DE3249820C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Durchflußsteuereinrichtung für ein strömungsfähiges Medium zum Antrieb wenigstens eines Fluidmotors mit einer Hauptleitung für das Medium, in welcher in Strömungsrichtung des Mediums eine variable Verstellpumpe und eine Drossel hintereinander geschaltet sind, wobei an die Abstromseite der Hauptleitung nach der Drossel je ein Schaltventil für jeden Fluidmotor angeschlossen ist, mit einem auf Last ansprechenden Lastventil, dessen Steuerkammer mit der Hauptleitung auf der Aufstromseite der Drossel verbunden ist und dessen Federkammer mit einer Steuerleitung für den Mediumdruck auf der Abstromseite der Drossel verbunden ist und welches Lastventil zur Einhaltung eines konstanten Druckdifferentials mit einem Fördermengensteuerabschnitt der Verstellpumpe gekoppelt ist.

Die Erfindung beschäftigt sich allgemein mit einer Mediumsteuereinrichtung für eine Spritzgießmaschine oder ein Bindemittel, und im besonderen mit einer Durchflußsteuereinrichtung, die wahlweise in einem Energiesparbetrieb, bei dem der Energieverbrauch relativ gering ist, und einem maximalen Förderbetrieb arbeiten kann, bei dem hohe Ansprechempfindlichkeit und hohe Arbeitsgeschwindigkeit im Vordergrund stehen.

Bei einer Spritzgießmaschine beispielsweise wurde eine im Energiesparbetrieb betreibbare Durchflußsteuereinrichtung verwendet, bei der in einer Hauptleitung von einer steuerbaren Förderpumpe zu einem auf die Last ansprechenden Ventil eine Düse angeordnet ist, wobei das auf Last ansprechende Ventil auf das Druckdifferential zwischen den beiderseits der Düse herrschenden Drücken anspricht und ein Fördermengensteuerabschnitt der steuerbaren Förderpumpe zur Einstellung der Fördermenge der steuerbaren Förderpumpe auf einen solchen Wert gesteuert wird, der zum Einhalten des Druckdifferentials im wesentlichen auf einem konstanten Wert erforderlich ist. Ein Beispiel einer derartigen bekannten Durchflußsteuereinrichtung ist in der US- Patentschrift 28 92 312 beschrieben.

Da sowohl die Fördermenge wie auch der Abgabedruck der Förderpumpe in Abhängigkeit von der Lastanforderung gesteuert werden, ist die bekannte Durchflußsteuereinrichtung im Energiesparbetrieb darin vorteilhaft, daß der Energieverbrauch relativ niedrig ist, wo praktisch kein überflüssiges Medium gefördert wird. Diese Einrichtung ist jedoch bezüglich der Empfindlichkeit und des schnellen Betriebs nachteilig, da die Abgabemenge der Förderpumpe durch das lastempfindliche Ventil und ein Übertragungselement, etwa in der Form des Durchflußsteuerabschnitts, gesteuert wird, die mit einer gewissen Verzögerung behaftet sind. Wenn daher bei der Herstellung stark profilierter Spritzteile die Spritzgießmaschine sehr schnell arbeiten muß, erweist sich die nur im Energiesparbetrieb betreibbare Durchflußsteuereinrichtung als nicht geeignet.

Da weiterhin die Spritzgießmaschine abmessen, einspritzen, die Form schließen und die Form öffnen können muß, hat man häufig festgestellt, daß die Steuerbarkeit im Schnellbetrieb wichtiger ist als die Energiespareigenschaft. In solchen Fällen ist eine Durchflußsteuereinrichtung, die nur im Energiesparbetrieb gefahren werden kann, nicht geeignet.

In K. Kasperbauer, Stromventile, Otto Krausskopf-Verlag GmbH, Mainz, 1972, Seite 97-114 werden Steuerungsbeispiele für Stromventile in hydraulischen Steuerungen angegeben. Bei diesen Beispielen wird jedoch mit einer festen Pumpe gearbeitet, die eine spezielle feste Kapazität hat, so daß dann, wenn eine relativ geringe Fluidmenge durch eine Öffnung an einen Verbraucher abgegeben wird, die jeweils überschüssige Fluidmenge wieder in den Vorratsbehälter zurückgeleitet werden muß. Dadurch ergibt sich eine ganz erhebliche Verlustleistung. Weitere Beispiele von Hydroanlagen sind aus P. Panzer, G. Beitler, Arbeitsbuch der Ölhydraulik, Otto Krausskopf-Verlag, Mainz, 1965, Seiten 74 bis 96 erläutert, bei denen auch mit Druckspeichern gearbeitet wird.

Zur Beseitigung der erwähnten Nachteile soll daher mit der Erfindung eine Durchflußsteuereinrichtung für strömungsfähige Medien geschaffen werden, die wahlweise in einem Energiesparbetrieb und einem maximalen Förder- bzw. Abgabebetrieb je nach der Lastanforderung in der Weise gesteuert betreibbar ist, daß ein niedriger Energieverbrauch, hohe Ansprechempfindlichkeit und hohe Geschwindigkeit jeweils entsprechend der gewählten Betriebsart erreicht werden.

Dazu ist bei der eingangs genannten Durchflußsteuereinrichtung erfindungsgemäß vorgesehen, daß ein druckkompensiertes Reduzierventil, welches in einem bezüglich der Drossel aufstromseitigen Teil der Hauptleitung vorgesehen ist, die Druckdifferenz auf einem vorbestimmten Wert hält, und daß zum Umschalten zwischen Energiesparbetrieb und maximalem Förderbetrieb ein Betriebsartwahlventil in die Druckleitung zwischen der Federkammer des Lastventils und der Abstromseite der Drossel geschaltet ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die vorstehend erläuterten, sowie weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform im einzelnen hervor. Es zeigt

Fig. 1 und 4 schematische Fluidschaltungsdiagramme gemäß einer ersten und zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 und 3 graphische Erläuterungen des Zusammenhangs zwischen dem Öffnen einer ersten Düse und der abgegebenen Fluidströmung; und

Fig. 5 und 6 schematische Darstellungen von Ausführungsformen für eine in der Einrichtung verwendete Düse.

Die Durchflußsteuereinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Fig. 1 beschrieben.

Gemäß Fig. 1 ist die Abgabeöffnung einer Verstellpumpe 1 strömungsmittelmäßig mit einer Hauptleitung 2 verbunden. Die Hauptleitung 2 weist ein druckkompensiertes Druckreduzierventil 101 und eine erste Düse 3 a auf der von der Verstellpumpe 1 abgewandten Seite des Druckreduzierventils 101 auf. Diese Hauptleitung 2 erstreckt sich zu einer Mehrfachkupplung 7, von der sich zwei Zweigleitungen 10, 11 und 12 nach außen erstrecken. Diese Zweigleitungen 10, 11 und 12 sind ihrerseits über Schaltventile 13, 14 und 15 mit Betätigungsvorrichtungen 5 und 6 strömungsmittelmäßig verbunden. Die Betätigungsvorrichtungen 13, 14 und 15 können ein Hydraulikzylinder sein, der zum Öffnen und Schließen einer Form der Spritzgießmaschine verwendet wird, ein in der gleichen Maschine zum Antrieb der Förderschnecke verwendeter Hydraulikmotor und ein in der gleichen Maschine benutzter Hydraulikzylinder zum Einspritzen des plastizierten Harzes sein. Ein Teil der Hauptleitung 2 zwischen dem Druckreduzierventil 101 und der Kupplung 7 besitzt eine Bypassleitung 102 mit einer zweiten Düse 3 b, die parallel zur ersten Düse 3 a angeordnet ist.

Die Durchflußsteuereinrichtung gemäß Fig. 1 weist ein lastempfindliches Ventil 17, ein Drucksteuerventil 75 von gleicher Bauart wie das Lastventil 17, ein Betriebsartwahlventil 21 a, das ein 4/2 Wegeventil sein kann, einen Energiesammler 105, der über eine Leitung 20 b mit der Hauptleitung 2 auf der Aufstromseite des Druckreduzierventils verbunden ist, ein Sperrventil 18 a, das ein ferngesteuertes Rückschlagventil sein kann, in der Leitung 20 b, sowie ein Saugdruckaufnahmeventil 106 in einer Leitung 108 auf, welches einen Abschnitt der Hauptleitung 2 zwischen Druckreduzierventil 101 und der ersten Düse 3 a mit einem Behälter 107 verbindet. Das Lastventil 17 ist so ausgelegt, daß in seiner Stellung V₁ die Anschlüsse l und n miteinander verbunden sind und der Anschluß m geschlossen ist, und daß in der Stellung V₂ die Anschlüsse m und n miteinander verbunden sind und der Anschluß l geschlossen ist. Das Lastventil 17 besitzt eine Federkammer 40 mit einer Feder 41, die eine Stellkraft Δ P _L derart ausübt, daß dann wenn die Druckdifferenz zwischen einer Steuerkammer 42 des Lastventils 17 der Federkammer 40 die Stellkraft Δ P _L überschreitet, das Lastventil 17 in die Stellung V₁ gebracht wird. Wenn die Druckdifferenz kleiner ist als die Stellkraft Δ P _L , wird dagegen das Lastventil in die Stellung V₂ gesetzt. Das Steuerventil 75 hat eine Federkammer 82 mit einer Feder 95, die eine Stellkraft Δ P _P aufweist. Das Betriebsartwahlventil 21 a ist so ausgelegt, daß bei einer Stellung S₁ die Anschlüsse P und A und die Anschlüsse B und T jeweils miteinander verbunden sind, und in seiner Stellung S₂ die Anschlüsse A und T verbunden sind und die Anschlüsse P und B getrennt sind.

Das Lastventil 17 besitzt einen Anschluß l, der mit einem auf der Aufstromseite des Druckreduzierventils 101 befindlichen Teil der Hauptleitung 2 über eine Steuerleitung 25 strömungsmittelmäßig verbunden ist, sowie einen Anschluß m, der mit dem Behälter 27 über eine Steuerleitung 26 verbunden ist, und einen Anschluß n, der über eine Steuerleitung 76 mit einem Anschluß m des Steuerventils 75 strömungsmittelmäßig verbunden ist. Das Steuerventil 75 hat zusätzlich zu dem Anschluß m einen Anschluß n, der mit einem Fördermengenabschnitt 30 der Verstellpumpe 1 über eine Steuerleitung 77 verbunden ist, und einen Anschluß l, der über eine Steuerleitung 78 mit dem Teil der Hauptleitung 2 auf der Aufstromseite des Druckreduzierventils strömungsmittelmäßig verbunden ist. Der Fördermengensteuerabschnitt 30 kann durch einen Steuerzylinder mit Taumelscheibe realisiert sein.

Das Lastventil 17 besitzt ferner eine Steuerkammer 42, die über eine Steuerleitung 31 mit einem Abschnitt der Hauptleitung 2 auf der Aufstromseite des Druckreduzierventils 101 verbunden ist, und eine Federkammer 40, die mit dem Anschluß P des Betriebsartwahlventils 21 a über eine Steuerleitung 32 verbunden ist. Die Steuerleitung 32 ist ihrerseits mit einem auf der Aufstromseite des Druckreduzierventils 101 befindlichen Teil der Hauptleitung 2 über eine Steuerleitung 37 verbunden, welche eine Einführdüse 36 besitzt.

Das Steuerventil 75 besitzt ferner eine Steuerkammer 80, die mit einem auf der Aufstromseite des Druckreduzierventils 101 befindlichen Teil der Hauptleitung 2 über eine Steuerleitung 81 verbunden ist. Das Steuerventil 75 hat ferner eine Federkammer 82, die mit dem Anschluß B des Betriebsartwahlventils 21 a über eine Steuerleitung 83 verbunden ist. Die Steuerleitung 83 ist ihrerseits mit einem auf der Aufstromseite des Druckreduzierventils 101 befindlichen Teil der Hauptleitung 2 verbunden, und zwar über eine Steuerleitung 85, welche eine Einführdüse 84 aufweist, und ist außerdem mit dem Behälter 130 über eine Steuerleitung 51 verbunden, die ein fanggesteuertes Begrenzungsventil 128 zur Steuerung des Lastdruckes des Energiesammlers aufweist.

Ein Anschluß A des Betriebsartwahlventils 21 a ist mit einem auf der Abstromseite der ersten Düse 3 a befindlichen Teil der Hauptleitung 2 über eine Steuerleitung 34 verbunden, die zusammen mit der Steuerleitung 32 eine Energiesparleistung bildet. Die Steuerleitung 34 weist eine Düse 111 auf, und ein Teil der Steuerleitung 34 zwischen der Düse 111 und dem Anschluß A des Betriebsartwahlventils 21 a ist über eine Steuerleitung 113 mit der Federkammer 114 des Druckreduzierventils 101 verbunden. Die Federkammer 114 mit einer Feder 115, die eine Stellkraft Δ P _G und den Druckunterschied zwischen der Aufstromseite der ersten Düse 3 a und der Abstromseite der zweiten Düse 3 b entwickelt, wird auf einen Wert geregelt, der gleich der Stellkraft Δ P _G ist.

Der Anschluß T des Betriebsartwahlventils 21 a ist mit der Federkammer 126 des Saugdruckaufnahmeventils 106 über eine Steuerleitung 125 verbunden. Die Feder 127 in der Federkammer 126 des Saugdruckaufnahmeventils 106 übt eine Stellkraft P _R aus und das Saugdruckaufnahmeventil 106 öffnet, wenn der Druckunterschied zwischen der Federkammer 126 und der Steuerkammer 128 die Stellkraft Δ P _R überschreitet. Man bemerke, daß die Stellkraft Δ P _R so gewählt ist, daß sie größer als die Stellkraft Δ P _G ist. Die Steuerleitung 129 ist mit einem Behälter 52 über ein elektromagnetisches, ferngesteuertes proportionales Druckbegrenzungsventil 50 a verbunden.

Das Steuerventil 18 a, das beispielsweise ein Sperrventil sein kann, hat einen Anschluß 151, der mit einem Behälter 157 über Steuerleitungen 155 und 156 verbunden werden kann, wenn ein elektromagnetisches Schaltventil 152 in die Stellung S₁₁ gesetzt ist, wodurch ein möglicher Rückstrom des Fluids vermieden wird. Der Anschluß 151 kann auch mit einer Zweigleitung 20 b über Steuerleitungen 155 und 158 verbunden werden, wenn das Schaltventil 152 in der Stellung S₁₂ steht, um dadurch das Rückschlagventil 18 a zu öffnen und zu ermöglichen, daß das in dem Energiesammler 105 gespeicherte Fluid durch es hindurch abgegeben werden kann.

Die Verstellpumpe 1 hat eine Einstellung 55 zur Einstellung der maximalen Förderleistung durch Positionierung einer Taumelscheibe und einem maximalen Neigungswinkel, so daß eine mögliche Überlastung einer nicht dargestellten Antriebsmaschine vermieden werden kann. Jedoch muß Δ P _R < Δ P _P aufgebaut werden.

Die Durchflußsteuereinrichtung gemäß Fig. 1 arbeitet auf folgende Weise.

1. Fall: Die Stellkraft Δ P _G ist größer als die Stellkraft Δ P _L .

Das Betriebsartwahlventil 21 a und das Schaltventil 152 sind in die Stellungen S₁ und S₁₁ gesetzt, die zweite Düse 3 b ist vollständig geschlossen und der dem ferngesteuerten Begrenzungsventil 50 a zugeführte Strom wird von Null auf einen vorbestimmten Wert angehoben, während gleichzeitig das Schaltventil 15 zum Vorschub des Einspritzzylinders 6 geöffnet wird. Man bemerke jedoch, daß das Abmessen des Harzes in der Förderschnecke durch den Hydraulikmotor 5 als bereits abgeschlossen angenommen wird.

Nachdem dies geschehen ist, steigt die Förderleistung der Verstellpumpe 1 vom Wert Null aus an. Da jedoch der Druck an der Abgabeöffnung der Verstellpumpe 1 niedriger als der eingestellte Druck des Begrenzungsventils 50 a während des Vorschubs des Einspritzzylinders 6 ist, wird der Fluiddruck auf der Aufstromseite des Druckreduzierventils 101 der Steuerkammer 80 und der Federkammer 82 des Steuerventils 75 durch die Steuerleitungen 81 bzw. 85 zugeführt. Daher gelangt das Steuerventil 75 in die Stellung V₂. Jetzt wird der Fluiddruck auf der Aufstromseite des Druckreduzierventils 101 der Steuerkammer 42 des Lastventils 17 durch die Steuerleitung 31 zugeführt und andererseits wird der Fluiddruck auf der Abstromseite der ersten Düse 3 a der Federkammer 40 des Lastventils 17 durch die Anschlüsse A und P und die Energiesparleitung (32, 34) zugeführt. Daher gelangt das Lastventil 17, wenn der Druckunterschied zwischen der Steuerkammer 42 und der Federkammer 40 kleiner ist als die Stellkraft Δ P _L , in die Stellung V₂, wodurch der Fördermengensteuerabschnitt 30 der Verstellpumpe 1 mit dem Behälter 27 über die Steuerleitung 77, das Steuerventil 75, die Steuerleitung 76 und die Steuerleitung 26 verbunden wird, so daß die Taumelscheibe der Verstellpumpe 1 so geneigt wird, daß sie maximale Förderleistung abgibt. Man bemerke, daß die Ansprechempfindlichkeit der Taumelscheibe jetzt etwas verzögert ist. Wenn andererseits der Druckunterschied zwischen der Steuerkammer 42 und der Federkammer 40 auf einen Wert über die Stellkraft Δ P _L ansteigt, gelangt das Lastventil 17 in die Stellung V₁ und verbindet den Fördermengensteuerabschnitt 30 der Verstellpumpe 1 mit einem Teil der Hauptleitung 2, der sich auf der Aufstromseite des Druckreduzierventils 101 befindet, und zwar über die Steuerleitung 77, das Steuerventil 75, die Steuerleitung 76 und die Steuerleitung 25, wodurch die Taumelscheibe der Verstellpumpe 1 auf eine neutrale Stellung geneigt wird, um die Förderleistung herabzusetzen. Auf diese Weise dient das Lastventil 17 zur Steuerung der Förderleistung der Verstellpumpe 1, um den Druckunterschied zwischen der Aufstromseite und der Abstromseite der ersten Düse 3 a gleich der Stellkraft Δ P _L zu machen. Diese Funktion des Lastventils 17 tritt sehr schnell ein, da Fluid in die Federkammer 40 über einen kurzen Weg 37 mit der Einführdüse 36 eingeleitet wird.

Da andererseits der Fluiddruck auf der Abstromseite der ersten Düse 3 a in die Federkammer 114 über die Steuerleitungen 34 und 113 eingeleitet wird, neigt das Druckreduzierventil 101 dazu, den Druckunterschied zwischen der Aufstromseite und der Abstromseite der ersten Düse 3 a auf einen Wert einzuregeln, der gleich der Stellkraft Δ P _G ist. Da jedoch die Stellkraft Δ P _G größer als die Stellkraft Δ P _L , wie erwähnt, ist und da das Lastventil 17 den Druckunterschied zwischen der Aufstromseite des Druckreduzierventils 101 und der Abstromseite der ersten Düse 3 a auf die Stellkraft Δ P _L einregelt, arbeitet das Druckreduzierventil 101 während seiner Öffnungszeit nicht.

Andererseits werde angenommen, daß der Energiespeicher 105 mit Fluid unter einem Druck gefüllt ist, der größer als der Druck des von der Verstellpumpe 1 während des Vorschubs des Einspritzzylinders 6 abgegebenen Fluids ist. Da das Schaltventil 152 in der Stellung S₁₁ steht, wird das Steuerventil 18 a geschlossen, relativ zu dem vorstehend erläuterten hohen Fluiddruck, und demzufolge gibt der Energiespeicher 105 Fluid weder ab noch nimmt er Fluid auf.

Demzufolge wird die Verstellpumpe 1 jetzt so gesteuert, daß der Abgabedruck und die Förderleistung der Lastanforderung angepaßt ist, und der Energiesparbetrieb, bei dem der Energieverbrauch niedrig ist, wird zur ersten Düse 3 a ausgeführt. Das Verhältnis zwischen dem Öffnen dieser ersten Düse und der Ausgangsströmung zeigt Kurve a in Fig. 2.

Man bemerke, daß durch Variieren der Öffnung der Düse 3 a die Spritzgeschwindigkeit variiert werden kann. Selbst in diesem Fall tritt eine Verzögerung in der Ansprechempfindlichkeit der Durchflußsteuerung auf.

Außerdem wird angenommen, daß das Begrenzungsventil 50 a während des vorstehend beschriebenen Betriebs geschlossen ist.

Angenommen, daß die vorstehend beschriebene Durchflußsteuerung auf Drucksteuerung umgeschaltet wird, bei der das Füllen des Harzes durch den Einspritzzylinder 6 abgeschlossen ist, wird der Druck innerhalb der Steuerleitungen 83, 125 und 129 zwischen dem Begrenzungsventil 50 a und der Einführdüse 84 durch das Begrenzungsventil 50 a auf einen Wert geregelt, der gleich seinem eingestellten Druck ist. Jetzt wird das Steuerventil 75 in die Stellung V₁ oder V₂ gesetzt, um den Druckunterschied zwischen dem Druck im Inneren der Steuerkammer 80 und dem Druck in der Federkammer 82, d. h. den eingestellten Druck, gleich der Stellkraft Δ P _P zu machen, und das Ventil wird normalerweise in einer Stellung zwischen V₁ und V₂ gehalten. Daher wird der Fördermengensteuerabschnitt 30 der Verstellpumpe 1 mit der Hauptleitung 2 über Steuerleitungen 77, 78 und 81 so verbunden, daß die Taumelscheibe sehr schnell in die neutrale Stellung positioniert wird, wodurch mit einer sehr geringen Förderleistung der Druck in der Hauptleitung 2 auf den vorbestimmten Wert geregelt werden kann. Man bemerke, daß trotz des plötzlichen Abfalls der Strömung während der Übergangsperiode, in der das Geschwindigkeitssteuergebiet in das Drucksteuergebiet sich verschiebt, die Arbeitsweise der Taumelscheibe jetzt verzögert ist und daher in der Hauptleitung 2 Saugdruck auftreten möchte. Jedoch kann ein in der Hauptleitung 2 möglicherweise auftretender Saugdruck durch das Saugdruckaufnahmeventil 106 absorbiert werden. Wenn die erläuterte Strömungssteuerung zur Drucksteuerung am Anfang der Übergangsperiode langsam stattfindet, kann das Lastventil 17 den Druckunterschied zwischen der Aufstromseite und der Abstromseite der ersten Düse 3 a auf die Stellkraft Δ P _L regeln, so daß die Überdruckcharakteristik der Durchflußsteuereinrichtung sehr gut ist. Mit anderen Worten, selbst wenn ein geringer Mediumstrom durch das Begrenzungsventil 50 a als Folge des Lastdruckanstiegs stattfindet, kann eine genaue Durchflußsteuerung durchgeführt werden, bei der der Differenzdruck zwischen der Aufstromseite und Abstromseite der ersten Düse 3 a vor dem Abschluß des Schaltens des Steuerventils 75 auf dem konstanten Wert gehalten werden kann.

Die Durchflußsteuerung zum Energiesammlerbetrieb, der ein Beispiel des maximalen Förderbetriebs ist, findet auf folgende Weise statt.

Zunächst, nachdem das Betriebsartwahlventil 21 a in die Stellung S₂ gesetzt worden ist, wird das elektromagnetische Schaltventil 152 in die Stellung S₁₂ gesetzt und gleichzeitig wird das Schaltventil 15 geschaltet.

Wenn dies stattgefunden hat, ist der Anschluß P des Betriebsartwahlventils 21 a geschlossen, und daher wird nur der Fluiddruck in dem Teil der Hauptleitung 2, der sich auf der Aufstromseite des Druckreduzierventils 101 befindet, der Federkammer 40 des Lastventils 17 über Steuerleitung 37 mit der Einführdüse 36 zugeführt. Daher wird das Lastventil 17 in Stellung V₂ gestellt und dort gehalten. Da der Anschluß B des Betriebsartwahlventils 21 a geschlossen ist, wird in ähnlicher Weise die Federkammer 82 des Steuerventils 83 mit dem Fluiddruck in dem bezüglich des Druckreduzierventils 101 aufstromseitigen Teil der Hauptleitung 2 über Steuerleitung 85 mit Einführdüse 83 beschickt, und folglich wird das Steuerventil 75 in Stellung V₂ gesetzt und auch dort gehalten. Daher ist der Fördermengensteuerabschnitt 30 der Verstellpumpe 1 mit dem Behälter 27 verbunden, so daß die Förderleistung auf einem maximalen Wert festgehalten wird, der durch die Stellung der Stellschraube 55 bestimmt ist.

Jedoch ist der Steueranschluß 151 des Sperrventils 18 a mit der Zweigleitung 20 b über Steuerleitungen 155 und 158 verbunden, da das Schaltventil 152 jetzt in der Stellung S₁₂ steht. Daher wird das Sperrventil 18 a geöffnet, so daß das Fluid in dem Energiesammler 105 in die Hauptleitung 2 über das Sperrventil 18 a und die Leitung 20 b abgegeben wird.

Da der Fluiddruck auf der Abstromseite der ersten Düse 3 a gleichzeitig der Federkammer 114 des Druckreduzierventils 101 über Steuerleitung 34, die Düse 111 und die Steuerleitung 113 zugeführt wird, arbeitet das Druckreduzierventil 101 so, daß der Druck eines kombinierten Fluidstromes, der mit maximaler Förderleistung von der als feste volumetrische Pumpe arbeitenden Verstellpumpe 1 abgegeben wird und der aus dem Energiesammler 105 kommt, so reduziert, daß der Druckunterschied zwischen der Aufstromseite und der Abstromseite der ersten Düse 3 a auf die Stellkraft Δ P _G der Feder 115 des Druckreduzierventils 101 geregelt werden kann. Da die Fluiddurchflußsteuerung, bei der die Druckdifferenz zwischen der Aufstromseite und der Abstromseite der ersten Düse 3 a auf dem vorgegebenen Wert durch die Verwendung des Druckreduzierventils 101 in einem sogenannten Ventilsteuerschema geregelt wird, in der erläuterten Weise arbeitet, kann eine hochempfindliche, außerordentlich genaue Fluidsteuerung mit einer ziemlich hohen Geschwindigkeit am Anfang des Einspritzens erreicht werden. Da außerdem das von dem Energiesammler 105 abgegebene Fluid benutzt wird, können die Betätigungsvorrichtungen 4, 5 und 6 mit hoher Geschwindigkeit angetrieben werden. Das Verhältnis zwischen der Öffnung der ersten Düse 3 a und der Ausgangsströmung zeigt Kurve b in Fig. 2. Man bemerke, daß, da die Stellkraft Δ P _G größer als die Stellkraft Δ P _L ist, der Druckunterschied zwischen der Aufstromseite und der Abstromseite der ersten Düse 3 a, der während des Energiesammlerbetriebs, bei dem das Druckreduzierventil 101 arbeitet, angenommen wird, größer ist als die während des Energiesparbetriebs angenommene Druckdifferenz. Wie demzufolge die Kurven a und b in Fig. 2 zeigen, ist die Ausgangsströmung während des Energiesammlerbetriebs größer als während des Energiesparbetriebs.

Man bemerke außerdem, daß während des Energiesammlerbetriebs das Begrenzungsventil 128 als Sicherheitsventil oder als ein Drucksteuerventil für den Energiesammler arbeitet und die Lastdrucksteuerung durch das Begrenzungsventil 50 a ausgeführt wird. Wenn Drucksteuerung im Energiesammlerbetrieb eingeleitet wird, wird der Saugdruck auf der Energiesammlerseite durch das Saugdruckaufnahmeventil 106 absorbiert.

2. Fall: Die Stellkraft Δ P _G ist kleiner als die Stellkraft Δ P _L .

In diesem Fall sind das Betriebsartwahlventil 21 a und das Schaltventil 152 in die Stellungen S₁ und S₁₁ gesetzt, die zweite Düse 3 b ist vollkommen geschlossen und das Schaltventil 15 öffnet gleichzeitig mit dem Begrenzungsventil 50 a, um den Einspritzzylinder 6 vorzuschieben.

Wenn dies geschehen ist, wie in dem vorher beschriebenen 1. Fall, dann arbeitet die Durchflußsteuereinrichtung im Energiesparbetrieb. Da jedoch die Stellkraft Δ P _G kleiner ist als die Stellkraft Δ P _L , regelt das Druckreduzierventil 101 selbst während des Energiesparbetriebs den Druckunterschied zwischen der Aufstromseite und der Abstromseite der ersten Düse 3 a auf die Stellkraft Δ P _G . Das heißt, das Druckreduzierventil 101 und die erste Düse 3 a bilden zusammen ein Durchflußsteuerventil. Das heißt, zusätzlich zur Regelung der Druckdifferenz zwischen der Aufstromseite des Druckreduzierventils 101 und der Abstromseite der ersten Düse 3 a auf die Stellkraft Δ P _L wird der Druckunterschied zwischen der Aufstromseite und der Abstromseite der ersten Düse 3 a durch das Druckreduzierventil 101 geregelt. Folglich kann selbst im Energiesparbetrieb eine sehr hohe Ansprechempfindlichkeit erhalten werden, da die Steuerung durch das Druckreduzierventil 101 unabhängig von der Verstellpumpe 1 ausgeführt wird.

Wenn danach das Betriebsartwahlventil 21 a und das Schaltventil 152 in die Stellungen S₂ bzw. S₁₂ gesetzt werden, arbeitet die Durchflußsteuereinrichtung im Energiesammlerbetrieb wie im vorher beschriebenen 1. Fall. Daher steuert das Druckreduzierventil 101 den Druckunterschied zwischen der Aufstromseite und der Abstromseite der ersten Düse 3 a auf die Stellkraft Δ P _G . Wenn demzufolge die Stellkraft Δ P _G kleiner ist als die Stellkraft Δ P _L , ist das Verhältnis zwischen der ersten Düse 3 a und der Ausgangsströmung so, wie Kurve c in Fig. 3 zeigt, die im wesentlichen identisch wie die während des Energiesparbetriebs ist. Man bemerke, daß die Kurve d in Fig. 3 das Verhältnis zwischen der Öffnung der ersten Düse 3 a und der Ausgangsströmung zeigt, das angenommen wird, wenn die zweite Düse 3 b während des Energiesammlerbetriebs geöffnet wird. Aus der Kurve d wird deutlich, daß die Ausgangsströmung durch einen durch die zweite Düse 3 b bestimmten Zuwachs erhöht wird. Nichtsdestoweniger wird der Druckunterschied zwischen der Aufstromseite und der Abstromseite der zweiten Düse 3 b durch das Ventil ebenfalls auf die Stellkraft Δ P _L geregelt.

Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten dritten Ausführungsform darin, daß die Funktion des in der dritten Ausführungsform verwendeten Steuerventils 75 von dem Lastventil 70 übernommen wird und daß anstelle des Betriebsartwahlventils 21 a in der dritten Ausführungsform das gleiche Betriebsartwahlventil 21 wie in der ersten Ausführungsform verwendet wird.

Die Durchflußsteuereinrichtung gemäß Fig. 4 arbeitet so, daß in der Stellung S₁ des Betriebsartwahlventils 21 die Energiesparleitung 34 geöffnet wird, damit der Fluiddruck auf der Abstromseite der ersten Düse 3 a der Federkammer 40 des Lastventils zugeführt werden kann. Während der Durchflußsteuerung arbeitet das Lastventil 17 in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen dem Druck auf der Aufstromseite des Druckreduzierventils 101 und dem Druck auf der Abstromseite der ersten Düse 3 a, um die Förderleistung der Verstellpumpe 1 im Energiesparbetrieb zu steuern. Wenn die Stellkraft Δ P _G der Feder 115 in dem Druckreduzierventil 101 kleiner ist als die Stellkraft Δ P _L der Feder 41 des Lastventils 17, arbeitet das Druckreduzierventil 101 während des Energiesparbetriebs wie im Fall der dritten Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 4. Wenn andererseits die Stellkraft Δ P _G größer ist als Δ P _L , arbeitet das Druckreduzierventil 101 nicht. Wenn außerdem die Betätigungsvorrichtungen 4, 5 und 6 überhaupt nicht arbeiten, was beispielsweise nach Abschluß des Einfüllens des Harzes und während der Drucksteuerung, in der das Begrenzungsventil 50 den eingestellten Druck annimmt und daher arbeiten sollte, eintritt, dann wird das Lastventil 17 an einer Zwischenstellung zwischen den Stellungen V₁ und V₂ gehalten, um die Taumelscheibe der Verstellpumpe 1 an einer neutralen Stellung zu halten, so daß die Drucksteuerung während der Förderleistung Null ausgeführt werden kann. In der Fig. 4 dargestellten Ausführungsform arbeitet das Druckreduzierventil 101 jedoch, wenn die Stellkraft Δ P _G kleiner ist als die Stellkraft Δ P _L , arbeitet jedoch nicht, wenn die Stellkraft Δ P _G größer ist als die Stellkraft Δ P _L .

Wenn andererseits das Betriebsartwahlventil 21 in der Stellung S₂ steht, ist die Energiesparleitung (34, 32) geschlossen und gleichzeitig ist die Federkammer 40 des Lastventils 17 mit einem Teil der Hauptleitung 2, der sich auf der Aufstromseite des Druckreduzierventils 101 befindet, über die Steuerleitung 37 mit der Einführdüse 36 verbunden. Demzufolge wird der Druck im Innern der Federkammer 40 des Lastventils 17 gleich dem Druck im Innern der Steuerkammer 42, wodurch das Lastventil 17 in die Stellung V₂ gelangt. Dann wird die Taumelscheibe in eine Stellung geneigt, die durch die Einstellung der Stellschraube 55 bestimmt ist, um die Förderleistung zu erhöhen, so daß die Verstellpumpe 1 daher als eine feste volumetrische Pumpe arbeitet, die eine vorbestimmte Fluidmenge abgibt. Wenn das elektromagnetische Schaltventil 152 in der Stellung S₂ während dieses Betriebszustandes steht, wird das Sperrventil 18 a geöffnet und ermöglicht, daß der Energiesammler 105 Fluid abgibt. Das Druckreduzierventil 101 reduziert den Druck des Fluids aus dem Energiesammler 105, verbunden mit dem Fluid aus der Verstellpumpe 1, die dann als feste volumetrische Pumpe arbeitet. Das heißt, die Durchflußsteuerung wird im Energiesammlerbetrieb wie bei der dritten Ausführungsform der Erfindung durchgeführt.

Aus der vorstehenden Beschreibung dürfte nunmehr deutlich geworden sein, daß die erfindungsgemäße Durchflußsteuereinrichtung zwei wählbare Betriebsarten unter dem Energiesparbetrieb und dem maximalen Förderbetrieb aufwseist. Im einzelnen kann das Umschalten von der einen Betriebsart zur anderen durch Verändern der Ventilstellung des ferngesteuerten Schaltventils und des Ventils zu geeigneter Zeit, wie durch die Betätigungsvorrichtungen erfordert, ausgeführt werden. Während daher eine einzige Verstellpumpe für sämtliche Betriebsarten der Einrichtung verwendet wird, kann der Energieverbrauch durch das Umschalten der Einrichtung minimalisiert werden und andererseits kann durch Umschalten der Einrichtung auf maximale Förderleistung einschließlich des Druckanpassungsbetriebs und des Energiespeicherbetriebs nicht nur eine hohe Ansprechempfindlichkeit und eine außerordentlich schnelle Steuerbarkeit angenommen werden, sondern die Rückkopplungssteuerung der Geschwindigkeit und/oder des Druckes können ebenfalls erreicht werden. Wenn die Einrichtung mit maximaler Förderleistung arbeitet, kann außerdem Fluid von der Verstellpumpe unter hohem Druck in maximaler Förderleistung abgegeben und dann zu dem Behälter zurückgegeben werden, wobei die Druckenergie wirksam in Wärmeenergie umgesetzt wird, die das Fluid schnell aufwärmt. Daher kann die Aufwärmzeit vorteilhafterweise herabgesetzt werden.

Wenn darüber hinaus ein Leitungssystem für die erfindungsgemäße Durchflußsteuereinrichtung gebildet wird, kann die erfindungsgemäße Durchflußsteuereinrichtung ausschließlich für den Betrieb entweder des Druckanpassungsbetriebs oder des Energiesammlerbetriebs sowie nur des Energiesparbetriebs dadurch benutzt werden, daß eine einfache Modifikation, beispielsweise Schließen des Leitungssystems durch Verwenden eines Deckels oder eines Stopfens, benutzt wird. Daher trägt die erfindungsgemäße Einrichtung wirksam zur Standardisierung des Leitungssystems bei und erfüllt wirksam und schnell die Betriebsanforderungen.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist insbesondere für die Spritzgießmaschine wirkungsvoll einsetzbar, und zwar im Hinblick auf den Umstand, daß die verschiedenen Hydraulikzylinder und ihre zugehörigen Fluidschaltungskomponenten jeweils unter anderen Betriebsarten betrieben werden.

Obgleich die Erfindung im Zusammenhang mit den bevorzugten Ausführungsformen gemäß der Zeichnung ausführlich beschrieben worden ist, ist festzuhalten, daß verschiedene Änderungen und Modifikationen ohne Abweichung von der Erfindung dem Fachmann möglich sind. Beispielsweise ist eine Pumpe von der Art beschrieben worden, bei der die Förderleistung absinkt, wenn der dem Förderabschnitt 30 zugeführte Fluiddruck ansteigt; dieses Pumpe kann natürlich auch von der Art sein, bei der die Förderleistung zunimmt, wenn der dem Fördermengenabschnitt 30 zugeführte Druck absinkt. Außerdem kann statt der Düse 3 a entweder ein eine Düse schaltendes Ventil gemäß 3 c in Fig. 5 oder ein eine Düse schaltendes Ventil gemäß 3 d in Fig. 6 verwendet werden, wobei eine neutrale lastfreie Verbindung 300 benutzt werden kann.

Weiterhin kann das Betriebsartwahlventil die Form eines Schaltventils mit mehreren Anschlüssen, etwa ein Schaltventil mit zwei Anschlüssen sein. Im Falle eines Schaltventils mit zwei Anschlüssen kann es mit einem anderen Schaltventil mit zwei Anschlüssen kombiniert werden.

Zu den vorstehend erwähnten Spritzgießmaschinen gehören insbesondere auch die Spritzpressen, mit denen Kunststoff-Formteile aus in der Wärme abbindendem Kunststoff hergestellt werden können.

Claims (8)

1. Durchflußsteuereinrichtung für ein strömungsfähiges Medium zum Antrieb wenigstens eines Fluidmotors (4, 5, 6) mit einer Hauptleitung (2) für das Medium, in welcher in Strömungsrichtung des Mediums eine variable Verstellpumpe (1) und eine Drossel (3 a, 3 b) hintereinander geschaltet sind, wobei an die Abstromseite der Hauptleitung nach der Drossel (3 a, 3 b) je ein Schaltventil (13, 14, 15) für jeden Fluidmotor (4, 5, 6) angeschlossen ist, mit einem auf Last ansprechenden Lastventil (17), dessen Steuerkammer mit der Hauptleitung (2) auf der Aufstromseite der Drossel verbunden ist und dessen Federkammer mit einer Steuerleitung (34) für den Mediumdruck auf der Abstromseite der Drossel verbunden ist und welches Lastventil (17) zur Einhaltung eines konstanten Druckdifferentials mit einem Fördermengensteuerabschnitt (30) der Verstellpumpe gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein druckkompensiertes Reduzierventil (101), welches in einem bezüglich der Drossel (3 a, 3 b) aufstromseitigen Teil der Hauptleitung (2) vorgesehen ist, die Druckdifferenz auf einem vorbestimmten Wert hält; und daß zum Umschalten zwischen Energiesparbetrieb und maximalem Förderbetrieb ein Betriebsartwahlventil (21, 21 a) in die Druckleitung (32, 34) zwischen der Federkammer des Lastventils (17) und der Abstromseite der Drossel (3 a, 3 b) geschaltet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drucksteuerventil (75) zwischen dem Lastventil (17) und dem Fördermengensteuerabschnitt (30) der Verstellpumpe zur wahlweisen Herstellung einer Strömungsmittelverbindung des Fördermengensteuerabschnitts (30) mit der Hauptleitung (2) oder einem Anschluß (n) des Lastventils (17), sowie ein Überdruckventil (50 a) vorgesehen sind, das mit einer Federkammer (82) des Drucksteuerventils (75) in Strömungsmittelverbindung steht.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Steuerleitung (85) eine Einführdrossel (84) aufweist, wobei die Federkammer (82) des Drucksteuerventils (75) mit der Hauptleitung (2) über die zweite Steuerleitung (85) in Strömungsmittelverbindung steht.

4. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von dem bezüglich der Drossel (3 a, 3 b) aufstromseitigen Teil der Hauptleitung (2) eine Bypaßleitung (108) abzweigt, in welcher ein Saugdruckaufnahmeventil (106) vorgesehen ist.

5. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel eine Düse (3 a, 3 b) ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel ein Düsenschaltventil (3 c) ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel ein Düsenschaltventil (3 d) mit einem neutralen lastfreien Kanal ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführdrossel eine Einführdüse (84) ist.