DE3930942A1 - Steuerung fuer eine ruettelvorrichtung - Google Patents
Steuerung fuer eine ruettelvorrichtungInfo
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- Casting Devices For Molds (AREA)
Description
Die Erfindung befaßt sich mit einer Rüttelvorrichtung
und betrifft insbesondere eine Steuerung für eine Rüttel
vorrichtung.
Rüttelvorrichtungen und Rüttelverfahren zum Verdichten
von Formsand in ein Gußmodell vor dem Vergießen von ge
schmolzenem Metall werden seit vielen Jahren benutzt.
Eine derartige Vorrichtung und ein derartiges Verfahren
sind in der US PS 44 54 906 beschrieben. Eine derartige
Vorrichtung dient zum Formgießen von geschmolzenem Metall,
bei dem ein Gußmodell benutzt wird, das in Sand einge
bettet ist, um die Form festzulegen, die dem geschmolzenen
Metall gegeben wird. Um sicherzustellen, daß der Formsand
vollständig in alle Hohlräume und Aussparungen des Guß
modells eindringt, wird ein Formkasten, der das Gußmodell
und den Sand enthält, auf gesteuerten Frequenzen und mit
gesteuertem Hub gerüttelt, um Beschleunigungen zu er
zeugen, die die Erdbeschleunigung überschreiten,und da
mit zu bewirken, daß der Sand in alle Hohlräume usw.
in der Gußform eindringt und diese vollständig füllt,
woraufhin die Beschleunigungen verringert werden, um
eine Beschleunigung zu erzeugen, die kleiner als die Be
schleunigung aufgrund der Schwerkraft ist, um dadurch den
Sand an seinem Platz zu verdichten. Derartige Vorrichtun
gen werden gewöhnlich als integrierte Verdichtungsvorrich
tungen für verlorene Schaumstoffmodelle bezeichnet.
Derartige bekannte Vorrichtungen liefern eine Beschleuni
gung, indem sie einen Rütteltisch rütteln, auf dem der
Formkasten gehalten ist. Einige Vorrichtungen verwenden
eine Steuerung von Hand aus, um die Geschwindigkeit des
Motors zum Steuern der Beschleunigung zu ändern. Es sind
auch andere Vorrichtungen bereits benutzt worden, die die
Beschleunigung des Rütteltisches wahrnehmen und automatisch
die Beschleunigung dadurch steuern, daß die Geschwindigkeit
des Motors darauf ansprechend gesteuert wird.
Es ist bekannt, daß die bekannten Steuerungen insbesondere
bei Anwendungsformen für keine angemessene Steuerung sorgen,
bei denen der Formkasten lose auf dem Tisch gehalten ist.
Der Grund dafür besteht darin, daß die Beschleunigung des
Rüttelbettes von der Beschleunigung des Formkastens selbst
verschieden sein kann. Selbst bei Anwendungsformen, bei de
nen der Formkasten fest mit dem Rüttelbett verbunden ist,
ist die Steuerung nicht ideal. Bei derartigen Anordnungen
ist insbesondere das kritische zu steuernde Element der
Sand und nicht der Formkasten. Der Rütteltisch ist lediglich
ein Bezugspunkt. Obwohl die Bewegung des Tisches zur Sand
bewegung in Beziehung steht, ist diese Beziehung nicht ganz
genau.
Durch die Erfindung sollen diese und andere Schwierigkei
ten überwunden werden, die den bekannten Steuerungen an
haften.
Durch die Erfindung wird eine Steuerung geschaffen, mit
der eine Rüttelvorrichtung zum Verdichten von Formsand
nach einer Charakteristik gesteuert wird, die zu der Be
wegung des Sandes in Beziehung steht.
Die erfindungsgemäße Steuerung für eine Rüttelvorrichtung
umfaßt einen Tisch, eine Erregereinrichtung in Arbeitsver
bindung mit dem Tisch, um daran eine Rüttelkraft zu legen,
und mit einem Motor, einer Einrichtung zum Halten eines
Formkastens auf dem Tisch und eine Steuervorrichtung, die
Einrichtungen zum Wahrnehmen einer Charakteristik, die zur
Bewegung des Sandes im Formkasten in Beziehung steht, Ein
richtungen zum Festlegen gewünschter Arbeitsverhältnisse
der Rüttelvorrichtung,und Steuereinrichtungen umfaßt, die
mit den Wahrnehmungseinrichtungen, den Festlegungseinrich
tungen und dem Motor verbunden sind, um den Motor zu steu
ern und dadurch kontrollierbar die Sandbewegung auf die
wahrgenommene Arbeitscharakteristik und die gewünschten Ar
beitsverhältnisse ansprechend zu ändern und somit die ge
wünschten Arbeitsverhältnisse der Rüttelvorrichtung beizu
behalten.
Insbesondere ist ein Formkasten mit einem Formmodell ver
sehen, das darin über eine Aufhängeeinrichtung aufgehängt
ist. Der Formkasten ist auf einem Rütteltisch gehalten.
Ein Motor mit variabler Geschwindigkeit und einem exzen
trischen Gegengewicht, das damit verbunden ist, ist mit
dem Tisch gekoppelt, um eine Rüttelkraft an den Tisch auf
die Drehung des Motors und des Gegengewichtes zu legen.
Die Rüttelkraft ist auf Änderungen in der Geschwindigkeit
des Motors ansprechend variabel. Eine Sensoreinrichtung
ist dazu vorgesehen, die Bewegung des Sandes im Formkasten
wahrzunehmen. Einstelleinrichtungen sind dazu vorgesehen,
einen gewünschten Parameterwert der Bewegung festzulegen.
Eine programmierbare Steuervorrichtung ist elektrisch mit
dem Sensor, der Einstelleinrichtung und dem Motor verbun
den. Die Steuervorrichtung speichert ein Programm, das so
arbeiten kann, daß es die Geschwindigkeit des Motors auf
die wahrgenommene Bewegung und die gewünschte Bewegung an
sprechend steuerbar ändert, um die Beschleunigung des San
des auf einem gewünschten Wert zu halten.
Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Erfindung umfaßt die Sensoreinrichtung einen Beschleuni
gungsmesser.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind
Einrichtungen zum Wahrnehmen der Geschwindigkeit des Motors
vorgesehen, und steuert die Steuervorrichtung wahlweise
die Motorgeschwindigkeit auf die tatsächliche Motorgeschwin
digkeit oder die tatsächliche Beschleunigung ansprechend.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ent
hält die programmierbare Steuervorrichtung ein Programm
zum Steuern mehrerer Arbeitsbereiche, wobei jeder Arbeits
bereich durch die Zeitdauer oder die Menge definiert ist,
in der der Sand in den Kasten gefüllt wird. In jedem Be
reich kann somit der Motor so gesteuert werden, daß er die
Verdichtung des Sandes oder die Fluidisierung des Sandes
liefert, die notwendig oder erwünscht ist.
Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein be
sonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher
beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Teilschnittansicht einer
integrierten Verdichtungsanordnung für ein
verlorenes Schaumstoffmodell mit einem Ausfüh
rungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuerung,
Fig. 2 die in Fig. 1 dargestellte Steuerung in einem
Blockschaltbild, und
Fig. 3 ein Flußdiagramm, das ein Betriebsprogramm für
die in Fig. 2 dargestellte Steuerung darstellt.
In Fig. 1 der Zeichnung ist eine integrierte Verdichtungs
vorrichtung 10 für ein verlorenes Schaumstoffmodell gemäß
eines Ausführungsbeispiels der Erfindung dargestellt, die
dazu dient, Formsand um ein Gußmodell vor dem Vergießen
von geschmolzenem Metall zu verdichten.
Die Vorrichtung 10 sitzt auf einem Rahmen 11 und weist eine
Sandsiebvorrichtung 12 auf, die daran angebracht ist, und
die Sand von irgendeinem herkömmlichen Ursprung aufnimmt,
die gewünschte Korngrößenverteilung beibehält und unerwünsch
ten Feinsand für die Verwendung in der Vorrichtung 10 ent
fernt. Der Sand strömt vom Sieb 12 in einen ersten Trichter
14, der über einem Sperrschieber 16 angeordnet ist. Der
Sperrschieber 16 kann beispielsweise pneumatisch betätigt
werden, um ein Sperren der Anordnung zu ermöglichen, ohne
den Sand aus dem Trichter 14 zu entladen.
Wenn der Sperrschieber 16 geöffnet ist, geht der Sand nach
unten durch einen Sandkühler 18. Der Sandkühler 18 nimmt
die Einlaßtemperatur wahr und kühlt automatisch den Sand
auf die ideale Formtemperatur. Anschließend fällt der Sand
in einen zweiten Trichter 20 und danach durch ein Sandven
til 22. Das Sandventil 22 stellt eine Steuer- und Vertei
lungseinheit dar, die gleichmäßig den Sand in einen Form
kasten F rieseln läßt, der darunter angeordnet ist. Das
sanfte Rieseln des Sandes schließt jede Beschädigung des
zerbrechlichen Gußmodells P im Formkasten F aus. Am Bo
den des Rahmens 11 befinden sich Kraftmeßdosen 24. Auf den
Kraftmeßdosen 24 sitzt ein Sockel 26. Ein Rütteltisch 28
ist über dem Sockel 26 durch Federn 30 gelagert. Die
Kraftmeßdosen 24 haben einen herkömmlichen Aufbau und
nehmen das Gewicht auf dem Sockel 26 und somit das Gewicht
des Tisches 28 auf.
Vom Tisch 28 aus nach oben verlaufen drei Füße 32, die
dreieckig angeordnet sind. Die Füße 32 passen in Aussparun
gen, die in nach unten mündenden becherförmigen Halteele
menten 34 vorgesehen sind, die am Boden des Formkastens
F befestigt sind. Der Formkasten F ist somit lose auf dem
Tisch 28 gehalten, wobei die Füße 32 sich jeweils in eines
der entsprechenden Halteelemente 34 erstrecken.
Ein Schwinger oder Erreger 36 in Form eines Elektromotors
38, dessen Welle ein exzentrisches Gewicht 40 trägt, ist
am Boden des Tisches 28 aufgehängt, um Schwingungen zu er
zeugen. Der Motor 38 ist vorzugsweise ein Wechselstromkurz
schlußmotor, dessen Geschwindigkeit dadurch verändert wird,
daß die Frequenz der anliegenden Spannung geändert wird.
Eine Änderung der Geschwindigkeit des Motors 38 in Verbin
dung mit dem exzentrischen Gewicht 40 liefert somit eine
Änderung des Hubs des Tisches 28 zum Schwingen des Form
kastens F, der auf dem Tisch 28 gehalten ist, wie es oben
beschrieben wurde.
Wenn der Motor 38 mit Energie versorgt wird, dann liefert
er eine Rüttel- oder Schwingkraft, die über den Tisch 28
und die Füße 32 am Formkasten F und seinem Inhalt liegt.
Diese Kraft übersteigt die Beschleunigung aufgrund der
Schwerkraft. Die Beschleunigung in G ist durch folgende
Gleichung gegeben:
A = K(f) 2 · S,
wobei S die Amplitude und F die Frequenz der Schwingung
bezeichnen. K ist eine Konstante, die teilweise vom Ge
wicht des Tisches 28 und des darauf gehaltenen Formkastens
abhängt.
Der Formkasten F nimmt ein Gußmodell P auf, das darin
über eine Greifeinrichtung 42 aufgehängt ist. Die Greif
einrichtung wird pneumatisch betätigt und löst ihren Griff
am Gußmodell P mit fortschreitender Verdichtung. Obwohl
das Gußmodell P aus irgendeinem herkömmlichen Material be
stehen kann, ist die erfindungsgemäße Ausbildung insbeson
dere bei komplizierten Gußmodellen zweckmäßig, die aufgrund
ihrer Kompliziertheit nicht aus dem Formkasten und dem Sand
vor dem Eingießen des geschmolzenen Materials entnommen
werden können. Diese komplizierten Gußmodelle bestehen aus
Materialien, die glasartig werden, wenn sie mit dem ge
schmolzenen Metall in Berührung kommen, wie beispielsweise
Polyurethanschaum und Styropor.
Die Kompliziertheit des Gußmodells P ist schematisch in der
Zeichnung durch die Hohlräume C und die Aussparung R dar
gestellt, die eine Sackgasse im Gußmodell P bilden können.
Es kann zusätzlich eine Förderanlage 43 dazu benutzt wer
den, automatisch einen Formkasten F zur Vorrichtung 10 zu
befördern. Ein Formkasten F wird insbesondere in eine Lage
innerhalb des Rahmens 11 und nahe am Tisch 28 befördert.
Obwohl es nicht in der Zeichnung dargestellt ist, kann der
Tisch 28 nach oben und nach unten bewegbar sein. Es können
insbesondere Sensoreinrichtungen vorgesehen sein, die
feststellen, daß ein Formkasten seine Position erreicht
hat,und die danach bewirken, daß der Tisch 28 nach oben
bewegt wird, bis die Füße 32 in den Halteelementen 34 auf
genommen sind, um den Formkasten F darauf über dem Förderer
43 zu halten.
Fig. 2 zeigt in einem Blockschaltbild eine Steuerung 44
für die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung 10. Die Steuerung
44 umfaßt einen Treiber 46 mit einstellbarer Frequenz, um
einen Motor 38 von einer Dreiphasenstromquelle 48 mit einem
Dreiphasenstrom variabler Frequenz zu versorgen. Die Fre
quenz des Versorgungsstromes des Motors 38 wird nach Maß
gabe eines Frequenzbefehlssignals festgelegt, das über eine
Leitung 50 von einer Steuervorrichtung 52 empfangen wird.
Der Treiber 46 kann beispielsweise ein VEE-ARC PWM 8050
Treiber einstellbarer Frequenz sein. Die Steuervorrichtung
52 ist vorzugsweise eine programmierbare Steuervorrichtung,
beispielsweise eine programmierbare Allen-Bradley PLC Steu
ervorrichtung, die ein Steuerprogramm zum automatischen
Betreiben der Vorrichtung 10 auf verschiedene Eingangssig
nale hin speichert.
Die Steuervorrichtung 52 kann gleichfalls mit den Kraftmeß
dosen 24 gekoppelt sein und davon ein analoges Eingangs
signal empfangen, das das wahrgenommene Gewicht wiedergibt.
Die Kraftmeßdosen dienen insbesondere dazu, das Gewicht des
Sandes S zusätzlich zum Formkasten F zu messen, wobei die
ses Gewicht auch zur Höhe des Sandes S im Formkasten F in
Beziehung steht. Ein Beschleunigungsmesser 54 und ein Ge
schwindigkeitswandler 56 sind über einen Analysator 58 mit
der Steuervorrichtung 52 gekoppelt. Wie es gleichfalls in
Fig. 1 dargestellt ist, ist der Beschleunigungsmesser 54
ein herkömmlicher Beschleunigungsmesser, der durch ein
Kabel 60 über eine Scheibe 62 aufgehängt ist. Das gegen
überliegende Ende des Kabels ist in einem Gehäuse 64
befestigt. Der Beschleunigungsmesser 54 nimmt daher die
Beschleunigung des Sandes S im Formkasten F wahr. Das
Gehäuse 64 kann auch einen motorisierten Mechanismus ent
halten, um den Sensor 54 aus dem Formkasten F herauszu
ziehen, wenn die Höhe des Sandes S im Formkasten F zunimmt.
Der Beschleunigungsmesser 54 kann irgendeinen bekannten
Aufbau haben. Der Beschleunigungsmesser kann auch ein Druck
wandler sein, der den sich ändernden Druck wahrnimmt, der
auf die Schwing- oder Rüttelbewegung ansprechend vom Sand
erzeugt wird, oder sogar aus einem akustischen Sensor be
stehen, der den Ton wahrnimmt, der durch die Bewegung des
Sandes erzeugt wird, wobei die Tonstärke oder Tonhöhe zur
Amplitude der Rüttel- oder Schwingbewegung in Beziehung
steht.
Der Sensor 54 erzeugt ein Signal, das beispielsweise ein
analoges Signal ist, das sich über einen vorgewählten Be
reich von beispielsweise 0 bis 5 Volt je nach der wahrge
nommenen Beschleunigung ändert.
Der Wandler 56 kann beispielsweise ein Tachometer sein,
der die Anzahl an Umdrehungen pro Minute der Welle des
Motors 38 wahrnimmt. Der Analysator 58 kann beispielsweise
ein Analysator sein, der von Comp-Pak hergestellt wird
und geeignete Signalpegel zur Übertragung auf die Steuer
vorrichtung 52 liefert.
Die Steuervorrichtung 52 steuert auch die Stellung des
Sandventiles 22, indem sie ein analoges Signal liefert,
das zu der gewünschten Sandfüllrate proportional ist.
Die Steuerung 44 enthält eine vom Benutzer einstellbare
Einrichtung 66 zum Einstellen gewünschter Arbeitsverhält
nisse, beispielsweise der Beschleunigung. Ein Hand/Automa
tikschalter 68 ist gleichfalls vorgesehen, um festzulegen,
ob die Steuervorrichtung die Motorgeschwindigkeit und so
mit die Beschleunigung auf die Benutzereinstelleinrich
tung 66 oder nach dem Steuerprogramm steuert.
Eine Bedienungstafel 70 für die Bedienungsperson ist mit
der Steuervorrichtung 52 gekoppelt und dient dazu, die
automatischen Betriebsweisen der Steuervorrichtung 52
über ein System von Eingabeaufforderungen unter Verwendung
einer Tastatur K mit einer Anzeige D einzurichten.
Während der Einstellung fordert das System die Bedienungs
person auf, die verschiedenen Parameter für den Betrieb
des Systems einzugeben. Die Systemsteuerung ist insbesondere
durch eine Vielzahl von Steuerbereichen festgelegt. Jeder
Bereich ist durch die Zeit oder die Menge der Sandeinfül
lung bestimmt. Das ermöglicht es, das Steuerschema zu ver
schiedenen Zeiten während eines Füllzyklus zu ändern.
Eine derartige Steuerung ist insbesondere bei einem kompli
zierten Gußmodell P zweckmäßig, wie es in der Zeichnung
dargestellt ist.
Das in Fig. 3 dargestellte Flußdiagramm zeigt den Arbeits
ablauf eines Programmes zum Vordefinieren der Parameter
für jeden Bereich des Kastenfüllvorganges.
Das Programm beginnt an einem Block 100, der ein Register N
auf den Wert "1" setzt. Der Wert im Register N gibt die Be
reichsnummer wieder. An einem Block 102 wird einer Bedie
nungsperson die Nachricht an der Terminalanzeige D gegeben,
die Steuerart des Bereiches N einzugeben, wobei der Buch
stabe N durch die Bereichsnummer ersetzt wird. Beim ersten
Durchgang des Programmes wird daher der Buchstabe N
durch die Zahl 1 ersetzt. Darauf ansprechend wählt die
Bedienungsperson die Art der Steuerung, die für den Be
reich 1 notwendig ist, indem sie entsprechend unter Ver
wendung der Tastatur K antwortet. Die Art der Steuerung
kann beispielsweise eine Beschleunigungssteuerung oder
eine Geschwindigkeitssteuerung sein, wie es mehr im ein
zelnen später beschrieben wird. Ein Entscheidungsblock 104
wartet dann, daß die Bedienungsperson die Information
zum Wählen der Art der Steuerung eingibt.
Wenn die Art der Steuerung eingegeben ist, dann wird die
Bedienungsperson an einem Block 106 aufgefordert, einen Soll
wert L für jeden speziellen Bereich einzugeben. Die Steu
erung wartet an einem Entscheidungsblock 108 darauf, daß
die Bedienungsperson den entsprechenden Sollwert eingibt.
Der Sollwert gibt den gewünschten Betriebswert nach Maß
gabe der gewählten Art der Steuerung wieder. Wenn insbe
sondere die Beschleunigungssteuerung gefordert ist, dann
gibt die Bedienungsperson einen Beschleunigungssollwert
ein. Darauf ansprechend vergleicht die Steuervorrichtung
52 die tatsächliche durch den Beschleunigungsmesser 54
erfaßte Beschleunigung mit der durch den Sollwert fest
gelegten gewünschten Beschleunigung. Das Motorgeschwindig
keitsbefehlssignal auf der Leitung 50 wird dementsprechend
eingestellt, so daß die Geschwindigkeit des Motors 38
zur Steuerung der Beschleunigung verändert wird, wie es
an sich bekannt ist. Wenn andererseits die Geschwindig
keitssteuerung gewählt ist, dann vergleicht die Steuer
vorrichtung 52 die tatsächliche durch den Wandler 56
bestimmte Geschwindigkeit mit dem eingegebenen Geschwin
digkeitssollwert und steuert die Steuervorrichtung 52 den
Geschwindigkeitsbefehl auf der Leitung 50 darauf anspre
chend derart, daß der Motor 38 auf der gewünschten Geschwin
digkeit gehalten wird.
Wie es oben beschrieben wurde, ist die Dauer jedes Be
reiches durch die Zeit, über die der Sand eingefüllt wird,
oder die Sandhöhe, d.h. die Sandmenge, bestimmt. An einem
Block 110 wird die Bedienungsperson aufgefordert, den
Gewichtswert der für jeden Bereich zuzugebenden Sandmenge
einzugeben. Ein Entscheidungsblock 112 wartet auf den
einzugebenden Wert. Die Bedienungsperson kann entweder
einen bestimmten Gewichtswert, oder die Zahl Null eingeben,
um anzuzeigen, daß kein Sand zuzugeben ist, oder diesen
Parameter dadurch umgehen, daß sie beispielsweise eine
Rückstelltaste drückt, um anzugeben, daß die Steuerung
innerhalb des Bereiches nicht auf das Gewicht bezogen ist.
An einem Block 114 wird die Bedienungsperson aufgefordert,
die Zeitdauer T für den jeweiligen Bereich einzugeben.
Ein Entscheidungsblock 116 wartet auf den einzugebenden
Zeitwert. Wie beim Gewicht kann die Bedienungsperson eine
bestimmte Zeit oder die Zahl Null eingeben, oder diesen
Parameter umgehen, wenn die Zeit nicht benutzt wird.
An einem Block 118 wird die Bedienungsperson aufgefordert,
die Füllrate R für den jeweiligen Bereich einzugeben. Die
Füllrate legt das Maß fest, in dem das Sandventil 22 ge
öffnet ist, um den Durchgang des Sandes in den Formkasten
F zuzulassen. Der Entscheidungsblock 120 wartet auf den
einzugebenden Wert. Wiederum kann die Bedienungsperson
einen bestimmten Wert oder die Zahl Null eingeben oder die
Wahl umgehen, wenn der Bereich nach der Zeit zu steuern
oder zu betreiben ist.
Das Programm ist vorzugsweise so ausgebildet, daß eine
maximale Anzahl von Bereichen im automatischen Arbeitszyk
lus möglich ist. Die Steuerung kann beispielsweise bis zu
sechs Bereichen ermöglichen. Die Anzahl der Bereiche, die
tatsächlich benötigt wird, hängt teilweise von der Kompli
ziertheit des Gußmodells P ab. Wenn der Betrieb weniger
als die Maximalanzahl von Bereichen benötigt, dann gibt
die Bedienungsperson die Zahl Null für die Zeit T oder
sowohl für den Sollwert L als auch die Sandfüllrate R im
ersten nicht benutzten Bereich ein. Wenn einmal alle Para
meter eingegeben sind, dann ermittelt ein Entscheidungs
block 122, ob der Wert Null entweder für die Zeit oder
sowohl für den Sollwert und die Füllrate eingegeben sind.
Wenn das nicht der Fall ist, kann eine weitere Bereichs
information eingegeben werden, woraufhin ein Entscheidungs
block 124 feststellt, ob die Bereichsnummer N größer als
oder gleich der maximal erlaubten Anzahl, d.h. gleich sechs
bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist. Wenn das
nicht der Fall ist, dann wird in einem Block 126 das Re
gister N um eins hochgeschaltet und kehrt die Steuerung
zum Block 102 zurück, um die Eingabe der Steuerparameter
für den nächsten Bereich zu ermöglichen.
Wenn die gesamte Bereichsinformation eingegeben ist, was
am Entscheidungsblock 122 oder am Entscheidungsblock 124
festgestellt wird, dann wird die Bedienungsperson am Block
128 aufgefordert, eine Verweilzeit einzugeben. Die Ver
weilzeit dient dazu, es der Bedienungsperson zu ermöglichen
von Hand aus den Tisch unter Verwendung der Einstellein
richtung 66 zu vibrieren oder zu rütteln, bevor der Form
kasten F auf der Fördereinrichtung 43 abtransportiert wird.
Ein Entscheidungsblock 130 wartet auf die einzugebende
Verweilzeit. Anschließend wird an einem Block 132 die Be
dienungsperson aufgefordert, einen Sandfüllausgleichs
wert einzugeben. Der Sandfüllausgleichswert erlaubt es
der Bedienungsperson, von Hand aus zusätzlichen Sand ein
zugeben, während sich der Formkasten F noch an Ort und Stelle
befindet. An einem Entscheidungsblock 134 wartet die Steu
erung auf den einzugebenden Wert. Anschließend endet
das Einstellprogramm am Block 136.
Die Form des Steuervorganges wird nach Maßgabe der
Stellung der Hand/Automatikwähleinrichtung 68 bestimmt.
Wenn der Handbetrieb gewählt ist, dann steuert die Be
dienungsperson die Geschwindigkeit des Motors 38, indem
sie die Stellung des Knopfes 66 ändert. Gleichfalls wird
Sand unter Verwendung eines ähnlichen nicht dargestellten
Knopfes eingegeben, indem steuerbar die Öffnung des Sand
ventiles 22 verändert wird. Bei einer derartigen Steuerung
wird der Bedienungsperson eine herkömmliche Anzeigeinfor
mation gegeben, um den Status der verschiedenen erfaßten
Parameter anzuzeigen.
Wenn der Automatikbetrieb unter Verwendung der Wähleinrich
tung 68 gewählt ist, dann arbeitet die Steuervorrichtung 52
nach Maßgabe der Parameter, die unter Verwendung des Ein
stellprogramms bestimmt werden, wie es oben beschrieben
wurde. Die spezielle Form des Programmes hängt wiederum
von der Art des benutzten Gußmodells ab. Ein Beispiel
einer Arbeitsabfolge wird im folgenden beschrieben, wobei
dieses Beispiel bei einem Gußmodell wie beispielsweise dem
in Fig. 1 dargestellten Gußmodell P verwandt werden kann.
Bei diesem Beispiel wird das Einstellprogramm dazu benutzt,
die Arbeitsweise der Anordnung nach den folgenden Parame
tern auszubilden:
Bereich 1 | |||
Art der Steuerung: | Beschleunigung | ||
Soll-Wert: | 1,0 G | ||
Sandfüllrate: | 45 kg pro Sekunde | ||
Gewicht: | 0,68 kg | ||
Bereich 2 @ | Art der Steuerung: | Beschleunigung | |
Soll-Wert: | 4,0 G| | Sandfüllrate: | 0 kg pro Sekunde |
Zeit: | 30 Sekunden | ||
Bereich 3 @ | Art der Steuerung: | Beschleunigung | |
Soll-Wert: | 3,5 G| | Sandfüllrate: | 9 kg pro Sekunde |
Gewicht: | 0,45 kg | ||
Bereich 4 @ | Art der Steuerung: | Beschleunigung| | Soll-Wert:|2,0 G |
Sandfüllrate: | 0 kg pro Sekunde | ||
Zeit: | 20 Sekunden | ||
Endverweilzeit: | 10 Sekunden | ||
Sandnachfüllwert: | 9 kg pro Sekunde |
Bei positioniertem Formkasten F und einer Steuervorrich
tung 52 mit den obigen Parametern wurde mit der Verdich
tungsabfolge begonnen. Der Motor 38 wurde insbesondere
auf eine Geschwindigkeit gebracht, die eine Beschleunigung
von 1,0 G liefert, was durch den Beschleunigungsmesser 54
wahrgenommen wurde, wobei dieser Wert während des ersten
Arbeitsbereiches beibehalten wurde. Das Sandfüllventil 22
wurde gleichfalls geöffnet, um für einen Durchsatz von
45 kg pro Sekunde zu sorgen. Dieser Steuervorgang wurde
fortgesetzt, bis das Gesamtgewicht des Sandes im Formkasten
0,68 kg betrug, was durch die Kraftmeßdosen 24 festgestellt
wurde. Während der Sand den Formkasten füllt, bewirkt die
Beschleunigung, daß der Sand verdichtet wird, um die Luft
taschen so gering wie möglich zu halten und dadurch eine
feste Halterung für das Gußmodell P zu liefern. Aufgrund
der Erdbeschleunigungskräfte wird sich der Sand S jedoch
nicht nach oben bewegen, um die Aussparung R zu füllen.
Wenn einmal 0,68 kg Sand zugegeben sind, geht die Steuerung
auf den zweiten Betriebsbereich über. Im zweiten Betriebs
bereich wird das Sandventil 22 geschlossen, und wird der
Motor 38 so betrieben, daß sich eine Beschleunigung von
4,0 G ergibt. Bei einer derartigen Beschleunigung wird der
Sand verwirbelt oder fluidisiert, so daß er die Aussparung
R oder irgendeinen anderen derartigen Hohlraum je nach dem
speziellen Gußmodell P füllt. Dieser Arbeitsvorgang wird
über 30 Sekunden fortgesetzt. Am Ende der 30 Sekunden be
ginnt der dritte Steuerbereich und wird das Sandventil 22
wieder geöffnet, um für eine Füllrate von 9 kg pro Sekunde
zu sorgen. Die Steuervorrichtung 52 setzt gleichfalls die
Beschleunigung auf 3,5 G herab, bis 0,45 kg zusätzlicher
Sand zugegeben sind. Am Ende des Zyklus des dritten Berei
ches sollte der Formkasten F im wesentlichen mit Sand ge
füllt sein.
Während des Betriebsbereiches 4 wird der Motor 38 so be
trieben, daß er über 20 Sekunden eine Beschleunigung von
2 G liefert. Das erfolgt, um die endgültige Verdichtung
des Sandes zu erreichen. Danach wird der Motor 38 abge
schaltet und hat die Bedienungsperson die Option, zusätz
lichen Sand unter Verwendung des Sandnachfülldruck
knopfes zuzugeben, oder den Tisch unter Verwendung eines
Tischzusatzdruckknopfes zu rütteln, je nachdem ob das not
wendig oder erwünscht ist. Das kann beispielsweise dann
erfolgen, wenn die Verdichtung während des vierten Steuer
bereiches die Höhe des Sandes S im Formkasten F herabsetzt,
oder wenn eine zusätzliche Verdichtung erforderlich ist.
Durch die Erfindung wird daher eine Steuervorrichtung für
einen Verdichtungstisch geschaffen, bei der die Geschwindig
keit eines Motors nach der ermittelten Beschleunigung des
Sandes in einem Formkasten selektiv gesteuert wird.
Claims (13)
1. Steuerung für eine Rüttelvorrichtung mit einem
Tisch, der eine Einrichtung zum Halten eines Formkastens
aufweist, in den ein Gußmodell und Sand eingegeben werden,
und mit einer Erregereinrichtung in Arbeitsverbindung mit
dem Tisch, um eine Rüttelkraft an den Tisch zu legen und
dadurch den Sand im Formkasten zu bewegen, gekenn
zeichnet durch Einrichtungen zum Festlegen der
gewünschten Betriebscharakteristik der Bewegung des Sandes
im Formkasten, der auf dem Tisch gehalten ist, Einrichtun
gen zum Wahrnehmen einer Charakteristik, die zur Bewegung
des Sandes im Formkasten in Beziehung steht, und eine Steu
ereinrichtung (52), die mit der Erregereinrichtung, den
Festlegungseinrichtungen und den Wahrnehmungseinrichtungen ge
koppelt ist, und die Erregereinrichtung auf die gewünschte
Betriebscharakteristik und die tatsächliche Betriebscharak
teristik ansprechend steuert, um die Bewegung des Sandes
zu steuern.
2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Wahrnehmungseinrichtungen einen
Beschleunigungsmesser (54) umfassen.
3. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Erregereinrichtung einen Motor (38)
mit einem exzentrischen Gegengewicht (40) umfaßt, das daran
angebracht ist.
4. Steuerung nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Motor (38) ein Motor mit variabler
Geschwindigkeit ist, und die Steuereinrichtung (52) so ar
beitet, daß sie die Geschwindigkeit des Motors (38) verändert,
um die Rüttelkraft steuerbar zu verändern.
5. Steuerung für eine Rüttelvorrichtung mit einem
Tisch, einer Erregereinrichtung in Arbeitsverbindung mit
dem Tisch, um eine Rüttelkraft daran zu legen, wobei die
Erregereinrichtung einen Motor und ein drehbares exzentri
sches Gegengewicht umfaßt, das mit dem Motor verbunden ist
und dadurch gedreht wird, und mit Einrichtungen zum Halten
eines Formkastens auf dem Tisch, wobei der Formkasten bei
seiner Verwendung ein Gußmodell hält, das von Sand zu um
schließen ist, der in den Formkasten eingefüllt wird,
gekennzeichnet durch eine Soll-Wert-Einrich
tung zum Einstellen einer gewünschten Betriebscharakteristik,
die mit der Bewegung des Sandes im Formkasten in Beziehung
steht, der auf dem Tisch gehalten ist, eine Sensoreinrich
tung zum Wahrnehmen einer tatsächlichen Betriebscharakteristik,
die mit der Bewegung des Sandes im Formkasten in Beziehung
steht, und eine Steuereinrichtung (52), die mit dem Motor
(38), der Soll-Wert-Einrichtung und der Wahrnehmungsein
richtung gekoppelt ist, um den Motor (38) auf die wahrge
nommene Betriebscharakteristik bezogen auf die gewünschte
Betriebscharakteristik ansprechend so zu steuern, daß die
Bewegung des Sandes gesteuert wird, um eine Verdichtung des
Sandes um das Gußmodell herum zu erzielen.
6. Steuerung nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Sensoreinrichtung einen Beschleu
nigungsmesser (54) umfaßt.
7. Steuerung nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Soll-Wert-Einrichtung eine program
mierte Steuervorrichtung umfaßt, die ein Programm zum auto
matischen Bestimmen der gewünschten Betriebscharakteristik
speichert.
8. Steuerung nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Motor (38) ein Motor mit variabler
Geschwindigkeit ist, und daß die Steuereinrichtung (52) so
arbeitet, daß sie die Geschwindigkeit des Motors (38) ver
ändert, um steuerbar die Rüttelkraft zu variieren.
9. Rüttelvorrichtung gekennzeichnet
durch einen Tisch (28), eine Erregereinrichtung (36) in Be
triebsverbindung zum Tisch (28), um daran eine Rüttelkraft
zu legen, wobei die Erregereinrichtung (36) einen Motor (38)
und ein drehbares exzentrisches Gegengewicht (40) umfaßt,
das mit dem Motor (38) verbunden ist, so daß es dadurch ge
dreht wird, eine Einrichtung (32, 34) zum Halten eines Form
kastens (F) auf dem Tisch (28), wobei der Formkasten (F) bei
seiner Benutzung ein Gußmodell (S) hält, das dicht mit Sand
zu umhüllen ist, der in den Formkasten (F) eingefüllt wird,
eine Sensoreinrichtung (54), die die Bewegung des Sandes im
Formkasten (F) wahrnimmt, der auf dem Tisch (28) gehalten
ist, eine Soll-Wert-Einrichtung zum Einstellen einer gewünsch
ten Betriebscharakteristik der Rüttelvorrichtung, eine
Steuereinrichtung (52), die mit der Sensoreinrichtung (54)
und der Soll-Wert-Einrichtung verbunden ist, um einen Erre
gerbefehl zu bilden, der notwendig ist, um der gewünschten
Betriebscharakteristik zu genügen, und eine Antriebseinrich
tung (46), die mit der Steuereinrichtung (52) und der Erre
gereinrichtung (36) gekoppelt ist, und auf den Erregerbefehl
zum Betreiben des Motors (38) und des Gegengewichtes (40)
so anspricht, daß die Rüttelkraft entwickelt wird, die not
wendig ist, um der gewünschten Betriebscharakteristik zu
genügen.
10. Rüttelvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung
einen Beschleunigungsmesser (54) umfaßt.
11. Rüttelvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Soll-Wert-Einrichtung
eine programmierte Steuervorrichtung umfaßt, die ein Pro
gramm zum automatischen Bestimmen der gewünschten Betriebs
charakteristik speichert.
12. Rüttelvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Motor (38) ein Motor
mit variabler Geschwindigkeit ist, und daß die Steuerein
richtung (52) so arbeitet, daß sie die Geschwindigkeit des
Motors (38) verändert, um die Rüttelkraft steuerbar zu
ändern.
13. Rüttelvorrichtung nach Anspruch 9, gekenn
zeichnet durch Einrichtungen, die mit der Steuer
einrichtung (52) gekoppelt sind und die Motorgeschwindig
keit wahrnehmen, wobei die Steuereinrichtung (52) wahlweise
den Erregerbefehl entweder auf die Geschwindigkeit des Mo
tors oder auf die Bewegung des Sandes ansprechend entwickelt.
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