CN1129492C - 控制串式造型装置压实板的运动的方法及串式造型装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种控制串式造型装置的压实板(2、3)的运动的方法及用来实现这种方法的装置。这种装置通常包括造型室(1)，该造型室形成在两个压实板(2、3)之间。其中一个压实板(3)可以旋转从而打开造型室(1)。除了向室(1)中填充铸型材料之外，所述装置的生产循环包括压实板(2、3)的许多运动。一个板(2、3)的运动在其它板的前一运动完成之前就开始。该装置的液压系统包括两个泵(30、31)，每个泵各用于一个连接到其中一个压实板(2、3)的致动器(10、11)。

Description

控制串式造型装置压实板的运动的方法 及串式造型装置

技术领域

本发明涉及一种控制串式(string)造型装置压实板的运动的方法及用来实现这种方法的装置。这种装置通常包括一个造型室，该造型室形成在两个压实板之间。其中一个压实板可以旋转从而打开造型室。

背景技术

这种常用方法可以从US-A-5647424中了解到。根据这个方法，压实板实现许多连续运动从而生产出铸型。造型过程包括这些步骤：使造型室填充可压缩的铸型材料如以粘土胶结的湿型砂；挤压压实板和旋转压实板之间铸型材料，从而形成铸型；使旋转压实板缩回，并且使旋转压实板旋转出来；使压实板移向旋转压实板并且通过它，以将铸型从造型室中推出来并使它与刚刚生产出的前一铸型对接；使压实板移回到它们各自的开始位置上，之后开始新循环。

铸型压实板过程期间所施加的力相当大。而且，为了生产出高质量的铸型，需要为压实板提供精确的导向，而这些压实板能承受这样的弯曲力：这些力由铸型材料的反作用力所引起，而这些反作用力在具有与之相连的模板的压实板的整个前表面上不总是分布均匀，因此这些力的合力与造型室的轴线不平行。因此，致动器和有关导向系统势必结构笨重，以既能承受这些力，又能提供所需要的精确导向。因此，压实板的移动速度相对较小，因为要移动的部件的惯性较大。因此，借助于提高压实板的移动速度来减少这些机器的工作循环时间的努力不是非常成功。

发明内容

本发明的目的是提供一种控制上述那种串式造型装置的压实板的运动的方法，该装置可以缩短工作循环而不会增加运动速度，因此生产率较高。这个目的可以通过控制所述那种串式造型装置的挤压运动的方法来实现，根据本发明，该造型装置还包括权利要求1的特征部分所提出的特征。用这种方法，在其它压实板的运动完成之前，其中一个压实板就开始运动，因此生产率提高了。

根据本发明的一个实施例，压实板进一步运动并通过造型室和旋转压实板，从而把铸型输送到旋转压实板之外，这样的过程开始于这样的时间，以致刚好在旋转压实板开始它的旋转运动这个时刻之后，旋转压实板所形成的铸型表面到达该室的前部。为了实现这种同步，需要考虑压实板的铸型表面到造型室之间的距离。

根据本发明的另一个实施例，在排除了旋转压实板和缩回压实板之间的碰撞时，启动旋转压实板转回造型室返回其开始位置的旋转运动。在此，还应该考虑与压实板相连的模板的厚度。

本发明的另一个目的是提供一种用来实现这种方法的串式造型装置。这个目的通过所述那种串式造型装置来实现，根据本发明，该造型装置还包括权利要求4特征部分所提出的特征。用这种装置，一个压实板可在其它压实板的运动完成之前开始运动，因此该装置具有较高的生产率。

根据本发明的另一个实施例，泵是变容式泵。这个实施例不需要使用比例阀，因此减少了液压流体的节流量。

根据本发明的另一个实施例，泵是定容式泵。为了实现没有比例阀，这些泵以变速度驱动。

根据本发明的另一个实施例，泵是双向泵。这个实施例允许断裂能(breaking energy)返回到泵中。

根据本发明的另一个实施例，第一液压线性致动器可以闭路与一个双向泵相连，第二线性液压致动器可以闭路与另一个双向泵连接。通过这个实施例，系统通过一定量的预加载进行工作，从而导致更好的位置控制。

根据本发明的另一个实施例，第一和第二液压线性致动器可以开路连接到所述第一和第二泵，从而第一液压线性致动器的输送导管可连接到第二线性液压致动器的输送导管，使作用在两致动器上的液压力相等。在压实期间，这个实施例使液压致动器施加在铸型上的力相等。

根据本发明的另一个实施例，第一和第二泵连接到一个公共驱动轴上，因此一个致动器的断裂能可以用来驱动另一个致动器。通过这个实施例，一个致动器的断裂能被输送到另一致动器中。

根据本发明的另一个实施例，本装置的其它泵如伺服泵连接到所述公共驱动轴上。

附图说明

在下面的详细描述部分中，根据附图中所示的本发明，参照控制串式造型装置的压实板的运动的方法和用来实现该方法的串式造型装置的示例性实施例来更加详细地解释本发明，在附图中：

图1、1a、1b、1c、1d和1e示意性地图解了生产铸型过程的六个阶段，

图2示出了该装置的导向和致动系统的示意图，

图3示出了该装置的液压系统的线路图，及

图4示出了本发明实施例的压实板速度对时间的曲线图，即速度分布图。

具体实施方式

在图1、1a到1e中，图解了在串式造型装置中生产铸型的循环的六个阶段。在图1中，所示出的造型室1的一端被处于开始位置的载有模板的压实板2关闭，其另一端被载有模板的旋转压实板3关闭，在这个附图中，该旋转压实板在其最低(开始)位置。造型室1填充来自漏斗4的可压缩铸型材料。在图的右侧示出了两个以前生产出来的铸型5，这些铸型停靠在输送机6上并在该输送机上被逐步输送，该输送机6的顶部与造型室1的底部对准。

图1a示出了借助于下面方法在造型室内双向压实铸型5：在大小相等、方向相对的压力(在该图中用箭头来表示)的作用下，压实板2向造型室1内移动，旋转压实板1从相对侧即室的前部1a向造型室1内移动。

图1b示出的状态是：旋转压实板3已从造型室1中缩回，并且沿着箭头所示的方向向上旋转到一个位置上，在该位置，其整体位于高于造型室1的上部限定高度的高度上，因此可以允许新近挤压的铸型5在下面自由通过。

图1c图解的状态是：压实板2正把铸型5推出造型室1，从而与以前生产出的最后一个铸型5对接，根据一个优选实施例，直到它占住了所述以前生产出的铸型以前所占住的位置为止，从而把铸型串(该串总体上用7来表示)向着图中的右边推动一步，步长等于沿铸型串7的纵向所测得的铸型5的宽度。根据另一个实施例，当铸型5与以前所生产出的铸型中的最后一个形成对接时，压实板2缩回。然后，铸型串输送装置8输送铸型串。

图1d示出的状态是：压实板2移回到图1所示的位置上，从而使压实板2和相关模板与铸型5脱开。

图1e示出的状态是：造型室被返回到造型室1中的旋转压实板3关闭。这样，压实板2和旋转压实板3均已返回开始位置。在计入它们所载的模板高度的前提下，两压实板2、3相对于注砂口9进行自动对中。因此，模板的磨损减到最小，并且可以均匀地填充造型室1。造型室再次被填料，以开始新的循环。在填料期间，压实板可开始相向同时运动。

在铸型5之间形成了浇铸腔，其中一个浇铸腔处于浇铸金属的过程中，而在图中最右的两个腔中已浇铸有金属。铸型串7进一步运动时，浇铸腔中的金属固化，最后，具有固化铸件的铸型5停在落砂格栅(未示出)上，在该格栅上，铸型材料与铸件分离。许多铸型需要使用型芯(未示出)，在装砂之前这些型芯借助于自动型芯定位装置(未示出)插入到造型室1中。在压实板2返回到开始位置之后但最好在旋转压实板3到达它的开始位置之前插入型芯，如现有技术一样，可以增加循环时间。

图2示意性地示出了串式造型装置的结构。压实板2的运动由线性液压致动器10来产生，该致动器10包括：液压缸部件11，压实板2直接固定到液压缸部件11上；活塞件，它包括活塞头12和活塞杆13，该活塞杆13密封通过液压缸11的内端壁14，并且由定块15支撑。定块15是该装置的底架的组成部分。活塞件把液压缸室分成外部环形室16和内部环形室17。活塞杆13是中空的，形成内部环形室。第二活塞杆13a从液压缸11的外部端壁18延伸到外部环形室16中。固定到第二活塞杆13a的自由端上的第二活塞头12a紧密配合在环形室内，从而形成室16a。室16、16a和17连接到供给和排出压力流体的导管20、21和22。液压缸部件11实际上构成运动部件。

旋转压力板3包括一个类似的线性液压致动器10’，该致动器具有：液压缸部件11；活塞头12’；中空活塞杆13’，它也由定块15来支撑；内端壁14’；外室16；内部环室17’；第二活塞杆13a’；外部端壁18’；第二活塞头12’；室16a’和导管20、23和24。

此外，在这种情况下，实际上是液压缸部件11’构成运动部件，该液压缸部件11’通过托架25连接到旋转压力板3，该托架25固定到液压缸11’的内端，所述托架25通过推拉杆26与框架27相连，该框架27在铰链28处支撑旋转压实板3。旋转压实板3绕着铰链的旋转运动由一个杆装置(未示出)来产生，它在框架27移离造型室1时使旋转压实板4向上旋转，反之亦然。在移离造型室1时，在旋转压实板3到达最小距离之前旋转运动不会开始，该最小距离至少等于其有关模板自造型室起的高度。

如图3所示，铸型串装置的液压系统包括第一和第二变客式液压泵30和31。这些泵30、31是双向的，即它们可以两个方向输送和接受流体，因此这些泵可连接在闭合管路中。在这个实施例中，这些泵30、31是斜盘式泵，这些泵具有用作排量改变件的旋转斜盘。驱动与压实板2相连的致动器10的泵最好具有大于另一泵的工作容量，因为压实板2需要以高于旋转压实板3的速度进行运动。伺服泵35把液压流体从容器36通过导管37输送到泵30、31中。这些泵30、31和35连接到由马达34所驱动的公共驱动轴33上。因此，反馈到其中一个泵中的断裂能(breaking energy)被输送到另一泵中。

第一泵30的两个口中的每一个通过具有单向阀的独立导管而连接到导管37。类似地，第二泵31的每个口连接到导管37。

第一泵30的一个口连接到第一线性液压致动器10的内室17。另一口直接通过导管21而连接到室16a，并且进一步通过开关阀38和公共导管20连接到第一线性液压致动器10的外室16。导管20通过开关阀39连接到容器。

类似地，第二泵31的一个口连接到第二线性液压致动器10’的内室17’。另一口直接通过导管24连接到室16a’，并且进一步通过开关阀40和公共导管20连接到第二线性液压致动器10’的外室16’。

现在描述液压系统在串式造型装置生产循环的各个步骤中的工作。

为了双向挤压铸型(图1a)，阀38和40处于“开”，即处于打开位置，而阀39处于“关”位置。泵30、31的方向设置成把压力流体输送到各自连接到导管21和23的口。这样，压力流体就被输送到室16a和16’中，并且通过打开的阀38和40输送到外室16和16’中。内室17和17’通过导管22和24各自连接到第一泵30和第二泵31的吸入侧。由于室17和17’的返回流体量小于该室的接受流体量，通过泵30、31从容器36中吸入辅助流体，并且通过单向阀借助于伺服泵35来输送。这样就在压实板2和3上得到最大压力来在室1内挤压铸型5。

为了使旋转压实板3与铸型5脱开及使旋转压实板3旋离铸型通道，泵31的方向设置成把压力流体输送到连接到导管24的口。这样压力流体就输送到了室17’中。为了排空室16’，阀39转换到“开”位置，流体通过打开的阀39、导管20而返回到容器36中。从室16a’中排出的流体通过导管23而返回到泵中，因为阀40转换到了“关”的位置。

为了用压实板2把铸型5推出造型室1(图1c)，泵30设置成把压力流体输送到连接到导管21的口。阀38转换到“关”位置，因此只有室16a增压。从室17中排出的流体通过导管22而返回到泵30中。

为了使压实板2从铸型5中脱开及使压实板2移回到它的开始位置(图1d)，泵30转换成把压力流体输送到连接到导管22的口。因此，室17被增压。从室16a中排出的流体通过导管21而返回到泵30中，阀38转换到“关”的位置上。从室16中排出的流体通过导管20、打开的阀39而返回到容器36中。

为了使旋转压实板3返回到造型室1中(图1e)，泵31设置成把压力流体输送到连接到导管23的口。阀40转换到“关”位置，因此只有室16a’被增压。从室17’中排出的流体通过导管24而返回到泵31中。

参照图4，压力板2和3的运动借助于速度(米/秒)对时间(秒)的曲线来表示。标号为50的曲线表示压实板2的速度。标号为52的曲线表示旋转压实板3的速度，而标号为54的曲线表示砂子注到造型室1中的时间。

在装砂后，从压实板2开始双向挤压铸型5的过程。如US5647424所详细解释的一样，相对于压实板2，旋转压实板挤压运动的开始有迟延，以补偿旋转压实板3的有限行程。在旋转压实板3的行程被延长的装置中，压实板2、3的挤压运动可同时开始。接下来，旋转压实板3与铸型5脱开，并且旋离铸型通道。在旋转压实板3完成这种运动之前，压实板2开始进一步移进并通过造型室1，从而推出铸型5。但是，这种运动最好在旋转压实板3和与它相连的模板已通过造型室1的前部之前不要开始。压实板2继续运动，从而把铸型5推出到旋转压实板2之外，并且当铸型5的前部接触以前生产出来的铸型5时，它慢下来直到完全停下来。之后，压实板2继续运动，使刚刚生产出的铸型和以前生产出来的铸型移动到一起从而形成铸型5组或者串7。当铸型串7的运动完成时，压实板2反向运动从而移回到开始位置。在压实板2到达它的开始位置之前，旋转压实板3开始旋转并且移回到造型室1中。根据旋转压实板3的几何形状和位置对时间的关系曲线、压实板2及相关模板的几何形状和位置对时间的关系曲线，计算出旋转压实板3返回到造型室1的时间安排。在旋转压实板3再一次到达它的开始位置(在该位置上它关闭造型室1)之前，开始装砂，新循环开始。

根据本发明的一个实施例，两个压实板同时进行对中。

根据本发明的一个实施例，在挤压铸型5期间，只有压实板2移动，而旋转压实板3保持静止。

根据本发明的实施例，泵30、31是定容式泵。在这个实施例中，改变泵的驱动速度或者使用比例阀，从而改变输送到致动器中的流体量。

标号说明

1造型室、1a造型室前部、2压实板、3旋转压实板、4漏斗、5铸型、6输送机、7铸型串、8铸型串输送装置、9注砂口、10第一线性液压致动器、10’第二线性液压致动器、11液压缸、11’液压缸、12活塞头、12’活塞头、12a第二活塞头、12a’第二活塞头、13活塞杆、13’活塞杆、13a第二活塞杆、13a’第二活塞杆、14内端壁、14’内端壁、15定块、16外部环形室、16’外部环形室、16a室、16a’室、17内部环形室、17’内部环形室、18外端壁、18’外端壁、20导管、21导管、22导管、23导管、24导管、25托架、26推拉杆、27框架、28铰链、30第一泵、31第二泵、33公共驱动轴、34马达、35伺服泵、36容器、37导管、38开关阀、39开关阀、40开关阀、50压实板的速度、52旋转压实板的速度、54装砂

Claims (11)

1.一种控制串式造型装置的压实板的运动的方法，该造型装置包括位于压实板(2)和旋转压实板(3)之间的造型室(1)，

至少一个压实板设置有模板，

该方法包括以下连续步骤：

a)只把压实板(2)或者把压实板(2)和旋转压实板(3)这两者从开始位置移动到造型室(1)中，从而挤压铸型(5)，

b)把旋转压实板(3)移出造型室(1)，并且使旋转压实板(3)进行旋转从而使旋转压实板(4)与铸型(5)脱开，打开造型室(1)从而允许铸型被输送到旋转压实板(3)之外，

c)使压实板(2)进一步移动并通过造型室(1)和旋转压实板(3)，从而把铸型(5)输送到旋转压实板(3)之外，

d)使压实板(2)移回到造型室(1)中，从而使压实板(2)与铸型(5)脱开并且回到它的开始位置上，

e)使旋转压实板(3)旋转并移回到造型室(1)中，从而回到它的开始位置上，并且关闭造型室(1)，其特征在于：

步骤b)和/或c)和/或e)的运动在各自的前一步骤的运动结束之前开始。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤c)中的运动开始于这样的时间，使得在旋转压实板(3)开始其旋转运动的时刻之后，旋转压实板(3)所形成的铸型表面到达所述室的前部(1)。

3.如权利要求1或者2所述的方法，其特征在于：一旦可避免旋转压实板(3)和压实板(2)及相关模板之间的碰撞，步骤e)中的旋转压实板(3)的旋转运动就开始。

4.一种串式造型装置，它包括位于压实板(2)和旋转压实板(3)之间的造型室(1)，至少一个压实板(2，3)设置有模板，压实板(2)借助于第一线性液压致动器(10)来移动，旋转压实板借助于第二线性液压致动器(11)来移动，该装置还包括处于压力下的液压流体源(30、31)，这些流体源通过供给/返回导管连接到第一和第二线性液压致动器(10、11)，其特征在于；

液压源包括第一液压泵(30)和第二液压泵(31)，

从而第一液压线性致动器(10)可连接到第一液压泵(30)由之驱动，

第二液压线性致动器(11)可连接到第二液压泵(31)由之驱动。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于：泵(30、31)是变容式泵。

6.如权利要求4所述的装置，其特征在于：泵(30、31)是定容式泵。

7.如权利要求5或者6所述的装置，其特征在于：所述泵(30、31)是双向泵。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于：第一液压线性致动器(10)可闭路连接到一个双向泵(30)，第二线性液压致动器(11)可闭路连接到另一个双向泵(31)。

9.如权利要求4到8任一所述的装置，其特征在于：第一和第二液压线性致动器(10、11)可开路连接到第一和第二泵(30、31)，第一液压线性致动器(10)的输送导管可连接到第二线性液压致动器(11)的输送导管，从而使作用在致动器(10、11)上的液压相等。

10.如权利要求4到9任一所述的装置，其特征在于：第一和第二泵(30、31)连接到一个公共驱动轴(33)上，因此一个致动器(10、11)的断裂能可以用来驱动另一个致动器(10、11)。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于：本装置的其它泵如伺服泵(35)连接到所述公同驱动轴(33)上。

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