiten Phase ii die Kraft F bereits leicht steigt.

[0063] In der dritten Phase iii hat die zugeführte Hydraulikmenge eine konstantes niedriges Niveau Qww erreicht, wodurch auch die Geschwindigkeit auf einem konstanten niedrigen Niveau Viow angelangt ist.

[0064] Anders ausgedrückt erfolgt in der zweiten Phase ii bis zu Beginn der dritten Phase ili eine Ansteuerung der hydraulischen Antriebsvorrichtung 1 derart, dass im ersten Betriebsmodus B1 in einem bestimmten Zeitraum vor dem Umschalten in den zweiten Betriebsmodus B2 die hydraulische Antriebseinheit 2 zur Ausgabe einer verringerten hydraulischen Leistung ansteuerbar ist, wobei die von der hydraulischen Antriebseinheit 2 geförderte Hydraulikmenge Q von einem konstant hohen Niveau Qhign auf ein konstant niedriges Niveau Qiw sinkt und dadurch die Geschwindigkeit V der Kolben-Zylinder-Einheit 3 von einem konstant hohen Niveau Vhrign auf ein konstant niedriges Niveau View Sinkt.

[0065] Anschließend folgt die vierte Phase iv, in welcher eine geregelte Umschaltung vom Differentialbetrieb B1 auf Betriebsmodus B2 mit erhöhter Kraft erfolgt. In dieser vierten Phase iv wird über das Schaltelement 45 vom ersten Betriebsmodus B1 in den zweiten Betriebsmodus B2 geschaltet (Differentialschaltung wird deaktiviert). Zudem wird die zugeführte Hydraulikmenge Q bzw. die hydraulische Leistung wieder erhöht, wobei diese nicht zu einem Anstieg der Geschwindigkeit V, sondern zu einem Anstieg der Kraft F führt. Konkret überschreitet die Kraft F bereits die im ersten Betriebsmodus B1 maximale Kraft F+.

[0066] In der fünften Phase v hat die Hydraulikmenge wieder das hohe Niveau Qnign erreicht. Die Geschwindigkeit bleibt auf niedrigem Niveau Viow. Die Kraft nähert sich der maximalen Kraft F>2.

[0067] Anders ausgedrückt ist also in der vierten Phase iv und fünften Phase v vorgesehen, dass, vorzugsweise gleichzeitig, mit dem Umschalten vom ersten Betriebsmodus B1 in den zweiten Betriebsmodus B2 die hydraulische Antriebseinheit 2 derart ansteuerbar ist, dass die hydraulische Leistung der hydraulischen Antriebseinheit 2 steigt und gleichzeitig die von der Kolben-Zylinder-Einheit 3 ausgeübte Kraft F von einem niedrigem Niveau Fıw auf ein hohes Niveau Fhkigh steigt und die Geschwindigkeit V der Kolben-Zylinder-Einheit 3 auf niedrigem Niveau Viow konstant bleibt.

[0068] Schließlich folgt die sechste Phase vi (Kraftregelphase). In dieser Kraftregelphase wird die Kraft F (z. B. die Schließkraft während des Einspritzens) auf konstant hohem Niveau nahe der maximalen Kraft F» gehalten. Die Geschwindigkeit V sinkt schnell gegen Null. Auch die zugeführte Hydraulikmenge Q verringert sich rapide.

[0069] In den in den Fig. 5a und 5b dargestellten Diagrammen sind grundsätzlich wieder dieselben Werte wie in den Diagrammen der Fig. 4a und 4b aufgetragen. Die Fig. 5a und 5b zeigen aber ein anderes Ausführungsbeispiel.

[0070] Die in den Fig. 5a und 5b illustrierte erste Phase a entspricht der Schnellphase, also dem Differentialbetrieb B1, und ist gleichzusetzen mit der ersten Phase i gemäß den Fig. 4a und 4b.

[0071] Bereits in der zweiten Phase b erfolgt die Umschaltung vom ersten Betriebsmodus B1 in den zweiten Betriebsmodus B2. Der Differentialbetrieb B1 wird also deaktiviert. Diese Umschaltung erfolgt während des Kraftanstiegs, wobei das Umschalten vom ersten Betriebsmodus B1 in

den zweiten Betriebsmodus B2 in Form eines graduellen Umschaltens erfolgt. Gleichzeitig sinkt die Geschwindigkeit vom hohen Niveau Virign auf niedriges Niveau Viow. Die Hydraulikmenge Q bzw. hydraulische Leistung bleibt im Wesentlichen konstant.

[0072] Es ist also in der zweiten Phase b in anderen Worten vorgesehen, dass während des graduellen Umschaltens die hydraulische Antriebseinheit 2 zur Ausgabe der hydraulischen Leistung derart ansteuerbar ist, dass die von der hydraulischen Antriebseinheit 2 geförderte Hydraulikmenge Q zunächst von einem Ausgangsniveau Qsıar Steigt und dann wieder auf das Ausgangsniveau Qstart Sinkt, wobei während des graduellen Umschaltens gleichzeitig die von der KolbenZylinder-Einheit 3 ausgeübte Kraft F steigt und die Geschwindigkeit V der Kolben-Zylinder-Einheit 3 sinkt.

[0073] Dann folgt die dritte Phase c, wobei diese mit der fünften Phase v gleichzusetzen ist. Die Kraft F erreicht annähernd die maximale Kraft F2. Die Geschwindigkeit V bleibt konstant auf niedrigem Niveau Viow-

[0074] Schließlich wird die vierte Phase d erreicht, welche der Kraftregelphase gemäß der sechsten Phase vi entspricht.

[0075] Die Fig. 6a bis 6c zeigen unterschiedliche Varianten, wie eine hydraulische Antriebsvorrichtung 1 mit einer Differentialschaltung hydraulisch aufgebaut sein kann.

[0076] In Fig. 6a ist der Aufbau sehr ähnlich wie jener in Fig. 3. Es ist dargestellt, dass die Hydraulikoumpe 21 von einem Motor M angetrieben wird. Zusätzlich sind die hydraulische Leistung (siehe Pfeil) und auch die Geschwindigkeit V des Kolbens 32 erkennbar.

[0077] In Fig. 6b ist das Schaltelement 45 anders positioniert.

[0078] In Fig. 6c sind die Leitungen des Hydraulikleitungssystems 4 teilweise anders angeordnet bzw. verschaltet.

[0079] Fig. 7 zeigt eine hydraulische Antriebsvorrichtung 1 mit mehreren Kolben-Zylinder-Einheiten 3 welche in einer Parallelitätsregelung angeordnet sind. Pro Kolben-Zylinder-Einheit 3 ist ein Proportionalventil 22 und ein Schaltelement 45 sowie die entsprechenden Leitungen des Hydraulikleitungssystems 4 vorgesehen. Die Steuer- oder Regeleinheit 5 ist nicht eigens dargestellt.

BEZUGSZEICHENLISTE:

1 hydraulische Antriebsvorrichtung 2 hydraulische Antriebseinheit 21 Hydraulikoumpe

22 Proportionalventil

3 Kolben-Zylinder-Einheit

31 Zylinder

32 Kolben

3s stangenseitige Kammer

3k kolbenseitige Kammer

4 Hydraulikleitungssystem

41 erste Anschlussstelle

42 zweite Anschlussstelle

43 dritte Anschlussstelle 44 Umlaufleitung

45 Schaltelement

5 Steuer- oder Regeleinheit 51 Speicher 6 Erkennungsvorrichtung

7 Einspritzeinheit

71 Einspritzkolben

72 Einspritzzylinder

8 Schließeinheit

81 Schließkraftaufbringvorrichtung 82 Eilhubvorrichtung

83 Verriegelungsvorrichtung

84 bewegbare Formaufspannplatte 85 feststehende Formaufspannplatte 86 Holme

87 Formgebungswerkzeug

88 Maschinenrahmen

9 Auswerfer

10 Maschinensteuerung

11 Bildschirm

12 Eingabevorrichtung

100 Formgebungsmaschine

Qp hydraulische Leistung

F Kraft

Fiow niedriges Niveau der Kraft

Frign hohes Niveau der Kraft

Fı maximale Kraft in B1

F2 maximale Kraft in B2

V Geschwindigkeit

Vrign hohes Niveau der Geschwindigkeit Viow niedriges Niveau der Geschwindigkeit Q Hydraulikmenge

Qnion hohes Niveau an Hydraulikmenge

Qwow niedriges Niveau an Hydraulikmenge

Qstart Ausgangsniveau an Hydraulikmenge

D Differentialstellung

B1 erste Betriebsmodus

B2 zweiter Betriebsmodus

K Kavität

Ss Sekunden

p Hydraulikdruck

t Zeit

i erste Phase (Schnellfahrphase)

il zweite Phase (Phase der Reduzierung von Q)

il dritte Phase (Phase mit konstanter Geschwindigkeit)

IV vierte Phase (Phase der geregelten Umschaltung) V fünfte Phase (Phase mit konstanter Geschwindigkeit und erhöhter Kraft) vi sechste Phase (Kraftregelphase)

A1 Fläche des Kolbens A2 Fläche des Kolbens

a erste Phase (Schnellfahrphase) b zweite Phase

c dritte Phase

d vierte Phase (Kraftregelphase) M Motor

Claims

Patentansprüche

1. Hydraulische Antriebsvorrichtung (1) für eine Formgebungsmaschine (100), insbesondere Spritzgießmaschine oder Spritzpresse, mit - einer hydraulischen Antriebseinheit (2) zur Erzeugung einer hydraulischen Leistung, - einer Kolben-Zylinder-Einheit (3), - einem die hydraulische Antriebseinheit (2) mit der Kolben-Zylinder-Einheit (3) verbindenden Hydraulikleitungssystem (4), in welchem über die hydraulische Antriebseinheit (2) eine hydraulische Leistung einstellbar ist, wobei das Hydraulikleitungssystem (4) aufweist * eine erste Anschlussstelle (41) zur Verbindung mit der hydraulischen Antriebseinheit (2),

* eine zweite Anschlussstelle (42) zur Verbindung mit einer stangenseitigen Kammer (3s) der Kolben-Zylinder-Einheit (3),

* eine dritte Anschlussstelle (43) zur Verbindung mit einer kolbenseitigen Kammer (3k) der Kolben-Zylinder-Einheit (3),

* eine die zweite Anschlussstelle (42) mit der dritten Anschlussstelle (43) verbindende Umlaufleitung (44) und

* wenigstens ein Schaltelement (45) zum Einstellen eines Differentialbetriebs, wobei in einer Differentialstellung (D) des Schaltelements (45) über die Umlaufleitung (44) der Differentialbetrieb aufbaubar ist,

und

- einer Steuer- oder Regeleinheit (5) zum Steuern oder Regeln der hydraulischen Antriebsvorrichtung (1), wobei die hydraulische Antriebseinheit (2) über die Steuer- oder Regeleinheit (5) zur Erzeugung einer bestimmten hydraulischen Leistung ansteuerbar ist und wobei das Schaltelement (45) über die Steuer- oder Regeleinheit (5) ansteuerbar ist,

wobei in einem ersten Betriebsmodus (B1) - in welchem der Differentialbetrieb aktiv ist - die

Kolben-Zylinder-Einheit (3) mit niedriger Kraft (F) und mit hoher Geschwindigkeit (V) ansteu-

erbar ist und in einem zweiten Betriebsmodus (B2) - in welchem der Differentialbetrieb inaktiv

ist - die Kolben-Zylinder-Einheit (3) mit hoher Kraft (F) und mit niedriger Geschwindigkeit (V)

ansteuerbar ist, wobei

- für ein Umschalten vom ersten Betriebsmodus (B1) in den zweiten Betriebsmodus (B2) zur zumindest teilweisen Kompensation eines sich beim Umschalten ergebenden Kraftanstiegs und/oder Geschwindigkeitsabfalls der Kolben-Zylinder-Einheit (3) die hydraulische Antriebseinheit (2) zur Ausgabe einer geänderten hydraulischen Leistung ansteuerbar ist und

- für ein Umschalten vom zweiten Betriebsmodus (B2) in den ersten Betriebsmodus (B1) zur zumindest teilweisen Kompensation eines sich beim Umschalten ergebenden Kraftabfalls und/oder Geschwindigkeitsanstiegs der Kolben-Zylinder-Einheit (3) die hydraulische Antriebseinheit (2) zur Ausgabe einer geänderten hydraulischen Leistung ansteuerbar ist

dadurch gekennzeichnet, dass

- die Steuer- oder Regeleinheit (5) dazu ausgebildet ist, im ersten Betriebsmodus (B1) in einem bestimmten Zeitraum vor dem Umschalten in den zweiten Betriebsmodus (B2) die hydraulische Antriebseinheit (2) zur Ausgabe einer verringerten hydraulischen Leistung so anzusteuern, dass die von der hydraulischen Antriebseinheit (2) geförderte Hydraulikmenge (Q) von einem konstant hohen Niveau (Qhign) auf ein konstant niedriges Niveau (Qww) Sinkt und dadurch die Geschwindigkeit (V) der Kolben-Zylinder-Einheit (3) von einem konstant hohen Niveau (Vhrign) auf ein konstant niedriges Niveau (Viow) sinkt und dass danach, vorzugsweise gleichzeitig mit dem Umschalten vom ersten Betriebsmodus (B1) in den zweiten Betriebsmodus (B2), die hydraulische Leistung der hydraulischen Antriebseinheit (2) steigt und gleichzeitig die von der Kolben-Zylinder-Einheit (3) ausgeübte Kraft (F) von einem niedrigen Niveau (Fıow) auf ein hohes Niveau (Fhkign) steigt und die Geschwindigkeit (V) der Kolben-Zylinder-Einheit (3) auf niedrigem Niveau (Vw) konstant bleibt (Fig. 4a,b) oder

10.

11.

Ästerreichisches AT 524 160 B1 2022-06-15

- das Umschalten vom ersten Betriebsmodus (B1) in den zweiten Betriebsmodus (B2) in Form eines graduellen Umschaltens erfolgt, wobei die Steuer- oder Regeleinheit (5) dazu ausgebildet ist, während des graduellen Umschaltens die hydraulische Antriebseinheit (2) zur Ausgabe der hydraulischen Leistung so anzusteuern, dass die von der hydraulischen Antriebseinheit (2) geförderte Hydraulikmenge (Q) zunächst von einem Ausgangsniveau (Qstart) Steigt und dann wieder auf das Ausgangsniveau (Qstart) Sinkt, wobei während des graduellen Umschaltens gleichzeitig die von der Kolben-Zylinder-Einheit (3) ausgeübte Kraft (F) steigt und die Geschwindigkeit (V) der Kolben-Zylinder-Einheit (3) sinkt (Fig. 5a, b).

Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Antriebseinheit (2) eine Hydraulikopumpe (21) und/oder ein Proportionalventil (22) aufweist.

Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Antriebseinheit (2) - zumindest für das Umschalten zwischen den Betriebsmodi (B1, B2) - auf Basis eines vorbestimmten Leistungsprofils ansteuerbar ist.

Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Erkennungsvorrichtung (6) zum Erkennen des Umschaltzeitpunkts zwischen den Betriebsmodi (B1, B2).

Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die von der hydraulischen Antriebseinheit (2) ausgegebene hydraulische Leistung in Abhängigkeit des von der Erkennungsvorrichtung (6) erkannten Umschaltzeitpunkts veränderbar ist.

Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- oder Regeleinheit (5) mit der hydraulischen Antriebseinheit (2) und mit dem Schaltelement (45) in signaltechnischer Verbindung steht.

Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (1) mehrere Kolben-Zylinder-Einheiten (3) umfasst, welche über die Steuer- oder Regeleinheit (5) in einem Parallelbetrieb ansteuerbar sind und welche jeweils in einem der beiden Betriebsmodi (B1, B2) betreibbar sind.

Formgebungsmaschine (100), insbesondere Spritzgießmaschine oder Spritzpresse, mit einer hydraulischen Antriebsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.

Formgebungsmaschine nach Anspruch 8, mit einer Einspritzeinheit (7) und einer Schließeinheit (8), wobei über die hydraulische Antriebsvorrichtung (1) und deren Kolben-ZylinderEinheit (3) ein Einspritzkolben (71) der Einspritzeinheit (7), eine Schließkraftaufbringungsvorrichtung (81) der Schließeinheit (8), eine Eilhubvorrichtung (82) der Schließeinheit (82) oder ein Auswerfer (9) bewegbar ist.

Formgebungsmaschine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Formgebungsmaschine (100) eine Maschinensteuerung (10) aufweist, wobei die Steuer- oder Regeleinheit (5) in die Maschinensteuerung (10) integriert ist oder mit der Maschinensteuerung (10) in signaltechnischer Verbindung steht.

Verfahren zum Betreiben einer hydraulischen Antriebsvorrichtung (1), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, für eine Formgebungsmaschine (100), insbesondere Spritzgießmaschine oder Spritzpresse, mit

- einer hydraulischen Antriebseinheit (2) zur Erzeugung einer hydraulischen Leistung,

- einer Kolben-Zylinder-Einheit (3),

- einem die hydraulische Antriebseinheit (2) mit der Kolben-Zylinder-Einheit (3) verbindenden Hydraulikleitungssystem (4), in welchem über die hydraulische Antriebseinheit (2) eine hydraulische Leistung einstellbar ist, wobei das Hydraulikleitungssystem (4) aufweist * eine erste Anschlussstelle (41) zur Verbindung mit der hydraulischen Antriebseinheit

(2), * eine zweite Anschlussstelle (42) zur Verbindung mit einer stangenseitigen Kammer (3s) der Kolben-Zylinder-Einheit (3),

* eine dritte Anschlussstelle (43) zur Verbindung mit einer kolbenseitigen Kammer (3k) der Kolben-Zylinder-Einheit (3),

* eine die zweite Anschlussstelle (42) mit der dritten Anschlussstelle (43) verbindende Umlaufleitung (44) und

* wenigstens ein Schaltelement (45) zum Einstellen eines Differentialbetriebs, wobei in einer Differentialstellung (D) des Schaltelements (45) über die Umlaufleitung (44) der Differentialbetrieb aufbaubar ist,

und

- einer Steuer- oder Regeleinheit (5) zum Steuern oder Regeln der hydraulischen Antriebsvorrichtung (1), wobei die hydraulische Antriebseinheit (2) über die Steuer- oder Regeleinheit (5) zur Erzeugung einer bestimmten hydraulischen Leistung angesteuert wird und wobei das Schaltelement (45) über die Steuer- oder Regeleinheit (45) angesteuert wird,

mit den Schritten:

- Betreiben der hydraulischen Antriebsvorrichtung (1) in einem ersten Betriebsmodus (B1), in welchem der Differentialbetrieb aktiv ist, wobei die Kolben-Zylinder-Einheit (3) mit niedriger Kraft (F) und mit hoher Geschwindigkeit (V) angesteuert wird, und

- Betreiben der hydraulischen Antriebsvorrichtung (1) in einem zweiten Betriebsmodus (B2) in welchem der Differentialbetrieb inaktiv ist, wobei die Kolben-Zylinder-Einheit (3) mit hoher Kraft (F) und mit niedriger Geschwindigkeit (V) angesteuert wird,

wobei die hydraulische Antriebsvorrichtung (1) derart angesteuert wird, dass

- für ein Umschalten vom ersten Betriebsmodus (B1) in den zweiten Betriebsmodus (B2) zur zumindest teilweisen Kompensation eines sich beim Umschalten ergebenden Kraftanstiegs und/oder Geschwindigkeitsabfalls der Kolben-Zylinder-Einheit (3) die hydraulische Antriebseinheit (2) zur Ausgabe einer geänderten hydraulischen Leistung angesteuert wird und

- für ein Umschalten vom zweiten Betriebsmodus (B2) in den ersten Betriebsmodus (B1) zur zumindest teilweisen Kompensation eines sich beim Umschalten ergebenden Kraftabfalls und/oder Geschwindigkeitsanstiegs der Kolben-Zylinder-Einheit (3) die hydraulische Antriebseinheit (2) zur Ausgabe einer geänderten hydraulischen Leistung angesteuert wird

dadurch gekennzeichnet, dass

- im ersten Betriebsmodus (B1) in einem bestimmten Zeitraum vor dem Umschalten in den zweiten Betriebsmodus (B2) die hydraulische Antriebseinheit (2) zur Ausgabe einer verringerten hydraulischen Leistung derart angesteuert wird, dass die von der hydraulischen Antriebseinheit (2) geförderte Hydraulikmenge (Q) von einem konstant hohen Niveau (Qnign) auf ein konstant niedriges Niveau (Qıiew) sinkt und dadurch die Geschwindigkeit (V) der Kolben-Zylinder-Einheit (3) von einem konstant hohen Niveau (Virign) auf ein konstant niedriges Niveau (View) Sinkt und dass danach, vorzugsweise gleichzeitig mit dem Umschalten vom ersten Betriebsmodus (B1) in den zweiten Betriebsmodus (B2), die hydraulische Leistung der hydraulischen Antriebseinheit (2) steigt und gleichzeitig die von der Kolben-Zylinder-Einheit (3) ausgeübte Kraft (F) von einem niedrigen Niveau (Fıow) auf ein hohes Niveau (Fkign) steigt und die Geschwindigkeit (V) der Kolben-Zylinder-Einheit (3) auf niedrigem Niveau (View) konstant bleibt (Fig. 4a,b) oder

- das Umschalten vom ersten Betriebsmodus (B1) in den zweiten Betriebsmodus (B2) in Form eines graduellen Umschaltens erfolgt, wobei während des graduellen Umschaltens die hydraulische Antriebseinheit (2) zur Ausgabe der hydraulischen Leistung derart angesteuert wird, dass die von der hydraulischen Antriebseinheit (2) geförderte Hydraulikmenge (Q) zunächst von einem Ausgangsniveau (Qsıarn) steigt und dann wieder auf das Ausgangsniveau (Qstart) Sinkt, wobei während des graduellen Umschaltens gleichzeitig die von der Kolben-Zylinder-Einheit (3) ausgeübte Kraft (F) steigt und die Geschwindigkeit (V) der Kolben-Zylinder-Einheit (3) sinkt (Fig. 5a,b).

12. Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung eines Programms durch eine Steuer- oder Regeleinrichtung diese veranlassen, das Verfahren nach Anspruch 11 auf einer Formgebungsmaschine (100) nach einem der Ansprüche 8 bis 10 auszuführen.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen