DE2516642C3 - Steuerung einer Formmaschine - Google Patents
Steuerung einer FormmaschineInfo
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C11/00—Moulding machines characterised by the relative arrangement of the parts of same
- B22C11/10—Moulding machines characterised by the relative arrangement of the parts of same with one or more flasks forming part of the machine, from which only the sand moulds made by compacting are removed
Description
Die Erfindung betrifft die Steuerung einer Formmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs I. «
Eine Formmaschine der gesteuerten Art isl verschiedentlich
bekanntgeworden (vgl. z.B. DE-PS 3 43 478, US-PS 17 56 776. US-PS 35 56 196, DE-AS 1060 560
und DE-AS 12 65 348).
Dieser Stand der Technik ist jedoch in verschiedener r>o
Hinsicht nachteilig:
Bei der einen bekannten Formmaschine (vgl. DE-PS 43 478) ist der Unterkasten auf einem mit dem
Preßzylinder verbundenen Träger befestigt, während der Oberkasten höhenverschiebbar im Maschinenge- ■>■>
stell an Ketten hängt. Die Modellplatte wird seitlich eingeschwenkt. Zu Beginn des Pressens wird der
Oberkasten auf die Modellplatte abgesenkt, wonach der Unterkasten durch den Preßkolben des Preßzylinders
angehoben wird Und die beiden Form-Kästen unter bo Mitnahme der Modellplatte gegen eine Gegenpreßplatic
oberhalb des Oberkiäslefis gedrückt werden Weder
beim Pressen noch beiin Öffnen der" beiden Kästen ist
irgendeine Sicherurig vorgesehen, die eine Beschädigung der Gießform vermeiden könnte. br,
Bei einer anderen bekannten Formmaschine (vgl.
US-PS 17 56 776) ist ein Preßzylinder mit einer Preßplatie 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
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, u'aß die Gießform einwandfrei hergestellt und beim Entfernen
nicht beschädigt wird.
Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, ders
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 Preßlisch 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 > errutscht, so daß die Gießform sehr genau hergestellt werden kann.
Anhand der Zeichnung wird ein Ausfuhrungsbeispiel der erfindungsgemäß gesteuerten Formmaschine näher
erläutert, und /war aufeinanderfolgende Zustände der Formmaschine während des Formens. Im einzelnen
zeigt
Fig. I eine Explosions Schnitlansicht nach dem
Einfüllen von Sand im Form-Unterkasten,
F i g. 2 dieselbe Formmaschine nach Einschieben der Modellplatte zwischen Form-Unter und -Ober-Kasten.
Fig. 3 dieselbe formmaschine nach Einfüllen von
Sand auch in den Form-Oberkasten.
Fig. 4 dieselbe Formmaschine nach dem Positiome
ren eines Preßstücks.
F 1 g. 5 dieselbe Formmaschine, wenn der Preßlisch
zum Beginnen des Pressens in seine obere Lage ausgefahren ist, und
Fig-6 dieselbe Formmaschine, wenn der Preßtisch
flach dem Pressen in seine untere Lage eingefahren ist.
In der Zeichnung sind zunächst zu sehen:
ein Form-Unterkasten 34, ein Form-Oberkaslcn 41,
eitle Modellplatte 48, ein Preßtisch 29 und zugehörige Druckzylinder, wie noch im einzelnen erklärt werden
wird.
Der Preßlisch 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 ?G 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 ALv/ärtshub
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 Hebezyünder 37
des Oberkastens 41 beim Abwärtshub mit Niederdruck und beim Aufwärtshub mit Hochdruck arbeitet. jo
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 v< 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 behind.rn. Um nach erfolgtem Pressen bis zum Entfernen der Gießform, wenn der Unterkasten 34
durch den Hilfs/vlinder 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 Spa.i Gs (vgl. F i g. 5) zwischen der Unterkante 4r>
des Unterkastens 34 und dem Preßtisch 29 aufrechterhalten wird (weshalb d?r Hilfszylinder 30 auch
»Speicherzylinder« genannt werden kann, indem er eben diesen Spalt G<, »speichert«). Um diese Bedingungen
zu erfüllen, wird der Luftdruck für den Aufwärtshub >o des Hilfs/y^nders 30 des Unterkastens 34 wie folgt
eingestellt (im folgenden »Zwischendruck« genannt):
mit P\ = vom Hphezylinder 37 des Oberkastens 41
erzeugte Abwärtsschubkraft,
W\ = Gewicht des Oberkastens 41. Y'
W\ = Gewicht des Sands 51 im Oberkasten 41.
P2 = Abwärlsschubkraft des Anlege/ylinders42.
W1 = Gewicht des Anlegekopfs 44.
Wj = Gewicht der Modellplatte 48,
W4 = Gewicht des Urilerkasleris 34, b0
P2 = Abwärlsschubkraft des Anlege/ylinders42.
W1 = Gewicht des Anlegekopfs 44.
Wj = Gewicht der Modellplatte 48,
W4 = Gewicht des Urilerkasleris 34, b0
Po — Aufwärtsschubkraft des Hilfszylinders 30 des
Unterkastens 34 und
Ps = Aufwärtsschubkraft des Preßzylinders 21
Ps = Aufwärtsschubkraft des Preßzylinders 21
genügt /Oder folgenden Ungleichung: e>»
/'.s-Is» M, ä P\ + W1 + W1 + P1 + W1 + Wi + Wi
(I)
Der Abvvärtshub des Hilfszylinders 30 des Unterkastens
34 erfolgt durch dessen Eigengewicht, wobei beide Zylinderenden belüftet sind.
Gemäß F i g. 1 ist der Preßzylinder 21 auf einem Bett 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
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 haltert. Ein am Oberende des Hilfszylinders ausgebildetes Luftloch 32 ist mit Atmosphärendruck
beaufschlagt, und durch ein unteres Luftloch 33 wird der in der erläuterten Weise
voreingeste'lte Zwischendruck zugeführt, so daß der Hilfskolben 31 im Hilfszylinder 30 der ' ,'nterkasten 34 in
der oberen Stellung hält. Wenn der UiAe-kasten 34 die
obere Stellung einnimmt, ist /wischen seiner Unterseite und der Oberseite des Preßtisches 29 ein Spalt C\
ausgebildet, in dem eine Formplatte 35 angeordnet wird. Der an seinem Oberende gehaltene Hebezyünder 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 damit den Oberkasten 41 in seiner oberen Lage fest.
Gleichermaßen ist der auf die Modellplatte 48 einwirkende Anlegezylinder 42 am (>berende gehaltert,
durch ein oberes Luftloch 45 tritt Niederdruckluft und durch ein unteres Luftloch 46 Hochdruckluft ein, so daß
die Druckdifferenz den Anlegekolben 43 und damit den Anlegekopf 44 in die obere Lage hebt.
Ein Schütttrichter 47 für Sand hängt an ener oberen
Halterung und hat eine Mittenlage X, die mit den Achsen des Unter- und des Oberkastens 34 bzw. 41
fluci tet.
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. I zeigt den mit Sand 36 gefüllten Unterkasten 34 über der Formplatte 35 bei
einem Spalt Ci zum Preßtisch 29.
F ι g. 2 zeigt die Formmaschine unmittelbar nach dem Einsetzen der Modellplatte 48. Auf dem Plattenträger
49 liegend wird die Modellplatte 48 in die Mittenlage A bewep'. während zwischen ihr und dem Unterkasten 34
ein Spalt Cn erhalten bleibt. Wenn das untere Luftloch
46 des auf die Mod^l'platte 48 einwirkender. 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 Anlegeko.jen 43 einen Abwärtshub ausführen. Dann bewegt sich der /iehkolben 26 aufwärts und hebt
den Unlerkasten 34 in Anlage an die Modellplatte 48, wonach der Oberkasten 41 abwärtsbewtgt und mit
Sand gefüllt wird (vgl. Fig.3). Nach dem Füllen des Oberkastens 41 mit Sand wird dem Ziehzylinder 25
durch das untere Luftloch 28 Hochdruckluft zugeführt, während das obere Luftloch 27 belüftet wird. Dadurch
werden der Ziehkolben 26 und mit ihm der Preßkolben 22 nach oben gedrückt und der Pfeßlisch 29 angehoben.
Der Unterkßsten 34. der durch den Hilfs7.vlinder30 und
IO
η. is
den Hilfskolben 31, die vom Preßtisch 29 gehallert sind,
in der oberen Lage gehalten wird, hebt dann die Modellplatte 48, die durch den Anlagekopf 44 von oben
gegen den Plattenlager 49 gedrückt wird, an und überwindet den Abwärtshub des Preßzylinaers 42.
Somit verbleibt ein Spalt Gi 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 41 gegen die Modellplatte 48 zu drücken Danach wird vom Schütttrichter 47 Sand 51 in den
Oberkasten 41 einEebracht.
Gemäß Fig. 3 wird der Unterkaslen 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 v/ird. 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 Ga 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.
25
30
35
40
wird der Preßzylinder 21 durch sein unteres Luftloch 24 mit Hochdruckluft 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
50 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 Obefkasten 41 nach unten drückt, wird ebenfalls vom Preßschub überwunden. Infolgedessen
wird die Formplatte 35 in den Unterkasten 34 und das Preßstück 50 in den Oberkaslen 41 eingedrückt, so daß
der Sand 36 und der Sand 51 um das Formmusier 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 Unlcrkasten 34
über dem verdichteten und geformten Sand auf der Formplatte 35. während zwischen dem Unterkaslen 34
und dem Preßlisch 29 ein Snnll G=. verbleib! Αιις 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.
b>s er auf dem nach oben ausgefahrenen Ziehkolben 26 aufliegt.
In d*-r gezeigten Arbeitsphase ist das unlere Luftloch
33 des Hilfszylinders 30 des Unterkastens 34 ebenfalls Atmosphärendruck ausgesetzt, und der Unterkasten 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 C5 zwischen dem
Unterkasten 34 und dem Preßtisch 29 wird seit Abschlußphase des Pressens (Fig. 5) unverändert
gehalten. Durch die Aufrechterhaltung dieses Spalts G5
wird eine Beschädigung der fertigen, d. h. verpreßten Gießform durch einen Stoß vermieden (vgi. auch die
eingangs gegebene Erläuterung), wobei die »Speicherung« des Spalts G=, 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 erl?'<terten
Schritte folgen das Entfernen der Preßplatte, der Fnrm-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 (2)
1. Steuerung einer Formmaschine zum Herstellen von aui Ober- und Unterteil bestehenden kastenlosen
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 Modeilplatte, dadurch gekennzeichnet,
daß die während des Formens in den Druckzylindern wirksamen Drücke so eingestellt
werden,
daß die auf den Preßtisch (29) aufwärts wirkende Axialschubkraft bedeutend größer als die vom
zugeordnete.'. Druckzylinder (30) aufwärts auf den Unterkaster. (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 Siellung
durch seinen Druckzylinder (30) bis zum Einfüllen des Sands (51) in den Oberkasten (41) gehalten wird,
und
daß der sich I^eim Pressen zwischen dem Preßtisch in
(29) und der Unterkante des Unterkastens (34) nach Absenken vor dessen Druckzylinder (30) ausbildende
Spalt (Gi) bis zum Abführen der Form erhalten
bleibt(Fig. 5,6).
2. Steuerung der Formmaschine nach Anspruch 1, v-,
dadurch gekennzeichnet, daß die über dem Unterkasten (34) eingeführte Modellplatte (48) durch den
Kolbenkopf (44) eines am Maschinengestell befestigten Druckzylinders (42) in Richtung auf den
Unterkasten (34) hin beaufschlagbar ist.
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