AT16790U1

AT16790U1 - Verfahren zum Betreiben einer Formgebungsmaschine

Info

Publication number: AT16790U1
Application number: ATGM8003/2020U
Authority: AT
Inventors: Ing Markus Otto Dipl
Original assignee: Engel Austria Gmbh
Priority date: 2019-02-01
Filing date: 2019-02-01
Publication date: 2020-09-15

Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Formgebungsmaschine (100), wobei die Formgebungsmaschine (100) eine erste, elektromotorische Antriebseinheit (1), eine zweite, elektro-hydraulische Antriebseinheit (2) und einen die beiden Antriebseinheiten (1, 2) verbindenden elektrischen Zwischenkreis aufweist, wobei während eines Formgebungszyklus beim Abbremsen der ersten Antriebseinheit (1) kinetische Energie freigegeben wird, dass die freigewordene kinetische Energie über den Zwischenkreis (3) zur zweiten Antriebseinheit (2) übertragen wird und dass diese übertragene Energie zumindest zeitweise direkt ohne Zwischenspeicherung für die Vorbeschleunigung der zweiten Antriebseinheit (2) genutzt wird.

Description

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Formgebungsmaschine, wobei die Formgebungsmaschine eine erste, elektromotorische Antriebseinheit, eine zweite, elektro-hydraulische Antriebseinheit und einen die beiden Antriebseinheiten verbindenden elektrischen Zwischenkreis aufweist. Zudem betrifft die Erfindung eine Formgebungsmaschine, insbesondere Spritzgießmaschine oder Spritzpresse, mit einer ersten, elektromotorischen Antriebseinheit, einer zweiten, elektro-hydraulischen Antriebseinheit, einem die beiden Antriebseinheiten verbindenden elektrischen Zwischenkreis und einer Steuer- oder Regeleinheit zum Steuern oder Regeln der Formgebungsmaschine.

[0002] Beim Betreiben von Formgebungsmaschinen wird oft sehr viel Energie benötigt, um die diversen Bewegungen durchzuführen und die hohen Kräfte, zum Beispiel bei der Schließkraftaufbringung, bereitzustellen. Dabei entsteht auch oftmals überschüssige Energie, die wieder abgebaut werden muss. Um diese überschüssige Energie zum Beispiel bei elektrischen Servoantrieben bei Bremsvorgängen abbauen zu können, kommen oftmals Bremswiderstände zum Einsatz. Dabei wird der Energieüberschuss in Wärme umgewandelt und somit vernichtet.

[0003] Um eine derartige Energieverschwendung zu vermeiden oder zumindest zu verringern, gibt es bereits Systeme, bei denen die überschüssige Energie gespeichert wird.

[0004] Zum Beispiel geht aus der WO 2011/072983 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Speichern von zurückgewonnener Energie bei einer Werkzeugmaschine hervor. Dabei wird elektrische Energie in einen Zwischenkreis eingebracht. Die überschüssige elektrische Energie wird in eine andere Energieform umgewandelt und in einem Energiespeicher gespeichert. Konkret wird als Speichermedium ein hydraulische Speicher oder ein Schwungrad genannt. Durch ein derartiges System wird zwar die Energieverschwendung verringert, es müssen aber relativ aufwändige Komponenten für die Speicherung und für die Energieumwandlung vorhanden sein.

[0005] Ähnliches gilt für die EP 1 753 595 B1. In diesem Dokument geht es ganz allgemein um Energiemanagement für eine Spritzgießmaschine. Es ist angeführt, dass für die Reduzierung der Energie eine Energiespeichervorrichtung installiert wird, wobei die gespeicherte Uberschussenergie für eine erste oder zweite Vorrichtung der Spritzgießmaschine verwendet werden kann. Im Speziellen wird Bremsenergie in eine Energiespeichervorrichtung eingespeist um von anderen Hydraulikaktuatoren genutzt zu werden, wodurch auf einen Bremswiderstand verzichtet werden kann. Auch dieses System hat somit gewisse energetische Vorteile, jedoch ist die Konstruktion relativ aufwändig.

[0006] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren bzw. eine verbesserte Formgebungsmaschine zu schaffen. Insbesondere sollen die Nachteile des Standes der Technik möglichst vermieden werden. Es soll also sowohl die Energieverschwendung als auch der Konstruktionsaufwand möglichst gering sein.

[0007] Dies wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Demnach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass während eines Formgebungszyklus beim Abbremsen der ersten Antriebseinheit kinetische Energie freigegeben wird, dass die freigewordene kinetische Energie über den Zwischenkreis zur zweiten Antriebseinheit übertragen wird und dass diese übertragene Energie zumindest zeitweise direkt ohne Zwischenspeicherung für die Vorbeschleunigung der zweiten Antriebseinheit genutzt wird.

[0008] Es wird also die von der ersten, elektromotorischen Antriebseinheit freiwerdende Energie direkt genutzt, um die zweite, elektro-hydraulische Antriebseinheit anzutreiben. Es muss keine aufwändige Zwischenspeicherung durchgeführt werden. Eine Zwischenspeicherung würde zudem (vor allem durch die Umwandlung) Energieverluste bringen. Vielmehr wird die Energie über den Zwischenkreis direkt der zweiten Antriebseinheit zugeführt. Anders ausgedrückt ist somit eine direkte Vorbeschleunigung der elektro-hydraulischen Antriebseinheit gegeben, wodurch die Energie nicht gespeichert wird um sie später abzurufen, sondern sofort verwendet wird, um später

bzw. direkt anschließend weniger Energie zu benötigen. Weiters kann dadurch die Dynamik der elektro-hydraulischen Antriebseinheit erhöht werden.

[0009] Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angeführt.

[0010] Es ist möglich, dass die (elektromotorischen bzw. elektro-hydraulischen) Antriebseinheiten Teil einer Spritzeinheit der Formgebungsmaschine sind. Bevorzugt ist allerdings vorgesehen, dass die Antriebseinheiten Teil einer Schließeinheit einer Formgebungsmaschine sind. Vor allem bei solchen Schließeinheiten treten hohen Kräfte auf und sind hohe Energien erforderlich, weshalb besonders bei Schließeinheiten ein gezieltes und sparsames Energiemanagement zu einem wesentlich geringeren Energieverbrauch beiträgt. Es soll aber nicht ausgeschlossen werden, die Energie einer Antriebseinheit der Schließeinheit direkt einer Antriebseinheit der Spritzeinheit zur Verfügung gestellt wird (und umgekehrt).

[0011] Bevorzugt ist vorgesehen, dass durch die erste Antriebseinheit ein Öffnungs- und Schließvorgang eines auf Formaufspannplatten angebrachten Formgebungswerkzeugs durchgeführt wird. Mithin wird mit dieser ersten Antriebseinheit der sogenannte Eilhub durchgeführt.

[0012] Konkret kann vorgesehen sein, dass das Abbremsen der ersten Antriebseinheit am Ende des Schließvorgangs und am Ende des Öffnungsvorgangs erfolgt.

[0013] Für die zweite Antriebseinheit kann gemäß einer ersten Variante vorgesehen sein, dass durch die zweite Antriebseinheit beim Einspritzen einer Schmelze in zumindest eine im Formgebungswerkzeug ausgebildete Kavität eine Schließkraft auf das geschlossene Formgebungswerkzeug aufgebracht wird. Bevorzugt ist die zweite Antriebseinheit als elektro-hydraulische Schließkraftaufbringungsvorrichtung, zum Beispiel als Druckkissen, ausgebildet. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die beim Abbremsen am Ende des Schließvorgangs freigewordene kinetische Energie für die zweite Antriebseinheit und den Aufbau der Schließkraft genutzt wird.

[0014] Für die zweite Antriebseinheit kann gemäß einer zweiten (alternativen oder zusätzlichen) Variante vorgesehen sein, dass durch die zweite Antriebseinheit ein Auswerfer bewegt wird. Bevorzugt ist diese zweite Antriebseinheit also als Auswerfer zum Auswerfen eines produzierten Formgebungsteils aus dem Formgebungswerkzeug ausgebildet. Hier kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die beim Abbremsen am Ende des Öffnungsvorgangs freigewordene kinetische Energie für die zweite Antriebseinheit und die Bewegung des Auswerfers genutzt wird. Konkret kann vorgesehen sein, dass die zweite (vorzugsweise als Auswerfer fungierende) Antriebseinheit als Axialkolbenpumpe ausgebildet ist.

[0015] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird auch durch eine Formgebungsmaschine mit den Merkmalen von Anspruch 10 gelöst. Demnach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die beiden Antriebseinheiten über den Zwischenkreis zumindest zeitweise direkt und ohne Zwischenschaltung eines Akkumulators miteinander elektrisch verbunden oder verbindbar sind, wobei die Formgebungsmaschine von der Steuer- oder der Regeleinheit derart ansteuerbar oder regelbar ist, dass die erste Antriebseinheit während eines Formgebungszyklus beim Abbremsen kinetische Energie freigibt, dass die freigewordene kinetische Energie über den Zwischenkreis zur zweiten Antriebseinheit übertragbar ist und dass diese übertragene Energie zumindest zeitweise direkt ohne Zwischenspeicherung für die Vorbeschleunigung der zweiten Antriebseinheit nutzbar ist.

[0016] Für die Umsetzung der vorliegenden Erfindung ist ein Akkumulator nicht notwendig. Es kann jedoch notwendig, dass die Formgebungsmaschine - für andere Zwecke und Funktionen einen, vorzugsweise hydraulischen, Akkumulator aufweist. Dieser Akkumulator kann, je nach Ausbildung, auch mit dem Zwischenkreis direkt oder indirekt verbunden sein.

[0017] Wenn ein solcher Akkumulator vorhanden ist, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Steueroder Regeleinheit wenigstens zwei Betriebsmodi aufweist, wobei in einem Akkumulator-Betriebsmodus die Antriebseinheiten derart ansteuerbar oder regelbar sind, dass die freigeworden Energie (in Hydraulikdruck oder elektrische Energie umwandelbar und) im Akkumulator speicherbar

ist, und dass in einem Direkt-Betriebsmodus der Akkumulator weggeschaltet ist und die Antriebseinheiten derart ansteuerbar oder regelbar sind, dass die freigewordene kinetische Energie über den Zwischenkreis zur zweiten Antriebseinheit übertragbar ist und dass diese übertragene Energie zumindest zeitweise direkt ohne Zwischenspeicherung im Akkumulator für die Vorbeschleunigung der zweiten Antriebseinheit nutzbar ist. Mit anderen Worten wird bei der erfindungsgemäßen direkten Nutzung der Abbremsenergie der Akkumulator weggeschaltet oder umgangen.

[0018] Die vorliegende Erfindung kann auch noch in den folgenden Worten beschrieben: Um eine Energievernichtung (z. B. durch Bremswiderstände) zu vermeiden, ist vorgesehen, die überschüssige Energie über einen Zwischenkreis auf eine weitere Antriebseinheit (z. B. auf den Antrieb eine Axialkolbenpumpe) zu übertragen und diese vorzubeschleunigen. Da bei Servoantrieben (bilden die zweite Antriebseinheit) aus energetischen Gründen der Motor gestoppt wird wenn keine Leistung benötigt wird, werden diese Motoren im Produktionszyklus regelmäßig beschleunigt und abgebremst. Für die Beschleunigung der Motoren und Pumpen (rotatorische Trägheiten) wird ein gewisser Energiebetrag benötigt, der den Gesamtwirkungsgrad des Antriebs verringert. Um diesen Wirkungsgrad zu verbessern, wird die Bremsenergie einer weiteren Antriebseinheit (erste Antriebseinheit) verwendet, um den Hydraulikantrieb bereits auf Drehzahl zu bringen, unmittelbar bevor die eigentliche Bewegung stattfindet. Zusätzlich zum energetischen Vorteil (es wird weniger Energie vom Netz zur Beschleunigung der rotatorischen Trägheiten benötigt) wird auch die Dynamik des Systems erhöht. Die bereits angetriebene Axialkolbenpumpe liefert zwar noch keine Fördermenge, jedoch wird der Stand-by- Druck aufgebaut, wodurch ein schnelleres Ausschwenken der Pumpe für die eigentliche Bewegung begünstigt wird.

[0019] 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:

[0020] Fig. 1 schematisch eine Formgebungsmaschine mit geöffnetem Formgebungswerkzeug,

[0021] Fig. 2 schematisch die Formgebungsmaschine während des Schließens, [0022] Fig. 3 schematisch die Formgebungsmaschine bei geschlossener Form, [0023] Fig. 4 schematisch die Formgebungsmaschine beim Aufbringen der Schließkraft,

[0024] Fig. 5 schematisch die Formgebungsmaschine bei wieder geöffnetem Formgebungswerkzeug,

[0025] Fig. 6 schematisch die Formgebungsmaschine bei betätigtem Auswerfer, [0026] Fig. 7 ein Diagramm des Energieverbrauchs der ersten Antriebseinheit und

[0027] Fig. 8 ein Diagramm des Energieverbrauchs und der Drehzahl der zweiten elektro-hydraulischen Antriebseinheit.

[0028] In Fig. 1 ist schematisch in einer Seitenansicht eine Schließeinheit 4 dargestellt, welche zusammen mit einer (nicht dargestellten) Spritzeinheit eine Formgebungsmaschine 100, insbesondere eine Spritzgießmaschine, bildet. Die Schließeinheit 4 weist einen Maschinenrahmen 11 auf, an welchem eine feststehende Formaufspannplatte 6 befestigt ist. Eine bewegbare Formaufspannplatte 5 ist entlang dem Maschinenrahmen 11 verfahrbar und am Maschinenrahmen 11 linear bewegbar gelagert. An den beiden Formaufspannplatten 5 und 6 ist jeweils eine Formhälfte 7a und 7b eines Formgebungswerkzeugs 7 montiert. Die Formaufspannplatten 5 und 6 werden von mehreren Holmen 12 durchsetzt, wobei in Fig. 1 nur ein Holm dargestellt ist. Die Holme 12 sind über eine Verriegelungsvorrichtung 13 an der bewegbaren Formaufspannplatte 5 lösbar fixierbar.

[0029] Im Bereich der feststehenden Formaufspannplatte 6 ist am Ende des Holms 12 ein Kolben 14 angeordnet, welcher in einem an der feststehenden Formaufspannplatte 6 angeordneten Zylinder 15 bewegbar gelagert ist. Der Kolben 14 und der Zylinder 15 bilden zusammen eine hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit, welche als Druckkissen für die Schließkraftaufbringung

fungiert. Über zumindest eine Hydraulikleitung 16 stehen die Druckräume 17 und 18 mit einer Hydraulikoumpe 19 in Verbindung. Die Hydraulikobumpe 19 wird von einem Elektromotor 20 angetrieben. Der Elektromotor 20 bildet zusammen mit der Hydraulikpumpe 19 die zweite, elektrohydraulische Antriebseinheit 2. Mit dieser zweiten Antriebseinheit 2 wird die Schließkraftaufbringungsvorrichtung (in diesem Fall als Druckkissen ausgebildet) angetrieben.

[0030] Im Bereich der bewegbaren Formaufspannplatte 5 (könnte auch im Bereich der feststehenden Formaufspannplatte 6 vorgesehen sein) ist ein Auswerfer 8 angeordnet. Dieser Auswerfer 8 weist zumindest einen Stößel 21, einen mit dem Stößel 21 verbundenen Kolben 22 und einen Zylinder 23 auf, in welchem der Kolben 21 bewegbar gelagert ist. Die hydraulischen Druckräume 24 und 25 im Zylinder 23 sind über eine Hydraulikleitung 26 mit der Hydraulikoumpe 27 verbunden. Die Hydraulikopumpe 27 steht mit einem Elektromotor 28 in Verbindung. Die Hydraulikoumpe 27 bildet zusammen mit dem Elektromotor 28 eine weitere zweite, elektro-hydraulische Antriebseinheit 2.

[0031] In Fig. 1 ist auch ersichtlich, dass im Bereich der bewegbaren Formaufspannplatte 5 eine erste, elektromotorische Antriebseinheit 1 angeordnet ist. Die erste Antriebseinheit 1 weist einen Elektromotor 29 auf. Dieser Elektromotor 29 treibt einen Spindeltrieb 30 (vorzugsweise einen Kugelgewindetrieb), bestehend aus Spindelmutter 31 und Spindel 32 an. Dieser Spindeltrieb 30 bildet eine Eilhubvorrichtung, mit welcher die bewegbare Formaufspannplatte 5 relativ zur feststehenden Formaufspannplatte 6 bewegt wird.

[0032] Die beiden Elektromotoren 20 und 28 der zweiten Antriebseinheit 2 und der Elektromotor 29 der ersten Antriebseinheit 1 stehen mit einem elektrischen Zwischenkreis 3 in Verbindung. Ein Zwischenkreis 3 ist eine elektrische Einrichtung, die als Energiespeicher mehrere elektrische Netze auf einer zwischengeschalteten Strom- oder Spannungsebene über Umrichter elektrisch koppelt. Der Zwischenkreis 3 kann auch mit einem elektrischen Akkumulator 10 oder - mittels entsprechender Energieumwandlung - mit einem hydraulischen Akkumulator 10 verbunden sein. Dies ist in Fig. 1 durch Strichlierung angedeutet.

[0033] In Fig. 1 ist schematisch auch eine Steuer- oder Regeleinheit 9 zum Steuern oder Regeln der Formgebungsmaschine 100 dargestellt. Diese Steuer- oder Regeleinheit steht signaltechnisch mit den Antriebseinheiten 1 und 2 in Verbindung. Die Steuer- oder Regeleinheit 9 kann in eine Bedieneinheit der Formgebungsmaschine 100 integriert sein oder mit dieser verbunden sein.

[0034] In den nachfolgenden Fig. 2 bis 6 sind dieselben Komponenten wie in Fig. 1 gezeigt. Es werden aber hauptsächlich jene Komponenten mit einem Bezugszeichen versehen, welche auch konkret beschrieben werden.

[0035] In Fig. 1 ist die Schließeinheit 4 bei geöffnetem Formgebungswerkzeug 7 dargestellt. In Fig. 2 ist das Formgebungswerkzeug 7 zwar noch immer geöffnet, jedoch wurde die bewegbare Formaufspannplatte 5 bereits in Richtung feststehenden Formaufspannplatte 6 bewegt. Dazu wird der Elektromotor 29 der ersten Antriebseinheit 1 entsprechend angesteuert, wodurch eine lineare Relativvewegung zwischen Spindelmutter 31 und Spindel 32 erfolgt. Diese Relativbewegung bewirkt eine Linearbewegung der bewegbaren Formaufspannplatte 5 entlang dem Maschinenrahmen 11 hin zur feststehenden Formaufspannplatte 6.

[0036] In Fig. 3 hat sich die bewegbare Formaufspannplatte 5 durch die erste Antriebseinheit 1 so weit bewegt, dass die Formhälften 7a und 7b des Formgebungswerkzeugs 7 aneinander anliegen. Die Form ist geschlossen. Da die Eilhubbewegung (von Fig. 1 bis Fig. 3) der Eilhubvorrichtung relativ schnell ist, erfolgt bis zum Erreichen der geschlossenen Form eine relativ starke Abbremsung. Das heißt, der Elektromotor 29 muss stark abgebremst werden. Die beim Abbremsen des Schließvorgangs der ersten Antriebseinheit 1 freiwerdende kinetische Energie wird in den Zwischenkreis 3 geleitet (und nicht wie bisher über Bremswiderstände durch Hitzeenergie verbraucht).

[0037] Im Formgebungswerkzeug 7 ist zumindest eine Kavität (nicht dargestellt) ausgebildet. In diese zumindest eine Kavität ist Schmelze mit viel Druck über eine nicht dargestellte Spritzeinheit einbringbar. Um diesem Einspritzdruck entgegenzuwirken, ist das Aufbringen einer Schließkraft

notwendig, welche die beiden Formhälften 7a und 7b über die Formaufspannplatten 5 und 6 fest aneinanderpresst. Das Aufbringen der Schließkraft erfolgt über Schließkraftaufbringvorrichtung, in diesem Fall in Form der Druckkissen. Dazu wird die Hydraulikpumpe 19 über den Elektromotor 20 derart angetrieben, dass Hydraulikfluid über die Hydraulikleitung 16 in den Druckraum 17 gepumpt wird. Dadurch bewegt sich der Kolben 14 relativ zum Zylinder 15 und entfernt sich von der feststehenden Formaufspannplatte 6. Da die Verriegelungsvorrichtung 13 verriegelt ist, werden über die zweite Antriebseinheit 2 die Formaufspannplatten 5 und 6 und die Formhälften 7a und 7b stark aneinander gepresst. Wichtig ist nun, dass die beim Abbremsen der ersten Antriebseinheit 1 freigewordene und in den Zwischenkreis 3 geleitete Energie über den Zwischenkreis 3 zur zweiten Antriebseinheit 2 übertragen wird. Im Speziellen ist vorgesehen, dass diese übertragene Energie zumindest zeitweise direkt ohne Zwischenspeicherung für die Vorbeschleunigung der zweiten Antriebseinheit 2 genutzt wird. Konkret wird die beim Abbremsen freigewordene Energie direkt in die Vorbeschleunigung des Elektromotors 20 umgeleitet. Selbst wenn ein Akkumulator 10 vorhanden ist, läuft in der Steuer- oder Regeleinheit 9 der Direkt-Betriebsmodus, in welchem der Akkumulator 10 (siehe Strichlierung) zumindest zeitweise weggeschaltet ist. Es soll aber nicht ausgeschlossen sein, dass während eines anderen Teils des Formgebungszyklus die Steueroder Regeleinheit 9 in einem Akkumulator-Betriebsmodus andere Antriebseinheiten (oder diese Antriebseinheiten 1 und 2) derart ansteuert oder regelt, dass die freigewordene Energie im Akkumulator 10 (beispielsweise in Form von elektrischer Energie oder in Form von Hydraulikdruck) speicherbar ist.

[0038] Um die Stellung gemäß Fig. 5 zu erreichen, wird zunächst die Druckbeaufschlagung des Druckkissens durch die Hydraulikoumpe 19 der zweiten Antriebseinheit 2 beendet. Zudem wird die Verriegelungsvorrichtung 3 entriegelt. Dann wird die erste Antriebseinheit 1 derart angesteuert, dass über den Spindeltrieb 30 eine Offnungsbewegung der bewegbaren Formaufspannplatte 5 erfolgt. Dadurch entfernen sich die beiden Formhälften 7a und 7b voneinander, bis schließlich wieder die geöffnete Stellung gemäß Fig. 5 erreicht ist. Bis zum Erreichen dieser Position muss allerdings die relativ schnelle OÖffnungsbewegung wieder abgebremst werden. Um auch hier keine Energie zu verschwenden, wird auch die beim Abbremsen am Ende des Öffnungsvorgangs freigewordene kinetische Energie in den Zwischenkreis 3 gespeist.

[0039] Diese freigewordene kinetische Energie wird direkt genutzt, um den Elektromotor 28 der weiteren zweiten Antriebseinheit 2 zu beschleunigen. Sobald ein entsprechendes Steuersignal an diese weitere zweite Antriebseinheit 2 ergangen ist, setzt sich die Hydraulikoumpe 27 entsprechend in Bewegung und pumpt Hydraulikfluid über die Hydraulikleitung 26 in den Druckraum 24 des Auswerfers 8. Dadurch wird der Kolben 22 mitsamt dem Stößel 21 relativ zum Zylinder 23 bewegt und ein im Formgebungswerkzeug 7 befindliches, ausgehärtetes Formteil (nicht dargestellt) wird durch den Stößel 21 des Auswerfers 8 ausgeworfen.

[0040] In den dargestellten Fig. 1 bis 6 sind jeweils konkrete Ausgestaltungen der Antriebseinheit dargestellt. Hier ist es aber durchaus möglich und sinnvoll, dieselbe direkte Energieübertragung auch auf andere Antriebseinheiten der Formgebungsmaschine 100 anzuwenden, beispielsweise für die Verrieglungsvorrichtung 13, für (nicht dargestellte) Kernzüge, für Komponenten der Spritzeinheit, usw. Zudem ist in den Fig. 1 bis 6 die Formgebungsmaschine als Zwei- Platten-Holmmaschine ausgebildet. Hier ist es natürlich möglich, dass die Formgebungsmaschine beispielsweise als Dreiplattenmaschinen oder als holmlose Maschine ausgebildet. Auch die einzelnen Antriebsachsen wie Druckkissen, Spindeltrieb und Kolbenauswerfer können durchaus anders als beschrieben ausgebildet sein, solange dieselbe grundsätzliche Bewegungsmöglichkeit gegeben ist.

[0041] Im Diagramm in Fig. 7 zeigt die Abszissenachse die Zeit in Sekunden [s] während eines Formgebungszyklus einer Formgebungsmaschine. Die Ordinatenachse zeigt den Energieverbrauch in Wattstunden [WhI]. Im in Fig. 7 dargestellten Graph ist konkret der Energieverlauf einer elektrischen Schließeinheit ersichtlich. Diese elektrische Schließeinheit entspricht der ersten, elektromotorischen Antriebseinheit 1. Ersichtlich ist in Fig. 7, dass der Energieeintrag nach etwa 0,15 Sekunden stark ansteigt. Die Steigerung verringert sich dann ab etwa 0,30 Sekunden, bis bei etwa 1,1 Sekunden der Höhepunkt des Energieeintrags von etwa 5 Wattstunden erreicht ist.

Dann erfolgt das Abbremsen der Antriebseinheit 1. Daraus lässt sich erkennen, dass ein Energiepotenzial von etwa 1,5 Wattstunden für die Energierückgewinnung gegeben ist. Dieses Abbremsen erfolgt sowohl beim Schließvorgang als auch beim OÖffnungsvorgang der Formgebungsmaschine 100.

[0042] Im Diagramm in Fig. 8 zeigt die Abszissenachse die Zeit in Sekunden [s] während eines Formgebungszyklus einer Formgebungsmaschine. Die Ordinatenachse zeigt auf der rechten Seite den Energieverbrauch in Wattstunden [Wh] und auf der linken Seite die Drehzahl in Umdrehungen pro Minute [U/min]. Der in Fig. 8 in Form einer durchgehenden Linie dargestellte Graph entspricht konkret dem Energieverbrauch einer hydraulischen Achse, beispielsweise eines Elektromotors 20 für das Druckkissen für die Schließkraftaufbringung. Es ist ersichtlich, dass der Energieverbrauch nach etwa 0,2 Sekunden stark ansteigt und bei etwa 0,4 Sekunden einen ersten Höhepunkt von etwa 6 Wattstunden erreicht. Dann erfolgt ein leichter Rückgang, bis der Energieverbrauch bei etwa 1,5 Sekunden wieder etwa 6 Wattstunden erreicht. Dann lässt der Energieverbrauch stark nach und pendelt sich bei etwa 2 Wattstunden ein. Besonders gut lässt sich aus diese Graph erkennen, dass in den ersten 0,25 Sekunden ein ca. 1,5 Wattstunden Energie benötigt wird (welche über den Zwischenkreis 3 direkt von der ersten Antriebseinheit zur Verfügung gestellt wird). Zu dieser in Form einer durchgehenden Linie angegebenen Energieverbrauchskurve (beispielsweise des Elektromotors 20) gehört der Drehzahlverlauf (beispielsweise der Hydraulikpumpe 19), welcher in Form einer strichlierten Linie dargestellt ist. Aus diesem Drehzahlverlauf ist ersichtlich, dass nach der Zeit von etwa 0,25 Sekunden (was der zurückgewonnen Energie von etwa 1,5 Wattstunden entspricht) bereits eine Drehzahl von 1.050 Umdrehung pro Minute erreicht werden konnte. Hier ist anzumerken, dass bei dem angeführten Beispiel auch bereits ein Druckaufbau und Volumenstrom durch die Pumpen stattgefunden hat, wodurch davon ausgegangen werden kann, dass die Drehzahl bei einer angeschlossenen Pumpe im Stand-by noch höher sein wird.

[0043] Die Vorteile des erfindungsgemäßen Systems liegen also darin, dass [0044] - keine Bremswiderstände für die elektrischen Achsen notwendig sind, [0045] - eine erhöhte Energieeffizienz durch die Energierückgewinnung gegeben ist und

[0046] - eine höhere Dynamik durch den vorhandenen Steuerdruck bei Bewegungsbeginn möglich ist.

BEZUGSZEICHENLISTE:

1 erste, elektraomotorische Antriebseinheit 2 zweite, elektro-hydraulische Antriebseinheit 3 elektrischer Zwischenkreis

4 Schließeinheit

5 bewegbare Formaufspannplatte 6 feststehende Formaufspannplatte 7 Formgebungswerkzeug

7a Formhälfte

7b Formhälfte

8 Auswerfer

9 Steuer- oder Regeleinheit

10 Akkumulator

11 Maschinenrahmen

12 Holm

13 Verriegelungsvorrichtung

14 Kolben

15 Zylinder

16 Hydraulikleitung

17 Druckraum

18 Druckraum

19 Hydraulikoumpe

20 Elektromotor

21 Stößel

22 Kolben

23 Zylinder

24 Druckraum

25 Druckraum

26 Hydraulikleitung

27 Hydraulikleitung

28 Elektromotor

29 Elektromotor

30 Spindeltrieb

31 Spindelmutter

32 Spindel

100 Formgebungsmaschine

71717

Claims

Ansprüche

1. Verfahren zum Betreiben einer Formgebungsmaschine (100), wobei die Formgebungsmaschine (100) - eine erste, elektromotorische Antriebseinheit (1), - eine zweite, elektro-hydraulische Antriebseinheit (2) und - einen die beiden Antriebseinheiten (1,2) verbindenden elektrischen Zwischenkreis aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Formgebungszyklus beim Abbremsen der ersten Antriebseinheit (1) kinetische Energie freigegeben wird, dass die freigewordene kinetische Energie über den Zwischenkreis (3) zur zweiten Antriebseinheit (2) übertragen wird und dass diese übertragene Energie zumindest zeitweise direkt ohne Zwischenspeicherung außerhalb des Zwischenkreises (3) für die Vorbeschleunigung der zweiten Antriebseinheit (2) genutzt wird.

2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheiten (1,2) Teil einer Schließeinheit (4) der Formgebungsmaschine (1) sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch die erste Antriebseinheit (1), ein Offnungs- und Schließvorgang eines auf Formaufspannplatten (5, 6) angebrachten Formgebungswerkzeugs (7) durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abbremsen der ersten Antriebseinheit (1) am Ende des Schließvorgangs und am Ende des OÖffnungsvorgangs erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch die zweite Antriebseinheit (2) beim Einspritzen einer Schmelze in zumindest eine im Formgebungswerkzeug (7) ausgebildete Kavität eine Schließkraft auf das geschlossene Formgebungswerkzeug (7) aufgebracht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beim Abbremsen am Ende des Schließvorgangs freigewordene kinetische Energie für die zweite Antriebseinheit (2) und den Aufbau der Schließkraft genutzt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch die zweite Antriebseinheit (2) ein Auswerfer (8) bewegt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beim Abbremsen am Ende des Öffnungsvorgangs freigewordene kinetische Energie für die zweite Antriebseinheit (2) und die Bewegung des Auswerfers (8) genutzt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Antriebseinheit (2) als Axialkolbenpumpe ausgebildet ist.

10. Formgebungsmaschine (100), insbesondere Spritzgießmaschine oder Spritzpresse, mit - einer ersten, elektromotorischen Antriebseinheit (1), - einer zweiten, elektro-hydraulischen Antriebseinheit (2), - einem die beiden Antriebseinheiten (1,2) verbindenden elektrischen Zwischenkreis (3) und - einer Steuer- oder Regeleinheit (9) zum Steuern oder Regeln der Formgebungsmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Antriebseinheiten (1,2) über den Zwischenkreis (3) zumindest zeitweise direkt und ohne Zwischenschaltung eines Akkumulators (10) miteinander elektrisch verbunden oder verbindbar sind, wobei die Formgebungsmaschine (100) von der Steuer- oder der Regeleinheit (9) derart ansteuerbar oder regelbar ist, dass die erste Antriebseinheit (1) während eines Formgebungszyklus beim Abbremsen kinetische Energie freigibt, dass die freigewordene kinetische Energie über den Zwischenkreis (3) zur zweiten Antriebseinheit (2) übertragbar ist und dass diese übertragene Energie zumindest zeitweise direkt ohne Zwischenspeicherung außerhalb des Zwischenkreises (3) für die Vorbeschleunigung der zweiten Antriebseinheit (2) nutzbar ist.

11. Formgebungsmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Formgebungsmaschine (100) einen, vorzugsweise hydraulischen oder elektrischen, Akkumulator (10) aufweist.

12. Formgebungsmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- 0der Regeleinheit (9) wenigstens zwei Betriebsmodi aufweist, wobei in einem AkkumulatorBetriebsmodus die Antriebseinheiten (1,2) derart ansteuerbar oder regelbar sind, dass die freigewordene Energie im Akkumulator (10) speicherbar ist, und dass in einem Direkt-Betriebsmodus der Akkumulator (10) weggeschaltet ist und die Antriebseinheiten (1,2) derart ansteuerbar oder regelbar sind, dass die freigewordene kinetische Energie über den Zwischenkreis (3) zur zweiten Antriebseinheit (2) übertragbar ist und dass diese übertragene Energie zumindest zeitweise direkt ohne Zwischenspeicherung im Akkumulator (10) für die Vorbeschleunigung der zweiten Antriebseinheit (2) nutzbar ist.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen