WO2023232867A1 - Method for open-loop and/or closed-loop control of a vacuum valve on a cavity of a casting tool - Google Patents

Method for open-loop and/or closed-loop control of a vacuum valve on a cavity of a casting tool Download PDF

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WO2023232867A1
WO2023232867A1 PCT/EP2023/064542 EP2023064542W WO2023232867A1 WO 2023232867 A1 WO2023232867 A1 WO 2023232867A1 EP 2023064542 W EP2023064542 W EP 2023064542W WO 2023232867 A1 WO2023232867 A1 WO 2023232867A1
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WO
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vacuum valve
valve
hydraulic cylinder
cavity
piston
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/064542
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German (de)
French (fr)
Inventor
Franck Marc Alain GIGEZ
Original Assignee
Fondarex Sa
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Filing date
Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/14—Machines with evacuated die cavity
    • B22D17/145—Venting means therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/32—Controlling equipment

Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling and/or regulating a vacuum valve on a cavity of a casting tool according to claim 1.
  • the cavity can be connected to a suction line via this vacuum valve in order to evacuate the cavity.
  • the vacuum in the cavity proves to be advantageous for a casting process because it can reduce or avoid the inclusion of air or vapors during the casting process.
  • the vacuum valve should remain open for as long as possible during a casting process.
  • the valve When pouring the liquid metal into the cavity of the mold, the valve must be closed in good time so that no liquid metal is sucked through the (still open) vacuum valve into the suction line for the vacuum.
  • complex measures would be necessary to mechanically remove the solidified metal from the suction line for the vacuum. It may also be necessary to replace parts that have unintentionally come into contact with the liquid metal but are not designed for these temperatures.
  • vapors and gases occur when the liquid metal is poured into the cavity.
  • the vapors result from the heating of the cavity, which changes the vapor pressure in the cavity. Any moisture that may have accumulated on the walls of the cavity evaporates as a result of this heating.
  • materials are applied to the walls that prevent the metal from adhering the cavity should be avoided when cooling. As the cavity heats up when the liquid metal is poured in, these coatings (partially) evaporate, forming vapors. These vapors and gases can lead to unwanted inclusions in the workpiece if these vapors and gases are not extracted.
  • the vacuum valve should be closed as late as possible when filling the liquid metal in order to evacuate the vapors and gases from the cavity.
  • the vacuum valve should close in time so that no liquid metal passes through the vacuum valve.
  • WO 2002 100 573 A1 it is known to drive the valve body (valve tappet) of a vacuum valve on a cavity of a casting tool via a control rod, at the other end of which there is a piston.
  • This piston is part of a cylinder that can be pressurized with gas. It is therefore a pneumatic drive.
  • a closing time of the vacuum valve of less than 1 ms is specified, which results from various constants that are dictated by the design of the arrangement.
  • the vacuum valve should be kept open by the gas pressure against a spring. When the gas pressure is released, the spring force causes the vacuum valve to close.
  • WO 2002 100 573 A1 To change the closing time of a vacuum valve from the open state to To determine the closed state, various parameters are specified in WO 2002 100 573 A1, with which a closing time is to be determined mathematically based on a model of the time behavior of the vacuum valve during a closing process.
  • the present invention is based on the object of optimizing the closing of the vacuum valve of a casting tool during a casting process.
  • This object is achieved by a method for controlling and / or regulating a vacuum valve on a cavity of a casting tool according to claim 1.
  • a piston of a hydraulic cylinder is used as the drive element for the valve tappet of the vacuum valve.
  • the vacuum valve is closed when the valve stem rests on the seat of the valve stem in the vacuum valve.
  • the vacuum valve is (fully or partially) open.
  • the use of the hydraulic cylinder has the advantage that a hydraulic cylinder has better consistency in the movement of the piston of the hydraulic cylinder. Compared to the described pneumatic drive cylinder from the prior art, there are no changes that result, for example, from material fatigue of the spring with increasing age and increasing operating time. Pumping an incompressible hydraulic fluid from a hydraulic cylinder also leads to a more predictable time behavior than the flow behavior of a compressible medium in a pneumatic drive.
  • valve stem of a vacuum valve is integrated into the cavity of the casting tool.
  • This switching rod proves to be advantageous because it allows the hydraulic cylinder to be operated at a certain distance from the casting tool. This can ensure that the changing temperatures of the casting tool have at best a negligible influence on the behavior of the hydraulic cylinder - in particular on the movement of the piston of the hydraulic cylinder. Nevertheless, the switching rod provides a direct coupling of the valve tappet with the piston of the hydraulic cylinder. This also means that the position of the valve tappet is directly linked to the position of the piston of the hydraulic cylinder.
  • the method according to the present invention can also be used for a vacuum valve which is arranged at a smaller distance on the cavity or directly on the side wall of the cavity without using a switching rod.
  • the closing time for the vacuum valve is recorded for the arrangement consisting of the vacuum valve and the hydraulic cylinder for different positions of the piston of the hydraulic cylinder and/or for different positions of the valve lifter of the vacuum valve and for subsequent control or regulation processes saved.
  • the position of the piston of the hydraulic cylinder and/or the valve tappet of the vacuum valve is continuously recorded during a casting process.
  • the time for closing the vacuum valve in correlation with the filling of the liquid metal into the cavity of the casting tool is determined depending on the detected position, taking into account the stored closing time for this position.
  • the Characteristic curve derive a closing time by interpolation if no value pair of the characteristic curve is stored for the currently detected position of the piston of the hydraulic cylinder or the currently detected position of the valve tappet.
  • the interpolation can be done by evaluating the closing times of the characteristic curve
  • This interpolation between these two pairs of values can be, for example, a linear interpolation. It is also possible to take more than two pairs of values into account during interpolation.
  • the closing time here means the time that elapses until the vacuum valve is completely closed when a control signal for completely closing the vacuum valve is output in the respective position.
  • this closing time for the individual positions during calibration in such a way that the closing time is saved when the piston (and thus also the valve tappet) is moved from the rest position to this position in order to close the vacuum valve.
  • this closing time for the individual positions during calibration in such a way that the closing time is saved when the piston (and thus also the valve lifter) is moved from the rest position in the maximum open position of the vacuum valve to the vacuum valve close.
  • the piston and therefore also the valve tappet) then have an initial speed of vo when they are moved beyond the respective position when the vacuum valve is closed.
  • Vacuum valve calibration does not need to be a completed process before the vacuum valve is used.
  • the position of the piston of the hydraulic cylinder and the position of the valve tappet of the vacuum valve are also recorded.
  • the current closing time of the vacuum valve can then be measured based on this currently recorded position.
  • the calibration of the vacuum valve can be updated with this data from the ongoing casting processes. These value pairs can be saved as additional value pairs of the characteristic curve.
  • the characteristic curve can be smoothed using statistical methods.
  • Statistical methods can also be used to give greater weighting to measured value pairs that come from recent casting processes compared to measured value pairs that come from longer-ago casting processes.
  • signs of aging of the vacuum valve are advantageously taken into account in the calibration, which may occur. lead to a change in closing times.
  • error diagnosis is also possible in the sense that the pairs of values from the calibration of the vacuum valve are saved when new and compared with the current pairs of values from the calibration. If a deviation above a threshold value is detected for the closing times at certain positions between the vacuum valve in new condition and the current calibration, an error signal can be generated. Based on this error signal, a request to replace the vacuum valve can, for example, be issued.
  • a control device can output a control signal for closing the vacuum valve, taking the closing time into account, if data from the casting process show that the vacuum valve must be closed after a requested time T requirement that is greater than the stored closing time for the respective position of the piston of the hydraulic cylinder or the respective position of the valve lifter of the vacuum valve, whereby this amount is greater than “0” but is less than a threshold value.
  • the manipulated variables of the casting process can in particular be the time at which the filling of the liquid metal into the cavity begins and/or the filling speed for the liquid metal into the cavity.
  • Predictive monitoring in the sense of controlling or regulating the valve tappet is made possible with regard to the open position, the closed position and also the closing time.
  • This monitoring results from the hydraulic reaction time and the mechanical closing time.
  • the casting process can be expanded beyond the aspect of timely closing of the vacuum valve in a more comprehensive sense optimize.
  • the usual casting process is such that the liquid metal is initially conveyed into the cavity at a low speed. Only after a certain time has elapsed after the start of filling in the liquid metal is the filling speed increased to a maximum speed for filling in the liquid metal.
  • the liquid metal flows into the cavity at maximum speed, this can lead to the flow no longer being laminar, but to turbulence occurring. It can also be observed that the liquid metal (especially if it is aluminum) atomizes as it flows into the cavity. These atomized particles in particular cause problems with regard to the inclusion of vapors or gases in the workpiece, because these atomized particles form aerosols with any vapors or gases that may be present. When the atomized particles come into contact with the “main mass” of the liquid metal again in the further process, the attached vapor or gas particles are also attached, so that inclusions then arise in the workpiece. To avoid this, the following measure makes sense.
  • the vacuum valve is closed during the initial period, the vacuum valve is at least partially opened after this initial period. This allows vapors and gases to be extracted from the cavity. This reduces the effective cross section for the formation of the aerosols described.
  • Whether the vacuum valve is only partially or completely opened essentially depends on which closing time T requirement is required by the casting process and up to which degree of opening of the vacuum valve the stored closing time is shorter than the ordered time T requirement for closing the vacuum valve.
  • the time for closing the vacuum valve is subsequently determined as described above and as explained in connection with Figure 2.
  • Fig. 1 a schematic representation of the procedure for calibrating the hydraulic cylinder and the vacuum valve
  • Fig. 2 a procedure for controlling a casting process.
  • Figure 1 shows a schematic diagram of the procedure for calibrating the hydraulic cylinder and the vacuum valve.
  • a step 1 the current position of the piston of the hydraulic cylinder and/or the current position of the valve tappet of the vacuum valve is recorded.
  • step 2 a control signal is output to close the vacuum valve by the hydraulic cylinder. A time recording is also started.
  • step 3 the time recording started in step 2 is continued.
  • the currently recorded position of the piston continues to be displayed Hydraulic cylinder and / or the valve lifter of the vacuum valve is stored.
  • the control signal for closing the vacuum valve continues to be output.
  • step 3 it is checked whether the valve lifter of the vacuum valve is in the position in which the vacuum valve is completely closed.
  • step 2 in which time recording continues.
  • the currently recorded position of the piston of the hydraulic cylinder and/or the valve tappet of the vacuum valve is also stored.
  • the control signal for closing the vacuum valve continues to be output.
  • step 4 If it is determined in step 4 that the vacuum valve is completely closed. There is a transition to step 5, in which the time recording is stopped. In addition, the time recorded by the time recording for this closing process of the vacuum valve is saved as the closing time of the vacuum valve to the position of the piston of the hydraulic cylinder and/or the valve lifter of the vacuum valve recorded in step 1 for subsequent control or regulation processes of casting processes with this casting tool.
  • step 5 the respective closing time can also be recorded (recorded) from the recorded time for the closing process, starting from the position according to step 1 until the vacuum valve is completely closed, to the time recording value pairs recorded in step 2 and the associated position for each of the positions Total time minus the time recorded for the respective position in step 2).
  • the calibration process of the representation in Figure 1 can be repeated for various positions of the piston of the hydraulic cylinder or positions of the valve lifter of the vacuum valve, so that these positions (sequentially) of the position according to step 1, to which the total time corresponds is recorded.
  • Figure 2 shows a procedure for controlling a casting process.
  • step 201 the position of the piston of the hydraulic cylinder and/or the position of the valve lifter of the vacuum valve is detected.
  • step 201 the closing time is read out from the table generated in accordance with the explanations for FIG. 1, which is stored in step 5 of FIG. 1 for this position recorded in step 201.
  • step 202 the time T requirement is determined by a control or regulating device, within which the vacuum valve must be closed depending on other parameters of the casting process.
  • step 203 the time T request determined in step 202 is compared with the closing time that was read out of the table for the determined position in step 201. If the closing time is less than a threshold value less than the time T requirement determined in step 202, a transition to step 204 occurs, in which the control signal for closing the vacuum valve is output.
  • step 203 If the check in step 203 shows that the closing time is smaller than the time T requirement determined in step 202 by more than this threshold value, a transition to step 201 takes place. If necessary, this transition can also take place in step 202 if the position of the piston of the hydraulic cylinder and/or the position of the valve lifter of the vacuum valve is not to be recorded again.
  • step 203 If the check in step 203 shows that the closing time is greater than the time T request determined in step 202, error treatment can be carried out, which is not shown graphically in detail here.
  • This error treatment consists of the control variables of the casting process - in particular the time and speed of pouring the liquid metal into the cavity Casting tool - can be adjusted so that the closing time is again smaller than the time T requirement, which is determined in step 202.
  • measured values of the current position of the piston of the hydraulic cylinder or the position of the valve stem of the vacuum valve before closing as well as the measured closing time in the ongoing casting process can be used to update the calibration of the vacuum valve.

Abstract

The present invention relates to a method for open-loop and/or closed-loop control of a vacuum valve on a cavity of a casting tool. A piston of a hydraulic cylinder is used as the drive element for the valve tappet of the vacuum valve. According to the present invention, for the arrangement consisting of the vacuum valve and the hydraulic cylinder, the closing time (2, 3, 4) for the vacuum valve is detected (5) for different positions of the piston of the hydraulic cylinder and/or for different positions of the valve tappet of the vacuum valve (1) and stored (5) for subsequent open-loop or closed-loop control procedures. During a casting process, the position of the piston of the hydraulic cylinder and/or the valve tappet of the vacuum valve (201) is continuously detected. The point in time for closing the vacuum valve in correlation to the filling of the liquid metal into the cavity of the casting tool is determined (203) depending on the detected position (201), taking into account the stored closing time (5, 202) for this position (201).

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION
Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Vakuumventils an einer Kavität eines Gießwerkzeugs Method for controlling and/or regulating a vacuum valve on a cavity of a casting tool
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Vakuumventils an einer Kavität eines Gießwerkzeugs gemäß Anspruch 1 . The present invention relates to a method for controlling and/or regulating a vacuum valve on a cavity of a casting tool according to claim 1.
Es ist bekannt, an der Kavität eines Gießwerkzeugs ein Vakuumventil vorzusehen. Über dieses Vakuumventil kann die Kavität mit einer Saugleitung verbunden werden, um die Kavität zu evakuieren. Das Vakuum in der Kavität erweist sich als vorteilhaft für einen Gießprozess, weil damit bei dem Gießvorgang ein Einschluss von Luft oder Dämpfen reduziert bzw. vermieden werden kann. It is known to provide a vacuum valve in the cavity of a casting tool. The cavity can be connected to a suction line via this vacuum valve in order to evacuate the cavity. The vacuum in the cavity proves to be advantageous for a casting process because it can reduce or avoid the inclusion of air or vapors during the casting process.
Dazu ist beschrieben, dass das Vakuumventil bei einem Gießvorgang möglichst lange geöffnet bleiben soll. Das Ventil muss beim Einfüllen des flüssigen Metalls in die Kavität der Gießform so rechtzeitig geschlossen werden, dass kein flüssiges Metall durch das (noch geöffnete) Vakuumventil in die Saugleitung für das Vakuum angesaugt wird. Dies hätte verschiedene Nachteile. Zum einen ginge damit ein Teil des Volumens des Metalls verloren, das berechnet und ausgelegt ist, die Kavität in dem Gießvorgang vollständig auszufüllen. Über diesen Nachteil bei dem Werkstück hinaus wären aufwendige Maßnahmen notwendig, um das erstarrte Metall wieder aus der Saugleitung für das Vakuum mechanisch zu entfernen. Gegebenenfalls müssten auch Teile ausgetauscht werden, die unbeabsichtigt mit dem flüssigen Metall in Kontakt gekommen sind, jedoch für diese Temperaturen nicht ausgelegt sind. It is described that the vacuum valve should remain open for as long as possible during a casting process. When pouring the liquid metal into the cavity of the mold, the valve must be closed in good time so that no liquid metal is sucked through the (still open) vacuum valve into the suction line for the vacuum. This would have various disadvantages. On the one hand, part of the volume of the metal that is calculated and designed to completely fill the cavity in the casting process would be lost. In addition to this disadvantage of the workpiece, complex measures would be necessary to mechanically remove the solidified metal from the suction line for the vacuum. It may also be necessary to replace parts that have unintentionally come into contact with the liquid metal but are not designed for these temperatures.
Bei einem Gießvorgang treten beim Einfüllen des flüssigen Metalls in der Kavität Dämpfe und Gase auf. Die Dämpfe resultieren aus der Erwärmung der Kavität, durch die sich der Dampfdruck in der Kavität ändert. Feuchte, die eventuell an den Wänden der Kavität niedergeschlagen ist, verdampft durch diese Erwärmung. Außerdem werden auf die Wände Materialien aufgebracht, durch die ein Anhaften des Metalls in der Kavität beim Erkalten vermieden werden soll. Durch die Erwärmung der Kavität beim Einfüllen des flüssigen Metalls verdampfen diese Beschichtungen (teilweise), so dass sich Dämpfe bilden. Dieser Dampf und diese Gase können zu unerwünschten Einschlüssen in dem Werkstück führen, wenn diese Dämpfe und Gase nicht abgesaugt werden. During a casting process, vapors and gases occur when the liquid metal is poured into the cavity. The vapors result from the heating of the cavity, which changes the vapor pressure in the cavity. Any moisture that may have accumulated on the walls of the cavity evaporates as a result of this heating. In addition, materials are applied to the walls that prevent the metal from adhering the cavity should be avoided when cooling. As the cavity heats up when the liquid metal is poured in, these coatings (partially) evaporate, forming vapors. These vapors and gases can lead to unwanted inclusions in the workpiece if these vapors and gases are not extracted.
Weil diese Dämpfe und Gase - wie beschrieben - teilweise erst in der Kavität auftreten, wenn das flüssige Metall eingefüllt wird, ist es nicht möglich, die Kavität "vorab" zu evakuieren und dann luftdicht abzuschließen, um so das Vakuum zu halten bis zum Einfüllen des flüssigen Metalls. Ohnehin ist es problematisch, die Kavität luftdicht abzuschließen. Durch die wechselnden Temperaturen beim Gießprozess ist es schwierig, eine dauerhafte Abdichtung der Kavität zu erreichen. Because some of these vapors and gases - as described - only appear in the cavity when the liquid metal is filled, it is not possible to evacuate the cavity "in advance" and then seal it airtight in order to maintain the vacuum until the metal is filled liquid metal. In any case, it is problematic to seal the cavity airtight. Due to the changing temperatures during the casting process, it is difficult to achieve a permanent seal of the cavity.
Deswegen soll das Vakuumventil beim Einfüllen des flüssigen Metalls möglichst spät geschlossen werden, um die Dämpfe und Gase aus der Kavität zu evakuieren. Aus den erläuterten Gründen soll das Vakuumventil jedoch so rechtzeitig schließen, dass kein flüssiges Metall durch das Vakuumventil durchtritt. Therefore, the vacuum valve should be closed as late as possible when filling the liquid metal in order to evacuate the vapors and gases from the cavity. However, for the reasons explained, the vacuum valve should close in time so that no liquid metal passes through the vacuum valve.
Aus der US 5 488 985 A ist es bekannt, ein Vakuumventil an einer Kavität eines Gießwerkzeugs mittels eines pneumatischen oder auch mittels eines hydraulischen Antiebskolbens anzutreiben. From US 5,488,985 A it is known to drive a vacuum valve on a cavity of a casting tool by means of a pneumatic or also by means of a hydraulic drive piston.
Aus der WO 2002 100 573 A1 ist es bekannt, den Ventilkörper (Ventilstößel) eines Vakuumventils an einer Kavität eines Gießwerkzeugs über eine Steuerstange anzutreiben, an deren anderem Ende sich ein Kolben befindet. Dieser Kolben ist Bestandteil eines mit Gasdruck beaufschlagbaren Zylinders. Es handelt sich somit um einen pneumatischen Anrtieb. Es ist eine Schließzeit des Vakuumventils von weniger als 1 ms angegeben, die sich aus verschiedenen Konstanten ergibt, die durch die Bauart der Anordnung vorgegeben sind. Bei der beschriebenen Anordnung soll das Vakuumventil durch den Gasdruck gegen eine Feder offengehalten werden. Wenn der Gasdruck abgebaut wird, bewirkt die Federkraft ein Schließen des Vakuumventils. Um eine Schließzeit eines Vakuumvenitls vom geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand zu bestimmen, sind in der WO 2002 100 573 A1 verschiedene Parameter angegeben, mit denen anhand eines Modells des Zeitverhaltens des Vakuumventils bei einem Schließvorgang eine Schließzeit rechnerisch bestimmt werden soll. From WO 2002 100 573 A1 it is known to drive the valve body (valve tappet) of a vacuum valve on a cavity of a casting tool via a control rod, at the other end of which there is a piston. This piston is part of a cylinder that can be pressurized with gas. It is therefore a pneumatic drive. A closing time of the vacuum valve of less than 1 ms is specified, which results from various constants that are dictated by the design of the arrangement. In the arrangement described, the vacuum valve should be kept open by the gas pressure against a spring. When the gas pressure is released, the spring force causes the vacuum valve to close. To change the closing time of a vacuum valve from the open state to To determine the closed state, various parameters are specified in WO 2002 100 573 A1, with which a closing time is to be determined mathematically based on a model of the time behavior of the vacuum valve during a closing process.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, das Schließen des Vakuumventils eines Gießwerkzeugs während eines Gießprozesses zu optimieren. The present invention is based on the object of optimizing the closing of the vacuum valve of a casting tool during a casting process.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Vakuumventils an einer Kavität eines Gießwerkzeugs gemäß Anspruch 1 . Hierbei wird als Antriebselement für den Ventilstößel des Vakuumventils ein Kolben eines Hydraulikzylinders verwendet. This object is achieved by a method for controlling and / or regulating a vacuum valve on a cavity of a casting tool according to claim 1. A piston of a hydraulic cylinder is used as the drive element for the valve tappet of the vacuum valve.
Das Vakuumventil ist geschlossen, wenn der Ventilstößel auf dem Sitz des Ventilstößels im Vakuumventil aufsitzt. Wenn der Ventilstößel von diesem Sitz des Ventilstößels im Vakuumventil beabstandet ist, ist das Vakuumventil (ganz oder teilweise) geöffnet. The vacuum valve is closed when the valve stem rests on the seat of the valve stem in the vacuum valve. When the valve lifter is spaced from this seat of the valve lifter in the vacuum valve, the vacuum valve is (fully or partially) open.
Die Verwendung des Hydraulikzylinders hat den Vorteil, dass ein Hydraulikzylinder eine bessere Konstanz aufweist im Bewegungsablauf des Kolbens des Hydraulikzylinders. Gegenüber dem beschriebenen pneumatischen Antriebszylinder aus dem Stand der Technik treten keine Änderungen auf, die sich beispielsweise aus einer Materialermüdung der Feder mit zunehmendem Alter und zunehmender Betriebszeit ergeben. Das Pumpen einer inkompressiblen Hydraulikflüssigkeit eines Hydraulikzylinders führt ebenfalls zu einem besser vorhersehbaren Zeitverhalten als das Strömungsverhalten eines kompressiblen Mediums bei einem pneumatischen Antrieb. The use of the hydraulic cylinder has the advantage that a hydraulic cylinder has better consistency in the movement of the piston of the hydraulic cylinder. Compared to the described pneumatic drive cylinder from the prior art, there are no changes that result, for example, from material fatigue of the spring with increasing age and increasing operating time. Pumping an incompressible hydraulic fluid from a hydraulic cylinder also leads to a more predictable time behavior than the flow behavior of a compressible medium in a pneumatic drive.
Besonders bei den geforderten sehr kurzen Stellzeiten erweist sich die Verwendung des Hydraulikzylinders nach der vorliegenden Erfindung als vorteilhaft. The use of the hydraulic cylinder according to the present invention proves to be advantageous, particularly when the very short operating times are required.
Hierbei ist vorteilhaft eine Schaltstange durch ein Gießwerkzeug bis in die Kavität des Gießwerkzeugs geführt. Der Ventilstößel eines Vakuumventils ist in die Kavität des Gießwerkzeugs integriert. It is advantageous here to insert a switching rod through a casting tool into the cavity of the casting tool. The valve stem of a vacuum valve is integrated into the cavity of the casting tool.
Diese Schaltstange erweist sich als vorteilhaft, weil damit der Hydraulikzylinder in einer gewissen Entfernung von dem Gießwerkzeug betrieben werden kann. Dadurch kann erreicht werden, dass die wechselnden Temperaturen des Gießwerkzeugs einen allenfalls vernachlässigbaren Einfluss auf das Verhalten des Hydraulikzylinders - insbesondere auf die Bewegung des Kolbens des Hydraulikzylinders - haben. Dennoch besteht durch die Schaltstange eine unmittelbare Kopplung des Ventilstößels mit dem Kolben des Hydraulizylinders. Damit ist auch die Position des Ventilstößels unmittelbar mit der Position des Kolbens des Hydraulikzylinders gekoppelt. This switching rod proves to be advantageous because it allows the hydraulic cylinder to be operated at a certain distance from the casting tool. This can ensure that the changing temperatures of the casting tool have at best a negligible influence on the behavior of the hydraulic cylinder - in particular on the movement of the piston of the hydraulic cylinder. Nevertheless, the switching rod provides a direct coupling of the valve tappet with the piston of the hydraulic cylinder. This also means that the position of the valve tappet is directly linked to the position of the piston of the hydraulic cylinder.
Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung kann auch eingesetzt werden für ein Vakuumventil, das ohne Verwendung einer Schaltstange mit geringerem Abstand an der Kavität oder unmittelbar an der Seitenwand der Kavität angeordnet ist. The method according to the present invention can also be used for a vacuum valve which is arranged at a smaller distance on the cavity or directly on the side wall of the cavity without using a switching rod.
Bei der Ausgestaltung des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung wird für die Anordnung bestehend aus dem Vakuumventil und dem Hydraulikzylinder für verschiedene Positionen des Kolbens des Hydraulikzylinders und/oder für verschiedene Positionen des Ventilstößels des Vakuumventils die Schließzeit für das Vakuumventil erfasst und für nachfolgende Steuerungs- oder Regelungsvorgänge gespeichert. Nachfolgend zu diesem Kalibriervorgang erfolgt während eines Gießprozesses eine kontinuierliche Erfassung der Position des Kolbens des Hydraulikzylinders und/oder des Ventilstößels des Vakuumventils. Der Zeitpunkt für das Schließen des Vakuumventils in Korrelation zu dem Einfüllen des flüssigen Metalls in die Kavität des Gießwerkzeugs wird abhängig von der erfassten Position festgelegt unter Berücksichtigung der gespeicherten Schließzeit für diese Position. When designing the method according to the present invention, the closing time for the vacuum valve is recorded for the arrangement consisting of the vacuum valve and the hydraulic cylinder for different positions of the piston of the hydraulic cylinder and/or for different positions of the valve lifter of the vacuum valve and for subsequent control or regulation processes saved. Following this calibration process, the position of the piston of the hydraulic cylinder and/or the valve tappet of the vacuum valve is continuously recorded during a casting process. The time for closing the vacuum valve in correlation with the filling of the liquid metal into the cavity of the casting tool is determined depending on the detected position, taking into account the stored closing time for this position.
Wenn zu der Kennlinie mehrere Stützstellen gespeichert sind als Wertepaare der Position des Kolbens des Hydraulikzylinders bzw. der Position des Ventilstößels und der Schließzeit des Vakuumventils zu dieser Position, ist es auch möglich, aus der Kennlinie eine Schließzeit durch eine Interpolation abzuleiten, wenn zu der momentan erfassten Position des Kolbens des Hydraulikzylinders bzw. der momentan erfassten Position des Ventilstößels kein Wertepaar der Kennlinie gespeichert ist. Die Interpolation kann erfolgen durch eine Bewertung der Schließzeiten der Kennlinie If several reference points are stored for the characteristic curve as value pairs of the position of the piston of the hydraulic cylinder or the position of the valve tappet and the closing time of the vacuum valve at this position, it is also possible from the Characteristic curve to derive a closing time by interpolation if no value pair of the characteristic curve is stored for the currently detected position of the piston of the hydraulic cylinder or the currently detected position of the valve tappet. The interpolation can be done by evaluating the closing times of the characteristic curve
• zu einem ersten Wertepaar der Kennlinie, bei dem die Position des Kolbens des Hydraulikzylinders bzw. die Position des Ventilstößels den geringsten Abstand zur momentan erfassten Position des Kolbens des Hydraulikzylinders bzw. der momentan erfassten Position des Ventilstößels aufweist, • to a first pair of values of the characteristic curve, in which the position of the piston of the hydraulic cylinder or the position of the valve tappet has the smallest distance to the currently detected position of the piston of the hydraulic cylinder or the currently detected position of the valve tappet,
• wobei die Position des Kolbens des Hydraulikzylinders bzw. die Position des Ventilstößels dieses ersten Wertepaares dichter an der geschlossenen Stellung des Vakuumventils liegt als die momentan erfasste Position des Kolbens des Hydraulikzylinders bzw. die momentan erfasste Position des Ventilstößels sowie • where the position of the piston of the hydraulic cylinder or the position of the valve tappet of this first pair of values is closer to the closed position of the vacuum valve than the currently detected position of the piston of the hydraulic cylinder or the currently detected position of the valve tappet and
• zu einem zweiten Wertepaar der Kennlinie, bei dem die Position des Kolbens des Hydraulikzylinders bzw. die Position des Ventilstößels den geringsten Abstand zur momentan erfassten Position des Kolbens des Hydraulikzylinders bzw. der momentan erfassten Position des Ventilstößels aufweist, • to a second pair of values of the characteristic curve, in which the position of the piston of the hydraulic cylinder or the position of the valve tappet has the smallest distance to the currently detected position of the piston of the hydraulic cylinder or the currently detected position of the valve tappet,
• wobei die Position des Kolbens des Hydraulikzylinders bzw. die Position des Ventilstößels dieses zweiten Wertepaares dichter an der vollständig geöffneten Stellung des Vakuumventils liegt als die momentan erfasste Position des Kolbens des Hydraulikzylinders bzw. die momentan erfasste Position des Ventilstößels. • where the position of the piston of the hydraulic cylinder or the position of the valve tappet of this second pair of values is closer to the fully open position of the vacuum valve than the currently detected position of the piston of the hydraulic cylinder or the currently detected position of the valve tappet.
Diese Interpolation zwischen diesen beiden Wertepaaren kann beispielsweise eine lineare Interpolation sein. Es ist ebenso möglich, bei der Interpolation mehr als zwei Wertepaare zu berücksichtigen. This interpolation between these two pairs of values can be, for example, a linear interpolation. It is also possible to take more than two pairs of values into account during interpolation.
Die Schließzeit bedeutet hierbei die Zeitdauer, die vergeht, bis das Vakuumventil vollständig geschlossen ist, wenn in der jeweiligen Position ein Ansteuersignal zum vollständigen Schließen des Vakuumventils ausgegeben wird. Es ist grundsätzlich möglich, diese Schließzeit für die einzelnen Positionen während der Kalibrierung so zu erfassen, dass die Schließzeit gespeichert wird, wenn der Kolben (und damit auch der Ventilstößel) von der Ruheposition in dieser Position ausgehend bewegt werden, um das Vakuumventil zu schließen. Es ist auch möglich, diese Schließzeit für die einzelnen Positionen während der Kalibrierung so zu erfassen, dass die Schließzeit gespeichert wird, wenn der Kolben (und damit auch der Ventilstößel) von der Ruheposition in maximal geöffneter Stellung des Vakuumventils ausgehend bewegt werden, um das Vakuumventil zu schließen. Der Kolben (und damit auch der Ventilstößel) haben dann eine Anfangsgeschwindigkeit vo, wenn sie beim Schließen des Vakuumventils über die jeweilige Position hinwegbewegt werden. Es hat sich gezeigt, dass die Unterschiede bei der Schließzeit zu einer Position vernachlässigbar sind zwischen einem Bewegungsablauf ausgehend von der Ruheposition in dieser Position (vo=O) zu einem Bewegungsablauf, bei dem der Kolben (und damit auch der Ventilstößel) ausgehend von der maximal geöffneten Position bewegt werden und damit in der Position bereits eine Anfangsgeschwindigkeit vo>O haben. Es ist sinnvoll, die Kalibrierung durchzuführen, indem ein Schließvorgang durchgeführt wird von der maximal geöffneten Stellung des Vakuumventils. Bei dem Schließvorgang wird kontinuierlich die Position des Kolbens und/oder die Position des Ventilstößels erfasst. Wenn koordiniert dazu die jeweilige Zeit erfasst wird, zu der sich der Kolben und/oder der Ventilstößel in der jeweiligen Position befinden, kann damit mit einem Schließvorgang die Kalibrierung des Vakuumventils mit dem Hydraulikzylinder durchgeführt werden. The closing time here means the time that elapses until the vacuum valve is completely closed when a control signal for completely closing the vacuum valve is output in the respective position. In principle, it is possible to record this closing time for the individual positions during calibration in such a way that the closing time is saved when the piston (and thus also the valve tappet) is moved from the rest position to this position in order to close the vacuum valve. It is also possible to record this closing time for the individual positions during calibration in such a way that the closing time is saved when the piston (and thus also the valve lifter) is moved from the rest position in the maximum open position of the vacuum valve to the vacuum valve close. The piston (and therefore also the valve tappet) then have an initial speed of vo when they are moved beyond the respective position when the vacuum valve is closed. It has been shown that the differences in the closing time to a position are negligible between a movement starting from the rest position in this position (vo = O) to a movement in which the piston (and thus also the valve tappet) starts from the maximum can be moved to the open position and thus already have an initial speed of >O in this position. It makes sense to carry out the calibration by closing the vacuum valve from the maximum open position. During the closing process, the position of the piston and/or the position of the valve lifter is continuously recorded. If the respective time at which the piston and/or the valve tappet are in the respective position is recorded in a coordinated manner, the calibration of the vacuum valve with the hydraulic cylinder can be carried out with a closing process.
Die Kalibrierung des Vakuumventils muss kein abgeschlossener Prozess sein, bevor das Vakuumventil verwendet wird. Im laufenden Betrieb werden ebenfalls die Position des Kolbens des Hydraulikzylinders bzw. die Position des Ventilstößels des Vakuumventils erfasst. Mit einer Zeitmessung im laufenden Prozess lässt sich dann auch jeweils die aktuelle Schließzeit des Vakuumventils ausgehend von dieser momentan erfassten Position messen. Die Kalibrierung des Vakuumventils kann mit diesen Daten aus den laufenden Gießprozessen aktualisiert werden. Dabei können diese Wertepaare als zusätzliche Wertepaare der Kennlinie gespeichert werden. Es kann dabei mittels statistischer Methoden eine Glättung der Kennlinie erfolgen. Vacuum valve calibration does not need to be a completed process before the vacuum valve is used. During ongoing operation, the position of the piston of the hydraulic cylinder and the position of the valve tappet of the vacuum valve are also recorded. By measuring time during the ongoing process, the current closing time of the vacuum valve can then be measured based on this currently recorded position. The calibration of the vacuum valve can be updated with this data from the ongoing casting processes. These value pairs can be saved as additional value pairs of the characteristic curve. The characteristic curve can be smoothed using statistical methods.
Ebenso kann mittels statistischer Methoden eine stärkere Gewichtung von gemessenen Wertepaaren erfolgen, die aus kürzer zurückliegenden Gießprozessen stammen gegenüber gemessenen Wertepaaren, die aus länger zurückliegenden Gießprozessen stammen. Vorteilhaft werden bei dieser Vorgehensweise Alterungserscheinungen des Vakuumventils in der Kalibrierung berücksichtigt, die u.ll. zu einer Änderung der Schließzeiten führen. In diesem Zusammenhang ist auch eine Fehlerdiagnose möglich in dem Sinne, dass die Wertepaare der Kalibrierung des Vakuumventils im Neuzustand gespeichert und mit den aktuellen Wertepaaren der Kalibrierung verglichen werden. Wird für die Schließzeiten zu bestimmten Positionen eine Abweichung oberhalb eines Schwellwertes zwischen dem Vakuumventil im Neuzustand und der aktuellen Kalibrierung festgestellt, kann ein Fehlersignal generiert werden. Aufgrund dieses Fehlersignals kann beispielsweise eine Aufforderung zu einem Ersatz des Vakuumventils ausgegeben werden. Statistical methods can also be used to give greater weighting to measured value pairs that come from recent casting processes compared to measured value pairs that come from longer-ago casting processes. With this procedure, signs of aging of the vacuum valve are advantageously taken into account in the calibration, which may occur. lead to a change in closing times. In this context, error diagnosis is also possible in the sense that the pairs of values from the calibration of the vacuum valve are saved when new and compared with the current pairs of values from the calibration. If a deviation above a threshold value is detected for the closing times at certain positions between the vacuum valve in new condition and the current calibration, an error signal can be generated. Based on this error signal, a request to replace the vacuum valve can, for example, be issued.
Nach der Kalibrierung kann von einem Steuergerät ein Ansteuersignal für das Schließen des Vakuumventils unter Berücksichtigung der Schließzeit ausgegeben werden, wenn sich anhand von Daten des Gießprozesses ergibt, dass das Vakuumventil nach Ablauf einer angeforderten Zeit TAnforderung geschlossen sein muss, die um einen Betrag größer ist als die gespeicherte Schließzeit für die jeweilige Position des Kolbens des Hydraulikzylinders oder die jeweilige Position des Ventilstößels des Vakuumventils, wobei dieser Betrag zwar größer als “0” ist, jedoch geringer ist als ein Schwellwert. After calibration, a control device can output a control signal for closing the vacuum valve, taking the closing time into account, if data from the casting process show that the vacuum valve must be closed after a requested time T requirement that is greater than the stored closing time for the respective position of the piston of the hydraulic cylinder or the respective position of the valve lifter of the vacuum valve, whereby this amount is greater than “0” but is less than a threshold value.
Wenn sich dabei ergibt, dass die Zeit TAnforderung kürzer ist als die gespeicherte Schließzeit für die Position kann eine Rückkopplung zu dem Gießprozess in dem Sinne erfolgen, dass die Einstellung der Stellgrößen des Gießprozesses so verzögert wird, dass sich eine Zeit TAnforderung ergibt, die um einen Betrag größer ist als die gespeicherte Schließzeit für die jeweilige Position des Kolbens des Hydraulikzylinders oder die jeweilige Position des Ventilstößels des Vakuumventils. Die Stellgrößen des Gießprozesses können insbesondere die Zeit sein, zu der das Einfüllen des flüssigen Metalls in die Kavität beginnt und/oder die Einfüllgeschwindigkeit für das flüssige Metall in die Kavität. If it turns out that the time T requirement is shorter than the stored closing time for the position, feedback to the casting process can take place in the sense that the setting of the manipulated variables of the casting process is delayed so that a time T requirement results that is by one Amount is greater than the stored closing time for the respective position of the piston of the hydraulic cylinder or the respective position of the valve lifter of the vacuum valve. The manipulated variables of the casting process can in particular be the time at which the filling of the liquid metal into the cavity begins and/or the filling speed for the liquid metal into the cavity.
Eine vorausschauende Überwachung im Sinne einer Steuerung oder Regelung des Ventilstößels wird ermöglicht hinsichtlich der offenen Position, der geschlossenen Position und auch der Schließzeit. Predictive monitoring in the sense of controlling or regulating the valve tappet is made possible with regard to the open position, the closed position and also the closing time.
Diese Überwachung resultiert aus der hydraulischen Reaktionszeit und aus der mechanischen Schließzeit. This monitoring results from the hydraulic reaction time and the mechanical closing time.
Mit der präzisen Steuerung der Position des Ventilkörpers mittels des Hyraulikzylinders und (soweit vorhanden) der Steuerstange, der kontinuierlichen Positionsmessung sowie der Kalibrierung und Speicherung der Schließzeiten für die einzelnen Position lässt sich der Gießprozess über den Aspekt des rechtzeitigen Schließens des Vakuumventils hinaus in einem umfassenderen Sinne optimieren. With the precise control of the position of the valve body using the hydraulic cylinder and (if present) the control rod, the continuous position measurement as well as the calibration and storage of the closing times for the individual positions, the casting process can be expanded beyond the aspect of timely closing of the vacuum valve in a more comprehensive sense optimize.
Der Ablauf eines üblichen Gießprozesses ist so, dass zunächst das flüssige Metall nur mit einer geringen Geschwindigkeit in die Kavität gefördert wird. Erst nach Ablauf einer bestimmten Zeit nach dem Beginn des Einfüllens des flüssigen Metalls wird die Einfüllgeschwindigkeit erhöht auf eine Maximalgeschwindigkeit für das Einfüllen des flüssigen Metalls. The usual casting process is such that the liquid metal is initially conveyed into the cavity at a low speed. Only after a certain time has elapsed after the start of filling in the liquid metal is the filling speed increased to a maximum speed for filling in the liquid metal.
Es hat sich in diesem Zusammenhang als zweckmäßig erwiesen, für die Anfangszeitdauer, in der das flüssige Metall am Anfang mit einer geringeren Geschwindigkeit in die Kavität einströmt, das Vakuumventil geschlossen zu halten. In this context, it has proven to be expedient to keep the vacuum valve closed for the initial period in which the liquid metal initially flows into the cavity at a lower speed.
Dies hat den Vorteil, dass sich dadurch in der Kavität ein gewisser Druck aufbaut, der das Einströmen des flüssigen Metalls bremst. In dieser Anfangszeitdauer stellt sich eine laminare Strömung des flüssigen Metalls ein. Dabei werden die Dämpfe und Gase in der Kavität durch das flüssige Metall verdrängt, so dass es üblicherweise in dieser Phase des Gießprozesse nicht zu Einschlüssen von Dämpfen oder Gasen in das Werkstück kommt. Insofern schadet der geschlossene Zustand des Vakuumventils in dieser Anfangszeitdauer dem Gießprozess und dem Werkstück nicht. This has the advantage that a certain pressure builds up in the cavity, which slows down the flow of liquid metal. During this initial period, a laminar flow of the liquid metal occurs. The vapors and gases in the cavity are displaced by the liquid metal, so that there are usually no inclusions of vapors or gases in the workpiece in this phase of the casting process. In this respect, the closed state of the vacuum valve in this initial period does not harm the casting process or the workpiece.
Wenn nach der Anfangszeitdauer das flüssige Metall mit maximaler Geschwindigkeit in die Kavität strömt, kann dies zum einen dazu führen, dass die Strömung nicht mehr laminar ist, sondern dass Verwirbelungen auftreten. Es ist auch zu beobachten, dass das flüssige Metall (insbesondere, wenn es sich dabei um Aluminium handelt) beim Einströmen in die Kavität zerstäubt. Besonders diese zerstäubten Partikel bilden Probleme hinsichtlich Einschlüssen von Dämpfen oder Gasen in dem Werkstück, weil diese zerstäubten Partiel mit eventuell vorhandenen Dämpfen oder Gasen Aerosole bilden. Wenn im weiteren Prozess die zerstäubten Partikel wieder mit der “Hauptmasse” des flüssigen Metalls in Verbindung kommen, sind die angebundenen Dampf- oder Gaspartikel ebenfalls mit angebunden, so dass es dann zu Einschlüssen in dem Werkstück kommt. Um das zu vermeiden, ist folgende Maßnahme sinnvoll. If, after the initial period of time, the liquid metal flows into the cavity at maximum speed, this can lead to the flow no longer being laminar, but to turbulence occurring. It can also be observed that the liquid metal (especially if it is aluminum) atomizes as it flows into the cavity. These atomized particles in particular cause problems with regard to the inclusion of vapors or gases in the workpiece, because these atomized particles form aerosols with any vapors or gases that may be present. When the atomized particles come into contact with the “main mass” of the liquid metal again in the further process, the attached vapor or gas particles are also attached, so that inclusions then arise in the workpiece. To avoid this, the following measure makes sense.
Nachdem das Vakkumventil während der Anfangszeitdauer geschlossen ist, wird das Vakuumventil nach dieser Anfangszeitdauer zumnindet teilweise geöffnet. Dadurch können Dämpfe und Gase aus der Kavität abgesaugt werden. Dadurch wird der Wirkungsquerschnitt für die beschriebene Bildung der Aerosole verringert. After the vacuum valve is closed during the initial period, the vacuum valve is at least partially opened after this initial period. This allows vapors and gases to be extracted from the cavity. This reduces the effective cross section for the formation of the aerosols described.
Ob das Vakuumventil lediglich teilweise oder ganz geöffnet wird, hängt im Wesentlichen davon ab, welche Schließzeit TAnforderung von dem Gießprozess her gefordert ist und bis zu welchem Öffnungsgrad des Vakuumventils die gespeicherte Schließzeit kürzer ist als die angeorderte Teit TAnforderung für das Schließen des Vakuumventils. Der Zeitpunkt für das Schließen des Vakuumventils wird darrauffolgend festgelegt wie oben beschrieben und wie im Zusammenhang mit Figur 2 erläutert. Whether the vacuum valve is only partially or completely opened essentially depends on which closing time T requirement is required by the casting process and up to which degree of opening of the vacuum valve the stored closing time is shorter than the ordered time T requirement for closing the vacuum valve. The time for closing the vacuum valve is subsequently determined as described above and as explained in connection with Figure 2.
Durch die dargestellte Möglichkeit der präzisen Einstellung des Vakuumventils mit kurzen Stellzeiten ist es auch möglich, andere Konzepte für die Steuerung und/oder Regelung des Gießprozesses umzusetzen. Due to the presented possibility of precise adjustment of the vacuum valve with short operating times, it is also possible to implement other concepts for the control and/or regulation of the casting process.
Es ist ergänzend zu den bisherigen Erläuterungen möglich, Toleranzen auf die Positionen und die Schließzeit einzustellen. In addition to the previous explanations, it is possible to set tolerances for the positions and the closing time.
Insgesamt kann damit der Gießprozess optimiert werden. Der Rüst- und Einstellprozess lässt sich damit beschleunigen. Overall, the casting process can be optimized. This speeds up the setup and adjustment process.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. An embodiment of the invention is shown in the drawing.
Es zeigt dabei: It shows:
Fig. 1 : eine Prinzipdarstellung der Vorgehensweise zur Kalibrierung des Hydraulikzylinders und des Vakuumventils und Fig. 1: a schematic representation of the procedure for calibrating the hydraulic cylinder and the vacuum valve and
Fig. 2: eine Vorgehensweise zur Regelung eines Gießprozesses. Fig. 2: a procedure for controlling a casting process.
Figur 1 zeigt eine Prinzipdarstellung der Vorgehensweise zur Kalibrierung des Hydraulikzylinders und des Vakuumventils. Figure 1 shows a schematic diagram of the procedure for calibrating the hydraulic cylinder and the vacuum valve.
In einem Schritt 1 wird die aktuelle Position des Kolbens des Hydraulikzylinders und/oder die aktuelle Position des Ventilstößels des Vakuumventils erfasst. In a step 1, the current position of the piston of the hydraulic cylinder and/or the current position of the valve tappet of the vacuum valve is recorded.
In dem Schritt 2 wird ein Ansteuersignal ausgegeben zum Schließen des Vakuumventils durch den Hydraulikzylinder. Außerdem wird eine Zeiterfassung gestartet. In step 2, a control signal is output to close the vacuum valve by the hydraulic cylinder. A time recording is also started.
In dem Schritt 3 wird die im Schritt 2 gestartete Zeiterfassung weitergeführt. Zu der aktuell erfassten Zeit wird weiterhin die aktuell erfasste Position des Kolbens des Hydraulikzylinders und/oder des Ventilstößels des Vakuumventils gespeichert. Das Ansteuersignal zum Schließen des Vakuumventils wird weiterhin ausgegeben. In step 3, the time recording started in step 2 is continued. At the currently recorded time, the currently recorded position of the piston continues to be displayed Hydraulic cylinder and / or the valve lifter of the vacuum valve is stored. The control signal for closing the vacuum valve continues to be output.
In dem Schritt 3 wird geprüft, ob der Ventilstößel des Vakuumventils in der Stellung ist, in der das Vakuumventil vollständig geschlossen ist. In step 3 it is checked whether the valve lifter of the vacuum valve is in the position in which the vacuum valve is completely closed.
Ist dies nicht der Fall, erfolgt ein Übergang zu dem Schritt 2, in dem die Zeiterfassung weitergeführt wird. Zu der aktuell erfassten Zeit wird weiterhin die aktuell erfasste Position des Kolbens des Hydraulikzylinders und/oder des Ventilstößels des Vakuumventils gespeichert. Das Ansteuersignal zum Schließen des Vakuumventils wird weiterhin ausgegeben. If this is not the case, there is a transition to step 2, in which time recording continues. At the currently recorded time, the currently recorded position of the piston of the hydraulic cylinder and/or the valve tappet of the vacuum valve is also stored. The control signal for closing the vacuum valve continues to be output.
Wird in dem Schritt 4 festgestellt, dass das Vakuumventil vollständig geschlossen ist. erfolgt ein Übergang zu dem Schritt 5, in dem die Zeiterfassung gestoppt wird. Außerdem wird die durch die Zeiterfassung für diesen Schließvorgang des Vakuumventils erfasste Zeit als Schließzeit des Vakuumventils zu der im Schritt 1 erfassten Position des Kolbens des Hydraulikzylinders und/oder des Ventilstößels des Vakuumventils für nachfolgende Steuerungs- oder Regelvorgänge von Gießprozessen mit diesem Gießwerkzeug gespeichert. If it is determined in step 4 that the vacuum valve is completely closed. There is a transition to step 5, in which the time recording is stopped. In addition, the time recorded by the time recording for this closing process of the vacuum valve is saved as the closing time of the vacuum valve to the position of the piston of the hydraulic cylinder and/or the valve lifter of the vacuum valve recorded in step 1 for subsequent control or regulation processes of casting processes with this casting tool.
In dem Schritt 5 kann außerdem aus der erfassten Zeit für den Schließvorgang ausgehend von der Position gemäß Schritt 1 bis zum vollständigen Schließen des Vakuumventils zu den im Schritt 2 erfassten Wertepaaren der Zeiterfassung und der zugehörigen Position zu jeder der Positionen die jeweilige Schließzeit erfasst werden (erfasste Gesamtzeit abzüglich der Zeit, die zu der jeweiligen Position in dem Schritt 2 erfasst wurde). In step 5, the respective closing time can also be recorded (recorded) from the recorded time for the closing process, starting from the position according to step 1 until the vacuum valve is completely closed, to the time recording value pairs recorded in step 2 and the associated position for each of the positions Total time minus the time recorded for the respective position in step 2).
Der Kalibriervorgang der Darstellung der Figur 1 kann alternativ zur Berechnung der Schließzeit für die Zwischenposition, die gemäß Schritt 2 erfasst wurden, für verschiene Positionen des Kolbens des Hydraulikzylinders bzw. Positionen des Ventilstößels des Vakuumventils wiederholt werden, so dass diese Positionen (nacheinander) der Position gemäß Schritt 1 entspricht, zu der die Gesamtzeit erfasst wird. As an alternative to calculating the closing time for the intermediate position, which was recorded in accordance with step 2, the calibration process of the representation in Figure 1 can be repeated for various positions of the piston of the hydraulic cylinder or positions of the valve lifter of the vacuum valve, so that these positions (sequentially) of the position according to step 1, to which the total time corresponds is recorded.
Figur 2 zeigt eine Vorgehensweise zur Regelung eines Gießprozesses. Figure 2 shows a procedure for controlling a casting process.
In dem Schritt 201 erfolgt eine Erfassung der Position des Kolbens des Hydraulikzylinders und/oder der Position des Ventilstößels des Vakuumventils. Außerdem wird in dem Schritt 201 aus der entsprechend den Erläuterungen zur Figur 1 erzeugten Tabelle die Schließzeit ausgelesen, die im Schritt 5 der Figur 1 zu dieser im Schritt 201 erfassten Position gespeichert ist. In step 201, the position of the piston of the hydraulic cylinder and/or the position of the valve lifter of the vacuum valve is detected. In addition, in step 201, the closing time is read out from the table generated in accordance with the explanations for FIG. 1, which is stored in step 5 of FIG. 1 for this position recorded in step 201.
Im Schritt 202 wird die Zeit TAnforderung von einem Steuer- oder Regelgerät ermittelt, innerhalb der das Vakuumventil abhängig von anderen Parametern des Gießprozesses geschlossen sein muss. In step 202, the time T requirement is determined by a control or regulating device, within which the vacuum valve must be closed depending on other parameters of the casting process.
In dem Schritt 203 wird die im Schritt 202 ermittelte Zeit TAnforderung mit der Schließzeit verglichen, die im Schritt 201 aus der Tabelle zu der ermittelten Position ausgelesen wurde. Ist die Schließzeit um weniger als einen Schwellwert geringer als die in dem Schritt 202 ermittelte Zeit TAnforderung, erfolgt ein Übergang zu dem Schritt 204, in dem das Ansteuersignal zum Schließen des Vakuumventils ausgegeben wird. In step 203, the time T request determined in step 202 is compared with the closing time that was read out of the table for the determined position in step 201. If the closing time is less than a threshold value less than the time T requirement determined in step 202, a transition to step 204 occurs, in which the control signal for closing the vacuum valve is output.
Ergibt die Prüfung im Schritt 203, dass die Schließzeit um mehr als diesen Schwellwert kleiner als die im Schritt 202 ermittelte Zeit TAnforderung, erfolgt ein Übergang zu dem Schritt 201 . Dieser Übergang kann ggf. auch zu dem Schritt 202 erfolgen, wenn keine erneute Erfassung der Position des Kolbens des Hydraulikzylinders und/oder der Position des Ventilstößels des Vakuumventils erfolgen soll. If the check in step 203 shows that the closing time is smaller than the time T requirement determined in step 202 by more than this threshold value, a transition to step 201 takes place. If necessary, this transition can also take place in step 202 if the position of the piston of the hydraulic cylinder and/or the position of the valve lifter of the vacuum valve is not to be recorded again.
Ergibt die Prüfung in dem Schritt 203, dass die Schließzeit größer ist als die im Schritt 202 ermittelte Zeit TAnforderung, kann eine Fehlerbehandlung durchgeführt werden, die hier nicht im Einzelnen grafisch dargestellt ist. Diese Fehlerbehandlung besteht darin, dass die Stellgrößen des Gießprozesses - insbesondere Zeitpunkt und Geschwindigkeit des Einfüllens des flüssigen Metalls in die Kavität des Gießwerkzeugs - so angepasst werden, dass die Schließzeit wieder kleiner ist als die Zeit TAnforderung, die in dem Schritt 202 ermittelt wird. If the check in step 203 shows that the closing time is greater than the time T request determined in step 202, error treatment can be carried out, which is not shown graphically in detail here. This error treatment consists of the control variables of the casting process - in particular the time and speed of pouring the liquid metal into the cavity Casting tool - can be adjusted so that the closing time is again smaller than the time T requirement, which is determined in step 202.
Wie beschrieben können wie gemessenen Werte der aktuallen Position des Kolbens des Hydraulikzylinders bzw. der Position des Ventilstößels des Vakuumventils vor dem Schließen sowie die gemessene Schließzeit im laufenden Gießprozess verwendet werden, um die Kalibrierung des Vakuumventils zu aktualisieren. As described, measured values of the current position of the piston of the hydraulic cylinder or the position of the valve stem of the vacuum valve before closing as well as the measured closing time in the ongoing casting process can be used to update the calibration of the vacuum valve.

Claims

ANSPRÜCHE Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Vakuumventils an einer Kavität eines Gießwerkzeugs wobei als Antriebselement für den Ventilstößel des Vakuumventils ein Kolben eines Hydraulikzylinders verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass für die Anordnung bestehend aus dem Vakuumventil und dem Hydraulikzylinder für verschiedene Positionen des Kolbens des Hydraulikzylinders und/oder für verschiedene Positionen des Ventilstößels des Vakuumventils (1 ) die Schließzeit (2, 3, 4) für das Vakuumventil erfasst (5) und für nachfolgende Steuerungs- oder Regelungsvorgänge gespeichert wird (5), dass während eines Gießprozesses eine kontinuierliche Erfassung der Position des Kolbens des Hydraulikzylinders und/oder des Ventilstößels des Vakuumventils erfolgt (201 ), und dass der Zeitpunkt für das Schließen des Vakuumventils in Korrelation zu dem Einfüllen des flüssigen Metalls in die Kavität des Gießwerkzeugs abhängig von der erfassten Position (201 ) festgelegt wird (203) unter Berücksichtigung der gespeicherten Schließzeit (5, 202) für diese Position (201 ). CLAIMS Method for controlling and/or regulating a vacuum valve on a cavity of a casting tool, a piston of a hydraulic cylinder being used as a drive element for the valve tappet of the vacuum valve, characterized in that for the arrangement consisting of the vacuum valve and the hydraulic cylinder for different positions of the piston of the Hydraulic cylinder and / or for different positions of the valve tappet of the vacuum valve (1), the closing time (2, 3, 4) for the vacuum valve is recorded (5) and stored for subsequent control or regulation processes (5), so that continuous recording occurs during a casting process the position of the piston of the hydraulic cylinder and / or the valve tappet of the vacuum valve takes place (201) and that the time for closing the vacuum valve is determined in correlation to the filling of the liquid metal into the cavity of the casting tool depending on the detected position (201). (203) taking into account the stored closing time (5, 202) for this position (201).
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5488985A (en) 1993-02-02 1996-02-06 Fondarex, F. Hodler & Cie. S.A. Valve assembly for venting diecasting moulds
WO2002100573A1 (en) 2001-06-13 2002-12-19 Alcan Technology & Management Ltd. Vacuum valve for a die casting machine
JP2007268550A (en) * 2006-03-30 2007-10-18 Aisin Seiki Co Ltd Vacuum die casting apparatus and vacuum die casting method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5488985A (en) 1993-02-02 1996-02-06 Fondarex, F. Hodler & Cie. S.A. Valve assembly for venting diecasting moulds
WO2002100573A1 (en) 2001-06-13 2002-12-19 Alcan Technology & Management Ltd. Vacuum valve for a die casting machine
JP2007268550A (en) * 2006-03-30 2007-10-18 Aisin Seiki Co Ltd Vacuum die casting apparatus and vacuum die casting method

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