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EP0766009B1 - Einrichtung zur Steuerung eines hydraulischen Motors - Google Patents

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EP0766009B1
EP0766009B1 EP96112086A EP96112086A EP0766009B1 EP 0766009 B1 EP0766009 B1 EP 0766009B1 EP 96112086 A EP96112086 A EP 96112086A EP 96112086 A EP96112086 A EP 96112086A EP 0766009 B1 EP0766009 B1 EP 0766009B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
pressure
control
line
connection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP96112086A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0766009A2 (de
EP0766009A3 (de
Inventor
Egon Dipl.-Ing. Tittmann
Heinz Ing. Walter (Grad.)
Berthold Dipl.-Ing.(Fh) Pfuhl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0766009A2 publication Critical patent/EP0766009A2/de
Publication of EP0766009A3 publication Critical patent/EP0766009A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0766009B1 publication Critical patent/EP0766009B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F15B2211/7053—Double-acting output members
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    • F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/88—Control measures for saving energy

Definitions

  • the invention relates to a control device of a hydraulic motor according to the in the preamble of Claim 1 specified genus.
  • the inventive device for controlling a hydraulic motor with the characteristic features of the main claim has the advantage that the Measuring throttle and the associated pressure loss are eliminated, the previous advantages of the facility in essentially be maintained.
  • the Measuring choke also dispenses with one of the assigned Control lines.
  • This is now in the facility Pressure drop of the check valve designed as a directional cartridge to control the differential pressure controlled changeover valve exploited.
  • This check valve is in the facility already available for switching the on and off Plunger control.
  • the present Also set up on the bypass check valve Measuring choke can be dispensed with. Overall, with present facility to a greater extent Achieve energy savings.
  • the facility is also building less complex and inexpensive.
  • FIG. 1 shows a device for control of a hydraulic motor in a simplified representation
  • Figure 2 shows a longitudinal section through the simplified in Figure 1 Shut-off valve shown
  • Figure 3 is a flow chart for the check valve of Figure 2
  • Figure 4 is a longitudinal section by the switching valve shown in simplified form in FIG. 1 and FIG. 5 characteristic curves for the reflux volume flow from the Cylinder when closing.
  • a device 10 for controlling a hydraulic motor which here as a differential cylinder 11 is designed, for example, as a locking cylinder in a plastic injection molding machine for operating a mold is used.
  • the differential cylinder 11 has one its large effective area assigned cylinder space 12 and one associated with the smaller effective area Annulus 13, their area ratio as 2: 1 is trained.
  • the device 10 has essentially as components designed as an electro-hydraulic control valve Proportional valve 14, a pressure-dependent controlled Switch valve 15, a pilot operated check valve 16, a Check valve 17 and a safety valve 18.
  • the proportional valve 14 which is known per se, has two stages trained in a control loop not shown switched and points next to a spring-centered Neutral position 19 with associated zero relief a first Working position 21 and a second working position 22.
  • An inlet port 23 designated by P is from a Pump 24 via an inlet line 25 with pressure medium supplied, the in the feed line 25 Safety valve 18 is switched.
  • Return port 26 is via a tank line 27, in the check valve 16 is switched with the tank 28 in Connection. From a first marked with A.
  • Motor connection 29 leads a first working line 31 into the Annulus 13 of the differential cylinder 11.
  • a second motor connection 32 designated by B is via a second working line 32 with the cylinder space 12 connected.
  • valve 16 As shown in FIG. 1 in connection with FIG. 2, there is the check valve 16 connected in the tank line 27 from a 2/2-way cartridge 34 in seat valve type, the hydraulically from a pilot valve Solenoid valve 35 is pilot controlled.
  • the check valve 16 is designed as a normally closed valve, because in the Way cartridge 34 of the valve body 36 on a spring 37 its assigned seat is pressed.
  • the separates Valve body 36 has an A connection 38 located on the end face from a laterally located B connection 39. During the A connection 38 over a section of the tank line 27 with the Proportional valve 14 has connection, the B port 39 relieved to tank 28.
  • the way cartridge 34 is more common Formed with an area ratio of 1: 1.6.
  • a control connection 41 of the directional cartridge 34 carries a first one Control line 42 to solenoid valve 35, which is a 4/3-way valve is executed.
  • a second leads from solenoid valve 35 Control line 43 via a throttle point 40 to the between Proportional valve 14 and check valve 16 lying section the tank line 27, so that the pressure upstream from Check valve 16 can be tapped in the tank line.
  • a third control line goes from the solenoid valve 35 44 from which leads to the switching valve 15.
  • the solenoid valve 35 has one Middle position 46, in which it is the first to third Control line 42 to 44 via the fourth control line 45 to Relieved tank 28.
  • the solenoid valve 35 in two Working positions are deflected, namely in one Parallel position 47 and 48 in a cross position Check valve can open and close the Tank line 27 also a kind of check valve function take.
  • Figure 3 shows a flow diagram for the way cartridge 34 according to FIG. 2, the characteristic curve 49 dependence of the Flow Q represents the pressure drop ⁇ P.
  • This Characteristic curve 49 applies to a certain nominal size, the Characteristic curves for smaller nominal sizes of way cartridges have a steeper course, while larger nominal sizes have a flatter characteristic curve.
  • As from the Characteristic curve 49 shows is each flow through the Path cartridge 34 assigned a certain pressure drop, so that this pressure via the third control line 44 for activation of the switching valve 15 can be used.
  • FIG. 1 shows in more detail, this is controlled as a function of pressure Switching valve 15 switched into a return line 51, which directly the cylinder space 12 of the cylinder 11 connects the tank 28.
  • the switching valve 15 as a 2/2-way cartridge in slide construction with an area ratio executed by 1: 1.
  • the way cartridge 52 is normal closed valve, its front A connection 53 to the tank 28 is relieved, while the radial lying B port 54 over a portion of the Return line 51 is connected to the cylinder chamber 12.
  • the slider 55 is moved by a spring 56 in the direction of it Blocked position loaded and in the same direction by the pressure in the A connection 53.
  • the third control line 44 is on one Control port 57 connected so that its pressure Slide 55 against the force of the spring 56 in the opening direction can deflect.
  • the way cartridge 52 works as a continuous acting throttle valve that is the size of the over the Return line 51 flowing volume flow proportional to the size of the control pressure prevailing in the control connection 57 controls.
  • a bypass line 58 is also provided for the plunger circuit provided by the section of the tank line 27 branches off between proportional valve 14 and check valve 34 and opens into the second working line 33. In this way is the return port 26 of the proportional valve 14 below Bypassing changeover valve 15 and check valve 16 directly connected to the cylinder space 12. In these Bypass line 58 the check valve 17 is switched so that it opens to the cylinder chamber 12.
  • the differential cylinder 11 is opened the side of the annular space 13 pressurized, so that the piston rod retracts.
  • Proportional valve 14 in its first working position 21 controlled and at the same time the solenoid valve 35 in his Cross position 48 deflected.
  • Pressure medium passes through the proportional valve 14 and first working line 31 in the annular space 13; simultaneously the cylinder chamber 12 becomes twice as large Volume flow displaced. This displaced volume flow divides in two sub-streams.
  • One of these partial flows is flowing over the second working line 33 and over the control edge B-T in the proportional valve 14 in the tank line 27 and continue via the open directional cartridge 34 of the check valve 16 to the tank 28.
  • the cartridge 34 is open because whose control connection 41 via the first control line 42 and the solenoid valve 35 located in the cross position 48 for fourth control line 45 and thus to the tank.
  • the second control line 42 pressure prevailing upstream of the path cartridge 34 the tank line 27 tapped and in the cross position 48 located solenoid valve 35 and the third control line 44 guided into the control connection 57 of the changeover valve 15.
  • the characteristic curve 49 in FIG. 3 shows, changes this tapped upstream from the path cartridge 34 Control pressure depending on the size of the tank 28 flowing volume flow. With this control pressure thus control the opening of the switching valve 15 so that the second partial flow from the cylinder chamber 12 via the Return line 51 can flow directly to the tank 28.
  • the switching valve 15 With increasing flow through the cartridge 34 is also the switching valve 15 increasingly open.
  • the functions acceleration and braking can thus be during the closing process using the electro-hydraulic controlled proportional valve 14 in a flawless manner carry out. All functions for the closing movement can only be driven when the safety valve 18 with position monitoring is open. That is only then possible if an assigned protective grille is closed has been.
  • Proportional valve 14 the cylinder chamber 12 with pressure medium must act.
  • Proportional valve in its second working position 22 controlled so that pressure medium from the pump 24 to Cylinder chamber 12 arrives and the piston rod first great force is expelled.
  • the annular space 13 of the Cylinder 11 via the first working line 31, the Control edge A-T in the proportional valve 14, the tank line 27 and the check valve 16 to the tank 28 is relieved.
  • the Solenoid valve 35 assumes its central position 46, so that the control port 41 in the way cartridge 34 is relieved and thus the cartridge 34 as a check valve can work.
  • the check valve 16 must also can only be designed for a simple volume flow and can have a correspondingly small nominal size.
  • the device 10 can also with a Operate differential cylinder in which the extending Piston rod causes the mold to close. Further can be set up for additional functions such as Pressure build-up and decompression also additional Valve elements are installed.
  • the two-stage Proportional valve 14 can also be a single stage Use control valve. That just flowed through Switch valve 15 can also be double-flow Execute changeover valve. Present facility is suitable especially for locking devices of spray and Blow molding machines.

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Description

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

Claims (8)

  1. Einrichtung zur Steuerung eines hydraulischen Motors, insbesondere eines Schließzylinders einer Kunststoff-Spritzgießmaschine, bei welcher Einrichtung der Motor als Differentialzylinder (11) mit Ringraum (13) und Zylinderraum (12) ausgebildet und über ein elektrohydraulisches Regelventil (14) ansteuerbar ist, und mit einem einen Steuerdruck erzeugenden Bauelement, das zumindest beim Entleeren des Zylinderraums (12) in einen über das Regelventil (14) geführten ersten Volumenstrom geschaltet ist und dabei einen Steuerdruck erzeugt, mit der ein differenzdruckabhängig gesteuertes, proportional arbeitendes Umschaltventil (15) ansteuerbar ist, das beim Entleeren des Zylinderraums (12) einen zum ersten Volumenstrom parallel geführten, zweiten Volumenstrom zum Tank steuert, und mit einer Tauchkolbenschaltung, um einen aus dem Ringraum abfließenden Volumenstrom über eine Bypaßleitung (58) mit einem zum Rücklauf-Anschluß (26) hin sperrenden Rückschlagventil (17) in den dabei druckbeaufschlagten Zylinderraum (12) zurückzuführen, und mit einem Sperrventil (16), das in eine vom Rücklauf-Anschluß (26) des Regelventils (14) zum Tank geführte Tankleitung geschaltet und von einem Vorsteuerventil (35) ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktion des den Steuerdruck erzeugenden Bauelements vom Sperrventil (16) übernommen wird und von dessen Vorsteuerventil (35) mindestens eine Steuerleitung (44) zum proportional arbeitenden Umschaltventil (15) zu dessen Ansteuerung geführt ist.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (15) als stetig arbeitende 2-Wege-Patrone (52) ausgebildet ist, deren seitlicher, druckunempfindlicher Anschluß (54) mit dem Zylinderraum (12) Verbindung hat, während der stirnseitige, druckempfindliche Anschluß (53) zum Tank (28) entlastet ist und daß deren Schieber (55) gleichsinnig zum Druck im stirnseitigen Anschluß (53) von der Kraft einer Feder (56) und gegensinnig von dem Druck in der dritten Steuerleitung (44) beaufschlagt ist, wobei der Schieber (55) von der Feder (56) in Richtung einer Sperrstellung belastet ist und gegen die Kraft der Feder (56) öffnet.
  3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrventil (16) eine Durchflußkennlinie (49) aufweist, die mit zunehmendem Durchfluß (Q) einen stetig ansteigenden'Durchflußwiderstand (Δp) aufweist.
  4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrventil (16) als 2-Wege-Patrone (34) in Sitzventilbauart ausgeführt ist, deren stirnseitiger Anschluß (38) an das Regelventil (14) und deren seitlicher Anschluß (39) an den Tank (28) angeschlossen sind, dessen Ventilkörper (36) von der Feder (37) und vom Druck im Steueranschluß (41) in Schließrichtung und vom Druck im stirnseitigen Anschluß (38) in Öffnungsrichtung belastet ist und insbesondere ein Flächenverhältnis von 1:1,6 aufweist.
  5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrventil (16) in die vom Regelventil (14) abgehende Tankleitung (27) stromabwärts von der Abzweigung der Bypaßleitung (58) geschaltet ist.
  6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im hydraulischen Motor (11) zum Schließen der Form dessen Ringraum (13) mit Druckmittel beaufschlagt wird.
  7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das im Sperrventil (16) zur Vorsteuerung dienende Magnetventil (35) als 4/3-Ventil ausgebildet ist, von dem zwei abgehende Steuerleitungen (42, 43) zur Ansteuerung der Wegepatrone (34) dienen, eine vierte Steuerleitung (45) zum Tank (28) führt und eine dritte Steuerleitung (44) an einen Steueranschluß (57) des Umschaltventils (15) angeschlossen ist.
  8. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Zylinderraum (12) führende Arbeitsleitung (33), die Bypaßleitung (58) und die Rücklaufleitung (51) im Bereich zwischen Regelventil (14) und Zylinderraum (12) einen gemeinsamen Knotenpunkt bilden.
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