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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Formgebung von Gussformen zur Herstellung einer Gussform unter Verwendung von Gusssanden und ein Verfahren zur Formgebung von Gussformen dafür.
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TECHNOLOGISCHER HINTERGRUND
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Zur Herstellung einer Form wird das Innere eines Formraums, der durch eine Modelloberflächenplatte, auf der ein Modell platziert und fixiert ist, und einen Formkolben gebildet wird, mit Gießsand gefüllt. Durch Pressen des eingefüllten Gießsandes und Herausziehen des Modells wird eine Sandform hergestellt.
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Eine derartige Vorrichtung zur Herstellung einer Gießform verwendet üblicherweise einen Aktuator, der einen Hydraulikzylinder enthält, um Gießsand in einen Formkasten zu pressen (zu quetschen).
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In den meisten Fällen ist jedoch eine hydraulische Druckerzeugungsvorrichtung, die als Druckquelle des Hydraulikzylinders fungiert, während des Betriebs einer Anlage ständig in Betrieb und eine Vorrichtung, die eine besonders große Menge an Energie verbraucht, und somit hohe Betriebskosten erforderlich.
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Daher wurde in den letzten Jahren zur Energieeinsparung durch Verringerung des Stromverbrauchs ein hydraulischer Zylinder untersucht und die Elektrifizierung von Aktuatoren vorangetrieben.
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Als Beispiel für eine solche Elektrifizierung wird im Stand der Technik eine Quetschplatte (Druckelement) mit Hilfe eines elektrischen Zylinders mit linearer Bewegung und einem Servomotor angehoben und abgesenkt. Der Elektrozylinder wird in der Regel durch eine Spindel und eine Mutter eines Kugelgewindetriebes gebildet. In einem Steuerungsverfahren wird eine Presskraft gegen Gießsand im Allgemeinen in ein Motordrehmoment eines Servomotors umgewandelt, um eine Drehmomentsteuerung durchzuführen.
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RELEVANTER STAND DER TECHNIK
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JPA 8-164444 (SHINTOKOGYO) betrifft eine Vorrichtung umfassend eine Vielzahl von Quetschstangen und eine Quetschplatte, die zum Pressen von Formsand in einer Küvette verwendet werden, und wobei der auf die einzelnen Quetschstangen ausgeübte Druck und ihre individuellen Abwärtsbewegungen gesteuert werden. Die Vorrichtung umfasst ferner einen Presstisch, auf dem eine Modellplatte montiert ist, einen vertikal beweglichen Rahmen, der oberhalb des Presstisches so angeordnet ist, dass sich der Rahmen vertikal relativ zum Presstisch bewegen kann, eine Pressplatte, die an einem unteren Teil des vertikal beweglichen Rahmens montiert ist, eine Vielzahl von Quetschstangen, die nebeneinander angeordnet sind und die Quetschplatte für vertikale Gleitbewegungen durchdringen, eine Vielzahl von elektrischen Servomotoren, die an dem Rahmen angebracht sind, um die Quetschstangen vertikal zu bewegen, und eine Steuerung zum Steuern der Vielzahl der elektrischen Servomotoren.
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JPA 2004-17089 (AIDA) betrifft die Bereitstellung einer Stösselantriebsvorrichtung, die die Drehung einer Vielzahl von Servomotoren durch eine mechanische Struktur synchronisieren kann ohne eine elektrische Steuerung durchzuführen.
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ZU LÖSENDE AUFGABE
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In JPA 2004-17089 wird eine Pressmaschine beschrieben, die über eine Kurbelwelle und eine Pleuelstange mittels eines Servomotors Drehbewegungen in Linearbewegungen umwandelt Da jedoch im eingangs genannten Standes der Technik jeweils ein Servomotor als Antriebsmotor verwendet wird, erfordert dessen Betrieb eine komplizierte Steuerung. Daher gab es Probleme in Bezug auf einen Anstieg der Kosten für Anlagen und Wartung. Da die Formgebungsgeschwindigkeit in einer Formgebungsanlage mit einem kleinen Produktionsvolumen reduziert werden kann, ist es nicht notwendig, die Beschleunigungs- und Verzögerungspositionierung in kurzer Zeit durch Servomotorsteuerung durchzuführen, und es wurde gewünscht, die Kosten für die Anlagen zu reduzieren und die Vorrichtung zu vereinfachen.
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Darüber hinaus ist der Kugelumlaufspindelmechanismus durch Präzisionsbauteile konfiguriert und weist einen Fehler auf, der aufgrund des Einflusses von Pulverstaub in einer Gie-ßerei auftritt, sowie ein Problem in Bezug auf die Wartung.
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Darüber hinaus ist es bei der Formgebung von Gussformen notwendig, die Höhe der Form für jeden Pressvorgang in Abhängigkeit von den Eigenschaften (Verdichtungsgrad) der Gusssande in einer Formküvette und der Modellform zu ändern. Bei einer solchen Änderung besteht jedoch das Problem, dass die Pressmaschine der Patentliteratur 2 nicht ausreichend in der Lage ist, eine angemessene Presskraft auszuüben.
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Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf solche konventionellen Probleme gemacht, und ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Gießform-Formgebungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, die Einrichtungskosten zu reduzieren und Gießsande unter Verwendung eines Elektromotors zu formen, und ein Formgebungsverfahren bereitzustellen, das für die Formgebung verwendet wird.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Gießformformvorrichtung:
- - ein Pressglied zum Pressen von geladenen Gießsanden in einem Formraum, der durch einen Formkolben und eine Trägerplatte gebildet wird, die auf einem Presstisch angeordnet sind; und
- - einen Antriebsmechanismus zum Durchführen eines Antriebs, um das Pressglied und den Presstisch nahe zueinander zu bringen oder das Pressglied und den Presstisch voneinander zu trennen,
- - wobei der Antriebsmechanismus eine Ausgabeeinheit umfasst, die sich entlang einer Richtung des Pressens des Pressglieds bewegt.
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Ferner sind enthalten:
- - ein Elektromotor zum Antreiben des Antriebsmechanismus; und
- - eine Druckeinstellvorrichtung zum Einstellen einer Kraft des Antriebsmechanismus, die an die Ausgabeeinheit ausgegeben wird, um sie zu verringern und zu bewirken, dass das Pressglied eine vorbestimmte Presskraft erzeugt, die zum Pressen der Gießsande erforderlich ist.
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Dementsprechend wird eine Kraft, die erzeugt wird, wenn der Antriebsmechanismus die Ausgabeeinheit sich bewegt, so eingestellt, dass sie durch die Druckeinstellvorrichtung verringert und auf das Druckelement übertragen wird. Dadurch ist es möglich, die Gießsande zu pressen, indem eine vorbestimmte Presskraft in dem Pressglied als Reaktion auf eine Änderung des Kompressionsgrades der Gießsande oder der Höhe der Form, die bei jedem Gießvorgang variiert, erzeugt wird.
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Gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung führt der Antriebsmechanismus in der Gießformformvorrichtung des ersten Aspekts zu einer Schwankung einer in der Ausgabeeinheit erzeugten Kraft, und die Druckeinstellvorrichtung stellt eine schwankende Kraft des Antriebsmechanismus, die an die Ausgabeeinheit ausgegeben wird, so ein, dass sie abnimmt.
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Dementsprechend wird eine schwankende Kraft, die erzeugt wird, wenn der Antriebsmechanismus die Ausgabeeinheit bewegt, so eingestellt, dass sie durch die Druckeinstellvorrichtung verringert und auf das Druckelement übertragen wird.
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Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Druckeinstellvorrichtung in der Gießformformvorrichtung des zweiten Aspekts einen Hydraulikzylinder, der eine Druckkraft des Druckelements aufnimmt, und ein Drucksteuerventil, das einen Gegendruck des Hydraulikzylinders steuert, wobei das Druckelement umfasst eine Vielzahl von Quetschfüßen beinhaltet.
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Dementsprechend kann die Presskraft des Pressfußes in Übereinstimmung mit der Form des Modells und den Eigenschaften der Gießsande eingestellt werden, und das Pressen kann mit einer geeigneten Presskraft durchgeführt werden.
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Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält der Antriebsmechanismus in der Gießformformvorrichtung des zweiten oder dritten Aspekts eine Bewegungsumwandlungsvorrichtung zum Umwandeln einer Drehbewegung durch den Elektromotor in eine lineare Bewegung entlang einer Pressrichtung, die Ausgabeeinheit wird durch die Bewegungsumwandlungsvorrichtung linear bewegt, und die Druckeinstellvorrichtung ist zwischen der Ausgabeeinheit und dem Pressglied vorgesehen.
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Wenn die Drehbewegung des Elektromotors durch die Bewegungsumwandlungsvorrichtung in eine lineare Bewegung entlang einer Pressrichtung umgewandelt wird, tritt dementsprechend eine Schwankung in der Presskraft und der Bewegungsgeschwindigkeit auf, die in der Ausgabeeinheit erzeugt wird. Die Druckeinstellvorrichtung kann jedoch eine Druckschwankung in der Ausgabeeinheit reduzieren und es dem Pressglied ermöglichen, eine stabile Presskraft zu erzeugen.
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Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Bewegungsumwandlungsvorrichtung in der Gussformformungsvorrichtung des vierten Aspekts
- - ein Exzenterrad, das einen kreisförmigen Außenringabschnitt aufweist und das durch den Elektromotor drehend angetrieben wird, so dass um ein Exzenterdrehzentrum einer Exzenterwelle, die von einem Zentrum des Außenringabschnitts um einen vorbestimmten Abstand exzentrisch ist, sowie
- - ein Verbindungselement, dessen eine Seite mit dem äußeren Ringabschnitt des Exzenterrades verbunden ist, so dass es relativ drehbar ist, und dessen andere Seite mit der Ausgangseinheit verbunden ist, so dass es schwenkbar ist.
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In der vorliegenden Spezifikation bedeutet das „Exzenterdrehzentrum“ ein Wellenzentrum einer Exzenterwelle, das exzentrisch zum Zentrum des Exzenterrads ist, das ein Drehzentrum ist, wenn sich das Exzenterrad dreht.
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Dementsprechend bewegt sich die Ausgabeeinheit, die mit der anderen Seite des Verbindungselements verbunden ist, linear entlang der Druckrichtung durch die Schwenkrotation des äußeren Ringabschnitts des Exzenterrads, das sich um das exzentrische Rotationszentrum dreht.
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In der Nähe der Position, in der die Mitte des äußeren Ringabschnitts senkrecht zum Exzenterdrehzentrum steht, tritt eine Schwankung auf, so dass die Bewegungsgeschwindigkeit der Ausgabeeinheit abnimmt, während der Druck in der Pressrichtung zunimmt. Eine solche Schwankung kann jedoch durch die Druckeinstellvorrichtung verringert werden.
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Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in der im fünften Aspekt beschriebenen Gießformformvorrichtung die Bewegungsumwandlungsvorrichtung durch ein Paar der Bewegungsumwandlungsvorrichtungen gebildet, die mit der gemeinsamen Ausgabeeinheit dazwischen angeordnet sind, und eine Synchronisationsvorrichtung zum jeweiligen Drehen der jeweiligen Exzenterräder in entgegengesetzten Richtungen in einer synchronen Weise ist zwischen den beiden Bewegungsumwandlungsvorrichtungen vorgesehen.
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Dementsprechend werden auch dann, wenn durch jedes Exzenterrad eine Schräglast auf die Abtriebseinheit wirkt, Lastkomponenten in seitlicher Richtung in entgegengesetzte Richtungen gelenkt, so dass sich die Lastkomponenten aufheben. Daher wirkt nur eine Kraft in vertikaler Richtung auf die Abtriebseinheit. Die Abtriebseinheit kann sich reibungslos in Auf- und Abwärtsrichtung bewegen, ohne dass ein spezieller Mechanismus zur Führung in vertikaler Richtung erforderlich ist.
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Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst der Antriebsmechanismus in der Gießform-Formungsvorrichtung des zweiten Aspekts:
- - eine erste Absenkvorrichtung, die das Pressglied in eine erste Position absenkt, in der das Pressen auf die in den Formkasten eingefüllten Gießsande gestartet wird; und
- - eine zweite Absenkvorrichtung, die das Pressglied in eine zweite Position absenkt, in der das Pressen auf die Gießsande im Formkasten durchgeführt und beendet wird.
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Dementsprechend ist es durch die Aufteilung des Antriebsmechanismus zum Absenken des Pressglieds in die erste Absenkvorrichtung zum einfachen Absenken des Pressglieds und die zweite Absenkvorrichtung zum tatsächlichen Ausüben von Druck mit dem Pressglied möglich, die erste Absenkvorrichtung als eine Vorrichtung zu konfigurieren, die mit weniger Energie angetrieben wird, wodurch die Energieverschwendung reduziert wird.
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Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die erste Absenkvorrichtung in der Gießformformvorrichtung des siebten Aspekts
- - ein Exzenterrad, das einen kreisförmigen Außenringabschnitt aufweist und von dem Elektromotor um ein exzentrisches Rotationszentrum, das von einem Zentrum des Außenringabschnitts um einen vorbestimmten Abstand exzentrisch ist, rotierend angetrieben wird, und
- - ein Verbindungselement, dessen eine Seite mit dem äußeren Ringabschnitt des Exzenterrades verbunden ist, so dass es relativ drehbar ist, und dessen andere Seite mit der Ausgangseinheit verbunden ist, so dass es drehbar ist, und
- - wobei der Wellenmittelpunkt der Exzenterwelle auf einer vertikalen Linie angeordnet ist, die durch die Mitte des äußeren Ringabschnitts an einem unteren Totpunkt verläuft, der ein Absenkende des Exzenterrades ist.
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Dementsprechend stimmt der Wellenmittelpunkt der Exzenterwelle mit dem unteren Totpunkt überein, der das absenkende Ende des Exzenterrades ist, so dass es möglich ist, das Zusammendrücken zuverlässig durchzuführen, während verhindert wird, dass sich das Exzenterrad der ersten Absenkvorrichtung dreht, selbst wenn eine hohe Last während des Zusammendrückens durch die zweite Absenkvorrichtung aufgebracht wird.
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Gemäß der Gießformgebungsvorrichtung eines neunten Aspekts der vorliegenden Erfindung, d.h. dem Gießformgebungsverfahren unter Verwendung der Gießformgebungsvorrichtung des fünften Aspekts, ist ein Schritt des Pressens der Gießsande durch das Pressglied zur Herstellung einer Gießform enthalten, der durch eine Drehung des Exzenterrads in eine Richtung abgeschlossen wird.
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Dementsprechend ist es nicht notwendig, den Elektromotor zu verlangsamen und zu stoppen und den Elektromotor umzudrehen, wenn eine Richtung am Ende des Pressens in die andere Richtung umgeschaltet wird. Daher ist es möglich, den Verlust der Verzögerungsstoppzeit zu verhindern, der durch die Verringerung und das Umschalten der Last auf den Elektromotor aufgrund der Erhöhung der Start- und Stoppfrequenz verursacht wird.
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Gemäß einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung verwendet das Verfahren zur Herstellung einer Gießform eine Gießformformvorrichtung, die einen Antriebsmechanismus mit einer Schwankung in einer Kraft, die in einer Ausgabeeinheit erzeugt wird, und eine Druckeinstellvorrichtung zum Einstellen einer schwankenden Kraft des Antriebsmechanismus, die an die Ausgabeeinheit ausgegeben wird, umfasst, um unterdrückt zu werden und zu bewirken, dass das Druckelement eine vorbestimmte Druckkraft erzeugt, die zum Pressen von Gießsanden erforderlich ist.
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Umfasst sind ferner
- - ein Schritt zum Einstellen einer anfänglichen Presskraft des Pressglieds zum Pressen der Gießsande, die in den Formraum, der durch einen oberen Füllrahmen, einen Formkolben, eine Trägerplatte, an der ein Modell befestigt ist, und einen unteren Füllrahmen gebildet wird, eingefüllt werden, auf einen Wert, der höher ist als die höchste Presskraft bei einem planmäßigen Pressen, und
- - ein Schritt zum vorläufigen Pressen auf der Rückseite des Modells zum Einstellen der Presskraft des Pressglieds bei einem ersten Pressen, das von oberhalb des Modells in Richtung einer Rückseite des Modells durchgeführt wird, auf eine erste Presskraft durch die Druckeinstellvorrichtung.
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Vorgesehen sind ferner
- - ein musteroberflächenseitiger Druckschritt zum Einstellen der Druckkraft des Druckelements in einem zweiten Druckschritt, der von der Musteroberflächenseite nach oben durchgeführt wird, auf eine zweite Druckkraft, die höher als die erste Druckkraft ist, und
- - ein rückflächenseitiger Hauptdruckschritt zum Einstellen der Druckkraft des Druckelements in einem dritten Druckschritt, der von oberhalb des Musters in Richtung der hinteren Oberfläche des Musters durchgeführt wird, auf eine dritte Druckkraft, die höher als die zweite Druckkraft und niedriger als die ursprüngliche Druckkraft ist.
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Da die zum Pressen erforderliche Kraft durch die Druckeinstellvorrichtung eingestellt wird, ist es dementsprechend möglich, ein dreistufiges Pressen durchzuführen, ohne eine spezielle Vorrichtung hinzuzufügen, einfach indem die anfängliche Presskraft höher als die dritte Presskraft eingestellt wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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- 1 ist eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Formgebungsvorrichtung für Gussformen von der Vorderseite aus gesehen in einer Teilquerschnittsansicht und zeigt einen Zustand vor dem Pressen.
- 2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II in 1.
- 3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III in 1.
- 4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV in .
- 5 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie V-V in .
- 6 ist eine Ansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem das Zusammendrücken bei der ersten Ausführungsform von der Vorderseite aus gesehen durchgeführt wird.
- 7 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Zusammendrücken in der ersten Ausführungsform von der Seite der Seitenfläche aus gesehen durchgeführt wird.
- 8 ist eine schematische Ansicht, die eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gießformvorrichtung von der Vorderseite aus gesehen in einem Teilquerschnitt zeigt.
- 9 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein vorläufiger Pressschritt in der zweiten Ausführungsform durchgeführt wird.
- 10 ist eine Ansicht, die einen Zustand illustriert, in dem das Quetschen von der Seite der Musteroberfläche aus durchgeführt wird.
- 11 ist eine Ansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem das Hauptquetschen von einer hinteren Oberflächenseite aus durchgeführt wird.
- 12 ist eine Ansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem ein Druckelement angehoben ist.
- 13 ist eine schematische Ansicht einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gießformvorrichtung, gesehen von der Vorderseite in einer Teilquerschnittsansicht.
- 14 ist eine Ansicht der dritten Ausführungsform von der Seite der Seitenfläche aus gesehen in einem Teilquerschnitt.
- 15 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Druckelement in eine erste Position abgesenkt ist.
- 16 ist eine Ansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem das Presselement in eine zweite Position abgesenkt ist.
- 17 ist eine Ansicht einer vierten Ausführungsform von der vorderen Oberflächenseite aus gesehen in einer Teilquerschnittsansicht.
- 18 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Pressen in der Formvorrichtung der vierten Ausführungsform durchgeführt wird.
- 19 ist eine Ansicht einer fünften Ausführungsform von der seitlichen Oberflächenseite aus gesehen in einer Teilquerschnittsansicht.
- 20 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XX-XX in 19.
- 21 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XXI-XXI in 19.
- 22 ist eine Vorderansicht, die eine Synchronisationsvorrichtung zeigt.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Erste Ausführungsform
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Eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zum Formen von Gussformen und eines Verfahrens zum Formen von Gussformen gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 beschrieben.
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Wie in 1 dargestellt, umfasst eine Gießformformungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform einen Presstisch 2, ein Pressglied 3, einen Antriebsmechanismus 4, einen Elektromotor 5 und eine Druckeinstellvorrichtung 6.
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Zu beachten ist, dass eine horizontale Richtung senkrecht zu einer rotierenden Welle (Exzenterwelle 422) des Antriebsmechanismus 4 als X-Richtung und eine horizontale Richtung senkrecht zur X-Richtung als Y-Richtung definiert ist. Bei einem zu transportierenden Objekt wird eine virtuelle Mittellinie entlang der Transportrichtung angenommen, und eine Seite nahe der Mittellinie wird als „Innenseite“ bezeichnet, während eine Seite weit von der Mittellinie als „Außenseite“ bezeichnet wird.
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Bei der Förderung eines Formkolbens wird eine Anfangsseite der Förderung als stromaufwärts gelegene Seite bezeichnet, während eine Endseite der Förderung als stromabwärts gelegene Seite bezeichnet wird.
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Quetschtisch
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Der Quetschtisch 2 weist eine Trägerplatte CP auf, an der ein Muster CM und eine Musteroberflächenplatte MP befestigt sind, die darauf platziert sind und als Aufnahme für das später beschriebene Druckelement 3 während des Quetschens dienen. Der Quetschtisch 2 ist in der vorliegenden Ausführungsform ein Gestell mit rechteckigem Querschnitt, das an einem Sockel 73 befestigt ist.
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Pressglied
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Das Presselement 3 presst Gießsande CS, die in einen Formraum gefüllt wurden, der durch einen oberen Füllrahmen TF, einen Formkolben MF, eine Modelloberflächenplatte MP und dergleichen gebildet wird, wodurch die Gießsande CS verdichtet werden und eine Form unter Verwendung der Sande hergestellt wird. Die Gießsande CS werden durch eine nach unten gerichtete Kraft gepresst, die von einer Ausgabeeinheit 44 des Antriebsmechanismus 4 ausgeht, die später beschrieben wird.
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Das Pressglied 3 ist in der vorliegenden Ausführungsform durch eine Vielzahl von Pressfüßen 31 konfiguriert. Jeder Pressfuß 31 umfasst einen Pressabschnitt 31a mit einer im Wesentlichen kubischen Form und einen Stababschnitt 31 b, und eine Vielzahl der Pressabschnitte 31a sind in einer rechteckigen Form zusammengefasst und angeordnet, um die Gießsande CS mit den unteren Oberflächen der Pressabschnitte 31a zu pressen.
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Ein unteres Ende des stabförmigen Stangenabschnitts 31 b ist einstückig mit einem oberen Abschnitt jedes Pressabschnitts 31a verbunden. Ein oberes Ende des Stangenabschnitts 31b ist mit einem Kolbenabschnitt 61b einer später beschriebenen Druckeinstellvorrichtung 6 verbunden. Der Stangenabschnitt 31 b ist so konfiguriert, dass er sich durch eine Öffnung eines Zylinderabschnitts 61a der später beschriebenen Druckeinstellvorrichtung 6 nach unten bewegt und zurückzieht.
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Oberer Füllrahmen
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Der obere Füllrahmen TF wird auf dem Formkasten MF gestapelt und gehalten, so dass der Gießsand CS, der extra in den Formraum eingebracht wird, um den Presshub zum Auspressen zu nutzen, nicht herausschwappt. Nach Beendigung des Formvorgangs im Formkasten MF wird der obere Füllrahmen TF vom Formkasten MF entfernt.
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Der obere Füllrahmen TF besteht z. B. aus Eisen und hat eine rechteckige Rahmenform.
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Da der Formkolben MF und die Modelloberflächenplatte MP bekannte Techniken sind, wird auf deren Beschreibung verzichtet.
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Elektromotor
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Der Elektromotor 5 treibt den später beschriebenen Antriebsmechanismus 4 an. Der Elektromotor 5 ist an einem Halterungsabschnitt 71e befestigt, der in Y-Richtung auf einer Rückseite einer tragenden Standwand 71 eines Strukturkörpers vorsteht (siehe 2).
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Als Elektromotor 5 kann z.B. ein Induktionsmotor verwendet werden. Der Induktionsmotor ist ein Typ, der keine komplizierte Steuerung wie ein Servomotor benötigt. Wie oben beschrieben, ist ein Getriebe 52 auf einer Ausgangswelle (nicht dargestellt) des Elektromotors 5 vorgesehen, und ein Ausgangsteil des Getriebes 52 ist über eine Kupplung 51 mit der Exzenterwelle 422 des später beschriebenen Antriebsmechanismus 4 verbunden.
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Antriebsmechanismus
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Der Antriebsmechanismus 4 überträgt ein Rotationsdrehmoment des Elektromotors 5 auf das Druckelement 3 als Druckkraft.
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Der Antriebsmechanismus 4 umfasst eine Bewegungsumwandlungsvorrichtung 41 und die Ausgabeeinheit 44.
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Bewegungsumwandlungsvorrichtung
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Die Bewegungsumwandlungsvorrichtung 41 wandelt die Drehbewegung des Elektromotors 5 in eine lineare Bewegung der Abtriebseinheit 44 um.
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Die Bewegungsumwandlungsvorrichtung 41 umfasst ein Exzenterrad 42 und ein Pleuel (im Folgenden als Pleuel 43 bezeichnet). Das Pleuel 43 entspricht einem Verbindungsglied.
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Das Exzenterrad 42 ist beispielsweise aus Eisen gefertigt und umfasst einen Außenringabschnitt 421 und die Exzenterwelle 422. Der äußere Ringabschnitt 421 ist in Form einer kreisförmigen Platte ausgebildet, und ein Endabschnitt (großer Endabschnitt 431) des Pleuels 43, der als Verbindungselement dient, ist außen angebracht und mit einem Umfangsabschnitt des äußeren Ringabschnitts 421 verbunden, so dass er relativ zueinander frei drehbar ist. Das Exzenterrad 42 dreht sich um ein exzentrisches Drehzentrum CE, das im Drehzentrum der Exzenterwelle 422 vorgesehen ist.
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Die Exzenterwelle 422 ist an einer Position vorgesehen, die um einen vorbestimmten Abstand exzentrisch zur Mitte C des Außenringabschnitts 421 liegt. Die Hublänge des Exzenterrads 42 beträgt das Doppelte des vorbestimmten Abstands der Exzentrizität. Die Exzenterwelle 422 ist so ausgebildet, dass sie sowohl von der Vorder- als auch von der Rückseite in eine Richtung senkrecht zum Umfangsabschnitt des Außenringteils 421 ragt (siehe 2). Die Exzenterwelle 422 ist schwenkbar in einem Lager der tragenden Stehwand 71 des Strukturkörpers 7 gelagert. Eine Seite der Exzenterwellen 422 ist mit dem Getriebe 52 verbunden, das über die Kupplung 51 mit der Ausgangswelle des Elektromotors 5 verbunden ist, wie oben beschrieben (siehe 3).
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Pleuel
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Das Pleuel 43 verbindet die Abtriebseinheit 44 und das Exzenterrad 42 und wandelt die Drehbewegung des Exzenterrades 42 in eine lineare Bewegung der Abtriebseinheit 44 um.
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Das Pleuel 43 besteht beispielsweise aus Eisen und umfasst einen großen Endabschnitt 431 auf einer Seite, einen kleinen Endabschnitt 432 auf der anderen Seite und einen Verbindungsabschnitt 433, der den großen Endabschnitt 431 und den kleinen Endabschnitt 432 verbindet. Der große Endabschnitt 431, der kleine Endabschnitt 432 und der Verbindungsabschnitt 433 sind einstückig ausgebildet.
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Der große Endabschnitt 431 ist ringförmig ausgebildet und ist außen am Außenumfang des äußeren Ringabschnitts 421 des Exzenterrads 42 angebracht, so dass er relativ frei drehbar ist. Der kleine Endabschnitt 432 ist mit einer Verbindungswelle 432a versehen, die parallel zur Mittelachse eines Rings des großen Endabschnitts 431 ausgebildet ist. Die Verbindungswelle 432a ist frei drehbar mit einem Lagerloch verbunden, das in einem oberen Abschnitt der später beschriebenen Abtriebseinheit 44 vorgesehen ist (siehe 4).
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Der Verbindungsabschnitt 433 ist in Form eines flachen Stabes mit einer vorbestimmten Länge ausgebildet und verbindet den großen Endabschnitt 431 und den kleinen Endabschnitt 432, so dass er relativ unbeweglich ist.
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Ausgabeeinheit
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Die Abtriebseinheit 44 nimmt eine Kraft des Pleuels 43 auf und bewegt sich linear in einer Auf- und Abwärtsrichtung hin und her. Ein unteres Ende der Abtriebseinheit 44 ist mit einem oberen Ende eines Hebe- und Senkrahmens 611 mit einem Bolzen (nicht dargestellt) oder dergleichen verbunden.
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Die Abtriebseinheit 44 besteht z. B. aus Eisen und hat die Form eines rechteckigen Rahmens mit einem Zwischenraum in der Mitte, wenn man sie von oben betrachtet. Darüber hinaus ist die Ausgabeeinheit 44 in quadratischen Form ausgestaltet, wenn von vorne gesehen (siehe die Vorderansicht in 1).
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In der Abtriebseinheit 44 ist ein Lagerloch, in das die Verbindungswelle 432a eingeführt wird, in einem zentralen Bereich, von vorne gesehen, so ausgebildet, dass es konzentrisch mit der vorderen Oberflächenseite und der hinteren Oberflächenseite verbunden ist. Die Lagerbohrung ist mit einem Lager versehen (nicht dargestellt).
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Ein Paar von Führungsseitenwänden 442, die sich in Auf- und Abwärtsrichtung erstrecken, sind an oberen Abschnitten von zwei in X-Richtung angeordneten Seitenflächen in der Ausgabeeinheit 44 vorgesehen. Die Führungsseitenwände 442 rollen, wenn eine Führungsrolle 71d, die an einer Innenwand 71c des später beschriebenen Strukturkörpers 7 vorgesehen ist, damit in Kontakt kommt. Die Ausgabeeinheit 44 kann durch die Führungsseitenwände 442 und die Führungsrolle 71d eine lineare Hin- und Her-Bewegung in der Auf- und Abwärtsrichtung ausführen.
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Strukturkörper
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Der Strukturkörper 7 ist dafür vorgesehen, den Quetschtisch 2, das Druckelement 3, den Antriebsmechanismus 4, den Elektromotor 5 und die Druckeinstellvorrichtung 6 zu tragen.
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Der Strukturkörper 7 ist z.B. aus Eisen hergestellt, als Turm geformt und umfasst die stützende Standwand 71, einen oberen Plattenabschnitt 72, die Basis 73 und eine Stützsäule 74.
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Die Basis 73 wird durch eine rechteckige Platte gebildet, und die säulenförmigen Stützsäulen 74 sind vorgesehen, um an vier Ecken der Basis 73 zu stehen.
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Die jeweiligen Stützsäulen 74 stützen den rechteckig geformten oberen Plattenabschnitt 72, der horizontal vorgesehen ist, an vier Ecken. Ein rechteckig geformtes Durchgangsloch 72a ist im Mittelteil des oberen Plattenteils 72 vorgesehen, und der später beschriebene Hebe- und Senkrahmen 611 der Hydraulikzylindervorrichtung 61 ist in dem Durchgangsloch 72a untergebracht, so dass er durch dieses hindurchgehen kann (siehe 5).
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An jeder der in Y-Richtung angeordneten und einander zugewandten vertikalen Flächen der Durchgangsöffnung 72a ist eine sich in vertikaler Richtung erstreckende Führungsschiene 72b vorgesehen. Die Führungsschiene 72b ist gleitend in einer Führungsnut 611a des später beschriebenen Hebe- und Senkrahmens 611 angebracht, und der Hebe- und Senkrahmen 611 bewegt sich entlang der Führungsschiene 72b auf und ab.
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Die stehende Stützwand 71 ist so vorgesehen, dass sie auf der oberen Fläche des oberen Plattenabschnitts 72 steht.
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Der Elektromotor 5 ist in dem oben erwähnten Halterungsabschnitt 71e der stehenden Stützwand 71 angeordnet, um den großen Endabschnitt 431 des Pleuels 43 zu stützen, und somit stützt die stehende Stützwand 71 die mit dem Pleuel 43 verbundene Ausgabeeinheit 44, das Druckelement 3 und die Druckeinstellvorrichtung 6.
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Die stehende Stützwand 71 wird von zwei im Wesentlichen rechteckigen Plattenelementen gebildet, die sich entlang der X-Richtung erstrecken und in Y-Richtung angeordnet sind. Die beiden Plattenelemente sind durch zwei Verbindungsbrücken 71a an ihren oberen Abschnitten verbunden. Die beiden Plattenelemente sind durch einen plattenförmigen Schenkel 71 b verbunden, der sich an ihren unteren Endabschnitten entlang der Y-Richtung erstreckt.
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Die stehende Stützwand 71 weist ein Paar Innenwände 71c auf, die zwei in X-Richtung angeordneten Seitenflächen der Ausgabeeinheit 44 zugewandt sind. Die Innenwände 71c erstrecken sich entlang der vertikalen Richtung, und eine Führungsrolle 71d, die rollt, wenn sie in Kontakt mit der Oberfläche der Führungsseitenwand 442 der Ausgabeeinheit 44 ist, ist an einem unteren Abschnitt jeder Innenwand 71c vorgesehen.
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Die Führungsrolle 71d hat die folgenden Funktionen.
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Da der große Endabschnitt 431 im Pleuel 43 exzentrisch zum Rotationszentrum rotiert, wird in der Ausgabeeinheit 44 eine Schräglast erzeugt, die schräg zur Vertikalen geneigt ist. Daher tritt in der Ausgabeeinheit 44 ein Phänomen auf, bei dem eine seitliche Last, die eine seitlich gerichtete Komponente der geneigten Last ist, größtenteils auf eine Seite und weniger auf die andere Seite ausgeübt wird.
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Dementsprechend werden auf beiden Seiten der Abtriebseinheit 44 in X-Richtung unterschiedliche Reibungskräfte erzeugt, und es kommt nicht zu einem reibungslosen Gleiten. Daher ist die Führungsrolle 71d so konfiguriert, dass sie auch bei unterschiedlicher Belastung leicht gleitet.
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Ein oberer Endabschnitt der später beschriebenen Druckeinstellvorrichtung 6 ist mit dem unteren Ende der Ausgabeeinheit 44 verbunden.
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Druckeinstellvorrichtung
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Die Druckeinstellvorrichtung 6 führt eine Einstellung durch, um eine schwankende Kraft des Antriebsmechanismus 4 zu unterdrücken, und ermöglicht es dem Druckelement 3, eine stabile und notwendige vorbestimmte Druckkraft zu erzeugen.
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Die Druckeinstellvorrichtung 6 umfasst eine Hydraulikzylindervorrichtung 61, eine Hydraulikpumpe 62, einen Drucksensor 63, ein Druckregelventil 64 und einen Druckbefehlsverstärker 65.
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Hydraulische Zylindervorrichtung
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Die Hydraulikzylindervorrichtung 61 umfasst den Hebe- und Senkrahmen 611, den Zylinderabschnitt 61a und den Kolbenabschnitt 61b. Der Hebe- und Senkrahmen 611 ist beispielsweise aus Eisen hergestellt und in einer dreidimensionalen quadratischen Form ausgebildet, und eine Vielzahl der Zylinderabschnitte 61a, die in einer zylindrischen Form ausgebildet sind und sich in der vertikalen Richtung erstrecken, sind nebeneinander vorgesehen, um eine rechteckige Form innerhalb des Hebe- und Senkrahmens 611 zu bilden. Die sich in vertikaler Richtung erstreckenden Führungsnuten 611a sind an äußeren Seitenflächen vorgesehen, die in Y-Richtung des Hebe- und Senkrahmens 611 angeordnet sind (siehe 5).
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Die Hydraulikzylindervorrichtung 61 ist so vorgesehen, dass sie jedem der oben beschriebenen mehreren Quetschfüße 31 entspricht. Ein oberes Ende des Stangenabschnitts 31 b des Quetschfußes 31 ist mit dem Kolbenabschnitt 61 b verbunden.
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In der Vielzahl der Hydraulikzylindervorrichtungen 61 sind die jeweiligen Zylinderabschnitte 61a durch einen Ölkanal 66 miteinander verbunden, und eine hydraulische Kraft durch jede Hydraulikzylindervorrichtung 61 wirkt gleichmäßig auf alle Zylinderabschnitte 61a.
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Der Zylinderabschnitt 61a ist mit Öl gefüllt, und wenn der Pressfuß 31 die Gießsande CS mit dem Pressabschnitt 31a an seiner Spitze presst, wird die Presskraft durch den hydraulischen Druck (d.h. den später beschriebenen Gegendruck, der auf den Kolbenabschnitt 61b wirkt) im Zylinderabschnitt 61a reguliert. Die mehreren Zylinderabschnitte 61a sind über den Ölkanal 66 mit einer Hydraulikpumpe 62 verbunden.
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Drucksensor, Druckregelventil
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Der Drucksensor 63 ist zwischen dem Zylinderabschnitt 61a und der Hydraulikpumpe 62 angeordnet. Der Drucksensor 63 erfasst den Druck auf der Gegendruckseite der Hydraulikzylindervorrichtung 61. Zwischen dem Drucksensor 63 und der Hydraulikpumpe 62 befindet sich eine mit dem Druckregelventil 64 verbundene Ölleitung. Das Druckregelventil 64 fungiert als Druckreduzierventil, das den Druck auf der Grundlage eines bestimmten Druckwerts reduziert, der von dem angeschlossenen Drucksollwertverstärker 65 vorgegeben wird.
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Das Druckregelventil 64 reduziert einen schwankenden Druck, der der Ausgabeeinheit 44 und dem Hebe- und Senkrahmen 611 durch den Antriebsmechanismus 4 zugeführt werden soll, so dass er zu einem konstanten Druck im Gegendruck der Hydraulikzylindervorrichtung 61 wird. Der Druck, der der Ausgabeeinheit 44 und dem Hebe- und Senkrahmen 611 durch den Antriebsmechanismus 4 zugeführt werden soll, wird auf einen Wert eingestellt, der geringfügig höher ist als der zum Pressen erforderliche Druck, und wird ausgeführt. Die Einstellung des durch den Antriebsmechanismus 4 einzugebenden Drucks wird durch die Berechnung auf der Grundlage der Leistung des Elektromotors 5, der Struktur der Bewegungsumwandlungsvorrichtung 41 und dergleichen durchgeführt. Zum Beispiel wird in einem Fall, in dem der zum Pressen erforderliche Druck 10 MPa beträgt, der durch den Antriebsmechanismus 4 einzugebende Druck auf 12 MPa eingestellt.
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Wenn der Pressfuß 31 Druck auf die Gusssande ausübt, erfasst die Druckeinstellvorrichtung 6 den Gegendruck, der auf eine hintere Endseite des Pressfußes 31 wirkt, durch den sekundärseitigen Drucksensor 63, und in einem Fall, in dem der erfasste Gegendruck einen vorbestimmten Druckwert übersteigt, gibt die Druckeinstellvorrichtung 6 Öl aus dem Öldurchlass 66 ab, der mit dem Zylinderabschnitt 61a verbunden ist, um den Gegendruck auf einen eingestellten Druckwert zu reduzieren.
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Hydraulische Pumpe
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Die Hydraulikpumpe 62 ist an einem Endabschnitt des Ölkanals 66 über ein Rückschlagventil 67 angeordnet. Die Hydraulikpumpe 62 wird verwendet, um den Quetschfuß 31, der zum Zylinderabschnitt 61a zurückgezogen ist, zu einem vorrückenden Ende zurückzubringen, das die Ausgangsposition während des später beschriebenen Vorgangs des Pressens der Gießsande CS ist. Der Druck, der verwendet wird, um den Quetschfuß 31 in die Ausgangsposition zurückzubringen, kann z.B. ungefähr 1 MPa betragen, und daher kann die Energiemenge für den Antrieb der Hydraulikpumpe 62 extrem gering sein.
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Steuereinrichtung
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Die Steuervorrichtung (nicht dargestellt) treibt den Elektromotor 5 an, steuert die Drehposition der Exzenterwelle 422 und steuert die Auslassmenge des Druckregelventils 64 über den Druckbefehlsverstärker 65 auf der Grundlage eines Signals vom Drucksensor 63.
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Betrieb
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Der Betrieb der Gießformformvorrichtung 1 wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 1, 2, 6 und 7 beschrieben.
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Zunächst zeigt 1 einen Zustand, bevor die Gießform-Formungsvorrichtung 1 das Pressen durchführt. Der äußere Ringabschnitt 421 des Exzenterrades 42 ist an einem oberen Totpunkt befestigt. Das Pleuel 43 wird am aufsteigenden Ende gehalten, und die Ausgabeeinheit 44, der Hebe- und Senkrahmen 611 und das mit dem Pleuel 43 verbundene Druckelement 3 (Pressfuß 31) werden ebenfalls in der aufsteigenden Endposition gehalten.
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Unterhalb des Pressorgans 3 wird durch Stapeln der Trägerplatte CP, des Formkolbens MF und des oberen Füllrahmens TF auf dem Pressentisch 2 ein sogenannter Stapelrahmen gebildet. Die Gießsande CS werden durch eine Beschickungseinrichtung (nicht dargestellt) in den Stapelrahmen eingefüllt. Die Gießsande CS werden bis zur Position eines oberen Endabschnitts des oberen Füllrahmens TF aufgestapelt.
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Jeder Quetschfuß 31 des von der Hydraulikpumpe 62 angetriebenen Antriebspressorgans 3 wird am untersten Ende in Bezug auf den Zylinderabschnitt 61a in einem Zustand gehalten, in dem er durch den hydraulischen Druck im Zylinderabschnitt gedrückt wird.
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Die Steuervorrichtung bereitet sich darauf vor, den Antriebsmechanismus 4 zu veranlassen, den berechneten numerischen Wert auszugeben, so dass das Pressglied 3 das Pressen mit der anfänglichen Presskraft durchführt.
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Als nächstes treibt die Steuervorrichtung den Elektromotor 5 an, um das Exzenterrad 42 zu drehen. Wie in 6 dargestellt, wird der Hebe- und Senkrahmen 611, wenn er um 180 Grad gedreht wird, auf das unterste Ende abgesenkt, um die Gießsande CS durch den Pressfuß 31 zu pressen (zu quetschen) (siehe 7).
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Beim Pressen der Gießsande CS presst der Pressabschnitt 31a die Gießsande CS mit einem vorbestimmten notwendigen Druck. Zu diesem Zeitpunkt wird in einem Fall, in dem eine Presskraft mit einem vorbestimmten Druck oder mehr aufgebracht wird, ein solcher Fall durch den Drucksensor 63 erkannt, und Öl, das einen übermäßigen Druck erzeugt, wird durch das Druckregelventil 64 abgelassen, um den Druck zu reduzieren. Dann wird es möglich, das Quetschen mit einer gewünschten Presskraft zu erreichen.
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Ein Abschnitt mit einer geringen Dicke der Gießsande CS, der dem Modell CM gegenüberliegt, wird durch den entsprechenden Pressfuß 31 in eine flache Position gepresst, während ein Abschnitt mit einer großen Dicke der Gießsande CS durch den Pressfuß 31 in eine tiefe Position gepresst wird.
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Anschließend dreht die Steuervorrichtung das Exzenterrad 42 um 180 Grad in dieselbe Richtung. Dadurch wird der Hebe- und Senkrahmen 611 in die steigende Endposition angehoben, und ein Schritt des Auspressens wird beendet.
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Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, umfasst die Gussform-Formgebungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Pressglied 3 zum Pressen der eingefüllten Gießsande CS in den durch den Formkasten MF und die auf dem Pressentisch 2 angeordnete Trägerplatte CP gebildeten Formraum, und den Antriebsmechanismus 4 zum Durchführen eines Antriebs, um das Presselement 3 und den Pressentisch 2 nahe zueinander zu bringen oder das Presselement 3 und den Pressentisch 2 voneinander zu trennen, wobei der Antriebsmechanismus 4 die Ausgabeeinheit 44 umfasst, die sich entlang einer Richtung des Pressens des Presselements 3 bewegt.
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Des Weiteren sind der Elektromotor 5 zum Antreiben des Antriebsmechanismus 4 und die Druckeinstellvorrichtung 6 zum Einstellen einer Kraft des Antriebsmechanismus 4, die an die Ausgabeeinheit 44 ausgegeben wird, um diese zu verringern und zu bewirken, dass das Pressglied 3 eine vorbestimmte Presskraft erzeugt, die zum Pressen der Gießsande CS erforderlich ist, vorgesehen.
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Dementsprechend wird eine Kraft, die erzeugt wird, wenn der Antriebsmechanismus 4 die Ausgabeeinheit 44 bewegt, so eingestellt, dass sie durch die Druckeinstellvorrichtung 6 verringert und auf das Pressglied 3 übertragen wird. Infolgedessen ist es möglich, die Gießsande CS zu pressen, indem eine vorbestimmte Presskraft in dem Pressglied 3 als Reaktion auf eine Änderung des Kompressionsgrades der Gießsande CS oder der Höhe der Form erzeugt wird, die jedes Mal, wenn das Formen durchgeführt wird, variieren.
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Darüber hinaus ist der Antriebsmechanismus 4 ein Antrieb mit schwankender Kraft, die in der Ausgabeeinheit 44 erzeugt wird, und die Druckeinstellvorrichtung 6 stellt die schwankende Kraft des Antriebsmechanismus 4, die an die Ausgabeeinheit 44 ausgegeben wird, so ein, dass sie abnimmt.
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Dementsprechend wird eine schwankende Kraft, die erzeugt wird, wenn der Antriebsmechanismus 4 die Ausgabeeinheit 44 bewegt, so eingestellt, dass sie durch die Druckeinstellvorrichtung 6 verringert und auf das Druckelement 3 übertragen wird. Infolgedessen ist es möglich, die Druckkraft des Druckelements 3 stabil auszugeben.
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Darüber hinaus umfasst die Druckeinstellvorrichtung 6 eine hydraulische Zylindervorrichtung 61, die eine Presskraft des Pressglieds 3 aufnimmt, und ein Druckregelventil 64, das den Gegendruck der hydraulischen Zylindervorrichtung 61 steuert, und das Pressglied 3 ist durch eine Vielzahl von Quetschfüßen 31 konfiguriert.
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Dementsprechend kann die Presskraft des Pressfußes 31 in Übereinstimmung mit der Form des Modells CM und den Eigenschaften der Gießsande CS eingestellt werden, und das Pressen kann mit einer geeigneten Presskraft durchgeführt werden.
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Darüber hinaus umfasst der Antriebsmechanismus 4 eine Bewegungsumwandlungsvorrichtung 41 zur Umwandlung einer Drehbewegung durch den Elektromotor 5 in eine lineare Bewegung entlang einer Pressrichtung, und die Ausgabeeinheit 44 wird durch die Bewegungsumwandlungsvorrichtung 41 linear bewegt.
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Wenn die Drehbewegung der Abtriebswelle des Elektromotors 5 durch die Bewegungsumwandlungsvorrichtung 41 in eine lineare Bewegung entlang einer Pressrichtung umgewandelt wird, tritt dementsprechend eine Schwankung in der Presskraft und der Bewegungsgeschwindigkeit auf, die in der Abtriebseinheit 44 erzeugt wird. Die Druckeinstellvorrichtung 6 kann jedoch eine Druckschwankung unterdrücken und eine stabile Presskraft erzeugen.
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Darüber hinaus umfasst die Bewegungsumwandlungsvorrichtung 41 das Exzenterrad 42, das den kreisförmigen Außenringabschnitt 421 aufweist und das durch den Elektromotor 5 um das exzentrische Rotationszentrum CE, das um einen vorbestimmten Abstand vom Zentrum C des Außenringabschnitts 421 exzentrisch ist, rotierend angetrieben wird, und das Pleuel 43 (Verbindungselement), dessen eine Seite mit dem Außenringabschnitt 421 des Exzenterrads 42 verbunden ist, um relativ drehbar zu sein, und dessen andere Seite mit der Ausgabeeinheit 44 verbunden ist, um schwenkbar zu sein.
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Dementsprechend bewegt sich die Ausgabeeinheit 44, die mit der anderen Seite des Pleuels 43 verbunden ist, durch die Schwenkdrehung des Außenringabschnitts 421 des Exzenterrads 42 linear entlang der Pressrichtung. In der Nähe der Position, in der der Mittelpunkt C des äußeren Ringabschnitts 421 senkrecht zum Exzenterdrehpunkt CE steht, tritt eine Schwankung auf, so dass die Bewegungsgeschwindigkeit der Abtriebseinheit 44 abnimmt, während der Druck in der Pressrichtung zunimmt. Eine solche Schwankung kann jedoch durch die Druckeinstellvorrichtung 6 unterdrückt werden.
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Darüber hinaus wird ein Schritt des Pressens der Gießsande CS durch das Pressglied 3 zur Herstellung einer Form durch eine Umdrehung des Exzenterrades 42 in einer Richtung abgeschlossen.
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Dementsprechend ist es nicht notwendig, den Elektromotor 5 zu verlangsamen und zu stoppen und den Elektromotor 5 umzudrehen, wenn die Richtung am Ende des Pressvorgangs in die steigende Richtung umgeschaltet wird. Daher ist es möglich, den Verlust der Verzögerungsstoppzeit zu verhindern, der durch die Verringerung und das Umschalten der Last auf den Elektromotor 5 aufgrund der Erhöhung der Start- und Stoppfrequenz verursacht wird.
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Zweite Ausführungsform
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Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform einer Gießform-Formgebungsvorrichtung und eines Gießformgebungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 8-12 beschrieben.
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Wie in 8 dargestellt, unterscheidet sich eine Gießform-Formgebungsvorrichtung 101 der zweiten Ausführungsform von der der ersten Ausführungsform dadurch, dass ein unterer Füllrahmen BF, eine Schraubenfeder 102 zwischen dem unteren Füllrahmen BF und einer Trägerplatte CP und ein Stopper 103 vorgesehen sind.
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Im Folgenden werden vor allem die Unterschiede beschrieben.
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Der untere Füllrahmen BF ist zum Einfüllen von zusätzlichen Gießsanden CS in den Formraum vorgesehen, für einen Presshub zum Auspressen von der Modelloberflächenseite. Dabei bedeutet das Pressen von der Modelloberflächenseite her, dass das Modell CM und die Modelloberflächenplatte die Gießsande CS von der oberen Seitenfläche des Modells CM aus relativ nach oben gegen die in den Formraum im Stapelrahmen eingefüllten Gießsande CS drücken.
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Spiralfeder
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Die Spiralfeder 102 zwischen dem unteren Füllrahmen BF und der Trägerplatte CP dient dazu, den unteren Füllrahmen BF nach unten zu ziehen, wenn das Zusammendrücken von der Rückseite aus durchgeführt wird. Die Spiralfeder 102 umfasst einen stabförmigen Führungsstab 102a und einen Spiralfederhauptkörper 102b, der außen am Führungsstab 102a angebracht ist. Ein oberes Ende der Führungsstange 102a ist an einem Befestigungsabschnitt BF1 angebracht und befestigt, der in seitlicher Richtung an einem Endabschnitt des unteren Füllrahmens BF vorsteht. Der Befestigungsabschnitt BF1 hat ein vertikales Loch BF1a, das sich in vertikaler Richtung erstreckt und nach unten geöffnet ist, und der obere Endabschnitt der Führungsstange 102a ist an einem Deckenabschnitt des vertikalen Lochs BF1a angebracht.
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Ein Flanschabschnitt FR ist so vorgesehen, dass er an einem unteren Endabschnitt der Trägerplatte CP vorsteht, und ein Durchgangsloch ist in dem Flanschabschnitt FR vorgesehen. Das untere Ende der Führungsstange 102a ist lose in das Durchgangsloch eingepasst und wird durch einen scheibenförmigen Kopf 102a1, der am unteren Endabschnitt der Führungsstange 102a vorgesehen ist, am Herausfallen gehindert. Ein Schraubenfeder-Hauptkörper 102b ist außen an der Führungsstange 102a angebracht und ist so zusammengedrückt angeordnet, dass eine Vorspannkraft in einer Richtung wirkt, in der die Trägerplatte CP und der untere Füllrahmen BF voneinander getrennt sind.
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Dabei bedeutet das Zusammendrücken von der Rückseite her, dass die Gießsande CS durch das Druckelement 3 von oben gegen die Oberseite des Modells CM gedrückt werden.
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Stopper
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Der Stopper 103 wird verwendet, um den Formkolben MF, den oberen Füllrahmen TF und den unteren Füllrahmen BF so zu halten, dass sie sich während des Auspressens von der Modelloberflächenseite nicht nach oben bewegen. Der Stopper 103 ist in der vorliegenden Ausführungsform einstückig mit dem Hebe- und Senkrahmen 611 ausgebildet. Der Stopper 103 umfasst einen Stopperzylinder 103a und eine Stopperstange 103b. Der Stopperzylinder 103a ist mit einer Hydraulikpumpe (nicht dargestellt) verbunden, und ein elektromagnetisches Schaltventil 104 ist zwischen der Hydraulikpumpe und dem Stopperzylinder 103a vorgesehen. Der Schaltvorgang des elektromagnetischen Schaltventils 104 wird durch eine Steuereinrichtung gesteuert.
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Der untere Füllrahmen BF, die Schraubenfeder 102 zwischen dem unteren Füllrahmen BF und der Trägerplatte CP und der Stopper 103 sind alle für die Durchführung des dreistufigen Auspressens erforderlich und sind allgemein bekannte Technologien, so dass eine detaillierte Beschreibung derselben unterbleibt. Die Funktionen der Spiralfeder 102 und des Stoppers 103 werden in den folgenden Arbeitsschritten beschrieben.
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Vorgang
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Ein Schritt zur Herstellung einer Gussform unter Verwendung der Gussform-Formungsvorrichtung 101 mit der oben beschriebenen Konfiguration wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 8-12 beschrieben.
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Zunächst wird eine anfängliche Presskraft des Pressorgans 3 eingestellt.
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Die anfängliche Presskraft ist ein Druck, der von der Ausgabeeinheit 44 ausgegeben werden kann, wenn sie sich nach unten bewegt, und wird hauptsächlich auf der Grundlage des Elektromotors 5 und des Getriebes 52 ausgegeben.
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Erstens wird die anfängliche Presskraft so eingestellt, dass ein Druck ausgegeben wird, der größer ist als die geplante Hauptpressung von der Rückseite. Wie in 8 dargestellt, wird Öl von der Hydraulikpumpe 62 zu jedem Zylinderabschnitt 61a der Hydraulikzylindervorrichtung 61 zugeführt, um in einen vollständig gefüllten Zustand zu gelangen.
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Als nächstes, wie in 9 dargestellt, führt die Steuervorrichtung ein erstes Drücken von oberhalb des Musters CM in Richtung der Rückseite des Musters CM aus. Das Exzenterrad 42 wird im Uhrzeigersinn gedreht, um den Hebe- und Senkrahmen 611 und den Stopper 103 abzusenken. Die Druckeinstellvorrichtung 6 erfasst den Gegendruck, der von dem Zylinderabschnitt 61a durch den Drucksensor 63, der mit der Hydraulikzylindervorrichtung 61 verbunden ist, abgegeben wird, und stellt die Ölmenge, die durch das Drucksteuerventil 64 abgegeben wird, so ein, dass sie größer oder kleiner wird, wodurch der Druck des Pressglieds 3 gesteuert wird, um den Druck auf die erste Presskraft einzustellen (rückseitiger erster Pressschritt).
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In einem Fall, in dem das Exzenterrad 42 den Pleuel 43 antreibt, beispielsweise unmittelbar bevor und unmittelbar nachdem das exzentrische Rotationszentrum CE des Exzenterrads 42 und das Zentrum C des äußeren Ringabschnitts 421 auf einer vertikalen Linie angeordnet sind, ist die Geschwindigkeit der Bewegung der Ausgabeeinheit 44 in der vertikalen Richtung langsam, während ein Zustand erreicht wird, in dem die größte Kraft als die Presskraft ausgegeben wird.
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Darüber hinaus wird die Geschwindigkeit beispielsweise zu einem Zeitpunkt am schnellsten, wenn die Mitte des Exzenterrades 42 und die Mitte C des äußeren Ringabschnitts 421 nach dem Start auf einer horizontalen Linie angeordnet sind.
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Allerdings ist die Druckkraft zu dem Zeitpunkt, zu dem das Zentrum CE des Exzenterrads 42 und das Zentrum C des Außenringabschnitts 421 auf der horizontalen Linie angeordnet sind, kleiner als die Druckkraft unmittelbar vor und unmittelbar nachdem das Zentrum CE des Exzenterrads 42 und das Zentrum C des Außenringabschnitts 421 auf der vertikalen Linie angeordnet sind.
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Zu dem Zeitpunkt, zu dem das exzentrische Rotationszentrum CE des Exzenterrads 42 und das Zentrum C des Außenringabschnitts 421 auf der horizontalen Linie angeordnet sind, wird das Zentrum C des Außenringabschnitts 421 in der horizontalen Richtung von dem exzentrischen Rotationszentrum CE des Exzenterrads 42, das das Rotationszentrum ist, verschoben, und somit wird eine Kraft (Neigungslast) nicht vertikal, sondern schräg auf die Ausgabeeinheit 44 ausgeübt. Daher tritt während der Drehung des Exzenterrads 42 eine Schwankung in der Abtriebseinheit 44 auf, bei der die Kraft, die Richtung und die Geschwindigkeit variieren.
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Eine solche Schwankung in der Abtriebseinheit 44 wird von dem Drucksensor 63 als Gegendruck der Hydraulikzylindervorrichtung 61 erfasst, und die von der Hydraulikzylindervorrichtung 61 abgegebene Ölmenge wird durch das Drucksteuerventil 64 gesteuert, wodurch eine Einstellung so vorgenommen wird, dass eine geeignete Druckkraft auftritt.
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Als nächstes führt die Steuervorrichtung, wie in 10 dargestellt, ein zweites Pressen durch weiteres Drehen des Exzenterrades 42 durch. Bei der zweiten Pressung, die von der CM-Oberflächenseite nach oben (relativ) durchgeführt wird, wird die Presskraft des Pressglieds 3 auf eine zweite Presskraft eingestellt, die höher ist als die erste Presskraft (Schritt der Pressung auf der Oberflächenseite des Musters).
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Die zweite Presskraft wird auch durch das Drucksteuerventil 64 über den Druckbefehlsverstärker 65 auf der Grundlage eines Befehls von der Steuereinrichtung gesteuert.
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Bei der zweiten Pressung presst das Pressglied 3 die Gießsande CS in den Formkasten MF, und der Stopperzylinder 103a wird in einem Zustand fixiert, in dem hydraulischer Druck durch das elektromagnetische Schaltventil 104 angelegt wird, und der Stopper 103 unterdrückt ein relatives Anheben des oberen Endes des oberen Füllrahmens TF. In diesem Fall wird das Pressen um einen Betrag durchgeführt, der einem Pressrand des unteren Füllrahmens BF entspricht, während er gegen eine elastische Kraft der Schraubenfeder 102 ankämpft.
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Obwohl in 10 nicht dargestellt, ist eine Struktur vorgesehen, bei der die obere Fläche des unteren Füllrahmens BF nicht unter die obere Flächenposition der Musterflächenplatte MP abgesenkt wird.
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Dann erkennt die Steuervorrichtung mit einem Positionssensor (nicht dargestellt), dass die obere Fläche des unteren Füllrahmens BF mit der oberen Fläche der Musterflächenplatte MP bündig ist und der untere Füllrahmen BF sich an einem Absenkende befindet, und stoppt die Drehung des Exzenterrades 42. Die Steuerung wird so durchgeführt, dass die Drehung des Exzenterrads 42 allmählich verlangsamt und dann gestoppt wird.
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Infolgedessen kann sich die Oberfläche des Modells CM relativ zum Formkasten MF heben, und es wird möglich, das Pressen von der Seite der Modelloberfläche aus durchzuführen. Die Gießsande CS werden auf der Grundlage eines im unteren Füllrahmen BF vorgesehenen Pressrandes gepresst. Abhängig von der Form des Modells CM ist es möglich, ein gleichmäßiges Auspressen auch in einem Bereich durchzuführen, in dem das Füllen der Gießsande CS schwierig ist.
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Als nächstes, wie in 11 dargestellt, dreht die Steuervorrichtung das Exzenterrad 42 erneut und führt ein drittes Auspressen durch, das von oberhalb des Modells CM in Richtung der Rückseite des Modells CM durchgeführt wird (rückseitiger Hauptauspressschritt).
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In diesem Fall stellt die Steuervorrichtung das Drucksteuerventil 64 so ein, dass die Presskraft des Pressglieds 3 höher als die zweite Presskraft und niedriger als die anfängliche Presskraft ist.
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In der Steuervorrichtung drückt das Pressglied 3 einen Betrag, der der Tiefe des Pressrandes entspricht, der auf dem oberen Füllrahmen TF vorgesehen ist.
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Auch in dieser Ausführungsform führt die Druckeinstellvorrichtung 6, die zwischen dem Pressglied 3 und der Ausgabeeinheit 44 vorgesehen ist, eine Einstellung durch, um eine schwankende Kraft des Antriebsmechanismus 4 zu unterdrücken, und bewirkt, dass das Pressglied 3 eine vorbestimmte Presskraft erzeugt, die zum Pressen der Gießsande CS erforderlich ist.
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Als nächstes, wie in 12 dargestellt, dreht die Steuervorrichtung das Exzenterrad 42, um den Hebe- und Senkrahmen 611 und den Stopper 103 in die aufsteigende Endposition anzuheben. Eine nach der Verdichtung hergestellte Form wird durch die Spiralfeder 102 von dem Modell CM und der Modelloberflächenplatte MP zusammen mit dem Formkolben MF getrennt und zum nächsten Schritt überführt.
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Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, kann die Gießform-Formungsvorrichtung 101 gemäß der zweiten Ausführungsform das folgende Gießform-Formungsverfahren durchführen.
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Ein Schritt zum Einstellen der anfänglichen Presskraft zum Einstellen einer anfänglichen Presskraft des Pressglieds 3 zum Pressen der Gießsande CS, die in den durch den oberen Füllrahmen TF, den Formkasten MF, die Trägerplatte CP, an der das Modell CM befestigt ist, und den unteren Füllrahmen BF gebildeten Formraum gefüllt werden, auf einen Wert, der höher ist als die geplante höchste Presskraft, ist vorgesehen.
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Ein rückflächenseitiger vorläufiger Pressschritt zum Einstellen der Presskraft des Pressglieds 3 in einem ersten Pressschritt, der von oberhalb des Modells CM in Richtung einer Rückseite des Modells CM durchgeführt wird, auf eine erste Presskraft durch die Druckeinstellvorrichtung 6, und ein modellflächenseitiger Pressschritt zum Einstellen der Presskraft des Pressglieds 3 in einem zweiten Pressschritt, der von der Modellflächenseite nach oben durchgeführt wird, auf eine zweite Presskraft, die höher als die erste Presskraft ist, sind vorgesehen.
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Ein rückseitiger Hauptpressschritt zum Einstellen der Presskraft des Pressglieds 3 in einem dritten Pressvorgang, der von oberhalb des Musters CM in Richtung der Rückseite des Musters CM ausgeführt wird, auf eine dritte Presskraft, die höher als die zweite Presskraft und niedriger als die anfängliche Presskraft ist, ist vorgesehen.
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Da die zum Pressen erforderliche Kraft durch die Druckeinstellvorrichtung 6 eingestellt wird, ist es dementsprechend möglich, ein dreistufiges Pressen durchzuführen, ohne eine spezielle Vorrichtung hinzuzufügen, einfach indem die anfängliche Presskraft höher als die dritte Presskraft eingestellt wird.
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Dritte Ausführungsform
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Nachfolgend wird eine dritte Ausführungsform einer Gießform-Formungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 13-16 beschrieben.
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Ein Antriebsmechanismus 204 einer Gießform-Formgebungsvorrichtung 201 in der dritten Ausführungsform umfasst eine erste Absenkvorrichtung 211 und eine zweite Absenkvorrichtung 212.
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Erste Absenkvorrichtung
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Die erste Absenkvorrichtung 211 senkt das Pressglied 3 aus der aufsteigenden Endposition in eine erste Position 1 P ab, in der die obere Oberfläche der in den Formkasten MF eingefüllten Gießsande CS erreicht wird (siehe 15).
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Der Aufbau der ersten Absenkvorrichtung 211 ist ähnlich wie der der Bewegungsumwandlungsvorrichtung 41 des Antriebsmechanismus 4 in der ersten Ausführungsform. Allerdings ist die Exzenterwelle 422 des Exzenterrads 42 durch ein Lager (nicht dargestellt), das an einem später beschriebenen Stützschieber 214 vorgesehen ist, frei drehbar gelagert. In diesem Punkt besteht ein Unterschied zu der Bewegungsumwandlungsvorrichtung 41 in der ersten Ausführungsform. Die Mitte C des äußeren Ringabschnitts 421 im Exzenterrad 42 ist auf einer vertikalen Linie PL zusammen mit dem exzentrischen Rotationszentrum CE an einem unteren Totpunkt angeordnet, der das untere Ende des Exzenterrades 42 ist (siehe 15 und 16).
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Als Elektromotor 5, der für den Antrieb der ersten Absenkvorrichtung 211 verwendet wird, wird ein Elektromotor mit einer geringeren Ausgangsleistung als die des Elektromotors 5 in der ersten Ausführungsform verwendet (siehe 14).
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Da die anderen Konfigurationen denen der Bewegungsumwandlungsvorrichtung 41 in der ersten Ausführungsform ähnlich sind, werden dieselben Referenznummern verwendet und die Beschreibung derselben entfällt.
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Zweite Absenkvorrichtung
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Die zweite Absenkvorrichtung 212 senkt das Pressglied 3 von der ersten Position 1P, in der die obere Oberfläche des in den Formkasten MF eingefüllten Gießsandes CS erreicht wird, in eine zweite Position 2P, in der das Auspressen durchgeführt wird (siehe 16).
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Wie in 13 dargestellt, umfasst die zweite Absenkvorrichtung 212 eine Schieberstützsäule 213, einen Stützschieber 214, ein zweites Pleuel 215, ein zweites Exzenterrad 216, ein Synchronisationsgetriebe 217 (siehe 14) und einen zweiten Elektromotor 205.
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Schlittenstützsäule
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Die Schieberstützsäule 213 ist am oberen Plattenabschnitt 72 des Strukturkörpers 7 befestigt und stützt einen später beschriebenen Stützschieber 214 über ein Paar von zweiten Exzenterrädern 216 und ein Paar von zweiten Pleueln 215.
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Wie in 13 dargestellt, ist die Schieberstützsäule 213 von vorne gesehen im Wesentlichen H-förmig ausgebildet, indem beispielsweise Doppelplattenmaterialien aus Eisen verwendet werden, die entlang der Y-Richtung angeordnet sind. Die Schieberstützsäule 213 ist so vorgesehen, dass sie auf der oberen Fläche des oberen Plattenabschnitts 72 des Strukturkörpers 7 steht, so dass zwei Schenkelabschnitte entlang der X-Richtung angeordnet sind. Lager zur Lagerung einer zweiten Exzenterwelle 222 des zweiten Exzenterrades 216 sind an beiden Enden jeweils in einer mittleren Höhenposition vorgesehen.
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Armabschnitte 213a, die sich nach oben erstrecken, so dass sie voneinander getrennt sind, sind an den Spitzen auf beiden Seiten der Schieberstützsäule 213 vorgesehen. An den Spitzen der Armabschnitte 213a sind Spitzenführungsrollen 213b vorgesehen. Die Spitzenführungsrolle 213b führt den später beschriebenen Stützschieber 214 so, dass er sich reibungslos in der Auf- und Abwärtsrichtung bewegt.
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Stützschieber
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Der Stützschieber 214 stützt das Exzenterrad 42 und die in der Mitte vorgesehene Pleuelstange 43. Der Stützschieber 214 bewegt die von dem Pleuel 43 getragene Ausgabeeinheit 44 vertikal in einem Bereich zwischen der ersten Position 1P, in der das Druckelement 3 (Druckabschnitt 31a) die obere Oberfläche der Gießsande CS erreicht, und der zweiten Position 2P, in der das Pressen auf den Gießsanden CS durchgeführt wird (siehe 15 und 16).
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Der Stützschieber 214 erstreckt sich entlang der X-Richtung und wird durch das Stapeln von zwei Plattenelementen gebildet, die beispielsweise aus Eisen bestehen und im Wesentlichen horizontal lang sind, und zwar in einem Zustand, in dem sie um eine vorbestimmte Länge voneinander getrennt sind. Die beiden Plattenelemente sind an zwei Positionen durch vertikale plattenförmige Verbindungsplattenabschnitte 214a verbunden, die sich in Y-Richtung erstrecken. Die Verbindungsplattenabschnitte 214a sind an Positionen vorgesehen, die von der Mitte der beiden Plattenelemente zu beiden Endseiten hin verschoben sind. Rollenschienenabschnitte 214b, die sich in dervertikalen Richtung erstrecken, sind jeweils an beiden Enden in der X-Richtung zwischen den beiden Plattenelementen vorgesehen.
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Die Rollenschienenabschnitte 214b machen es möglich mit den Spitzenführungsrollen 213b in Kontakt zu kommen und zu rollen, wodurch der Stützgleiter 214 reibungslos vertikal bewegt werden kann.
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Das Exzenterrad 42, das den großen Endabschnitt 431 des Pleuels 43 frei drehbar verbindet, ist zwischen den beiden Verbindungsplattenabschnitten 214a im äußeren Ringabschnitt 421 angebracht. Die Exzenterwelle 422 des Exzenterrades 42 ist über die Kupplung 51 mit der Ausgangswelle des Elektromotors 5 verbunden.
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Zwischen dem einen Anschlussplattenabschnitt 214a und dem anderen Rollenschienenabschnitt 214b sowie zwischen dem anderen Anschlussplattenabschnitt 214a und dem anderen Rollenschienenabschnitt 214b ist jeweils eine Stützwelle 214c zur drehbaren Lagerung eines kleinen Endabschnitts 2152 des später beschriebenen zweiten Pleuels 215 vorgesehen (siehe 13 und 20 stellvertretend dargestellt).
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Zweites Pleuel
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Ein Paar von zweiten Pleueln 215 erstreckt sich in vertikaler Richtung und ist in X-Richtung nebeneinander angeordnet. Ein großer Endabschnitt 2151 des zweiten Pleuels 215 ist mit einem äußeren Ringabschnitt 2161 des zweiten Exzenterrads 216 verbunden, das an der Schieberstützsäule 213 vorgesehen ist, so dass es relativ frei drehbar ist. Der kleine Endabschnitt 2152 des zweiten Pleuels 215 ist drehbar mit der Stützwelle 214c des oben beschriebenen Stützschiebers 214 verbunden.
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Synchronisationsgetriebe
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Wie in den 20-23 alternativ dargestellt, ist das Synchronisationszahnrad 217 zwischen den beiden zweiten Exzenterrädern 216 vorgesehen, um die beiden zweiten Exzenterräder 216 in entgegengesetzten Richtungen synchron zu drehen.
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Das Synchronisationsgetriebe 217 ist durch insgesamt vier Stirnräder 217a und 217b konfiguriert, einschließlich der Stirnräder 217a, die jeweils auf den zweiten Exzenterwellen 222 der beiden zweiten Exzenterräder 216 in einer relativ nicht drehbaren Weise vorgesehen sind, und der beiden Stirnräder 217b, die jeweils dazwischen entlang einer Richtung parallel zum Drehzentrum der zweiten Exzenterwelle 222 vorgesehen sind.
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Das in einer zweiten Exzenterwelle 222 vorgesehene Stirnrad 217a und eines der dazwischen vorgesehenen Stirnräder 217b greifen ineinander, wobei das eine der Stirnräder 217b auch in das andere Stirnrad 217b greift. Das andere Hauptzahnrad 217b ist mit dem Hauptzahnrad 217a in der anderen zweiten Exzenterwelle 222 verbunden.
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Die Stirnräder 217a und 217b sind so geformt, dass sie die gleiche Anzahl von Zähnen haben.
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Die beiden zweiten Exzenterwellen 222 sind so konfiguriert, dass sie sich durch die Stirnräder 217a und 217b synchron in entgegengesetzte Richtungen drehen.
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Zweiter Elektromotor
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Die beiden zweiten Elektromotoren 205 sind entlang der X-Richtung angeordnet und am oberen Plattenabschnitt 72 befestigt (siehe 21, die als Ersatz dargestellt ist). Ähnlich wie die Exzenterwelle 422 in der ersten Ausführungsform ist die zweite Exzenterwelle 222 über das Getriebe 52 und die Kupplung 51 mit der Ausgangswelle des zweiten Elektromotors 205 verbunden. Es sind zwei zweite Elektromotoren 205 mit einer Gesamtleistung vorgesehen, deren Wert dem des Elektromotors 5 der ersten Ausführungsform entspricht.
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Betrieb
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Als nächstes wird der Betrieb der Gussformform-Formungsvorrichtung der dritten Ausführungsform, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, unter Bezugnahme auf die 13-16 beschrieben.
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Zunächst befinden sich das Exzenterrad 42, das die erste Absenkvorrichtung 211 bildet, und das zweite Exzenterrad 216, das die zweite Absenkvorrichtung 212 bildet, in einem Zustand, in dem sich der Mittelpunkt C des äußeren Ringabschnitts davon an einem oberen Totpunkt oberhalb einer vertikalen Linie des Exzenterdrehpunkts CE befindet, und der Hebe- und Senkrahmen 611 wird am steigenden Ende gehalten.
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Der Zylinderabschnitt 61a der Hydraulikzylindervorrichtung 61 ist mit Öl gefüllt, und der Quetschfuß 31 wird an der unteren Endposition des Hebe- und Senkrahmens 611 gehalten.
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Als nächstes, wie in 15 dargestellt, dreht die Steuervorrichtung das Exzenterrad 42 um 180 Grad, um den Hebe- und Senkrahmen 611 in die erste Position 1P abzusenken, in der der Pressabschnitt 31a des Pressglieds 3 in Kontakt mit der oberen Oberfläche der Gießsande CS kommt.
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Der Wellenmittelpunkt (Exzenterdrehpunkt CE) der Exzenterwelle 422 ist auf der vertikalen Linie PL angeordnet, die durch den Mittelpunkt C des äußeren Ringabschnitts 421 verläuft. Dies dient als unterer Totpunkt des Exzenterrades 42.
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Als nächstes, wie in 16 dargestellt, dreht die Steuervorrichtung das zweite Exzenterrad 216 um 180 Grad, um den Hebe- und Senkrahmen 611 in die zweite Position 2P abzusenken, in der das Pressen durch den Pressabschnitt auf die Gießsande CS erfolgt.
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Die Druckeinstellvorrichtung 6 erfasst den Gegendruck der hydraulischen Zylindervorrichtung 61 durch den Drucksensor 63 und stellt die Presskraft ein, indem sie den Druck durch das Drucksteuerventil 64 reduziert, so dass die eingestellte Presskraft in dem Pressglied 3 erzeugt wird.
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Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, umfasst die Gießform-Formungsvorrichtung 201 gemäß der dritten Ausführungsform in dem Antriebsmechanismus 204 die erste Absenkvorrichtung 211, die das Pressglied 3 in die erste Position 1P absenkt, in der die obere Oberfläche der in den Formkasten MF eingefüllten Gießsande CS erreicht wird, und die zweite Absenkvorrichtung 212, die das Pressglied 3 in die zweite Position 2P absenkt, in der ein Pressen auf die Gießsande CS in dem Formkasten MF durchgeführt wird.
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Dementsprechend ist es durch die Aufteilung des Antriebsmechanismus 204 zum Absenken des Pressglieds 3 in die erste Absenkvorrichtung 211 zum einfachen Absenken des Pressglieds 3 und die zweite Absenkvorrichtung 212 zum tatsächlichen Ausüben von Druck mit dem Pressglied 3 möglich, die erste Absenkvorrichtung 211 als eine Vorrichtung zu konfigurieren, die mit weniger Energie angetrieben wird, wodurch die Energieverschwendung reduziert wird.
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Darüber hinaus umfasst die erste Absenkvorrichtung 211 das Exzenterrad 42, das den kreisförmigen Außenringabschnitt 421 aufweist und das durch den Elektromotor 5 um das exzentrische Rotationszentrum CE, das um einen vorbestimmten Abstand vom Zentrum C des Außenringabschnitts 421 exzentrisch ist, in Drehung versetzt wird, und ein Verbindungselement (Pleuel 43), dessen eine Seite mit dem äußeren Ringabschnitt 421 des Exzenterrads 42 verbunden ist, so dass es relativ drehbar ist, und dessen andere Seite mit der Abtriebseinheit 44 verbunden ist, so dass es drehbar ist, und der Wellenmittelpunkt (Exzenterdrehpunkt CE) der Exzenterwelle 422 auf der vertikalen Linie PL angeordnet ist, die durch den Mittelpunkt C des äußeren Ringabschnitts 421 am unteren Totpunkt verläuft, der das abgesenkte Ende der Abtriebseinheit 44 ist.
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Da das exzentrische Rotationszentrum CE der Exzenterwelle 422 mit dem unteren Totpunkt übereinstimmt, der das absenkende Ende der Ausgabeeinheit 44 ist, ist es dementsprechend möglich, das Zusammendrücken zuverlässig durchzuführen, während verhindert wird, dass sich das Exzenterrad 42 der ersten Absenkvorrichtung 211 dreht, selbst wenn eine hohe Last während des Zusammendrückens angewendet wird.
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Vierte Ausführungsform
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Nachfolgend wird eine vierte Ausführungsform der Gießform-Formungsvorrichtung unter Bezugnahme auf die 17 und 18 beschrieben.
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Wie in 17 dargestellt, ist in einer Gießformformungsvorrichtung 301 gemäß der vierten Ausführungsform ein unterer Abschnitt des Quetschtisches 302 in Reihe mit der Ausgabeeinheit 44 verbunden. Der Quetschtisch 302 mit der darauf angeordneten Trägerplatte CP wird angehoben (siehe 18), und die in den gestapelten Formkasten MF eingefüllten Gießsande CS werden durch das am oberen Plattenabschnitt 372 befestigte Druckelement 3 gequetscht.
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In der Druckeinstellvorrichtung 6 ist der Hebe- und Senkrahmen 611 an einer unteren Fläche des oberen Plattenabschnitts 372 des Strukturkörpers 307 befestigt, und die Hydraulikzylindervorrichtung 61 ist in dem Hebe- und Senkrahmen 611 vorgesehen. Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform ist jede Hydraulikzylindervorrichtung 61 mit einem Quetschfuß 31 versehen.
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Der Antriebsmechanismus 4 ist in einem Graben TR untergebracht, der in einer Installationsbodenfläche IF ausgebildet ist. Ein Durchgangsloch 372a ist in einer Basis 373 ausgebildet, und eine Führungsschiene 372b ist vertikal in dem Durchgangsloch 372a vorgesehen, so dass sie nach oben aus diesem herausragt. Die Führungsschiene 372b ist gleitend in eine Führungsnut 3611a eingepasst, die in dem Quetschtisch 302 vorgesehen ist.
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Der Antriebsmechanismus 4 und der Strukturkörper 7 der Gussform-Formungsvorrichtung 1 in der ersten Ausführungsform sind in einem vertikal umgekehrten Zustand angeordnet, und der Presstisch 302 wird auf und ab bewegt, wodurch die Gießsande CS in der Formküvette MF, die auf dem Presstisch 302 platziert ist, durch das Pressglied 3, das angehalten wurde, gepresst werden.
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Da die anderen Konfigurationen denen der ersten Ausführungsform ähnlich sind, werden sie mit denselben Bezugszahlen versehen und ihre Beschreibung entfällt.
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Dementsprechend kann eine Platzersparnis erreicht werden, wenn es schwierig ist, einen großen Raum in der Auf- und Abwärtsrichtung in einem Layout des Inneren der Fabrik zu finden, in der die Gussformformformungsvorrichtung 301 installiert ist.
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Fünfte Ausführungsform
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Nachfolgend wird eine fünfte Ausführungsform der Gießform-Formungsvorrichtung unter Bezugnahme auf die 19-22 beschrieben.
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In der Gießformformungsvorrichtung 401 der fünften Ausführungsform ist eine Ausgabeeinheit 444 T-förmig ausgebildet und mit einem Paar dazwischen angeordneter Bewegungsumwandlungsvorrichtungen 441 versehen. Jede Bewegungsumwandlungsvorrichtung 441 ist so angeordnet, dass der große Endabschnitt 4431 des Pleuels 443 in einem unteren Teil und der kleine Endabschnitt 4432 in einem oberen Teil angeordnet ist. Der kleine Endabschnitt 4432 ist mit einem Ende eines T-förmigen horizontalen Stangenabschnitts 444a der Ausgabeeinheit 444 verbunden. Das heißt, der horizontale Stangenabschnitt 444a wird in einem Zustand gehalten, in dem er seitlich über die gepaarten kleinen Endabschnitte 4432 überbrückt ist.
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Der große Endabschnitt 4431 des Pleuels 443 ist auf beiden Seiten angeordnet, wobei der vertikale Stangenabschnitt 444b der Abtriebseinheit 444 dazwischen angeordnet ist. Ein Exzenterrad 542 ist an dem großen Endabschnitt 4431 des Pleuels 443 angebracht, und jedes Exzenterrad 542 ist über ein Getriebe 4052 und eine Kupplung 4051 mit einem Elektromotor 405 verbunden. Zwischen den beiden Exzenterrädern 542 ist eine Synchronisierungsvorrichtung 417 vorgesehen.
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Wie in den 21 und 22 dargestellt, besteht die Synchronisationsvorrichtung 417 aus Stirnrädern 417a, die relativ starr mit den jeweiligen Exzenterwellen 5422 verbunden sind, und zwei Stirnrädern 417b, die zwischen dem Stirnrad 417a und dem Stirnrad 417a angeordnet sind. Die beiden Exzenterwellen 5422 werden von den Stirnrädern 417a und 417b synchron in entgegengesetzter Richtung gedreht.
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Da sich die beiden Exzenterwellen 5422, wie oben beschrieben, synchron und in entgegengesetzte Richtungen drehen, wird, selbst wenn eine Schräglast in den beiden Pleueln 443 erzeugt wird, eine Last in seitlicher Richtung aufgehoben und nur eine Last in vertikaler Richtung wirkt auf die Abtriebseinheit 444.
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Ein Stützwandabschnitt 471 ist im Wesentlichen H-förmig ausgebildet und weist Rollen 413 auf, die an beiden oberen Endabschnitten vorgesehen sind. Die Rolle 413 kommt mit einem Endabschnitt des horizontalen Stangenabschnitts 444a der Ausgabeeinheit 444 von beiden Seiten in Kontakt, um die Bewegung der Ausgabeeinheit 444 in der Auf- und Abwärtsrichtung zu führen.
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Da die anderen Konfigurationen denen der ersten Ausführungsform ähnlich sind, werden sie mit denselben Referenznummern versehen und ihre Beschreibung entfällt.
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Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, wird die Bewegungsumwandlungsvorrichtung in der Gießform-Formungsvorrichtung 401 gemäß der fünften Ausführungsform durch ein Paar der Bewegungsumwandlungsvorrichtungen 441 gebildet, die mit der gemeinsamen Ausgabeeinheit 444 dazwischen angeordnet sind, und die Synchronisationsvorrichtung 417 zum jeweiligen Drehen der jeweiligen Exzenterräder 542 in entgegengesetzten Richtungen in einer synchronen Weise zwischen den beiden Bewegungsumwandlungsvorrichtungen 441 vorgesehen ist.
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Dementsprechend werden auch dann, wenn durch jedes Exzenterrad 542 eine Schräglast auf die Abtriebseinheit 444 wirkt, Lastkomponenten in seitlicher Richtung in entgegengesetzte Richtungen gelenkt, so dass sich die Lastkomponenten aufheben. Daher wirkt nur eine Kraft in vertikaler Richtung auf die Abtriebseinheit 444. Die Abtriebseinheit 444 kann sich reibungslos in Auf- und Abwärtsrichtung bewegen, ohne dass ein spezieller Mechanismus zur Führung in vertikaler Richtung erforderlich ist.
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Es ist zu beachten, dass, obwohl eine Komponente, die das Exzenterrad 42 verwendet, als Antriebsmechanismus 4 gewählt wurde, der Schwankungen in der Druckkraft erzeugt, der Antriebsmechanismus 4 nicht darauf beschränkt ist. Zum Beispiel können ein Kniehebelmechanismus und ein Schieberkurbelmechanismus verwendet werden.
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Auch wenn eine Komponente, die eine schwankende Kraft an die Ausgabeeinheit 44 abgibt, als Antriebsmechanismus 4 verwendet wird, ist der Antriebsmechanismus 4 nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann ein Ritzel-Zahnstangen-Mechanismus, ein Kugelumlaufspindel-Mechanismus, ein Mechanismus, bei dem eine Abtriebseinheit durch einen Linearmotor linear angetrieben wird, oder Ähnliches verwendet werden.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen beschränkt und kann nach entsprechender Modifizierung umgesetzt werden, ohne vom Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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REFERENZZEICHENLISTE
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- 1
- Formgebungsgerät für Gießformen
- 2
- Quetschtisch
- 3
- Pressglied
- 31
- Quetschfuß
- 4
- Antriebsmechanismus
- 41
- Bewegungsumwandlungsvorrichtung
- 42
- Exzenterrad
- 421
- Außenringteil
- 422
- Exzenterwelle
- 43
- Pleuel (Verbindungsglied)
- 44
- Abtriebseinheit
- 5
- Elektromotor
- 6
- Druckeinstellvorrichtung
- 61
- Hydraulikzylindervorrichtung
- 63
- Drucksensor
- 64
- Druckregelventil
- 7
- Strukturkörper
- 101
- Formgebungsvorrichtung für Gussformen
- 102
- Schraubenfeder
- 103
- Stopfen
- 201
- Formgebungsvorrichtung für Gussformen
- 204
- Antriebsmechanismus
- 211
- erste Absenkvorrichtung
- 212
- zweite Absenkvorrichtung
- 217
- Synchronisationsgetriebe
- 301
- Formgebungsvorrichtung für Gießformen
- 401
- Formgebungsvorrichtung für Gießformen
- 405
- Elektromotor
- 417
- Synchronisierungseinrichtung
- 441
- Bewegungsumwandlungsvorrichtung
- 442
- Exzenterrad
- 4422
- Exzenterwelle
- 443
- Pleuelstange
- 444
- Abtriebseinheit
- 1 P
- erste Stellung
- 2P
- zweite Stellung
- BF
- unterer Füllrahmen
- CE
- Exzenterdrehpunkt
- CM
- Muster
- CP
- Trägerplatte
- CS
- Gießsand
- MF
- Formkolben
- MP
- Modelloberflächenplatte
- PL
- Senkrechte Linie
- TF
- Oberer Füllrahmen.
