ES2219910T3 - Separacion sincronizada de un modelo y un cuerpo de arena. - Google Patents

Abstract

Dispositivo para separar un modelo (8, 8a) y un molde (7a) de material moldeable vaciado por medio de un modelo y una caja de moldeo (7a), en el que el modelo y el molde (8, 7a) -con orientación horizontal de sus superficies de división horizontales- pueden ser movidos relativamente separándose uno de otro en la dirección de una perpendicular (20) a estas superficies de separación, estando previstos, para realizar el movimiento relativo, varios ejes de elevación (15, 16) que están orientadas en dirección paralela a la perpendicular (20) y que pueden ser hechos funcionar en una dirección axial para variar la altura de elevación, caracterizado porque los ejes de elevación (15, 16) pueden ser hechos funcionar individualmente y las alturas de elevación (y(t)) de los varios ejes de elevación (15, 16) pueden ser reguladas individualmente o bien se regulan durante el funcionamiento del dispositivo.

Description

Separación sincronizada de un modelo y un cuerpo de arena.

La invención concierne a un dispositivo y un procedimiento para separar un modelo y el cuerpo de arena vaciado por medio del modelo en un molde, en donde el modelo y el molde - con alineación horizontal de sus superficies de división horizontales - pueden ser movidos separándose uno con relación a otro en la dirección de una normal a estas superficies de división.

Se imponen exigencias especiales al movimiento relativo entre el modelo y el molde de arena prensado en la caja de moldeo para que no resulte dañado el molde de arena durante la separación. Es necesario para ello que las superficies de división (horizontales) del molde y el modelo se mantengan estrictamente paralelas durante el proceso de separación. No deberá presentarse tampoco movimiento de ninguna clase en dirección paralela a las superficies de división. A esto se añade como agravante el que la resultante de la fuerza del peso del cuerpo de arena no ataca con frecuencia en el centro geométrico del molde. Por último, durante el proceso de separación se presentan fuerzas de rozamiento que han de vencerse y que no pueden considerarse como constantes ni en el tiempo ni en el espacio. Estos problemas se presentan con independencia de si el proceso de separación se realiza haciendo descender el modelo mientras está fijo el cuerpo de arena, elevando el cuerpo de arena mientras está fijo el modelo o mediante una mezcla de los dos movimientos relativos citados.

Se conoce la utilización de dispositivos de separación, las llamadas máquinas elevadoras, bajo la denominación APM-sm (de Künkel-Wagner), los cuales satisfacen las estrictas exigencias anteriormente citadas (véase hoja de productos de Künkel-Wagner referente a máquinas moldeadoras elevadoras con vibroprensado APM-sm). Está previsto aquí un dispositivo de sincronización mecánico que está dispuesto por debajo del portamodelos. Es necesario para esto un espacio de foso generosamente dimensionado debajo de la máquina. La sincronización mecánicamente controlada se efectúa a través de un yugo común centralmente guiado que eleva uniformemente cuatro barras de guía que sirven para la elevación. Un problema reside en que el yugo, por ejemplo durante el proceso de prensado, tiene que ser liberado o desacoplado de estas barras de guía. En la práctica se ha visto que las suciedades que así se producen pueden influir negativamente sobre la sincronización.

Los documentos escritos del estado de la técnica se ocupan también del proceso de elevación; así, el documento US 3,776,300 (Fismer), véanse allí columna 3, líneas 17 a 19, columna 4, líneas 51 a 63 y columna 1, líneas 10, 35 y 55, así como el correspondiente "resumen". La caja de moldeo es elevada verticalmente desde el modelo, asegurándose una sincronización. Están previstos allí cuatro cilindros (véase la única figura con caja 2 y unidades de cilindro hidráulico 12, 14, 16 y 18). Está prevista una válvula de compensación (allí 33) que recibe todas las tuberías hidráulicas y que en el marco de un "paso de apriete" allí descrito de este modo compensa desigualdades iniciales de los cilindros cuando todas las tuberías hidráulicas están unidas una con otra a través de la válvula de compensación descrita (véase allí la columna 3, líneas 36 a 46). Después del paso de compensación, se cierra la válvula de compensación. Cada tubería es controlada de nuevo individualmente y una presión simultánea en todas las tuberías proporciona un comienzo en cierto modo uniforme del movimiento de elevación, si bien durante el curso ulterior del movimiento de elevación no es posible ejercer ninguna influencia adicional que afecte a cilindros elevadores individuales.

El documento CH-A-622,724 (Bührer) muestra también una máquina elevadora (véase allí el resumen y la página 2, columna izquierda, último tercio) que trabaja con una válvula común para dos cilindros elevadores (véanse allí los cilindros de medio de presión 62 y 148, así como la válvula común 152 en la correspondiente figura 2). Tampoco aquí es posible ninguna influencia adicional sobre los distintos cilindros elevadores después del comienzo del proceso de elevación. Análogamente trabaja también el documento US-A-4,100,961 (Goss), que describe varios ejes de elevación orientados paralelamente uno a otro en las correspondientes figuras 2 y 3 (números de referencia 19). Esta máquina fabrica machos (véase allí la columna 1, líneas 1 a 3), es decir que no representa una máquina de moldeo con la que se separen un modelo y un molde de material moldeable vaciado por medio del modelo y una caja de moldeo. En vez de esto, se describen allí una caja de machos superior y una caja de machos inferior que están cerradas por arriba y por abajo, respectivamente (véanse los correspondientes números de referencia 13 y 14). El documento DE-B-39 20 889 (Künkel-Wagner) muestra también una elevación en la correspondiente figura 2 y en la correspondiente columna 2 a partir de la línea 59 hasta la columna 3, línea 7. Están previstos varios pistones solicitados por separado y coaxialmente dispuestos que logran la separación de la caja de moldeo y el modelo a través de un sistema de soporte, pero nuevamente con un espacio de foso y un dispositivo de sincronización mecánico por medio de uniones mecánicas rígidas.

El cometido de la invención consiste en proponer una "elevación" (separación de modelo y cuerpo de material moldeable), en la que se satisfacen los requisitos de sincronización especiales citados al principio sin los inconvenientes de dispositivos de sincronización mecánicos.

Este problema se resuelve con las reivindicaciones 1, 10 ó 19.

Ejecutando la separación con ayuda de, preferiblemente, cuatro ejes individualmente accionados y regulados en la altura de elevación (accionamientos verticales, cilindros elevadores o accionamientos eléctricos) se puede conseguir de manera muy exacta que las superficies de división horizontales del molde y del modelo se mantengan paralelas durante el proceso de separación y no tengan lugar movimientos en dirección perpendicular a la normal (reivindicación 1). Mediante los ejes individuales y la regulación separada de cada "eje" se puede garantizar esta sincronización incluso aunque la resultante de la fuerza del peso ataque a distancia considerable del centro geométrico de la unidad que ha de ser elevada. En igual medida pueden compensarse también, con seguridad y sin perturbaciones, las diferentes fuerzas de fricción que se presenten durante el proceso de separación, incluso aunque éstas varíen en el tiempo y en el espacio.

La regulación (reivindicación 10) es una regulación a la altura de elevación (regulación de recorrido), preferiblemente a través de un regulador PID, que no genera a respuestas de rampa (alturas de elevación progresivamente crecientes) errores de regulación dinámicos (errores de sincronización).

Una ventaja especial consiste en que para los ejes individualmente accionados y regulados se necesita únicamente un fundamento a nivel del suelo y se puede prescindir de un espacio de foso generosamente dimensionado debajo de la máquina. Se ha visto también que se pueden evitar de forma fiable suciedades y su influencia negativa sobre la sincronización.

La disposición tiene una gran exactitud, ya que los ejes de elevación, que pueden estar formados por accionamientos verticales individualmente accionados, cilindros elevadores, accionamientos de husillo, servoaccionamientos u otros accionamientos eléctricos con barra de husillo, están dispuestos fijos en su zona extrema inferior y sólo pueden extenderse hacia arriba en dirección vertical, lo que se designa en lo que sigue con la altura de elevación y(t) como valor momentáneo de la altura de elevación en función del tiempo. En lugar de emplear un accionamiento de elevación centralmente suspendido en forma mecánica, la invención sigue el camino de utilizar varios accionamientos de elevación individuales y hacer que éstos ataquen al mismo tiempo por el lado del borde para separar relativamente la propia caja de moldeo con el cuerpo de arena o el modelo respecto de la caja de moldeo con el cuerpo de arena.

El movimiento de separación discurre en forma regular en el eje que discurre verticalmente con respecto a la dirección de transporte y desplazamiento normal de la caja, y los ejes de elevación individualmente accionados están orientados en dirección paralela a esta vertical (normal). El ataque por el lado del borde proporciona una aplicación exacta de la fuerza y evita posiciones oblicuas mecánicas que se originan al aplicar centralmente las fuerzas y distribuir la fuerza sobre los lados del borde a través de un yugo mecánico que discurre en dirección transversal. Por tanto, no son necesarios medios de accionamiento mecánicos por debajo de los cilindros fijamente dispuestos u otros accionamientos de los ejes de elevación individualmente accionados (reivindicación 3); por el contrario, estos ejes de elevación solamente se extienden y retraen en dirección vertical y están dispuestos fijos en su extremo inferior. La disposición fija puede estar prevista en un carro desplazable que no sólo permita el desplazamiento de la unidad formada por la caja de moldeo, el bastidor de llenado y el modelo, así como el portamodelo, sino que también sea un dispositivo de apoyo común que esté orientado exactamente con respecto a la vertical (reivindicación 4).

Gracias a la posibilidad de disponer los ejes de elevación en el carro desplazable, la instalación completa constituida por cajas de moldeo y ejes de elevación puede ser trasladada conjuntamente y se puede mantener así a la larga la posición relativa de unas con respecto a otros (reivindicación 8).

Debido a la instalación anteriormente mencionada de todos los ejes de elevación sin una aplicación de fuerza mecánica inferior por debajo del carro desplazable, este carro puede ser desplazado con un vástago de cilindro horizontalmente orientado que ataca por debajo del carro (reivindicación 9). Se mantiene así muy corto este vástago de tracción, que extrae el carro de la dirección principal de transporte de las cajas y los traslada hasta la estación paralela. Ataca en el extremo inferior y exterior del carro sin que se vea estorbado por dispositivos mecánicos situados en posición más baja, los cuales ya no son necesarios según la invención.

La regulación de los accionamientos individuales (reivindicación 10) puede experimentar varias configuraciones. Es posible una separación especialmente suave del cuerpo de material moldeable y el modelo cuando se reduce fuertemente la velocidad de separación al principio del proceso de separación para hacer posible la ventilación (reivindicación 19). Al mismo tiempo, una pequeña velocidad en el punto de arranque del comienzo mecánico de la separación es también ventajosa, puesto que se provocan pequeñas sacudidas, de lo que se derivan los resultados ventajosos de la invención, que trabaja con una pequeña velocidad, una llamada marcha reptante en el momento y poco antes de la separación, mientras que a continuación, después de que han pasado el instante crítico de la separación y la ventilación, se puede aumentar de nuevo la velocidad de la separación. La separación no tiene aquí ya repercusiones directas sobre la superficie del cuerpo de arena, sino que sirve solamente para obtener un mayor distanciamiento del cuerpo de arena y el modelo.

Asimismo, se puede favorecer la reducida vibración y el error de sincronización en el instante del comienzo de la elevación incluso aunque se prefije para este instante una banda de tolerancia con tolerancias muy pequeñas (estrechas) que se calculan en los ejes del sistema real por medio de dispositivos de medida. Una vez que se ha fijado, generalmente con mucha exactitud, la altura para efectuar el agarre físico de la caja de moldeo, se puede determinar midiendo la altura de elevación real de los distintos ejes de elevación cuándo se alcanza este instante y hasta que se alcanza este instante se puede reducir tan fuertemente la velocidad de la elevación de los distintos ejes de elevación que se consiga una sincronización prácticamente ideal que está situada en todo caso dentro de la primera banda de tolerancia. Así, se induce ya el agarre de la caja de moldeo con la máxima exactitud y la máxima uniformidad, de modo que la separación que sigue después del agarre exacto parte también de un estado muy uniforme en dirección horizontal (reivindicación 15). Esto corresponde a una regulación de destino (reivindicación 16) del error de sincronización en una primera banda de tolerancia prefijada y a la reducción de los valores nominales antes de alcanzar el punto de ataque, el cual no puede ser determinado en el caso de una elevación mecánica centralmente guiada, ya que los propios puntos de ataque individuales están al descubierto y no existe allí ninguna posibilidad de medida, mientras que, según la invención, la medición se efectúa exactamente en los sitios que atacan con orientación vertical en la caja de moldeo (reivindicación 14).

Existe una seguridad adicional cuando se vigilan magnitudes de ajuste de los respectivos reguladores individuales de los distintos ejes de elevación (reivindicación 17). Las magnitudes de ajuste son las señales que son magnitudes de salida de los reguladores y que se alimentan a los actuadores hidráulicos o eléctricos para controlar el eje. Carreras de ajuste demasiado grandes son un indicio de que actúan grandes fuerzas que tratan de regular individualmente los distintos ejes de elevación, pero que al mismo tiempo pueden ser una señal de que se puede reconocer un error que conduce a una fuerte asimetría o que parte de esta fuerte asimetría. Para captar estas carreras de ajuste fuertemente diferentes puede servir una segunda banda de tolerancia. Si se sobrepasa esta banda de tolerancia, se puede registrar solamente el error o bien se puede hacer descender inmediatamente la velocidad de todos los ejes para proporcionar una posibilidad de intervención.

Se consigue una exactitud más alta con un formador de valor medio adicional (reivindicación 18). Este formador de valor medio no sólo vigila un eje, sino todos los ejes previstos y forma un valor medio común de todos los valores reales de altura que se miden individualmente en cada eje. A partir de todos estos valores de altura se forma un valor medio que puede aplicarse después a cada regulador como valor nominal adicional, de modo que se obtiene una homogeneización adicional. Esta aplicación adicional trabaja de modo que los reguladores que se han desviado más fuertemente en una u otra dirección son acelerados o frenados, con lo que se obtiene una homogenización del proceso de elevación.

El circuito de regulación adicional puede estar provisto específicamente de porciones integrales, ya que esta porción integral estorba menos en el caso de un trayecto de regulación muy inerte y, no obstante, proporciona los más pequeños errores posibles obtenidos en la práctica. Los reguladores adicionales trabajan entonces como circuitos de aplicación adicionales en el sentido de un pilotaje, puesto que, además, siguen estando presentes también los otros reguladores de los ejes de elevación, pero éstos están equipados entonces preferiblemente con un comportamiento de regulación P.

Se explica seguidamente la invención con más detalle haciendo referencia a ejemplos de ejecución.

La figura 1 muestra un dispositivo para la separación regulada por ejes individuales de un modelo y un cuerpo de arena como primer ejemplo.

La figura 2 muestra en representación semejante un dispositivo de elevación junto con una estación de prensado usual y debajo de una estación de llenado usual, así como un espacio de foso usual correspondiente 14.

Las figuras 3a a 3f muestran otro dispositivo para la separación regulada por ejes individuales de un modelo y un cuerpo de arena como segundo ejemplo.

La figura 4 muestra una vista en planta de los dispositivos mostrados en las figuras anteriores, en la que se puede apreciar la línea de transporte principal K de las cajas y la dirección transversal A en la que se efectúa un desplazamiento por medio del carro 30.

La figura 5 es un circuito de regulación con el que se regulan los distintos ejes 15, 16 que pueden apreciarse también en la figura 4.

La figura 6 es un diagrama que se ha obtenido en un ensayo práctico con un dispositivo según la figura 1 y una regulación según la figura 5.

En la figura 2 se muestra una estación de prensado 1 con un cabezal de prensado usual 1a de varios troqueles y una bancada de prensa usual 3 que puede ser elevada en dirección al cabezal de prensado 1a por medio de un dispositivo usual 4. Un dispositivo de desplazamiento 5 para cajas de moldeo 7 con portamodelos 8 y modelos 8a está dispuesto entre el puesto de prensado 1 y un puesto 2 que sirve al mismo tiempo para la carga de la arena. Con 12 se ha indicado el plano normal del suelo. Con 8 se ha designado el portamodelo con modelo 8a.

Esta máquina elevadora presenta por debajo de un silo de arena 10 un bastidor de llenado 6 y cuatro barras de guía 13, en las que están dispuestos los elementos que sirven para elevar la caja de moldeo 7 que contiene el cuerpo de arena. Las barras de guía 13 son elevadas conjuntamente por un yugo 9 que puede ser subido y bajado con ayuda de un dispositivo elevador 11 dispuesto en un espacio de foso 14.

En la figura 2 se pone claramente de manifiesto que por debajo del plano del piso 12 se necesitan considerables espacios 14 a manera de foso para el alojamiento de los elementos del dispositivo elevador centralmente guiado.

En la ejecución según la figura 1 el dispositivo de separación 2 está dispuesto nuevamente junto a una estación de prensado 1. Las partes iguales se han designado de la misma manera que en la figura 2. Con 20 se ha designado la normal perpendicular a las superficies de separación del molde y el cuerpo de arena. A diferencia de la máquina elevadora según la figura 2, se han previsto para la separación, en la disposición según la figura 1, cuatro cilindros elevadores hidráulicos 15, 16 individualmente accionados y regulados. Éstos están soportados conjuntamente un poco por encima del fundamento, que está situado sobre el plano del suelo 12. Por tanto, no se necesita un espacio de foso grande. Un poco por encima del fundamento está dispuesto el carro 30 que prefija el apuntalamiento y que puede ser desplazado en dirección lateral.

El carro 30 es desplazable en la figura 1 de izquierda a derecha (y viceversa) por medio del dispositivo de desplazamiento 5. Esta dirección \pm A es transversal a la dirección de transporte K - orientada perpendicularmente al plano del papel - de las cajas de moldeo; véase también la figura 4.

En lugar de los cilindros elevadores hidráulicos 15, 16 pueden estar previstos también accionamiento eléctricamente maniobrados. Estos son regulados también por el recorrido en su altura de elevación y, preferiblemente a través de sensores de medida individuales en cada "eje", que proporcionan valores reales y(t) para la regulación del recorrido de la figura 5. Se evita un acoplamiento en cruz de un eje con otro; cada eje regula sus valores nominales propios - que se prefijan iguales - y regula sus magnitudes perturbadoras propias que se producen individualmente; véase a este respecto la figura 6.

La disposición 5 designada previamente como desplazable en la dirección \pm A será explicada con más detalle haciendo referencia a la figura 1. Ésta consiste allí en un cilindro horizontal cuya zona cilíndrica viene a quedar situada por debajo de la estación de compactación 1 y cuyo vástago de tracción/empuje 5z, en el estado del carro 30 llevado sobre la misma, viene a quedar situado por debajo de la estación de llenado 2. Este vástago 5z está dispuesto con su extremo delantero en la zona extrema exterior del lado inferior del carro 30 y, al disparar el cilindro 5, puede llevar el carro 30 junto con la unidad formada por el portamodelo 8, la caja de moldeo 7 y el bastidor de llenado 6 hasta la estación de compactación 1 y, después de la correspondiente compactación, puede hacerlo retroceder nuevamente en la dirección de transporte principal K de las cajas que se puede apreciar en la figura 4. Debido a la disposición del extremo delantero 5b del vástago 5z, el cilindro 5 no sobresale fuertemente en dirección lateral junto a la estación de compactación 1, lo que es inducido por el hecho de que por debajo del carril de soporte 31 sobre el cual se puede trasladar el carro 30 por medio de rodillos 32a, 32b, no están previstos otros elementos mecánicos que tengan que realizar carreras en dirección vertical en la estación de llenado; por el contrario, la zona entre el canto inferior del carril de traslación 31 y el fundamento 12 está prácticamente libre. La dirección en la que el dispositivo de desplazamiento 5 realiza el movimiento, se ha designado con \pm A, y es perpendicular a la dirección de transporte K de las cajas según la figura 4.

El desarrollo del proceso de llenado, compactación, separación y extracción de una caja de moldeo con cuerpo de arena compactado 7a será explicado con referencia a la figura 3, en donde la figura 3a es al mismo tiempo también la figura 3f, es decir que es a la vez punto inicial y punto final. En la figura 3f (=3a) se muestra el mismo dispositivo que se ha explicado con referencia a la figura 1, sólo que ahora están dispuestos adicionalmente sobre el fundamento 12 unos pies de apoyo 33 que soportan el carril de guía 31 por debajo de la estación de llenado 2, sobre el cual se puede desplazar lateralmente el carro 30 con sus pares de rodillos 32a, 32b en la dirección A. La dirección de transporte K de las cajas, tanto de las cajas vacías alimentadas como de las cajas evacuadas provistas de un cuerpo de arena compactado, es perpendicular al plano del papel. En esta dirección se empuja hacia fuera (hacia delante) la caja de moldeo compactada de la figura 3a, mientras que una caja de moldeo no compactada, aún vacía, entra en la estación de llenado de la figura 3b, retenida por segmentos de pista de rodillos 41 que están dispuestos en brazos de soporte 40 que se proyectan hacia abajo en la zona superior 16a de los respectivos ejes de elevación; véase a este respecto a este detalle la figura 1.

Con la introducción de la caja de moldeo vacía 7 se transporta la caja de moldeo vaciada hacia fuera de la estación de llenado 2 y al mismo tiempo - según la secuencia - un modelo de caja superior o un modelo de caja inferior es introducido con un soporte en la estación de elevación y llenado sobre vías de rodillos por medio de cilindros que no se han representado aquí con detalle. Respecto de esta introducción de modelos, se explicarán posteriormente más detalles con referencia a la figura 4.

En la figura 3b la estación de compactación 1 con su cabezal de prensado 1a de múltiples troqueles está en posición básica. El cilindro elevador 4 está también retraído. De la figura 3b a la figura 3c se colocan sucesivamente, con los ejes de elevación 15, 16, la caja de moldeo introducida (aún vacía) 7 y luego el bastidor de llenado 6 sobre el portaplacas de modelo 8 para abrazar el modelo 8a. Cuando ha concluido este movimiento y(t), se alcanza la figura 3c en la que se carga material moldeable adicional en la unidad constituida por la caja de moldeo, el bastidor de llenado y el modelo. La cantidad de arena preseleccionada puede ser prefijada por medio de un transportador de correa de retirada. La cantidad de arena puede ajustarse en función del modelo, por ejemplo mediante la introducción del número de revoluciones de un tambor de desvío del transportador de correa de retirada, las cuales se prefijan en el sistema de control correspondiente.

La estación de compactación se sigue encontrando aún en la posición básica en la figura 3c. Partiendo de la figura 3c, la unidad llena de arena es trasladada sobre el carro 30 en dirección A hasta la estación de compactación. Se alcanza así la figura 3d. Los cilindros de prensado 1a realizan en la figura 3 la compactación de la arena de moldeo por encima del modelo, después de lo cual la unidad es retirada del carro por medio del cilindro elevador 4 y presionada desde abajo contra el cabezal de prensado. Después del vaciado, el cilindro elevador 4 eleva nuevamente la unidad - ahora en espacio compactado - hasta el carro 30, el cual se traslada en dirección -A hasta la estación de llenado, con lo que se alcanza el estado de la figura 3e. Los empujadores 16 retraídos hasta entonces comienzan a realizar ahora la separación entre el cuerpo de arena compactado 7a y el modelo 8a. Los ejes de elevación 15, 16 son regulados electrónicamente con máxima exactitud y levantan primero el bastidor de llenado, lo que puede apreciarse por la transición de la figura 3e a la figura 3f. El soporte 41, que se proyecta hacia abajo, es aquí tan largo que primero se eleva el bastidor de llenado 6 en el extremo superior 16a del eje de elevación, y con él no están ligadas vibraciones mecánicas del modelo. Únicamente después de un corto recorrido de elevación, en el que la caja de moldeo 7 no ha sido aún agarrada, los soportes 40 comienzan a atacar con su extremo inferior, un segmento de rodillo, en los segmentos contrarios correspondientes de la caja de moldeo 7 y la desplazan mecánicamente en el sentido de la altura. Este proceso de elevación se pondrá de manifiesto seguidamente mirando a la figura 6, en la que pueden apreciarse con más exactitud los tres intervalos de tiempo de la carrera de separación del bastidor de llenado, la marcha reptante y la carrera residual. Expresado en términos generales, en la elevación y liberación del bastidor de llenado, en el punto de partido y al comienzo de la elevación de la caja de moldeo, se ajusta una pequeña velocidad para que esta caja de moldeo sea recibida en forma blanda por los rodillos y el molde disponga de tiempo para efectuar una ventilación durante el proceso de separación. Los ejes de elevación se siguen elevando entonces, esta vez con mayor rapidez, hasta que la caja de moldeo haya alcanzado la altura de las pistas de rodillos, las cuales están situadas en la dirección de transporte principal K de las cajas de la figura 4.

Se ha alcanzado así prácticamente el estado inicial de la figura 3f cuando una caja de moldeo vacía ha hecho que la caja de moldeo compactada 7 representada en la figura 3f (=3a) sea desplazada fuera de la estación de llenado en dirección perpendicular al plano del papel. Comienza entonces un nuevo ciclo que no se explicará aquí con más detalle.

La figura 4 ilustra la introducción inicialmente pospuesta de un modelo o el cambio de un modelo para un vaciado alternante de la caja superior y la caja inferior. Se puede apreciar en la figura 4 la disposición de los cuatros ejes de elevación individualmente regulados 15, 16 en las zonas de las esquinas de la caja de moldeo 7 cuando ésta se ha introducido en la estación de llenado. La estación de compactación 1 está decalada en paralelo con respecto a la dirección de transporte principal K de las cajas y el carro 30 ha sido desplazado en la posición representada en la figura 4 hasta la estación de llenado 2. Para el vaciado alternativo de la caja superior y la caja inferior se han previsto transversalmente a la dirección de desplazamiento A del primer carro 30 una disposiciones que hacen posible la introducción de un modelo para la caja superior o de un modelo para la caja inferior o de otros modelos. A este fin, unas pistas de rodillos (segmentos de ellas) están montadas por encima y por debajo de la estación de llenado 2 representada en la figura 4, cada vez en otro carro 35. Estos carros pueden ser hechos avanzar por debajo de la trayectoria de las cajas de moldeo (lateralmente) para el cambio del modelo o del portaplacas de modelo, de modo que los portaplacas de modelo sean accesibles lo mejor posible en las zonas 36a, 36b. Una vez efectuado el cambio, se transporta nuevamente el carro para devolverlo a la posición de lanzadera. Un (segundo) cilindro de empuje adicional 5a controla el movimiento del segundo carro 35, que hace que el modelo incida primero a través de rodillos y segmentos de pista correspondientes en el primer carro 30, en donde se une con la caja de moldeo 7. El movimiento de traslación siguiente del carro 30 en la dirección A para el prensado discurre perpendicularmente al movimiento anteriormente descrito de la caja de moldeo en la dirección B, mientras que la dirección de desplazamiento adicionalmente mencionada C discurre en la dirección de los lugares 36a, 36b de cambio de modelos, nuevamente en dirección paralela al movimiento A del primer carro 30.

Con ayuda de un diagrama se pone claramente de manifiesto la separación del cuerpo de arena 7a y el modelo 8a que se realizan entre las figuras 3e y 3f. El diagrama se ha representado en la figura 6. Esta evolución de los valores de medida y los valores nominales será explicada en unión de la figura 5, que muestra la regulación con la cual se regulan individualmente los cuatro ejes de elevación del ejemplo de la figura 1.

Punto de partida para la regulación de la figura 5 es el valor nominal comúnmente prefijado y_{s}(t), que se prefija conjuntamente para los cuatros ejes. Cada regulador posee una comparación de valor nominal-valor real que resta el valor de carrera real y(t) del respectivo eje individual del valor nominal y_{s}(t) y prefija la diferencia como diferencia de regulación para un respectivo regulador individual 81, 82, 83, 84. Este regulador controla el accionamiento para el respectivo eje, designado en la figura 5 con eje 1, eje 2, eje 3 y eje 4, y da como resultado en el diagrama equivalente de regulación un valor real de la altura de carrera y(t) que resulta siempre individualmente para cada eje de elevación, en función de magnitudes de perturbación que actúan individualmente sobre cada eje. Los reguladores adicionales 81a, 82a, 83a, 84a dibujados ya adicionalmente en la figura 5, que son reguladores de sincronización para el respectivo eje y son alimentados por un formador de valor medio 90, serán explicados más adelante.

Punto de partida era la prefijación de un valor nominal común que aparece como evolución de la altura de elevación en función del tiempo en la figura 6. Ascendiendo primero débilmente y luego discurriendo con mayor pendiente hasta el instante T0 se obtiene la separación entre el bastidor de llenado 6 y la caja de moldeo 7. Las respectivas desviaciones de la sincronización para los cuatro ejes empleados se han representado con y_{f}(t) en la figura 6. Éstas no son idénticas, sino que corren en una ventana comúnmente prefijada entre los valores límite y_{o} e y_{u}, que tiene significado para la marcha reptante, en la que la caja de moldeo 7 es elevada junto con el cuerpo de arena 7a desde el modelo 8a. Relevante para esto es el comienzo de la elevación, el instante T0, en el que se prefija una velocidad lo más pequeña posible desde el valor nominal y_{s}(t), es decir, suficiente tiempo para la ventilación y poca propensión a perturbaciones. La banda de tolerancia TB delimitada por los valores límite y_{o} e y_{u} se ha ajustado en el ejemplo representado a \pm 0,05, pero en realidad las fluctuaciones de la sincronización son aún más pequeñas que lo que pueda reconocerse en la medición en la banda de tolerancia TB. Después de un intervalo de tiempo prefijado de la marcha reptante, está disponible suficiente tiempo de ventilación y la carrera residual del movimiento de separación puede realizarse ahora con más rapidez según un valor nominal de mayor pendiente, lo que tiene también como consecuencia una mayor desviación de la sincronización, pero ésta ya no es aquí de importancia tan grande, puesto que se ha producido ya la suelta propiamente dicha entre el cuerpo de arena y el modelo.

La figura 6 muestra un intervalo de tiempo de aproximadamente 2,4 segundos para una separación completa, ilustrando la evolución del valor nominal de la altura de elevación y_{s}(t) una mayor diferencia de recorrido que la escala dibujada fuertemente ampliada entre -0,1 y +0,5 mm para representar las desviaciones de sincronización y_{f}(t).

La regulación de la figura 5 emplea reguladores proporcionales para los reguladores 81, 82, 83, 84 con el fin de regular los trayectos de regulación de los ejes, que pueden representarse con una porción PT2 para la válvula en el caso de un control hidráulico y una porción IT2 para el cilindro. Los reguladores de sincronización 81a adicionalmente dibujados pueden ser reguladores P, pero preferiblemente tienen una porción integral conectada para excluir errores de regulación incluso aunque se prefijen rampas por medio del valor nominal de altura y_{s}(t).

El formador de valor medio 90 capta la suma de todos los valores de elevación y(t) de todos los ejes y calcula a partir de ella un valor medio formado M(t) para respectivos sitios de comparador 81c, los cuales restan cada uno individualmente el valor real individual y(t) de cada eje y prefijan los reguladores adicionales 81a, 82a, 83a, 84a. Este regulador de sincronización configurado como regulador proporcional o regulador PI aplica un pilotaje a un punto sumador 81b para influir sobre el trayecto de regulación 15, 16 del respectivo eje.

Así puede alcanzarse una medida máxima de la sincronización, junto con al mismo tiempo una regulación de reacción rápida en el comportamiento de guiado.

Todos los ejes de elevación utilizados deberán poseer preferiblemente el mismo comportamiento y, por tanto, también la misma estructura de regulación.

Como emisor de medida para la altura de medida puede utilizarse un sistema de medida de recorrido adaptado, que se acomode a la naturaleza del eje respectivo, tal como una escala para un cilindro elevador o un emisor de giro para vástagos de husillo accionados.

En cualquier momento, existe la posibilidad de vigilar los valores nominales, los valores reales y las magnitudes de ajuste. Así, por ejemplo, la magnitud de ajuste de cada regulador de cada eje puede vigilarse en cuanto a una banda de tolerancia con un valor máximo, de modo que no se presenten magnitudes de ajuste demasiado grandes durante el proceso de separación. Si se detecta que una de las magnitudes de ajuste está por fuera del valor límite previamente definido o se sale de la banda de tolerancia prefijada, se puede deducir de esto la existencia de un error. El cilindro correspondiente es solicitado entonces con una fuerza demasiado grande o demasiado pequeña. Se puede compensar preventivamente una perturbación funcional que se señale rebajando para ello, por ejemplo, la pendiente de la curva de valor nominal y_{s}(t) a fin de reducir la diferencia de marcha y devolver nuevamente la magnitud de ajuste desviada a la banda de tolerancia.

La figura 6 muestra la alta exactitud en el intervalo de tiempo T0 a T1, que corresponde a la marcha rectante. Antes de alcanzar el instante T0, es decir, el contacto físico de la caja de moldeo 7 durante la separación que ha de iniciarse, la velocidad, que corresponde a la derivada del valor nominal de la carrera y_{s}(t), a partir y después de la conclusión de la marcha reptante en el marco de la carrera residual, aumenta de nuevo para alcanzar la elevación necesaria con la mayor rapidez posible.

El arranque del instante T0 puede ser influenciado también por un sistema de control que trabaje de modo que la prefijación del valor nominal de la carrera se reduzca hasta que las desviaciones dibujadas y_{f}(t) de la sincronización estén situadas dentro de la banda de tolerancia TB cuando se alcance el instante T0.

Claims (22)

1. Dispositivo para separar un modelo (8, 8a) y un molde (7a) de material moldeable vaciado por medio de un modelo y una caja de moldeo (7a), en el que el modelo y el molde (8, 7a) - con orientación horizontal de sus superficies de división horizontales - pueden ser movidos relativamente separándose uno de otro en la dirección de una perpendicular (20) a estas superficies de separación, estando previstos, para realizar el movimiento relativo, varios ejes de elevación (15, 16) que están orientadas en dirección paralela a la perpendicular (20) y que pueden ser hechos funcionar en una dirección axial para variar la altura de elevación, caracterizado porque los ejes de elevación (15, 16) pueden ser hechos funcionar individualmente y las alturas de elevación (y(t)) de los varios ejes de elevación (15, 16) pueden ser reguladas individualmente o bien se regulan durante el funcionamiento del dispositivo.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, que presenta accionamientos verticales, cilindros elevadores, accionamientos de husillo, servoaccionamientos o accionamientos eléctricos en calidad de ejes de elevación (15, 16) que pueden ser accionados individualmente hacia arriba y hacia abajo y regulados individualmente.

3. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que los ejes de elevación (15, 16) están dispuestos y apoyados conjuntamente por encima de un fundamento (12) situado al nivel del suelo.

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, en el que los ejes de elevación (15, 16) están apoyados sobre un carro desplazable (30) que puede ser movido (A) en dirección sustancialmente perpendicular a la dirección de transporte principal (K) de las cajas de moldeo.

5. Dispositivo según la reivindicación 4, en el que el movimiento del carro (30) entre una estación de llenado y una estación de prensado contigua (1, 2) se efectúa sobre un carril transversal (31).

6. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que los ejes de elevación (15, 16) individualmente accionables e individualmente regulables están dispuestos en las cuatros zonas de las esquinas de la caja de moldeo (7) que recibe el molde (7a) de material moldeable.

7. Dispositivo según la reivindicación 1 o la reivindicación 4, en el que todos los ejes de elevación (15, 16) poseen un empujador extensible (16) y un cilindro fijamente dispuesto u otro accionamiento (15).

8. Dispositivo según la reivindicación 4, en el que todos los ejes de elevación (15, 16) pueden ser desplazados juntamente con el carro (30) hasta una estación de prensado (1), y viceversa, o bien los ejes de elevación (15, 16) están dispuestos de modo que pueden ser desplazados con el carro (30).

9. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que está previsto un dispositivo de desplazamiento (5, 5z) para desplazar (A) un carro (30) entre una primera estación (1) para la compactación de material moldeable y una segunda estación (2) para la carga de material moldeable en la caja de moldeo (7), para lo cual el dispositivo de desplazamiento está montado por debajo de un carril de guía (31) para el carro (30).

10. Procedimiento para separar un modelo de un molde (7a) de material moldeable vaciado por medio del modelo en un dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, en cuyo procedimiento el modelo y el molde (7a, 7, 8) se mueven verticalmente uno con relación a otro para separarse uno de otro, siendo realizado el movimiento por ejes de elevación (15, 16) individualmente accionados, caracterizado porque se regula individualmente el movimiento de cada uno de los ejes de elevación en el sentido de su altura de elevación correspondiente (y(t)).

11. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que cada eje de elevación (15, 16) es regulado en su altura de elevación (y(t), 81, 82, 83, 84) en forma individual y sincronizada.

12. Procedimiento según la reivindicación 10 u 11, en el que cuatro accionamientos eléctricos o accionamientos hidráulicos (15, 16) individualmente accionables e individualmente regulables generan el movimiento relativo.

13. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que los ejes de elevación (15, 16) se sustentan conjuntamente (30, 31, 33) por encima de un fundamento (12) situado al nivel del suelo.

14. Procedimiento según la reivindicación 11, en el que cada eje de elevación (15, 16) es regulado en su altura de elevación (y(t)), preferiblemente a través de un sensor de medida que está dispuesto en el eje de elevación correspondiente y que proporciona un valor real (y(t)) para la respectiva regulación de altura de elevación (81, 82, 83, 84) a su valor nominal propio (y_{s}(t)) - que se prefija igual para todos los ejes de elevación - y que regula sus magnitudes perturbadoras propias que se producen individualmente por cada eje.

15. Procedimiento según la reivindicación 10, el que se hace que disminuya tan fuertemente una velocidad de elevación o la variación de un valor nominal de la altura de elevación (y_{s}(t)) en función del tiempo (t), poco antes de la elevación del cuerpo de arena (7a) para separarlo del modelo (8, 8a), que un error de sincronización medido (y_{f}(t)) de todos los ejes de elevación (15, 16) esté dentro de una primera banda de tolerancia prefijada (TB; y_{o}, y_{u}).

16. Procedimiento según la reivindicación 15, en el que la variación se reduce hasta que se mantenga la primera banda de tolerancia (TB) antes de un apresamiento físico del cuerpo de arena (7a) o de la caja de moldeo (7).

17. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que se vigila por separado una magnitud de ajuste de cada eje de elevación y se emplean magnitudes de ajuste que están fuera de una segunda banda de tolerancia (TS) para el reconocimiento de errores o la disminución de una velocidad de elevación de los ejes de elevación.

18. Procedimiento según la reivindicación 10 u 11, en el que un formador de valor medio (90) promedia valores reales de altura medidos (y(t)) de los ejes de elevación (15, 16) y atribuye un valor nominal adicional (M(t)) a un regulador respectivo (81, 82, 83, 84) de cada eje de elevación (15, 16).

19. Procedimiento para la separación suave de un modelo (8) y un cuerpo de material moldeable en un molde de caja (7a, 7), en el que unos ejes de elevación (15, 16) accionados individualmente en sincronismo son hechos funcionar por una regulación (81, 82, 83, 84) controlada por valores nominales y un valor de elevación (y_{s}(t)) prefijado en función del tiempo (t)), y una pendiente de la evolución del valor nominal (y_{s}(t)) disminuye antes de que los ejes de elevación (15, 16) apresen la caja de moldeo (7), y la pendiente aumenta después.

20. Procedimiento según la reivindicación 13, en el que los ejes de elevación (15, 16) son desplazados lateralmente (30, A, -A) antes o después de la separación del modelo o del molde (7, 7a, 8) de material moldeable ligado a la caja.

21. Dispositivo según la reivindicación 9, en el que el dispositivo de desplazamiento está montado de modo que su lugar de instalación (5b) en el carro (30) es la zona extrema inferior exterior, con lo que es posible un movimiento del carro (30) desde una dirección de transporte principal (K) de las cajas de moldeo en la segunda estación (2) con un vástago de tracción corto (5z) que no sobresale sensiblemente de la primera estación (1) en el estado del carro (30) movido hasta ella.

22. Procedimiento según la reivindicación 18, en el que la atribución por medio de otro regulador respectivo (81a, 82a, 83a, 84a) se efectúa en particular por integración como pilotaje a partir de una diferencia de regulación de un valor nominal adicional (M(t)) y el respectivo valor real de altura medido (y(t)) del respectivo circuito de regulación.