DE2516642B2

DE2516642B2 - Steuerung einer Formmaschine

Info

Publication number: DE2516642B2
Application number: DE2516642A
Authority: DE
Inventors: Yoshimi Saka
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1974-04-19
Filing date: 1975-04-16
Publication date: 1979-08-02
Also published as: DE2558801A1; US4030535A; CH591911A5; DE2516642A1; GB1491949A; DE2558801C3; DE2558801B2; DE2516642C3

Description

Die Erfindung betrifft die Steuerung einer Formmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Formmaschine der gesteuerten Art ist verschiedentlich bekanntgeworden (vgl. z. B. DE-PS 3 43 478, US-PS 17 56 776, US-PS 35 56 196, DE-AS 10 60 560 und DE-AS 12 65 348).

Dieser Stand der Technik ist jedoch in verschiedener Hinsicht nachteilig:

Bei der einen bekannten Formma::chine (vgl. DE-PS 43 478) ist der Unterkasten auf einem mit dem Preßzylinder verbundenen Träger befestigt, während der Oberkasten höhenverschiebbar im Maschinengestell an Ketten hängt. Die Modellplatte wird seitlich eingeschwenkt. Zu Beginn des Pressens wird der Oberkasten auf die Modellplatte abgc senkt, wonach der Unterkasten durch den Preßkolben des Preßzylinders angehoben wird und die beiden Form-Kästen unter Mitnahme der Modellplatte gegen eine Gegenpreßplatte oberhalb des Oberkastens gedrückt werden. Weder beim Pressen noch beim öffnen der beiden Kästen ist irgendeine Sicherung vorgesehen, die eine Beschädigung der Gießform vermeiden könnt«.

Bei einer anderen bekannten Formmaschine (vgl. US-PS 17 56 776) ist ein Preßzylinder mit einer Preßplatte und einer am Maschinengestell ortsfesten Gegenpreßplatte vorgesehen. Auf die Preßplatte wird der Unterkasten aufgelegt, auf diesen die Modellplatte, wonach der Oberkasten eingeschwenkt wird. Die beiden Form-Kästen werden durch besondere Riegel aneinandergehalten. Da das Zerlegen nur von Hand erfolgt, kann es auch hier zu einer Beschädigung der Gießform kommen.

Bei einer weiteren bekannten Formmaschine (vgL DE-AS 10 60 560) sind Unterkasten und Oberkasten

ίο mittels Buchsen an Spindeln höhenverschiebbar geführt Die Modellplatte ist zwischen die beiden Form-Kästen und eine Gegenpreßplatte oberhalb des Oberkastens einschwenkbar. Die unter dem Unterkasten angeordnete Preßplatte schiebt bei Einwirkung des Preßzylinders die gesamte Einheit gegen die Gegenpreßplatte. Auch hier ist durch die fliegende Halterung der Modellplatte und der Gegenpreßplatte nicht gesichert, daß die Gießform einwandfrei hergestellt und beim Entfernen nicht beschädigt wird.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, den Arbeitsvorgang bei einer Formmaschine der eingangs genannten Art so zu steuern, daß eine Beschädigung der Gießform während der auf das Pressen folgenden Arbeitsgänge der Formmaschine vermieden wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Lehre nach dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1.

Bei der erfindungsgemäßen Steuerung wird eine Beschädigung der fertiggepreßten Gießform nach Beendigung des Pressens mittels Ober- und Unterkasten, also bis zum Entfernen der Gießform, wenn der Unterkasten durch den ihm zugeordneten Druckzylinder angehoben ist, vermieden, indem der Druck der einschlägigen Druckzylinder in eine bestimmte Beziehung gesetzt und ein bestimmter Spalt zwischen der Unterkante des Unterkastens und dem Preßtisch nach Abschluß des Pressens aufrechterhalten wird.

Die Erfindung wird vorteilhaft weitergebildet durch die Lehre nach dem Patentanspruch 2.

Damit wird erreicht, daß im Zeitintervall vom Auflegen der Modellplatte auf den Unterkasten bis zum Pressen mittels Unter- und Oberkasten, nachdem dem Oberkasten der Formsand zugeführt worden ist, die Modellplatte nicht verrutscht, so daß die Gießform sehr genau hergestellt werden kann.

Anhand deir Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß gesteuerten Formmaschine näher erläutert, und zwar aufeinanderfolgende Zustände der Formmaschine während des Formens. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 eine Explosions-Schnittansicht nach dem Einfüllen von Sand im Form-Unterkasten,

F i g. 2 dieselbe Formmaschine nach Einschieben der Modellplatte /.wischen Form-Unter- und -Ober-Kasten, Fig.3 dieselbe Formmaschine nach Einfüllen von Sand auch in den Form-Oberkasten,

Fig.4 dieselbe Formmaschine nach dem Positionieren eines PreCIstücks,
Fig.5 dieselbe Formmaschine, wenn der Preßtisch

bo zum Beginnen des Pressens in seine obere Lage ausgefahren ist, und

F i g. 6 dieselbe Formmaschine, wenn der Preßtisch nach dem Pressen in seine untere Lage eingefahren ist.
In der Zeichnung sind zunächst zu sehen:

ein Form-Unterkasten 34, ein Form-Oberkasten 41, eine Modellplatte 48, ein Preßtisch 29 und zugehörige Druckzylinder, wie noch im einzelnen erklärt werden wird.

Der Preßtisch 29 ist vom Kolben eines Preßzylinders 21 getragen, der seinerseits vom Kolben eines Ziehzylinders 25 getragen ist. Der Preßzylinder 21 und der Ziehzylinder 25 sind im Ausführungsbeispiel Druckluftzylinder.

Ein Hebezylinder 37 für den Oberkasten 41, ein Anlegezylinder 42 für die Modellplatte 48 und ein Hilfszylinder 30 für den Unterkasten 34 sind so ausgebildet und angeordnet, daß sie bei ihrer Auf- und Abbewegung mit unterschiedlichem, jedoch aufeinander abgestimmtem Druck arbeiten, um jede Behinderung der Vertikalbewegung des Preßtisches 29 zu vermeiden.

Damit sich der Oberkasten 41 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit abwärtsbewegen kann und auch die Kraft, mit der die Unterseite des Oberkastens 41 die Modellplatte 48 und den Unterkasten 34 abwärtsdrückt, reduziert wird, wird der Luftdruck für den Abwärtshub des Hebezylinders 37 des Oberkastens 41 auf 0 kp/cm² bzw. hinreichend niedrig eingestellt (im folgenden »Niederdruck« genannt), um die für den Abwärtshub erforderliche Geschwindigkeit zu erreichen. Andererseits wird der Luftdruck für den Aufwärtshub so eingestellt, daß der Hebezylinder 37 mit einem gemeinsamen Speisedruck arbeitet (im folgenden »Hochdruck« genannt), der ca. 5 — 7 kp/cm² beträgt.

Das gleiche gilt für die Druckeinstellung des Anlegezylinders 42, der ebenso wie der Hebezylinder 37 des Oberkastens 41 beim Abwärtshub mit Niederdruck und beim Aufwärtshub mit Hochdruck arbeitet.

Die Betriebsdrücke für den Hilfszylinder 30 des Unterkastens 34 werden anders eingestellt, da der Hilfszylinder 30 den Unterkasten 34 gegen die vom Oberkasten 41 und vom Anlegezylinder 42 erzeugte Abwärtsschubkraft und das Gewicht der Modellplatte 48 in seiner Lage halten muß. Außerdem darf der Hilfszylinder 30 die Verschiebung des Preßtisches 29 in bezug auf den Unterkasten 34 während des Pressens nicht behindern. Um nach erfolgtem Pressen bis zum Entfernen der Gießform, wenn der Unterkasten 34 durch den Hilfszylinder 30 angehoben ist und von der Formplatte 35 abgehoben ist, zu vermeiden, daß die fertige Gießform durch einen Stoß beschädigt werden könnte, muß der Hilfszylinder 30 so gesteuert werden, daß ein Spalt Gs (vgl. F i g. 5) zwischen der Unterkante des Unterkastens 34 und dem Preßtisch 29 aufrechterhalten wird (weshalb der Hilfszylinder 30 auch »Speicherzylinder« genannt werden kann, indem er eben diesen Spalt Gs »speichert«). Um diese Bedingungen zu erfüllen, wird der Luftdruck für den Aufwärtshub des Hilfszylinders 30 des Unterkastens 34 wie folgt eingestellt (im folgenden »Zwischendruck« genannt):

mit P\ = vom Hebezylinder 37 des Oberkastens 41

erzeugte Abwärtsschubkraft,
Wi = Gewicht des Oberkastens 41,
W'\ = Gewicht des Sands 51 im Oberkasten 41,
Pi = Abwärtsschubkraft des Anlegezylinders 42,
Wi = Gewicht des Anlegekopfs 44,
W₃ = Gewicht der Modellplatte 48,
VV₄ = Gewicht des Unterkastens 34,
Po = Aufwärtsschubkraft des Hilfszylinders 30 des

Unterkastens 34 und
Ps = Aufwärtsschubkraft des Preßzylinders 21

genügt Po der folgenden Ungleichung:

Ps>P_n ^ P, + W₁ + W_x + P₁ 4 W₂ + Wi + W₄

Der Abwärtshub des Hilfszylinders 30 des Unterkastens 34 erfolgt durch dessen Eigengewicht, wobei beide Zylinderenden belüftet sind.

Gemäß Fig. 1 ist der Preßzylinder 21 auf einem Bett j gehalten und enthält einen Kolben 22. Am Ober- bzw. Unterende des Preßzylinders 21 sind ein Luftloch 23 bzw. 24 dem Atmosphärendruck ausgesetzt Mit dem Unterende des Preßzylinders 21 ist der Ziehzylinder 25 verbunden, der einen Ziehkolben 26 enthält. Ein oberes

ίο bzw. ein unteres Luftloch 27 bzw. 28 des Ziehzylinders 25 sind ebenfalls dem Atmosphärendruck ausgesetzt Mit dem Oberende des Preßkolbens 22 ist der Preßtisch 29 verbunden, der seinerseits den Hilfszylinder 30 des Unterkastens 34 halten. Ein am Oberende des Hilfszylinders ausgebildetes Luftloch 32 ist mit Atmosphärendruck beaufschlagt, und durch ein unteres Luftloch 33 wird der in der erläuterten Weise voreingestellte Zwischendruck zugeführt so daß der Hilfskolben 31 im Hilfszylinder 30 den Unterkasten 34 in der oberen Stellung hält Wenn der Unterkasten 34 die obere Stellung einnimmt ist zwischen seiner Unterseite und der Oberseite des Preßtisches 29 ein Spalt Ci ausgebildet, in dem eine Formplatte 35 angeordnet wird. Der an seinem Oberende gehaltene Hebezylinder 37 des Oberkastens 41 hat ein oberes Luftloch 39, durch das Niederdruckluft eintritt, und ein unteres Luftloch 40 für den Einlaß von Hochdruckluft Die so erzeugte Druckdifferenz hält den Hebekolben 38 des Hebezylinders 37 am äußersten Ende seines Aufwärtshubs und

JO damit den Oberkasten 41 in seiner oberen Lage fest.

Gleichermaßen ist der auf die Modellplatte 48 einwirkende Anlegezylinder 42 am Oberende gehalten, durch ein oberes Luftloch 45 tritt Niederdruckluft und durch ein unteres Luftloch 46 Hochdruckluft ein, so daß

J5 die Druckdifferenz den Anlegekolben 43 und damit den Anlegekopf 44 in die obere Lage hebt.

Ein Schütttrichter 47 für Sand hängt an einer oberen Halterung und hat eine Mittenlage X. die mit den Achsen des Unter- und des Oberkastens 34 bzw. 41 fluchtet.

Die Modellplatte 48 liegt auf einem zwischen der Mittenlage X und einer Stellung außerhalb des Formkastens verschiebbaren Plattenträger 49.
Ein Preßstück ist ebenso wie die Modellplatte 48 so gehaltert, daß es in die Mittenlage X und aus dieser heraus verschiebbar ist. F i g. 1 zeigt den mit Sand 36 gefüllten Unterkasten 34 über der Formplatte 35 bei einem Spalt G\ zum Preßtisch 29.

F i g. 2 zeigt die Formmaschine unmittelbar nach dem

so Einsetzen der Modellplatte 48. Auf dem Plattenträger 49 liegend wird die Modellplatte 48 in die Mittenlage X bewegt, während zwischen ihr und dem Unterkasten 34 ein Spalt G2 erhalten bleibt. Wenn das untere Luftloch 46 des auf die Modellplatte 48 einwirkenden Anlegezylinders 42 belüftet wird, schiebt der Anlegekopf 44 die Modellplatte 48 etwas nach unten, und durch die aus dem unteren Luftloch 45 austretende Niederdruckluft kann der Anlegekolben 43 einen Abwärtshub ausführen. Dann bewegt sich der Ziehkolben 26 aufwärts und hebt

bo den Unterkasten 34 in Anlage an die Modellplatte 48, wonach der Oberkasten 41 abwärtsbewegt und mit Sand gefüllt wird (vgl. F i g. 3). Nach dem Füllen des Oberkastens 41 mit Sand wird dem Ziehzylinder 25 durch das untere Luftloch 28 Hochdruckluft zugeführt,

b5 während das obere Luftloch 27 belüftet wird. Dadurch werden der Ziehkolben 26 und mit ihm der Preßkolben 22 nach oben gedrückt und der Preßtisch 29 angehoben. Der Unterkasten 34. der durch den Hill'szvlinder 30 und

den Hilfskolben 31, die vom Preßtisch 29 gehaltert sind, in der oberen Lage gehalten wird, hebt dann die Modellplatte 48, die durch den Anlagekopf 44 von oben gegen den Plattenträger 49 gedrückt wird, an und überwindet den Abwärtshub des Preßzylinders 42. Somit verbleibt ein Spalt C3 zwischen dem Plattenträger 49 und der Modellplatte 48. Zu diesem Zeitpunkt ist die Unterseite eines auf der Modellplatte 48 vorgesehenen Formmusters 48' bereits leicht in den Sand 36 des Unterkastens 34 eingedrückt.

Danach wird das untere Luftloch 40 des Hebezylinders 37 belüftet. Durch die Niederdruckluft aus dem oberen Luftloch 39 kann der Hebekolben 38 dann einen hinreichend starken Abwärtshub ausführen, um den Oberkasten 4i gegen die Modellplatte 48 zu drücken. Danach wird vom Schütttrichter 47 Sand 51 in den Oberkasten 41 eingebracht.

Gemäß F i g. 3 wird der Unterkasten 34 dem vereinigten Abwärtsschub der Modellplatte 48, des auf diese einwirkenden Anlegezylinders 42, des Oberkastens 41 und der ihnen zugeordneten Teile ausgesetzt. Der Unterkasten 34 wird jedoch in der oberen Lage gehalten, da dieser Abwärtsschub durch den Aufwärtsschub des Hilfszylinders 30 des Unterkastens 34 überwunden wird, dessen Hilfskolben 31 durch den Zwischendruck in der extremen Aufwärtshubstellung gehalten wird.

Gemäß Fig.4 ist das Preßstück 50 in die Formmaschine eingebracht. Da Hochdruckluft in den Anlegezylinder 42 durch dessen unteres Luftloch 46 eingelassen wird, wird der Anlegekolben 43 und mit ihm der Anlegekopf 44 durch die Druckdifferenz zwischen der Hochdruck- und der aus dem oberen Luftloch 45 austretenden Niederdruckluft nach oben eingefahren. Dann wird das Preßstück 50 in die Mittenlage X gebracht, wobei zwischen ihm und dem Oberkasten 41 ein Spalt G4 erhalten bleibt. In dieser Lage wird das Preßstück 50 an einer ortsfesten Halterung so befestigt, daß es den während des folgenden Pressens auftretenden hohen Aufwärtsschub aushält.

In der in F i g. 2 gezeigten oberen Phase des Pressens wird der Preßzylinder 21 durch sein unteres Luftloch 24 mit Hochdru.;kluft beaufschlagt, während das obere Luftloch 23 belüftet ist. Dadurch hebt der Preßkolben 22 den Preßtisch 29 an. Die Anordnung ist so getroffen, daß in bezug auf den somit zum Pressen erzeugten Aufwärtsschub der vom Hebezylinder 37 des Oberkastens 41 und vom Hilfszylinder 30 des Unterkastens 34 erzeugte Abwärts- bzw. Aufwärtsschub vernachlässigbar niedrig ist und die Aufwärtsbewegung des Preßtischs 29 überhaupt nicht behindert. Auf diese Weise werden der Sand 36 im Unterkasten 34, die Modellplatte 48 und der Sand 51 im Oberkasten 41, die sämtlich zwischen dem ortsfesten Preßstück 50 und der auf dem Preßtisch 29 liegenden Formplatte 35 gehalten sind, zusammengepreßt. Der vom Hilfszylinder 30, der den Unterkasten 34 halten, erzeugte Aufwärtsschub wird durch den Preßschub überwunden, und der Abwärtsschub des Hebezylinders 37 des Oberkastens 41, der den Oberkasten 41 nach unten drückt, wird ebenfalls vom Preßschub überwunden. Infolgedessen wird die Formplatte 35 in den Unterkasten 34 und das Preßstück 50 in den Oberkasten 41 eingedrückt, so daß der Sand 36 und der Sand 51 um das Formmuster 48' herum verdichtet werden. Danach wird in der oberen Phase des Pressens das untere Luftloch 33 des Hilfszylinders 30 des Unterkastens 34 belüftet, wodurch der Aufwärtsschub des Hilfszylinders 30 auf Null reduziert wird. Infolgedessen liegt der Unterkasten 34 über dem verdichteten und geformten Sand auf der Formplatte 35, während zwischen dem Unterkasten 34 und dem Preßtisch 29 ein Spalt Gs verbleibt. Aus dieser Stellung bewegt sich der Preßtisch 29 abwärts in die Stellung von Fig.6. Sowohl das obere als auch das untere Luftloch 23 bzw. 24 des Preßzylinders 21 werden belüftet, und der Preßkolben 22 wird durch das Gewicht des Preßtisches 29 und anderer darauf befindlicher Teile sowie durch den ihm erteilten Abwärtsschub gesenkt, bis er auf dem nach oben ausgefahrenen Ziehkolben 26 aufliegt.

In der gezeigten Arbeitsphase ist das untere Luftloch 33 des Hilfszylinders 30 des Unterkastens 34 ebenfalls Atmosphärendruck ausgesetzt, und der Unierkasten 34 wird vom verdichteten Formsand 36 auf der Formplatte 35 über dem Preßtisch 29 gehalten. Der Oberkasten 41 wird vom Hebekolben 38 des Hebezylinders 37 des Oberkastens 41, der durch das obere Luftloch 39 mit Niederdruckluft beaufschlagt wird, abwärtsgedrückt. Somit wird die Modellplatte 48 zwischen den beiden Form-Kästen 34 und 41 gehalten und das Pressen beendet. Die Größe des Spalts Gs zwischen dem Unterkasten 34 und dem Preßtisch 29 wird seit Abschlußphase des Pressens (Fig.5) unverändert gehalten. Durch die Aufrechterhaltung dieses Spalts C5 wird eine Beschädigung der fertigen, d. h. verpreßten Gießform durch einen Stoß vermieden (vgl. auch die eingangs gegebene Erläuterung), wobei die »Speicherung« des Spalts Gs durch die bestimmte Einstellung der einschlägigen Drücke entsprechend der obigen Formel (1) und die gleichzeitige Belüftung der Luftlöcher 32,33 des Hilfs- oder Speicherzylinders 30 bewirkt wird, so daß sich der Hilfskolben 31 des Hilfszylinders 30 und damit auch nicht der Unterkasten 34 bewegen.

Auf die Durchführung der vorstehend erläuterten Schritte folgen das Entfernen der Preßplatte, der Form-Kästen und der Modellplatte, das Aufeinanderpassen der Form-Kästen, die Abgabe der fertigen Sandform und weitere Schritte, um den Formvorgang zu beenden.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Steuerung einer Formmaschine zum Herstellen von aus Ober- und Unterteil bestehenden kostenlosen Gießformen;

mit einem Preßtisch,

mit einem mittels eines Druckzylinders geführten Form-Unterkasten,

mit einem über diesem befindlichen und mittig dazu mittels eines am Maschinengestell angeordneten Druckzylinders auf- und abbewegbaren Form-Oberkasten und

mit einer zwischen Unter- und Oberkasten einbringbaren Modellplatte, dadurch gekennzeichnet, daß die während des Formens in den Druckzylindem wirksamen Drücke so eingestellt werden,

daß die auf den Preßtisch (29) aufwärts wirkende Axialschubkraft bedeutend großer als die vom zugeordneten Druckzylinder (30) aufwärts auf den Unterkasten (34) einwirkende Schubkraft und
letztere ihrerseits größer als die bzw. gleich der abwärts gerichteten Gesamtkraft auf den Oberkasten (41) ist, und

daß die wirksamen Drücke so aufeinander abgestimmt werden,

daß der Unterkasten (34) in seiner obersten Stellung durch seinen Druckzylinder (30) bis zum Einfüllen des Sands (51) in den Oberkasten (41) gehalten wird, und

daß der sich beim Pressen zwischen dem Preßtisch (29) und der Unterkante des Unterkastens (34) nach Absenken von dessen Druckzylinder (30) ausbildende Spalt (G₅) bis zum Abführen der Form erhalten bleibt (F ig. 5,6).

2. Steuerung der Formmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die über dem Unterkasten (34) eingeführte Modellplatte (48) durch de:n Kolbenkopf (44) eines am Maschinengestell befestigten Druckzylinders (42) in Richtung auf den Unterkasten (34) hin beaufschlagbar ist.