Verfahren und Vorrichtung zum selbsttätigen tberwachen des Arbeitsablaufs einer Giel3maschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum selbst tätigen Überwachen des Arbeitsablaufs einer Giessmaschine. Verfahren solcher Art sind bereits für verschiedene Zwecke bekannt. Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Überwachungsverfahrens, durch welches erfindungsgemäss das Beschädigen der Form einer Giessmaschine beim Schliessen durch in der Form hängengebliebene Gussstücke selbsttätig verhindert wird.
Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, dal3 ein Verfahren geschaffen wird, durch welches der Füllzustand der Form nach dem Giessvorgang festgestellt und das Ergebnis auf dem Arbeitskreislauf zur Einwirkung gebracht und gegebenenfalls auch dem Bedienungspersonal angezeigt wird. Dabei kann zweckmässig der Füllzustand der Form durch Auswiegen des der Form entnommenen Gussstückes festgestellt werden.
Vorzugsweise wird dann das ermittelte Gewicht des Gussstückes auf die Formschliessbewegung der Giessmaschine zur Einwirkung gebracht.
Geht man davon aus, dass die Form dann völlig von Gussstückteilen frei ist, wenn das entnommene Teil das Maximalgewicht des Gussstückes einschliesslich seines Angussteils aufweist, so kann die gestellte Aufgabe zweckmässig dadurch gelas werden, dass die Formschliessbewegung der Giessmaschine gesperrt ist, wenn das Gewicht des Gussstückes kleiner ist als sein Sollgewicht, und dass die Formschliessbewegung freigegeben ist, wenn das Gussstück sein Sollgewicht aufweist.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bestehend aus einer selbsttätig gesteuerten Giessmaschine mit einer Ubsrwachungseinrichtung für den Abl, auf der Arbeits- vorgänge, wobei erfindungsgemäss deren Steuerung mit einer selbsttätigen Wiegeeinrichtung zusammenwirkt.
Dabei kann diese Vorrichtung wiederum mit einer weiteren selbsttätig wirkenden Einrichtung zum Ausstossen des Gussstückes aus der geöffneten Form und zum Oberleiten auf die Waagschale gekoppelt sein. Ein Beispiel für eine Wiegeeinrichtung zur Lösung der Aufgabe nach der Erfindung kann aus einer Waagschale und einem Waagbalken mit einem Laufgewicht bestehen, wobei die Bewegung des Waagbalkens zeitweise begrenzt ist und der Waagbalken nach Freigabe in seiner Endlage auf je einen Endschalter einwirkt, von denen einer das Kippen des Waagbalkens einleitet, wenn das auf. der Waage liegende Gussstück das Sollgewicht erreicht hat.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausbildungsmerkmal besteht darin, dass die Waagschale beim Abkippen mit einer zur Waagrechten gezeigten Fläche in Eingriff kommt und, dadurch auf sie ein Kippmom, ent zur Einwirkung gebracht wird, derart, dass der Boden der Waagschale während der Einwirkung des Kippmoments parallel und oberhalb einer Rutsche zu liegen kommt.
Nachfolgend ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe von Zeichnungen beschrieben. Es zeigen :
Fig. 1 die Vorrichtung nach der Erfindung scba- matisch im Schnitt,
Fig. 2 einen Schaltplan für die Betätigung der Vorrichtung.
Mit 1 ist der um die Achse 2 schwenkbare Waagbalken bezeichnet, der ein verstellbares Laufgewicht 3 aufweist. Bei 4 ist an dem in der Zeichnung linken Ende des Waagbalkens 1 die Waagschale 5 mittels des gekröpften Hebels 6 schwenkbar aufge hängt.
Am oberen Teil des Hebels 6 ist eine Laufrolle 7 angeordnet, die bei der Abwärtsbewegung des linken Armes des Waagbalkens 1 mit einer orstfest angeordneten schrägen Fläche 8 in Eingriff kommen kann und dadurch bewirkt, dass der gekröpfte Hebel 6 mit der Waagschale 5 in der Zeichnung nach rechts schwenkt, so dass die Auflagefläche der Waagschale 5 parallel zur Rutsche 9 verläuft, damit das Werkstück von der Waage abgleiten kann. tuber der Waage ist eine nach abwärts gerichtete Leitfläche 9 angeordnet, welche das Gussstück 10, wenn es von der Form abgefallen ist, zur Waagschale 5 hinleitet, wobei es die Öffnungen 11 und die der Wiegeein- richtung passiert.
Der rechte Teil des Waagbalkens 1 steht je nach seiner Lage entweder mit dem Schalter 13 oder mit dem Schalter 14 oder mit keinem von beiden in Eingriff.
Der Elektromagnet 15 ist so ausgebildet, dass der in der Zeichnung sichtbare Kern 16 bei einge schaltetem Magnetstrom von der in der Zeichnung dargestellten Lage aus nach oben geschoben wird.
Der Anschlag 17 des Waagbalkens 1 ist so angeordnet, dass der Waagarm bei der in der Zeichnung dargestellten Lage des Magnetkerns 16 (ausgefahren) während einer durch ein Zeitrelais bestimmten Zeit zwischen den Schaltnocken 18 und 19 der Endschal- ter 13 und 14 pendeln kann, ohne diese zu beaufschlagen. Wird dann der Magnet 15 stromlos, so fällt der Kern 16 in der Zeichnung nach unten, wodurch die sogenannte Blockierungp des Waagr- balkens aufgehoben ist, so dass sein rechtes Ende mit dem Schaltnocken 19 des Endschalters 14 in Eingriff kommen kann.
Der Kern 21 des Elektromagneten 22 wird von der in der Zeichnung dargestellten Lage aus nach oben verschoben, wenn die Magnetwicklung erregt ist, und bewirkt dann durch das Auftreffen auf den Fortsatz 20 des Waagbalkens 1 dessen Schwenken im Uhrzeiger-Gegensinn und daher auch das Kippen der Waagschale 5.
Mit 23 ist ein verstellbarer Anschlag bezeichnet, der die Abwärtsbewegung des rechten Waagbalken- endes nach unten begrenzt.
Die beiden Formhälften der Giessmaschine sind mit 24 und 25 bezaichnet.
Eine Schaltung, welche beispielsweise die Durchführung der Massnahmen nach der Erfindung ermöglicht, ist in Fig. 2 dargestellt.
Eine solche Schaltung besteht aus 9 Stromkreisen, die an die gemeinsame-Stromquelle 27 angeschlossen sind.
Der Aufbau der Stromkreise ist im wesentlichen folgende : Stromkreis 1 besteht aus den Leitungen 31 bis 39. In ihm liegt zwischen den Leitungen 32 und 33 der Endschalter 27, der bei völlig geschlossener Form geschlossen ist (Fig. 1 und 2). Im Stromkreis 1 liegt ferner zwischen den Leitungen 33 und 34 der untere Endschalter 13, der zwei Kontaktsätze 77 und 78 betätigt, von denen nur 77 im Stromkreis 1 liegt, sowie der, im stromlosen Zustand des Schalterschützes 85 die Leitungen 35 und 36 verbindende Schalter 84. Im Stromkreis 1 liegt ferner zwischen den Leitungen 36 und 37 das Schalterschütz 93.
Der Stromkreis 2 besteht aus den Leitungen 31, 40 bis 45 und 35 bis 39. In ihm liegt der Schalter 91, der durch das Schalterschütz 93 betätigt ist, sowie der durch das Schalterschütz 85 betätigte Schalter 84 und das Schalterschütz 93. Der Stromkreis 3 besteht aus den Leitungen 31, 40, 46 bis 48 sowie 38 und 39. In ihm liegt der durch das Schalterschütz 93 betätigte Schalter 96, der im geschlossenen Zustand die Leitungen 46 und 47 miteinander verbindet. Zwischen den Leitungen 47 und 48 ist die Wicklung des Blockierungsmagneten 15 (Fig. 1 und 2) angeordnet. Der Stromkreis 4 besteht aus den Leitungen 31, 40 bis 44, 49, 50, 51 und 39.
Im Stromkreis 4 ist der durch das Schalterschütz 93 betätigte Schalter 91 und der Schalter 78 angeordnet, der durch den unteren Endschalter 13 der Waage betätigt und in dessen Ruhezustand geschlossen ist.
Ferner liegt in diesem Stromkreis zwischen den Leitungen 50 und 31 ein Zeitrelais 85.
Der Stromkreis 5 besteht aus den Leitungen 311, 40,, 41, 52 bis 59 sowie 38 und 39. In ihm liegen der obere Endschalter 14 für den Waagbalken 1, der im stromlosen Zustand des Schalterschützes 93 geschlossene Schalter 92, der durch das Schalterschütz 89 betätigte, in dessen stromlosen Zustand geschlossene Schalter 86 und schliesslich die Wicklung des Schalterschützes 83, welches die Schalter 80, 81 und 82 zu schliessen vermag, wenn es unter Strom steht.
Der Stromkreis 6 besteht aus den Leitungen 31, 40 bis 42, 60 bis 63, 57 bis 59 sowie 38 bis 39.
Im Stromkreis 6 liegt der Endschalter 28 (Fig. 1 und 2), der vom Schalterschütz 89 gesteuerte Schalter 81 und das diesen Schalter selbsthaltende Schalterschütz 83.
Der Stromkreis 7 besteht aus den Leitungen 31, 40 bis 42, 60, 64 bis 66, 59, 38 und 39. In ihm ist der die Leitungen 64 und 65 verbindende Schalter 82, der durch das Schalterschütz 83 gesteuert ist, angeordnet sowie die Wicklung des Abwurfmagneten 22.
Der Stromkreis 8 besteht aus den Leitungen 31, 40, 41, 52, 53, 67 bis 71, 59, 38 und 39. In ihm liegen der die Leitungen 52 und 53 verbindende obere Endschalter 14 des Waagbalkens (Fig. 1 und 2) sowie der vom Schalterschütz 83 gesteuerte Schalter 80 und die Wicklung des Schalterschützes 89.
Der Stromkreis 9 schliesslich besteht aus den Leitungen 31, 40, 41, 52, 53, 67, 72, 73, 70, 71, 59, 38 und 39. In ihm liegen der obere Endschalter 14 der Waageeinrichtung sowie der Schalter 88 zur Verbindung der Leitungen 72 und 73, gesteuert und gehalten vom Schaltschütz 89.
Der Ablauf der mechanischen und elektrischen Vorgänge ist im einzelnen folgender :
Wenn die Form der Giessmaschine geschlossen ist, ist auch, der Schalter 26 geschlossen. Wenn sich zu dieser Zeit kein Gussstück auf der Waage 5 befindet, ist der untere Endschalter 13 durch das in der Zeichnung rechte Ende des Waagbalkens 1 beaufschlagt, da das Gegengewicht 3 den Waagebalken bis zum Anschlag 23 herunterzieht. Soblad aber der Endschalter 13 beaufschlagt ist, ist auch sein Kontaktsatz 77 im Stromkreis 1 geschlossen, während gleichzeitig sein anderer Kontaktsatz 78 im Stromkreis 4 geöffnet ist.
Da der Schalter 84 im Stromkreis 1 im stromlosen Zustand des Zeitrelais 85 geschlossen ist, hat das Schliessen des Endschalters 13 auch das Schliessen des Stromkreises l bewirkt, so dass das Schaltschütz 93 an Spannung liegt und die Schalter 90 und 91 schliesst, während es den Schalter 92 öffnet. Durch das Schliessen des Schalters 91 ist auch der Stromkreis 2 geschlossen worden, da ja 84 noch geschlossen ist. Das Schaltschütz 93 bekommt also Strom und hält sich über den Schalter 91 selbst. Das Offnen des Schalters 92 hat zunächst keine Wirkung. Das Schliessen des Schalters 90 bewirkt, dass der Stromkreis 3 geschlossen wird. Der Magnet 15 (Fig. 1 und 2) wird daher erregt, so dass dessen Anker 16 nach oben verschoben wird und die Waage blockiert (Fig. 1).
Ist die Form geöffnet, so ist auch der Endschalter 26 (Fig. 1 und 2) offen und der Stromkreis 1 unterbrochen. Deswegen fällt aber das Schalterschütz 93 nicht ab, weil es durch seinen Schalter 91 selbst gehalten wird.
Fällt nun bei geöffneter Form, beispielsweise , durch die Einwirkung von Hand oder mittels einer weiteren selbsttätig wirkenden Einrichtung, ein Gussstück 10 auf die Waagschale 5, so bewegt sich das in der Zeichnung rechte Ende des Waagbalkens 1 nach oben, und der untere Endschalter der Wiege- einrichtung 13 wird geöffnet, so dass auch dessen Kontaktsatz 77 die Leitungen 33 und 34 trennt, während der Kontaktsatz 78 die Leitungen 49 und 50 miteinander verbindet. Nun ist auch Stromkreis 4 geschlossen, wodurch gleichzeitig das Zeitrelais 85 anläuft. Die eingestellte Zeit entspricht derjenigen, die zum Auspendeln des Waagbalkens nach dem Auftreffen des Gussstückes 10 auf die Waagschale 5 benötigt wird.
Nach Ablauf der eingestellten Zeit öffnet der Schalter 84 und somit auch der Stromkreis 2. Dadurch wird das Schalterschütz 93 stromlos und öffnet die Schalter 90 und 91, wahrend es den Schalter 92 schliesst. Durch das Offnen des Schalters 91 wird der Stromkreis 4 unterbrochen und das Zeitrelais 85 abgeschaltet. Der Schalter 90 dagegen unterbricht den Stromkreis 3, so dass der Blockierungsmagnet 15 stromlos wird und die Blockierung der Waage aufhebt. Das Schliessen des Schalters 92 hat jetzt noch keine Wirkung auf die Anlage.
Das auf der Waagschale 5 lagernde Gussteil 10 bewirkt jetzt, da die Blockierung aufgehoben ist, dass der Endschalter 1 vom hochgehenden rechten Waagbalkenende beaufschlagt wird, wodurch der Stromkreis 5 geschlossen wird. Dadurch wird das Schaltschütz 83 in Betrieb gesetzt und schliesst jetzt die Schalter 80 bis 82. Da, der Endschalter 28 bei geöffneter Form geschlossen ist, wird durch das Schliessen des Kontaktes 81 der Stromkreis 6 geschlossen, wodurch sich das Schaltschütz 83 selbst hält.
Durch den Schalter 82 wird der Stromkreis 7 geschlossen und daher der Magnet 22 erregt. Sein Anker 21 wird daher nach oben ausgestossen und kommt mit dem Fortsatz 20 des Waagbalkens in Eingriff, so dass dieser im Uhrzeiger-Gegensinn geschwenkt und die Waagschale 5 gekippt wird. Das Gussstück wird dadurch von der Waage abgeworfen und gelangt in die Rutsche 9 (Fig. 1).
Gleichzeitig hat aber auch der Schalter 80 den Stromkreis 8 geschlossen, so dass das Schaltschütz 89 Strom bekommt und den Schalter 86 öffnet, wäh- rend es die Schalter 87, 88 schliesst.
Durch das Schliessen des Schalters 88 wird auch Stromkreis 9 geschlossen, der einen Haltekreis für das Schaltschütz 89 darstellt.
Anderseits aber unterbricht der Schalter 86 beim Offnen den Stromkreis 5. Dadurch wird aber Schaltschütz 83 nicht beeinflusst, weil es ja durch seinen Haltekreis, den Stromkreis 6, über den Schalter 81 gehalten wird.
An den an den Schalter 87 angeschlossenen Stromkreis kann beispielsweise die Steuerautomatik der Maschine für die Eirll ! eitung Ider Formschliess- bewegung angeschlossen sein.
Bei Beginn dieser Formschliel3bewegung wird der Schalter 28 geöffnet und unterbricht daher den Stromkreis 6, so dass das Schaltschütz 83 abfällt und die Schalter 80 bis 82 geöffnet werden.
Dadurch wird Stromkreis 8 am Schalter 80 unterbrochen. Eine Einwirkung erfolgt nicht, weil Schaltschütz 89 über 88 gehalten ist.
Durch das Offnen des Schalters 82 wird der Stromkreis 7 geöffnet und dadurch der Magnet 22 abgeschaltet. Daher kann jetzt die Waage unter der Einwirkung des Gegengewichts 3 in die Ausgangslage zurückkehren. Ist das Gussstiick tatsächlich von der Waagschale 5 abgerutscht, so beaufschlagt der Waagbalken 1 unter der Einwirkung des Gegenge- wichts 3 wiederum den Schalter 13, wodurch dessen Kontaktsatz 77 geschlossen und der Kontaktsatz 78 geöffnet wird.
Der obere Endschalter 14 dagegen ist nicht beaufschlagt, so dass auch der Stromkreis 9 unterbrochen und das Schaltschütz 89 abgefallen ist.
Daher sind auch die Schalter 86 bis 88 jetzt wieder in der Ausgangslage.
Sobald die Form wieder völlig geschlossen und daher auch der Endschalter 26 geschlossen ist, beginnt der Schaltzyklus von neuem. Dabei kann aber die Folge-Schaltung nur dann weiterlaufen, wenn der Schalter 13 durch das Auftreffen des Gussstücks auf die Waagschale den Kontaktsatz 78 öffnet.
Die mit Hilfe der Wiegeeinrichtung feststellbaren Störungen sind folgende : a) Das Gussteil fällt nicht auf die Waagschale. b) Das Gewicht des Gussteils ist zu gering, z. B. infolge von Lufteinschlüssen oder eines hängenge ; bliebenen Angussteils. c) Das Gussteil bleibt nach dem Kippen der Waagschale liegen, beispielsweise weil es sich verklemmt hat.
Bei den Störungen nach den Fällen a) und b) erfolgt die gleiche Reaktion, denn in beiden Fällen ist die Voraussetzung nicht gegeben, dass das Gewicht des Gussstücks die Wirkung des Gegengewichts 3 überwindet und den unteren Endschalter 13 der Wiegeeinrichtung freigibt. Da er geschlossen bleibt, bleibt auch der Schalter 78 offen, so dass die Folgeschaltung nicht weiterläuft, so dass letzten Endes auch der die Schliessbewegung freigebende Schalter 87 nicht geschlossen wird. Die Maschine bleibt also stehen. Dadurch wird das Bedienungspersonal auf einen möglichen, mit dem Gewicht des Gussstücks im Zusammenhang stehenden Fehler aufmerksam gemacht, um ihn zu beseitigen.
Wird dagegen, entsprechend Fall c), die Waagschale nach unten gezogen, so bleibt der Endschalter 13 ohne Beaufschlagung, und der Kontaktsatz 77 kann nicht geschlossen, der Kontaktsatz 78 aber nicht geöffnet werden. Deshalb kann die Folgeschaltung auch in diesem Fall nicht weiterlaufen, weil bereits der Stromkreis 1 nicht geschlossen ist. Da die Formschliessbewegung aber erst nach Ablauf der Folgeschaltung durch den Schalter 87 freigegeben wird, bleibt auch in diesem Fall die Maschine offen stehen.
Durch Hintereinanderschaltung mehrerer Schalter der verschiedenen Schalterschütze ist es ferner möglich, über ein weiteres Zeitrelais eine Alarmanlage in Betrieb zu setzen, um die Bedienungsperson, die unter Umständen mehrere Maschinen zu überwachen hat, auf akustischem Wege auf die an dieser Maschine vorhandene Störung hinzuweisen.