DE19733703B4

DE19733703B4 - Gleichlauf-Trennen von Modell und Sandballen

Info

Publication number: DE19733703B4
Application number: DE19733703A
Authority: DE
Inventors: Frank Iburg; Günter Voss
Original assignee: KUENKEL WAGNER PROZESSTECHNOLO; Kuenkel-Wagner Prozesstechnologie GmbH
Current assignee: Kuenkel Wagner Germany GmbH
Priority date: 1997-08-04
Filing date: 1997-08-04
Publication date: 2007-10-25
Anticipated expiration: 2017-08-05
Also published as: EP1007244A2; DE19882523B4; EP1007244B1; WO1999006165A2; DE19882523D2; ES2219910T3; BR9811077A; DE59811340D1; WO1999006165A3; ATE265905T1; DE19733703A1; JP2001512048A; DK1007244T3

Abstract

Vorrichtung zum Trennen von Modell und mittels des Modells abgeformtem Sandballen, wobei Modell und Form (8, 7) – bei horizontaler Ausrichtung ihrer horizontalen Teilungsflächen – in Richtung einer zu diesen Teilungsflächen Normalen (20) relativ zueinander auseinanderbewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ausführen der Relativbewegung parallel zu der Normalen (20) mehrere parallel zu der Normalen ausgerichtete Vertikalantriebe oder Hubzylinder (15, 16) als Hubachsen vorgesehen sind, die einzeln betreibbar sind und deren Hubhöhe(n) einzeln regelbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trennen (Abheben) von Modell und dem mittels des Modells und einer Form abgeformten Sandballen. Modell und Form werden – bei horizontaler Ausrichtung ihrer horizontalen Teilungsfläche(n) – in Richtung einer zur Teilungsfläche Normalen (Senkrechten) relativ auseinanderbewegt. Diese Trennung wird auch Abheben genannt.
An die Relativbewegung zwischen Modell und – im Formkasten abgepresster – Sandform sind besondere Anforderungen gestellt, um beim Trennen die Sandform nicht zu beschädigen. Dazu ist es erforderlich, daß die horizontalen Teilungsflächen von Form oder Formstoffballen und Modell während des Trennvorganges streng parallel bleiben. Auch darf keinerlei Bewegung parallel zu den Teilungsflächen auftreten. Erschwerend kommt hinzu, daß die Resultierende aus der Gewichtsverteilung des Ballens häufig nicht im geometrischen Mittelpunkt der Form angreift. Schließlich treten während des Trennvorganges zu überwindende Reibkräfte auf, die weder zeitlich noch räumlich als konstant anzusehen sind. Diese Probleme treten unabhängig davon auf, ob der Abhebe- oder Trennvorgang durch Absenken des Modells bei feststehendem Sandballen, durch Anheben des Sandballens bei feststehendem Modell oder durch eine Mischung der beiden genannten Relativbewegungen vorgenommen wird. Als "Sand" des Sandballens sind Formstoffe zu verstehen, die in der Gießereitechnik angewendet werden.
Aus der CH 622 724 A (Georg Fischer) und der US 3,776,300 A (Fismer) sind Abhebeeinrichtungen bekannt, welche zur Erreichung einer Parallelität der Abhebung mehrere Kolben-Zylindereinheiten verwenden, die über ein gemeinsames Ventil gesteuert werden. Bei dem eigentlichen Abheben, also dem Trennlauf zwischen Formballen und Modell bleibt indes jeder Zylinder sich selbst überlassen, ohne dass Maßnahmen vorgesehen sind, welche ein Verlassen des Parallellaufs kompensieren können. In anderer Weise arbeitet die DE 12 10 517 A (BMD) mit Pressluft, welche in den Raum zwischen Oberfläche des Modells und der Oberfläche der Form eingebracht wird.
Es sind auch andere Trennvorrichtungen, sogenannte Abhebemaschinen, bekannt, die den zuvor genannten strengen Anforderungen genügen, vgl. Firmenprospekt Künkel-Wagner, 1996, Typ APM-sm als Rüttel-Press-Abhebe-Formmaschine, im Auszug in der Prüfungsakte des DPMA verfügbar. Das genaue Trennen wird dadurch möglich, daß eine mechanische Gleichlaufeinrichtung vorgesehen ist, die unterhalb des Modellträgers angeordnet ist, vgl. 2. Dazu ist ein großzügig gestalteter Kellerraum unter der Maschine erforderlich. Der mechanische Gleichlauf weist ein gemeinsames Joch auf, welches die zum Abheben/Trennen dienenden vier Führungsstangen gleichmäßig anhebt. Ein Problem ist, daß das Joch, zum Beispiel während des Preßvorganges, von diesen Führungsstangen befreit oder abgekoppelt werden muß. In der Praxis zeigt sich, daß dadurch Verunreinigungen entstehen, welche den Gleichlauf nachteilig beeinflussen können.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Trennen von Modell und Formstoffballen anzugeben, welche den eingangs genannten besonderen Anforderungen an die Parallelhaltung beim Trennen im Sinne eines Gleichlaufs aller Ecken des Formkastens in vollem Umfang gerecht werden.
Diese Aufgabe wird durch die Lehre des Anspruchs 1 oder 6 gelöst.
Durch Ausführen der Trennung mit Hilfe von mehreren, vorzugsweise vier einzeln angetriebenen und in der Hubhöhe geregelten Achsen (Hubzylinder oder Elektroantriebe) läßt sich auf sehr genaue Weise erreichen, daß die horizontale Teilungsfläche der Form und des Modells während des Trennvorganges parallel bleiben und keine Bewegungen in Richtung der Flächen stattfinden. Durch die Einzelachsen und die gesonderte Regelung jeder "Achse" wird auf einfache Weise dieser Gleichlauf auch dann erreicht, wenn die resultierende Gewichtskraft (aus der Gewichtsverteilung im Ballen) in erheblichem Abstand vom geometrischen Mittelpunkt der abzuhebenden Einheit angreift. Im gleichen Maße lassen sich auch unterschiedliche Reibkräfte, die während des Trennvorgangs auftreten, sicher und störungsfrei ausgleichen, selbst wenn diese zeitlich und räumlich variieren.
Die Regelung ist eine Regelung auf die Stellhöhe (Weg-Regelung), bevorzugt über einen PID-Regler, der bei Rampenantworten (stetig steigende Hubhöhe) keinen dynamischen Regelfehler (Gleichlauffehler) erzeugt.
Ein weiterer besonderer Vorteil besteht darin, daß für die beispielsweise vier einzeln angetriebenen und geregelten Achsen lediglich ein flurebenes Fundament benötigt wird und ein großzügig gestalteter Kellerraum unter der Maschine entbehrlich ist. Auch hat sich gezeigt, daß Verunreinigungen und deren negativer Einfluß auf diese Weise zuverlässig vermieden werden können.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
1 zeigt eine Anordnung mit einer Vorrichtung zum Trennen von Modell und Sandballen gemäß einem Beispiel der Erfindung.
2 zeigt in ähnlicher Darstellung eine bekannte Abhebemaschine neben einer üblichen Preßstation.
In 2 ist eine übliche Preßstation 1 mit einem Mehrstempel-Preßhaupt 1a und einem Pressentisch 3 gezeigt, der über eine Einrichtung 4 in Richtung auf das Preßhaupt anhebbar ist. Eine Verschiebeeinrichtung 5 ist für ein Verschieben von Formkästen zwischen der Preßstation 1 und einer zugleich zum Sandeinfüllen dienenden Abhebestation 2 vorgesehen. Die normale Flurebene ist 12.
Die Abhebemaschine weist unterhalb eines Sandbunkers 10 einen Füllrahmen 6 auf, sowie vier Führungsstangen 13, an denen die zum Abheben des den Sandballen enthaltenden Formkastens 7 dienenden Elemente angeordnet sind. Die Führungsstangen sind gemeinsam an einem Joch 9 befestigt, das mit Hilfe einer Hubeinrichtung 11 angehoben und abgesenkt werden kann. Mit 8 ist der Modelltisch mit Modell bezeichnet.
Aus 1 wird deutlich, daß unterhalb der Flurebene 12 erhebliche kellerartige Räume 13 für die Unterbringung der Elemente der Abhebeeinrichtung benötigt werden.
Bei der Ausführung gemäß einem Beispiel der Erfindung nach 1 ist die Trennvorrichtung 2 wiederum neben einer Preßstation 1 dargestellt. Gleiche Teile sind in der gleichen Weise bezeichnet, wie in 2. Mit 20 ist die zu den Trennflächen von Form und Sandballen senkrechte Normale bezeichnet. Im Unterschied zu der Abhebemaschine nach 1, sind zum Trennen bei der Anordnung nach 2 vier einzeln angetriebene und geregelte hydraulische Hubzylinder 15, 16 vorgesehen. Diese sind gemeinsam wenig oberhalb eines Fundaments abgestützt, das die Flurebene 12 bildet. Ein großer Kellerraum 14 wird also nicht benötigt. Wenig oberhalb des Fundaments ist der die Abstützung vorgebende Wagen 30 seitlich verfahrbar angeordnet.
Der Wagen 30 ist in 1 von links nach rechts (und vice versa) verschiebbar, dies über die Verschiebeeinrichtung 5. Diese Richtung liegt quer zur Transportrichtung der Formkästen (senkrecht zur Papierebene), welches die Haupt-Transportrichtung ist.
Statt der hydraulischen Hubzylinder können auch elektrisch betätigte Antriebe vorgesehen werden. Auch sie werden weg-geregelt in ihrer Hubhöhe, bevorzugt über einen einzelnen Meßfühler an jeder "Achse", die Istwerte für die Weg-Regelung bereitstellen.
Eine Kreuzkopplung von einer zur anderen Achse wird vermieden. Jede Achse regelt auf ihren eigenen Sollwert – der gleich vorgesehen wird – und regelt ihre eigenen Störgrößen aus, die für jede Achse individuell auftreten.

Claims

Vorrichtung zum Trennen von Modell und mittels des Modells abgeformtem Sandballen, wobei Modell und Form (8, 7) – bei horizontaler Ausrichtung ihrer horizontalen Teilungsflächen – in Richtung einer zu diesen Teilungsflächen Normalen (20) relativ zueinander auseinanderbewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ausführen der Relativbewegung parallel zu der Normalen (20) mehrere parallel zu der Normalen ausgerichtete Vertikalantriebe oder Hubzylinder (15, 16) als Hubachsen vorgesehen sind, die einzeln betreibbar sind und deren Hubhöhe(n) einzeln regelbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, welche vier einzeln antreibbare und einzeln regelbare Achsen als Hubzylinder oder Elektroantriebe (15, 16) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubachsen (15, 16) oberhalb eines flurebenen Fundaments (12) gemeinsam angeordnet und abgestützt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Abstützung der Hubachsen (15, 16) auf einem verfahbaren Wagen (30) erfolgt, der etwa senkrecht zu einer Haupt-Kastenförderrichtung beweglich ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei eine Verschiebebewegung des Wagens (30) nur zwischen einer Abhebestation und Pressstation (1, 2) erfolgt.
Verfahren zum Trennen von einem Modell und einem mittels des Modells und einem Formkasten abgeformten Formstoffballen, bei welchem Verfahren Modell und Formstoffballen – bei horizontaler Ausrichtung einer horizontalen Teilungsfläche – in Richtung einer zu dieser Teilungsfläche Normalen (20) auseinander relativbewegt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativbewegung von Modell und Formstoffballen parallel zu der Normalen (20) erfolgt und von mehreren, parallel zu der Normalen ausgerichteten Achsen (15, 16) veranlasst wird, welche einzeln gleichlaufend angetrieben werden.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei vier einzeln angetriebene und einzeln geregelte Elektroantriebe oder Hydraulikantriebe (15, 16) die der Trennung dienende Relativbewegung erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Hubachsen (15, 16) oberhalb eines flurebenen Fundaments (12) gemeinsam abgestützt werden.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei jede Achse (15, 16) einzeln hubhöhen-geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Hubachsen nur wenig oberhalb des Fundaments abgestützt sind.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Hubachsen (11) vor oder nach dem Synchron-Abheben von Modell oder Sandballen (7, 8) seitenverschoben (30) werden.