DE19950910B4

DE19950910B4 - Hydraulisches Antriebssystem und darin verwendbares hydraulisches 4/3-Wegeventil

Info

Publication number: DE19950910B4
Application number: DE19950910A
Authority: DE
Inventors: Jörg Dantlgraber; Heinz Rottensteiner
Original assignee: Bosch Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1999-10-22
Filing date: 1999-10-22
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2019-10-23
Also published as: AT413052B; ATA14672000A; DE19950910A1

Abstract

Hydraulisches Antriebssystem für eine Last (31), insbesondere für die Schließeinheit einer Kunststoffspritzgießmaschine, mit einem Druckmitteltank (12), mit einer Druckmittel aus dem Druckmitteltank (12) ansaugenden und in eine Zulaufleitung (13) abgebenden Hydropumpe (10) mit veränderbarer Fördermenge, mit einem doppeltwirkenden hydraulischen Verbraucher, insbesondere einem Hydrozylinder (25), von dem die Last (31) bewegbar ist, und mit einem Wegeventil (20) mit einem Zulaufanschluß (P), mit einem mit dem Druckmitteltank (12) verbundenen Ablaufanschluß (T), mit zwei Verbraucheranschlüssen (A, B) und mit einem durch wenigstens eine Zentrierfeder (51) in einer Neutralstellung zentrierten und aus der Neutralstellung verschiebbaren Steuerkolben (40), wobei in Abhängigkeit von der Rückstellung des Steuerkolbens (40) in Richtung zur Neutralstellung hin im wesentlichen nur der Ablaufdurchflußquerschnitt des Wegeventils (20) abdrosselbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil (20) durch ein Vorsteuerventil (55) gesteuert ist, von dem zur Betätigung des Wegeventils (20) der eine Druckraum (52, 53) von zwei Druckräumen des Wegeventils (20) mit der Zulaufleitung...

Description

Die Erfindung geht aus von einem hydraulischen Antriebssystem, das insbesondere zur Bewegung der Schließeinheit einer Kunststoffspritzgießmaschine dient und die Merkmale aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufweist. Die Erfindung betrifft außerdem ein hydraulisches 4/3-Wegeventil mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7.
Es ist bekannt, einen hydraulischen Verbraucher, mit dem eine Last bewegbar ist, durch eine in ihrem Hubvolumen verstellbare Hydropumpe mit Druckmittel zu versorgen. Insbesondere ist es bekannt, bei einer Axialkolbenpumpe den Schwenkwinkel mit einem elektrischen Winkelgeber zu erfassen, so daß man eine bestimmte Fördermenge sehr genau einstellen kann. Eine konstante Drehzahl der Axialkolbenpumpe ist dabei vorausgesetzt. Wird der Druck, der auf einen hydraulischen Verbraucher wirken soll, durch einen elektrischen Druckaufnehmer erfaßt, so kann mit der verstellbaren Hydropumpe auch ein Verbraucherdruck eingeregelt werden. Nähere Einzelheiten eines solchen hydraulischen Antriebssystems sind dem Datenblatt RD 30 022/03.96 der Anmelderin entnehmbar. Bei Verwendung einer verstellbaren Hydropumpe mit den entsprechenden Aufnehmern kann ein elektrischer Verbraucher im Prinzip ohne Proportionalventil hinsichtlich seiner Geschwindigkeit und hinsichtlich des Verbraucherdruckes gesteuert werden. Insbesondere kann dann auf ein Ventil verzichtet werden, wenn Verzögerungskräfte von der Last bzw. von der Reibung aufgebracht werden, so daß der hydraulische Verbraucher gegenüber der Fördermenge der Hydropumpe nicht voreilen kann. An der Schließeinheit einer Kunststoffspritzgießmaschine liegen derartige Bedingungen üblicherweise nicht vor, da eine große Masse abgebremst werden muß. Für deren Abbremsung sind gegenwärtig verschiedene Lösungen bekannt.
Bei einer ersten Lösung wird der geregelte Förderstrom der Hydropumpe über ein 4/3-Wege-Proportionalventil geführt. Der Förderstrom wird von der Maschinensteuerung durch Einstellung der Hydropumpe vorgegeben. In der Bremsphase der Last wird das Proportionalventil parallel zur Hydropumpe verstellt und schließt in Abhängigkeit vom Weg der Last. Ein Weg-Geschwindigkeits-Diagramm für die Last kann auf diese Weise einwandfrei nachgefahren werden. Nachteilig ist jedoch, daß die elektrische Steuerung einen Ausgang für die Hydropumpe und einen Ausgang für das Proportionalventil benötigt und daß die an die Hydropumpe und an das Proportionalventil gegebenen Steuersignale bei Inbetriebnahme einer mit dem bekannten hydraulischen Antriebssystem ausgestatteten Anlage aufeinander abgestimmt werden müssen.
Bei einer zweiten Lösung wird durch ein 4/3-Wegeventil die Richtung vorgegeben, in die die Last durch den hydraulischen Verbraucher bewegt wird. Das Abbremsen der bewegten Last übernimmt ein Senkbremsventil, das in Abhängigkeit vom Zulaufdruck zwischen der Hydropumpe und dem hydraulischen Verbraucher mehr oder weniger weit öffnet. Entsprechend den beiden Bewegungsrichtungen der Last sind zwei Senkbremsventile oder ein Senkbremsventil mit entsprechend vielen Anschlüssen notwendig. Diese zweite Lösung ist zwar von der elektrischen Steuerung her einfacher und insgesamt etwas kostengünstiger als die zuerst skizzierte Lösung, wegen der mehreren auf den Durchfluß der maximalen Druckmittelmenge auszulegenden Ventile jedoch immer noch recht teuer.
Ein hydraulisches Antriebssystem mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus der US-A 5 60 475 bekannt. Dort wird der Druck in der Kammer des Hydrozylinders, der Druckmittel zugeführt wird, mit einem Drucksensor erfasst und in Abhängigkeit vom Signal des Drucksensors das Wegeventil so verstellt, dass der Druck nicht unter einen für das Auftreten von Kavitation kritischen Wert fällt.
Aus der US-A 5 060 475 ist ein hydraulisches Antriebsystem bekannt, bei dem am Druckeingang eines Vorsteuerventils immer weitgehend derselbe Versorgungsdruck anstehen soll. Dieser Versorgungsdruck wird durch ein Druckreduzierventil aus einem höheren Pumpendruck oder einem höheren Lastdruck erzeugt. Damit der Versorgungsdruck noch aufrechterhalten bleibt, wenn der Pumpendruck und der Lastdruck über eine gewisse Zeit unterhalb des gewünschten Versorgungsdruck liegen, ist an die Leitung zwischen dem Regelausgang des Druckreduzierventils und dem Druckeingang des Vorsteuerventils ein Hydrospeicher angeschlossen. Dieser stellt während der gewissen Zeit ausreichend Vorsteuerdruckmittel unter dem notwendigen Druck zur Verfügung. Der Stelldruck für die Betätigung des Wegeventils wird hier nicht vom Pumpendruck oder Lastdruck beeinflusst.
Aus der Druckschrift „Handbuch der Hydraulik. Neuausgabe, Vickers Systems GmbH, Bad Homburg, Dezember 1992, Seiten 160, 161 ist ein 4/3 Wegeventil bekannt, bei dem mit dem Hub des Steuerkolbens im wesentlichen nur die Ablaufquerschnitte zwischen den Verbraucheranschlüssen und einem Ablaufanschluß veränderbar sind, während ein Durchflußquerschnitt zwischen dem Zulaufanschluß und einem Verbraucheranschluß schon nach kurzem Weg des Steuerkolbens aus der Mittelstellung heraus zumindest im Vergleich zum Ablaufquerschnitt schon als voll offen betrachtet werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydraulisches Antriebssystem mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so weiterzuentwickeln, daß es besonders kostengünstig bereitgestellt werden kann.
Die Lösung für diese Aufgabe liegt in einem hydraulischen Antriebssystem, das außer mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff zusätzlich mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 ausgestattet ist. Danach ist das Wegeventil so ausgebildet, daß in ihm die Funktion der Richtungsvorgabe und die Funktion der Bremsung des hydraulischen Verbrauchers vereint sind.
Die erfinderische Idee äußert sich auch in dem hydraulischen 4/3-Wegeventil gemäß Patentanspruch 7. Ein solches Wegeventil ist insbesondere für die Ansteuerung eines Differentialzylinders zweckmäßig.
In einem erfindungsgemäßen hydraulischen Antriebssystem wird die Geschwindigkeit des hydraulischen Verbrauchers weiterhin durch die von der Hydropumpe geförderte Druckmittelmenge bestimmt. Grundsätzlich kann dabei die Hydropumpe als Verstellpumpe oder Konstantpumpe auch von einem in seiner Drehzahl variablen Motor angetrieben werden, wobei dann die Fördermenge direkt erfaßt oder unter Berücksichtigung der Drehzahl ermittelt wird. Die geförderte Druckmittelmenge fließt von der Hydropumpe über einen Zulaufquerschnitt, der sich im Wegeventil zwischen dem Zulaufanschluß und dem einen Verbraucheranschluß befindet, dem hydraulischen Verbraucher zu. Um Energieverluste gering zu halten, ist ein möglichst großer Zulaufquerschnitt vorteilhaft. Zunächst wird die Last beschleunigt, bewegt sich dann über eine mehr oder weniger große Strecke gleichförmig, um schließlich wieder zur Ruhe zu kommen. Zur Verlangsamung der Geschwindigkeit wird die Fördermenge der Hydropumpe wegabhängig reduziert, so daß der Zulaufdruck aufgrund der durch ihre Trägheit weitereilenden Last absinkt. Dadurch sinkt auch der Stelldruck am Steuerkolben des Wegeventils und die Zentrierfeder verschiebt den Steuerkolben in Richtung auf die Neutralstellung zu. Durch den Steuerkolben wird dabei der Ablaufquerschnitt verringert, so daß sich auf der einen Seite des hydraulischen Verbrauchers ein Bremsdruck aufbaut und die Last im Gleichgang mit der abnehmenden Fördermenge der Hydropumpe abgebremst wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen hydraulischen Antriebssystems finden sich in den Patentansprüchen 2 bis 6, vorteilhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen hydraulischen 4/3-Wegeventils in den Patentansprüchen 8 und 9.
So sind bevorzugt gemäß Patentanspruch 3 und gemäß Patentanspruch 8 die einen Durchflußquerschnitt zwischen dem Zulaufanschluß und den Verbraucheranschlüssen öffnenden Steuerkanten am Steuerkolben des Wegeventils solche Steuerkanten, die als Kreislinien 360 Grad um den Steuerkolben herumlaufen und durch eine Umfangsfläche des Steuerkolbens und eine senkrecht auf der Achse des Steuerkolbens stehende Ringfläche gebildet sind. Die einen Durchflußquerschnitt zwischen dem Ablaufanschluß und dem Verbraucheranschlüssen öffnenden Steuerkanten sind gemäß Patentanspruch 4 und gemäß Patentanspruch 9 vorzugsweise Konusflächen des Steuerkolbens.
Die Verhältnisse können bei einer Bewegung des hydraulischen Verbrauchers in die eine Richtung anders sein als bei der Bewegung in die andere Richtung. Entsprechend ist es von Vorteil, gemäß Patentanspruch 5 die Ablaufsteuerkanten des Steuerkolbens unterschiedlich zueinander auszubilden. Insbesondere ist bei Verwendung eines Differentialzylinders als hydraulischer Verbraucher bei gleichem Betrag der Geschwindigkeit die vom hydraulischen Verbraucher über den Ablaufquerschnitt des Wegeventils zum Druckmitteltank zurückfließende Druckmittelmenge beim Einfahren der Kolbenstange größer als beim Ausfahren. Vorteilhafterweise ist deshalb gemäß Patentanspruch 6 bei gleichem Maß der Verschiebung des Steuerkolbens aus der Neutralstellung der Durchflußquerschnitt zwischen dem mit dem kolbenstangenabseit tigen Arbeitsraum des Differentialzylinders verbundenen Verbraucheranschluß und dem Ablaufanschluß größer als der Durchflußquerschnitt zwischen dem anderen Verbraucheranschluß und dem Ablaufanschluß. Z. B. kann die eine Konusfläche steiler als die andere Konusfläche des Steuerkolbens sein.
In der Zeichnung sind als Schaltbild ein erfindungsgemäßes hydraulisches Antriebssystem und als Teilschnitt ein darin verwendetes, erfindungsgemäßes Wegeventil darstellt. Anhand der beiden Figuren der Zeichnung wird die Erfindung nun näher erläutert.
Es zeigen
1 das hydraulische Antriebssystem und
2 den Steuerkolben des Wegeventils aus 1 und seine Zuordnung zu den einzelnen Ringkammern der Ventilbohrung in der Neutralstellung.
Das in 1 gezeigte hydraulische Antriebssystem umfaßt als Druckmittelquelle eine in ihrem Hubvolumen verstellbare Hydropumpe 10, die als Axialkolbenpumpe in Schrägscheibenbauart aufgeführt ist. Die mit 11 bezeichnete Pumpenregelung ist unter dem Kürzel SYDFEE in dem Datenblatt RD 30 022/03.96 der Anmelderin ausführlich beschrieben. Diese Pumpenregelung umfaßt in in 1 nicht näher dargestellter Weise ein Proportionalventil, einen Stellzylinder, der von dem Proportionalventil ansteuerbar ist, einen Wegaufnehmer zur Erfassung des Schwenkwinkels der Hydropumpe, der ein Maß für das Hubvolumen und damit, konstante Drehzahl der Hydropumpe vorausgesetzt, für die Fördermenge der Hydropumpe ist, und eine mit dem Regelventil zusammengebaute Elektronik. Die Hydropumpe 10 saugt Druckmittel aus einem Tank 12 an und gibt es in eine Zulaufleitung 13 ab, die zu einem Zulaufanschluß P eines 4/3-Wegeventils 20 führt. Der Druck in der Zulaufleitung 13 wird von einem elektrischen Druckmeßumformer 14 erfaßt, dessen elektrisches Ausgangssignal an die Elektronik der Pumpenrege lung 11 gegeben wird. Durch ein Druckbegrenzungsventil 15, das z. B. auf einen Druck von 140 bar eingestellt und an die Zulaufleitung 13 angeschlossen ist, ist der Systemdruck begrenzt. Außer dem vom Druckmeßumformer 14 erfaßten Istwert des Druckes erhält die Elektronik der Pumpenregelung 11 von einer elektrischen Steuereinheit 16 über eine Leitung 17 elektrische Signale, die einem Sollwert für den Schwenkwinkel oder einem Sollwert für den Systemdruck entsprechen. Der hydraulische Verbraucher, der von der Hydropumpe 10 mit Druckmittel versorgt wird, ist ein Differentialzylinder 25 mit einem Zylindergehäuse 26, einem Kolben 27 und einer mit dem Kolben verbundenen Kolbenstange 28. Der Zylinder möge ein Flächenverhältnis von 2:1 haben, was bedeutet, daß die Kolbenfläche doppelt so groß wie die Kolbenstangenfläche ist. Entsprechend ist der Querschnitt des kolbenstangenseitigen, ringförmigen Arbeitsraums 29 des Differentialzylinders 25 nur halb so groß wie der Querschnitt des kolbenstangenabseitigen Arbeitsraums 30. Dementsprechend ist bei Verschiebung des Kolbens 27 um eine bestimmte Wegstrecke die Druckmittelmenge, die dem Arbeitsraum 30 zufließen oder von diesem Arbeitsraum wegfließen muß, doppelt so groß wie die entsprechende Menge für den Arbeitsraum 29. Der Differentialzylinder 25 dient zur Bewegung der eine große Masse aufweisenden Schließeinheit 31 einer Kunststoffspritzgießmaschine. Die Position der Schließeinheit wird durch einen Weggeber 32 erfaßt, der ein dem Weg entsprechendes elektrisches Ausgangssignal an die Steuereinheit 16 gibt.
Das Wegeventil 20 besitzt außer dem Zulaufanschluß P noch einen Ablaufanschluß T, der über eine Ablaufleitung 35 fluidisch mit dem Tank 12 verbunden ist, einen ersten Verbraucheranschluß A, der über eine Verbraucherleitung 36 fluidisch mit dem Arbeitsraum 30 des Hydrozylinders 25 verbunden ist, und einen zweiten Verbraucheranschluß B, der über eine Verbraucherleitung 37 mit dem Arbeitsraum 29 des Hydrozylinders 25 fluidisch verbunden ist. In einer Ventilbohrung 38 des Wegeventils 20 ist ein Steuerkolben 40 mit zwei Steuerbunden 41 und 42 axial verschiebbar. Mit dem Steuerkolben werden die fluidischen Verbindungen zwischen einer dem Zulaufanschluß P zugeordneten, mittleren Ventilkammer, die in 2 mit demselben Buchstaben P wie der Zulaufanschluß in 1 bezeichnet ist, zwei weiteren Ventilkammern, die dem Verbraucheranschluß A und B zugeordnet sind und zwei äußersten Ventilkammern, die dem Ablaufanschluß T zugeordnet sind, gesteuert. Die beiden Steuerbunde 41 und 42 weisen einander zugewandt zwei Ringflächen 43 bzw. 44 auf, die senkrecht auf der Achse des Steuerkolbens 40 stehen und deren Abstand voneinander geringfügig kleiner als der lichte Abstand zwischen den beiden Ventilkammern A und B ist. Das Wegeventil ist also mit einer geringen positiven Überdeckung ausgebildet. In der in 2 gezeigten Neutralstellung des Steuerkolbens 40 bezüglich der Ventilkammern sind die Ventilkammern A und B durch die Steuerbunde 41 und 42 sowohl gegen die Zulaufkammer P als auch zu den Ablaufkammern T hin abgesperrt. Bei einer Bewegung des Steuerkolbens aus der Neutralstellung heraus, wird je nach Bewegungsrichtung eine Verbindung zwischen der Zulaufkammer und der einen der beiden Verbraucherkammern hergestellt. Der Durchflußquerschnitt über die entsprechende 360 Grad umlaufende Steuerkante 48, 49, die zwischen einer Umfangsfläche eines Steuerbunds und dessen Ringfläche gebildet ist, wird dabei auf kurzem Weg des Steuerkolbens sehr groß. Der Ringfläche 43 bzw. 44 gegenüberliegend weist jeder Steuerbund 41 bzw. 42 eine Konusfläche 45 bzw. 46 auf, wobei der Winkel zwischen einer Mantellinie des Konus 45 und der Achse des Steuerkolbens 40 größer ist als der entsprechende Winkel zwischen einer Mantellinie des Konus 46 und der genannten Achse. Dies hat zur Folge, daß bei einer Verschiebung des Steuerkolbens 40 aus der in 2 gezeigten Neutralstellung um ein bestimmtes Maß nach rechts der Durchflußquerschnitt zwischen der Verbraucherkammer A und der benachbarten Ablaufkammer T größer ist als der entsprechende Durchflußquerschnitt zwischen der Verbraucherkammer B und der benachbarten Ablaufkammer D, wenn man den Steuerkolben um dasselbe Maß aus der Neutralstellung in Gegenrichtung verschiebt. Durch diese unterschiedlich großen Durchflußquerschnitte beim selben Betrag der Verschiebung des Steuerkolbens aus seiner Neutralstellung wird den unterschiedlich großen Druckmittelmengen Rechnung getragen, die bei einer Bewegung des Kolbens 27 des Hydrozylinders 25 aus dem Arbeitsraum 30 bzw. aus dem Arbeitsraum 29 verdrängt werden.
Der Steuerkolben 40 ist durch zwei Federn 51 in der in 2 gezeigten Neutralstellung zentriert. Aus dieser Neutralstellung kann er gegen die Federkraft durch hydraulische Betätigung proportional verstellt werden. Dazu ist vor jeder Stirnseite des Steuerkolbens ein Druckraum 52 bzw. 53 vorgesehen, deren Druckbeaufschlagung von einem Vorsteuerventil 55 gesteuert wird. Aufgrund der Federvorspannung beginnt der Steuerkolben einen Durchflußquerschnitt zwischen dem Zulaufanschluß P und dem einen Verbraucheranschluß sowie zwischen dem anderen Verbraucheranschluß und dem Ablaufanschluß T zu öffnen, wenn in einem der Druckräume 52 bzw. 53 ein bestimmter Druck in der Größenordnung von 4 bis 5 bar ansteht. Bei einem Druck von 25 bar in einem der Druckräume befindet sich der Steuerkolben 40 in einer Endstellung mit maximalen Durchflußquerschnitten. Aufgrund der Konusflächen 45 bzw. 46 wird bei einer proportionalen Verstellung des Steuerkolbens 40 im wesentlichen nur der Ablaufdurchflußquerschnitt verändert. Die Änderung des hydraulischen Widerstands im Ablauf ist also mit dem Weg des Steuerkolbens 40 wesentlich größer als die Änderung im Zulauf. Dementsprechend ist in dem Schaltbild nach 1 auch nur in die beiden Ablaufströmungspfade A-T bzw. B-T des Wegeventils 20 eine Drossel eingezeichnet.
Das Vorsteuerventil 55 ist ein 4/3-Wegeventil mit einem federzentrierten Steuerkolben, der durch zwei Elektromagnete 56 und 57 aus der Mittelstellung heraus in entgegengesetzte Richtungen verstellt werden kann. Die Elektromagnete werden von der elektrischen Steuereinheit 16 angesteuert. Das Steueröl für die Druckbeaufschlagung eines Druckraumes 52, 53 des Wegeventils 20 wird der Zulauflei tung 13 entnommen. Man spricht in einem solchen Fall von einer internen Steuerölversorgung. Die Entnahme des Steueröls aus der Zulaufleitung 13 hat zudem die Wirkung, daß der Druck in einem Druckraum 52, 53 von dem in der Zulaufleitung 13 herrschenden Druck abhängt, so daß durch den Druck in der Zulaufleitung 13 die Position des Steuerkolbens 40 beeinflußt werden kann, sofern dieser Druck unter den für eine maximale Verschiebung des Steuerkolbens 40 notwendigen Druck von, wie oben angegeben, 25 bar abfällt.
In 1 ist die Schließeinheit 31 in geöffneter Stellung gezeigt. Um nun die Schließeinheit in ihre geschlossene Stellung zu bringen, wird der Elektromagnet 56 des Vorsteuerventils 55 von der Steuereinheit 16 aus mit Strom versorgt. Das Vorsteuerventil schaltet um in eine Position, in der der Druckraum 52 des Wegeventils 20 mit der Zulaufleitung 13 verbunden ist. Die Hydropumpe 10 schwenkt allmählich aus, wobei zunächst in der Zulaufleitung 13 ein Druck aufgebaut wird, der ausreicht, um das Wegeventil 20 zu öffnen und dann im wesentlichen durch die zur Beschleunigung der Schließeinheit 31 notwendige Kraft bestimmt ist. Der Druck in der Zulaufleitung 13 steigt ganz schnell über 25 bar an, so daß sich der Steuerkolben 40 in einer Endposition befindet. Während der gleichförmigen Bewegung der Schließeinheit 31 mit konstanter Geschwindigkeit stellt sich, wenn im Arbeitsraum 30 des Hydrozylinders 25 ein Druck größer als 25 bar notwendig ist, in der Zulaufleitung 13 ein Druck ein, der den Steuerkolben 40 in seiner Endposition bei 100% Durchflußquerschnitt hält. Ist zum Verfahren der Last mit gleichförmiger Geschwindigkeit eine Kraft notwendig, die einem kleineren Druck als 25 bar im Arbeitsraum 30 entspricht, so wandert der Steuerkolben 40 aus seiner Endposition so weit in Richtung Neutralstellung, bis sich aufgrund der Verkleinerung des Ablaufdurchflußquerschnitts zwischen dem Verbraucheranschluß B und dem Ablaufanschluß T in der Zulaufleitung 13 und damit im Druckraum 52 ein Druck einstellt, der der Federkraft das Gleichgewicht hält.
Wird zum Abbremsen der Schließeinheit die Fördermenge der Hydropumpe 10 in Abhängigkeit vom Weg der Schließeinheit 31 reduziert, so sinkt der Pumpendruck in der Zulaufleitung 13, weil die Last aufgrund ihrer Trägheit weitereilt. Es sinkt auch der Stelldruck im Druckraum 52, so daß die entsprechende Rückstellfeder 51 den Steuerkolben weiter in Richtung Neutralstellung verschiebt. Der durch diese Verschiebung den Ablaufdurchflußquerschnitt verkleinernde Steuerkolben 40 staut die Druckmittelströmung in der Verbraucherleitung 37 an, so daß der für die Abbremsung der Last 31 notwendige Bremsdruck im Arbeitsraum 29 des Hydrozylinders 25 aufgebaut wird. Die Geschwindigkeit des Kolbens 27 wird somit entsprechend der sich verkleinernden Fördermenge der Hydropumpe 10 verringert. Schließlich wird die Last mit einer Minimalgeschwindigkeit an die gewünschte Zielposition herangeführt. Ist diese erreicht, so wird der Magnet 56 ausgeschaltet und das Vorsteuerventil 55 gelangt wieder in seine Mittelstellung, in der beide Druckräume 52 und 53 zum Tank entlastet sind und der Steuerkolben 40 von den Federn 51 in seine Neutralstellung gebracht werden kann.
Zum Öffnen der Schließeinheit 31 wird der Elektromagnet 57 des Vorsteuerventils 55 von der Steuereinheit 16 angesteuert. Das Wegeventil gelangt in eine Stellung, in der sein Zulaufanschluß P mit dem Verbraucheranschluß B und sein Verbraucheranschluß A mit Ablaufanschluß T fluidisch verbunden ist. Ansonsten läuft die Bewegung nun ähnlich ab wie beim Fahren der Last 31 in die Schließposition, so daß hier auf das oben Gesagte verwiesen werden kann.

Claims

Hydraulisches Antriebssystem für eine Last (31), insbesondere für die Schließeinheit einer Kunststoffspritzgießmaschine, mit einem Druckmitteltank (12), mit einer Druckmittel aus dem Druckmitteltank (12) ansaugenden und in eine Zulaufleitung (13) abgebenden Hydropumpe (10) mit veränderbarer Fördermenge, mit einem doppeltwirkenden hydraulischen Verbraucher, insbesondere einem Hydrozylinder (25), von dem die Last (31) bewegbar ist, und mit einem Wegeventil (20) mit einem Zulaufanschluß (P), mit einem mit dem Druckmitteltank (12) verbundenen Ablaufanschluß (T), mit zwei Verbraucheranschlüssen (A, B) und mit einem durch wenigstens eine Zentrierfeder (51) in einer Neutralstellung zentrierten und aus der Neutralstellung verschiebbaren Steuerkolben (40), wobei in Abhängigkeit von der Rückstellung des Steuerkolbens (40) in Richtung zur Neutralstellung hin im wesentlichen nur der Ablaufdurchflußquerschnitt des Wegeventils (20) abdrosselbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil (20) durch ein Vorsteuerventil (55) gesteuert ist, von dem zur Betätigung des Wegeventils (20) der eine Druckraum (52, 53) von zwei Druckräumen des Wegeventils (20) mit der Zulaufleitung (13) verbindbar und der andere Druckraum (53, 52) von Druck entlastbar ist.
Hydraulisches Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Weg der Last (31) durch einen Weggeber (32) erfaßbar ist und die Fördermenge der Hydropumpe (10) entsprechend einem vorgegebenen Weg-Geschwindigkeits-Diagramm für die Last (31) einstellbar ist.
Hydraulisches Antriebssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Durchflußquerschnitt zwischen dem Zulaufanschluß (P) und den Verbraucheranschlüssen (A, B) öffnenden Steuerkanten (48, 49) am Steuerkolben (40) umlaufende Steuerkanten zwischen der Umfangsfläche des Steuerkolbens (40) und einer senkrecht auf der Achse des Steuerkolbens (40) stehenden Ringfläche (43, 44) sind.
Hydraulisches Antriebssystem nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Durchflußquerschnitt zwischen dem Ablaufanschluß (T) und den Verbraucheranschlüssen (A, B) öffnenden Ablaufsteuerkanten am Steuerkolben (40) Konusflächen (45, 46) sind.
Hydraulisches Antriebssystem nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaufsteuerkanten (45, 46) des Steuerkolbens (40) derart unterschiedlich ausgebildet sind, daß bei gleichem Maß der Verschiebung des Steuerkolbens (40) aus der Neutralstellung nach entgegengesetzten Richtungen der Durchflußquerschnitt zwischen dem einen Verbraucheranschluß (A) und dem Ablaufanschluß (T) größer ist als der Durchflußquerschnitt zwischen dem anderen Verbraucheranschluß (B) und dem Ablaufanschluß (T).
Hydraulisches Antriebssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Verbraucher ein Differentialzylinder (25) mit einem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum (29) und mit einem größeren kolbenstangenabseitigen Arbeitsraum (30) ist und daß die Ablaufsteuerkanten (45, 46) des Steuerkolbens (40) derart unterschiedlich ausgebildet sind, daß bei gleichem Maß der Verschiebung des Steuerkolbens (40) aus der Neutralstellung nach entgegengesetzten Richtungen der Durchflußquerschnitt zwischen dem mit dem kolbenstangenabseitigen Arbeitsraum (30) des Differentialzylinders (25) verbundenen Verbraucheranschluß (A) und dem Ablaufanschluß (T) größer ist als der Durchflußquerschnitt zwischen dem anderen Verbraucheranschluß (B) und dem Ablaufanschluß (T).
Hydraulisches 4/3-Wegeventil mit einem mit einer Hydropumpe (10) verbindbaren Zulaufanschluß (P), mit einem mit einem Druckmitteltank (12) verbindbaren Ablaufanschluß (T) und mit zwei Verbraucheranschlüssen (A, B) und mit ei nem durch wenigstens eine Zentrierfeder (51) in einer Neutralstellung zentrierten und aus der Neutralstellung hydraulisch verschiebbaren Steuerkolben (40), über den nach einer Verschiebung aus der Neutralstellung ein Zulaufquerschnitt zwischen dem Zulaufanschluß (P) und dem einen Verbraucheranschluß (A, B) und ein Ablaufquerschnitt zwischen dem anderen Verbraucheranschluß (B, A) und dem Ablaufanschluß (T) geöffnet ist, wobei in Abhängigkeit von der Rückstellung des Steuerkolbens (40) in Richtung zur Neutralstellung hin im wesentlichen nur der zwischen einem Verbraucheranschluß (A, B) und dem Ablaufanschluß (T) befindliche Ablaufquerschnitt abdrosselbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaufsteuerkanten (45, 46) des Steuerkolbens (40) derart unterschiedlich zueinander ausgebildet sind, daß bei gleichem Maß der Verschiebung des Steuerkolbens (40) aus der Neutralstellung in entgegengesetzte Richtungen der Durchflußquerschnitt zwischen dem einen Verbraucheranschluß (A) und dem Ablaufanschluß (T) größer ist als der Durchflußquerschnitt zwischen dem anderen Verbraucheranschluß (B) und dem Ablaufanschluß (T)
Hydraulisches 4/3-Wegeventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Durchflußquerschnitt zwischen dem Zulaufanschluß (P) und den Verbraucheranschlüssen (A; B) öffnenden Steuerkanten (48, 49) am Steuerkolben (40) umlaufende Steuerkanten zwischen der Umfangsfläche des Steuerkolbens (40) und einer senkrecht auf der Achse des Steuerkolbens (40) stehenden Ringfläche ((43, 44) sind.
Hydraulisches 4/3-Wegeventil nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Durchflußquerschnitt zwischen dem Ablaufanschluß (T) und den Verbraucheranschlüssen (A, B) öffnenden Steuerkanten am Steuerkolben (40) Konusflächen (45, 46) sind.