WO1996029163A1 - Sandformqualität durch ölstrommessung zum presshaupt - Google Patents

Sandformqualität durch ölstrommessung zum presshaupt Download PDF

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WO1996029163A1
WO1996029163A1 PCT/DE1996/000463 DE9600463W WO9629163A1 WO 1996029163 A1 WO1996029163 A1 WO 1996029163A1 DE 9600463 W DE9600463 W DE 9600463W WO 9629163 A1 WO9629163 A1 WO 9629163A1
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WO
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sand
change
amount
oil
molding
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PCT/DE1996/000463
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English (en)
French (fr)
Inventor
Lutz Stegemann
Wilfried Ebrecht
Harald Müller
Hans-Joachim Grosser
Original Assignee
Künkel-Wagner Prozesstechnologie GmbH
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Publication date
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C15/00—Moulding machines characterised by the compacting mechanism; Accessories therefor
    • B22C15/02—Compacting by pressing devices only
    • B22C15/08—Compacting by pressing devices only involving pneumatic or hydraulic mechanisms

Definitions

  • the invention relates to the control or regulation of a multi-punch press head or block press head of a molding machine for clay-bound molding material (e.g. molding sand).
  • clay-bound molding material e.g. molding sand
  • the invention is concerned with adapting the parameters which can be influenced in order to obtain a long-term good sand form. Constant height of the bale of sand should be made possible as well as uniformity of compaction. The time for pressing should be adjusted so that minimal time is achieved per sand mold.
  • the parameters are to be obtained (measured) directly on the sand molding machine, for which purpose the oil flow of the press head or its change is used (claim 1). Surprisingly, the measurement of the oil flow provides a good starting point for the controlled or regulated improvement of the sand shape.
  • Four possibilities for regulation or control concern the regulation of the amount of sand in the molding box (claim 2, alt. A), the measurement of the stamp position without sensors arranged close to the stamp (claim 2, alt. B), the detection, detection or
  • the alternatives can be used cumulatively, up to all four "alternatives" at the same time. If models of different sizes are molded in succession, the amount of sand required is different. After the model has been changed, a mechanical height detection device registers the current fill level of the boxes after pressing in the prior art. In the case of overshoot / undershoot, the amount of sand that is made available in the hopper for the following pressing process is corrected accordingly. This ensures that an optimal amount of sand can be filled and compacted again after the model has been changed (more / less sand is filled into the machine bunker according to the control signal).
  • the method used according to the invention considerably simplifies the outlay on equipment.
  • the measuring principle can be used to measure volume flows of e.g. Hydraulic oil can be used.
  • the principle is based on the controlled generation of Coriolis forces. These forces occur in a system whenever a translatory (rectilinear) and a rotary (rotating) movement overlap.
  • an oscillation is set instead of the rotary movement.
  • Two rectilinear tubes through which the product flows are set in vibration (resonance) and form a kind of "tuning fork".
  • the phase position of the oscillation is changed differently on the inlet and outlet sides by the mass flow, which is detected by optical sensors.
  • the phase difference is proportional to the mass flow and is available as a linear standardized output signal.
  • the resonance frequency of the measuring tubes depends on the vibrating mass and thus on the product density.
  • a Control circuit ensures that the system is always operated in resonance.
  • the product density is then calculated from the resonance frequency.
  • the temperature of the measuring tubes is recorded. This signal corresponds to the product temperature and is also available for external purposes.
  • the compressibility correction or the corresponding optimization works long-term, by adding or blocking sludge or by changing the moisture of the molding sand before it is filled into the molding box (claim 3, claim 4). With each pressing (forming), a new measured value for the compressibility is available via the hydraulic fluid gradient measurement, which causes a desired change in the sand. To the extent that the relevant regulation is still desired, it is based on a setpoint / actual value comparison (claim 5, claim 8).
  • FIG. 1 represents an embodiment of the
  • Control procedure 1 in which the amount of sand is changed after a model change in order to achieve the same sand bale heights.
  • FIG. 2 represents an exemplary embodiment with which a stamp torn out after the end of the pressing can be recognized on the basis of an oil quantity measurement.
  • FIG. 3 relates to an example of how the time required to produce a sand mold based on a measurement of the
  • Oil flow can be minimized, which also reduces energy consumption.
  • FIG. 4 represents an exemplary embodiment for a correction of the compressibility of the sand by measuring the change in oil flow per time interval.
  • Figure 1 shows schematically in the left half press rams which are connected to a common oil well Q and which penetrate into a sand ridge R with different depths (deep, normal, high).
  • a model M can be seen on the bottom of the schematically indicated molding box F.
  • the stamps in the left image have penetrated too deep into the back of the mold, the stamps in the right image are too high.
  • the stamps in the central drawing have the normal position, which is on the upper edge of the molding box.
  • the curves drawn to the right of the three diagrams show the average "normal", which has a 30 liter oil flow between the retracted position of the punch and the "normal" end position in the
  • the amount of sand is changed according to the upper part diagram (b), namely increased or decreased.
  • the amount of sand is changed according to the upper part diagram (b), namely increased or decreased.
  • a model change is the change from one model volume to another. If the model volume is changed, the amount of molding material that can be arranged in the molding box changes, i.e. If a change is made from a deep model to a high model M, it is no longer possible to fill the box with as much molding material in order to achieve the same final height after compression.
  • the movement of the multiple stamps is measured as a whole via the amount of oil. This measurement is carried out using a previously described measuring device (Coriolis, Volumeter, piston measurement). At the end of the press, the actual oil flow rate is registered. If a lot of oil has flowed, the punches H are low, if there is little oil at the end of the press, the punches are high.
  • the compressibility of the sand is constant. After changing the model, the same amount of sand is poured into a box F as in the previously expired model. The position of the multiple punches or the block press head H is detected by registering the amount of oil that has flowed. Over the first calibration curve (a) In the control system, the height of the ram at the end of the ram is output from the amount of oil that has flowed (function of the height of the ram after compression). The deviation from the level of the ram before the model change is recorded. A further calibration curve is used to conclude that there is a sand quantity regulation (change) from this deviation. The second calibration curve (b) results from the production operation for the previously run models or is a permanently installed setpoint curve.
  • FIG. 2 represents the reproducibility of the stamp position and shows the start of the multi-stamp press head H in the left part.
  • an oil quantity q (t) of 30 liters (for example) has flowed, the stamps have moved into their end position after 1 second. If the oil is withdrawn from the plunger, the oil flowing back is compared with the amount of oil that has flowed until the end of the press. A small tolerance range T ß is opened to compensate for inaccuracies. If the amount of oil flowing in and the amount of oil flowing back are not the same, an error message is output.
  • the stamps are moved back and forth through positive / negative oil loading.
  • a specific ancestor of the multiple stamps After a specific ancestor of the multiple stamps, they should be reduced by an equal or partial amount. In order to check whether this movement has been carried out completely, the amount of oil that has flowed or the height difference traveled is recorded after completion. The full or partial quantity is recorded. An error or correction message is triggered if the drive does not move back properly. At the end of the press, for example, a stamp is torn out. The reflux amount does not correspond to the amount in the ancestor. The machine must be stopped and a repair carried out.
  • Figure 3 represents an energy consumption and time requirement minimization.
  • the flow rate of hydraulic oil that flows per unit of time is monitored by the measuring system built into the hydraulic circuit.
  • the situation "pressing end” is when the volume flow per unit of time tends towards zero.
  • the curve of the press during the movement of the multi-punch can be recorded via curves stored in the control.
  • the corresponding signal from the actual value volume flow / time unit is compared with a setpoint or the value zero and the pressing pressure is switched off.
  • FIG. 4 represents a compactibility correction (VD) and shows two gradients x, y for sand with high compactibility (normal et, c.) And for low compactibility of sand (large ot, ⁇ ⁇ ), where ⁇ ⁇ > ⁇ . Both diagrams therefore show the change in the oil flow per time, with the start of the respective one
  • Slope characterizes the point in time at which the punches hit the molding sand.
  • a measurement for the change in the compressibility can be made by adding more water or less water in the mixer that provides the molding sand, thus justifying a compressibility correction that always enables the same compressibility without the compressibility itself being measured , instead only the gradient of the oil flow to the individual stamps.
  • the assumption is that the same model is molded and the same volume of sand is filled. Due to differences in the processing of the molding material, molding material that differs from the compressibility is delivered.
  • Time period T-_ until the multiple stamp encounters resistance (dead time, dead stroke), relatively short; with low compressible sand (high bulk density), it is comparatively long.
  • volume flow per unit time in FIG. 4 is steep for low-density sand, for high-density sand (VT) T) the function "volume flow per unit time” is comparatively flat.
  • the functions of the curves "volume flow per unit of time” over time are recorded.
  • the triggered control according to this speed function is one
  • Too steep a drop "Volume flow per unit of time” means, for example, insufficient compressibility. More sand is filled in (short-term), the amount of moisture (compressibility) is increased via the water control in the mixer (long-term) to increase the compressibility. The same applies in reverse if the waste is too weak per time (less water in the mixer).
  • a change in the addition of the sludge or a sludge composition can also be used to control the physical properties of the molding material.
  • the pressurized units in the molding plant are regulated so that the same oil consumption is achieved as possible.
  • the storage volumes decrease.
  • the aggregates are getting smaller.
  • the oil consumption is minimized. Peaks in consumption are avoided and no longer need to be buffered.
  • Hydraulic cylinder monitored. As part of the need for control technology, your control commands are triggered so that the oil pressure / time unit for the entire system is approximately constant.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft die Steuerung oder Regelung eines Vielstempelpreßhauptes bzw. Blockpreßhauptes einer Formmaschine für tongebundenen Sand (Formstoff). Bei aktivem Pressen von oben mit einem Preßhaupt, z.B. aus Vielstempeln, wird der Weg einzelner Vielstempel über Endschalter (Näherungsinitiatoren) oder induktive Stabmessung erfaßt. Erreichte Positionen werden so registriert und in der Steuerung verarbeitet. Der Erfindung geht es um eine Anpassung der beeinflußbaren Parameter zum Erhalt einer langfristig guten Sandform. Überraschend ergibt die Messung des Ölstroms (Q; qt(t)) eine Basis für die Verbesserung der Sandform. Werden nacheinander unterschiedlich große Modelle abgeformt, so ist die benötigte Sandmenge unterschiedlich. Gemäß dem Regelsignal der Erfindung (Q; qt(t)) wird mehr/weniger Sand in den Bunker eingefüllt.

Description

SANDFORMqUALITAT DURCH OELSTROMMESSUNG ZUM PRESSHAUPT
Die Erfindung betrifft die Steuerung oder Regelung eines Vielstempelpreßhauptes bzw. Blockpreßhauptes einer Formaschine für tongebundenen Formstoff (z.B. Formsand).
Bei aktivem Pressen von oben mit einem Preßhaupt z.B. aus Vielstempeln wird der Weg einzelner Vielstempel bisher über Endschalter (Näherungsinitiatoren) oder induktive Stabmessung erfaßt. Erreichte Positionen werden so registriert und in der Steuerung verarbeitet. Gleichermaßen ist diese Art der Wegmessung für das Preßhaupt - mit oder ohne Vielstempel - als Ganzes möglich.
Der Erfindung geht es um eine Anpassung der beeinflußbaren Parameter zum Erhalt einer langfristig guten Sandform. Gleichbleibende Höhe des Sandballens soll ebenso wie Gleichförmigkeit der Verdichtung ermöglicht werden. Die Zeit zur Pressung soll so angepaßt sein, daß minimale Zeit pro Sandform erreicht wird.
Die Parameter sollen unmittelbar an der Sandformmaschine erhalten (gemessen) werden, wozu der Ölstrom des Preßhauptes bzw. dessen Änderung verwendet wird (Anspruch 1) . Überraschend ergibt die Messung des Ölstroms eine gute Ausgangsbasis für die gesteuerte oder geregelte Verbesserung der Sandform. Vier Möglichkeiten zur Regeleung oder Steuerung betreffen die Regelung der Sandmenge in dem Formkasten (Anspruch 2, Alt. a) , die Messung der Stempelstellung ohne stempelnah angeordnete Sensoren (Anspruch 2, Alt. b) , die Erkennung, Erfassung oder
Optimierung der Stempel-Endstellung oder erwünschten Endstellung der Stempel vor ihrer physischen Endstellung für eine bestimmte Modellform ("Preßende") oder die Messung und Veränderung der Verdichtbarkeit des Formstoffs (Anspruch 2, Alt. d) .
Die Alternativen können kumuliert eingesetzt werden, bis zu allen vier "Alternativen" gleichzeitig. Werden nacheinander unterschiedlich große Modelle abgeformt, so ist die benötigte Sandmenge unterschiedlich. Nach erfolgtem Modellwechsel registriert im Stand der Technik ein mechanisches Höhenerfassungsgerät über den Formkästen den aktuellen Füllstand der Kästen nach dem Pressen. Bei Über-/Unterscheitung wird die Sandmenge, die im Einfüllbunker für den folgenden Preßvorgang zur Verfügung gestellt wird, entsprechend korrigiert. Damit ist gewährleistet, daß nach erfolgtem Modellwechsel wieder eine optimale Sandmenge eingefüllt und verdichtet werden kann (gemäß dem Regelsignal wird mehr/weniger Sand in den Maschinenbunker eingefüllt) .
Das gemäß der Erfindung eingesetzte Verfahren vereinfacht den apparativen Aufwand erheblich.
Technische Hilfsmittel zur dynamischen Massedurchflußmessung (Ölstrom) arbeiten z.B. nach dem Coriolis-Prinzip. Mit dieser dynamischen Massemessung wird ein Meßsignal geliefert, das proportional zum Massestrom (kg/h) ist. Leitfähigkeit, Dichte, Temperatur und Viskosität beeinflussen die Messung nicht.
Das Meßprinzip kann für die Erfassung von Volumenströmen von z.B. Hydrauliköl benutzt werden. Das Prinzip basiert auf der kontrollierten Erzeugung von Coriolis-Kräften. Diese Kräfte treten in einem System immer dann auf, wenn gleichzeitig eine translatorische (geradlinige) und eine rotatorische (drehende) Bewegung sich überlagern.
Bei der praktischen Umsetzung dieses Funktionsprinzips wird anstelle der Drehbewegung eine Oszillation gesetzt. Zwei vom Produkt durchströmte, geradlinige Rohre werden in Schwingung (Resonanz) versetzt und bilden eine Art "Stimmgabel". Durch den Massestrom wird die Phasenlage der Schwingung ein- und auslaufseitig unterschiedlich verändert, was über optische Sensoren erfaßt wird. Die Phasendifferenz ist proportional zum Massedurchfluß und steht als lineares normiertes Ausgangssignal zur Verfügung. Die Resonanzfrequenz der Meßrohre ist abhängig von der schwingenden Masse und damit von der Produktdichte. Eine Regelschaltung stellt sicher, daß das System immer in Resonanz betrieben wird. Aus der Resonanzfrequenz wird dann die Produktdichte errechnet.
Zur rechnerischen Kompensation von Temperatureffekten wird die Temperatur der Meßrohre erfaßt. Dieses Signal entspricht der Produkttemperatur und steht auch für externe Zwecke zur Verfügung.
Eine weitere Methode zur Erfassung von Volumenströmen pro Zeiteinheit ist mit einem Schraubenvolumeter möglich. Diese arbeiten nach dem Verdrängungsprinzip. Das strömende Öl versetzt die Spindeln im Innern in Rotation, über die abgegriffene Drehbewegung durch induktive Näherungsschalter wird ein Frequenzsignal erzeugt. Damit erhält man das Maß für die pro Zeiteinheit geförderte Ölmenge.
Welche Art der Ölmessung "Volumenstrom" und "Volumenstrom pro Zeiteinheit" genutzt wird, ist Anwendungssache (Coriolis, Volumeter, Kolbenspeicher ...) . Wenn ein druckstoßarmes, kontaktloses, verschleißarmes Meßprinzip eingesetzt wird, ergeben sich beste Ergebnisse.
Die Verdichtbarkeitskorrektur oder die entsprechende Optimierung arbeitet langfristig, über Schlämmstoffzugäbe oder -sperre oder über Feuchteänderung des Formsandes vor seinem Einfüllen in den Formkasten (Anspruch 3, Anspruch 4) . Mit jeder Pressung (Formung) steht über die Hydraulikfluid-Gradientenmessung ein neuer Meßwert für die Verdichtbarkeit zur Verfügung, der eine gewünschte Änderung des Sandes veranlaßt. Soweit von der diesbezüglichen Regelung noch erwünscht, orientiert sie sich an einem Sollwert-Istwert-Vergleich (Anspruch 5, Anspruch 8) .
Offenbart ist hier auch die elektronische Vorrichtung der Regelungs- und Steuerungstechnik, die der Fachmann zur
Durchführung des Verfahrens basierend auf den Messungen des Ölstroms oder dessen Derivate einsetzt. Sechs Beispiele der Erfindung werden anhand von Regelverfahren 1 bis 6 beschrieben. Die Figur 1 bis Figur 4 repräsentieren die Beispiel 1 bis 4 davon.
Figur 1 repräsentiert ein Ausführungsbeispiel für das
Regelverfahren 1, bei dem die Sandmenge nach einem Modellwechsel geändert wird, um gleiche Sandballen-Höhen zu erreichen.
Figur 2 repräsentiert ein Ausführungsbeispiel, mit dem ein nach Preßende ausgerissener Stempel anhand einer Ölmengenmessung erkannt werden kann.
Figur 3 betrifft ein Beispiel, wie der Zeitbedarf zur Herstellung einer Sandform aufgrund einer Messung des
Ölflusses minimiert werden kann, wodurch auch der Energieverbrauch gesenkt wird.
Figur 4 repräsentiert ein Ausführungsbeispiel für eine Korrektur der Verdichtbarkeit des Sandes durch Messung von Ölfluß-Änderung pro Zeitintervall.
Figur 1 zeigt schematisch in der linken Hälfte Preßstempel, die an eine gemeinsame Ölquelle Q angeschlossen sind und die in einen Sandrücken R mit verschiedenen Tiefen (tief, normal, hoch) eindringen. Am Boden des schematisch angedeuteten Formkastens F ist ein Modell M zu erkennen.
Die Stempel im linken Teilbild sind zu tief in den Formrücken eingedrungen, die Stempel im rechten Teilbild sind zu hoch. Die Stempel im mittleren Teilbild haben die normale Lage, die an der Oberkante des Formkastens liegt. Die rechts neben den drei Schema-Bildern eingezeichneten Kurven zeigen den Mittelwert "normal", der 30 Liter Ölfluß aufweist zwischen Rückzugs-Stellung der Stempel und Endstellung "normal" im
Schema-Bild. 45 Liter Öl repräsentieren das zu tiefe Eindringen der linken Stempel im Schema-Bild und 16 Liter Ölfluß repräsentieren die zu hoch liegenden Stempel. Die jeweils eingezeichnete Resthöhe des Sandballens ist im rechten unteren Teil-Diagramm zu erkennen. Für 16 Liter Öl liegen die Stempel 40mm zu hoch; für 30 Liter geflossenes Öl ist der festgelegte und eingestellte Sollwert ±Null erreicht, und bei 45 Liter geflossenem Öl dringen die Stempel 30mm zu tief in den Formkasten F ein.
Abhängig von der gemessenen Ölmenge q(t), die zwischen Preßanfang und Preßende geflossen ist, wird die Sandmenge gemäß oberem Teil-Diagramm (b) verändert, namentlich erhöht oder erniedrigt. Bei 30 Liter Öl bleibt sie unverändert, bei 45 Liter Öl wird sie stark erhöht und bei nur 16 Liter geflossenem Öl wird sie stark erniedrigt.
Die in Figur 1 repräsentierte Sandmengenänderung bei
Modellwechsel zum Erhalt gleicher Stempeltiefe arbeitet mit Funktionen (a) und (b) gemäß den beiden Teil-Diagrammen.
Ein Modellwechsel ist das Umstellen von einem Modellvolumen auf ein anderes. Bei Änderung des Modellvolumens ändert sich die im Formkasten darüber anordbare Formstoffmenge, d.h. wird von einem tiefen Modell auf ein hohes Modell M umgestellt, so kann nicht mehr so viel Formstoff in den Kasten eingefüllt werden, um nach dem Preßverdichten die gleiche Endhöhe zu erreichen.
Die Bewegung der Vielstempel wird als Ganzes über die Ölmenge gemessen. Dieses Messung erfolgt mittels einer zuvor beschriebenen Meßeinrichtung (Coriolis, Volumeter, Kolbenmessung) . Bei Preßende wird die durchgeflossene Ist- Ölmenge registriert. Ist viel Öl geflossen, stehen die Stempel H tief, ist wenig Öl bei Preßende geflossen, stehen die Stempel hoch.
Die Verdichtbarkeit des Sandes sei konstant. In einen Kasten F wird nach Modellwechsel die gleiche Sandmenge eingefüllt, wie bei dem vorher ausgelaufenen Modell. Die Stellung der Vielstempel oder des Blockpreßhauptes H wird erfaßt, indem die geflossene Ölmenge registriert wird. Über die erste Eichkurve (a) in der Steuerung wird aus der geflossenen Ölmenge (Funktion der Höhe der Preßstempel nach Verdichtung) die Preßstempelhöhe bei Preßende ausgegeben. Die Abweichung zum Höhenstand der Preßstempel vor dem Modellwechsel wird erfaßt. Über eine weitere Eichkurve wird aus dieser Abweichung auf eine Sandmengenregulierung (Änderung) geschlußfolgert. Die zweite Eichkurve (b) ergibt sich aus dem Produktionsbetrieb für die vorher gelaufenen Modelle oder ist eine fest installierte Sollwertkurve.
Standen die Stempel beispielsweise zu tief bei Modellwechsel von großvolumig auf kleinvolumig, so wird bei der nächsten Abformung mehr Sand eingefüllt. Standen die Stempel zu hoch, so wird bei der nächsten Abformung - bei Modellwechsel von geringvolumig zu großvolumig - weniger Sand eingefüllt.
Figur 2 repräsentiert die Reproduzierbarkeit der Stempelstellung und zeigt im linken Teil den Start des Vielstempel- Preßhauptes H. Nach Fließen einer Ölmenge q(t) von 30 Litern (beispielhaft) sind die Stempel nach 1 Sekunde in ihre Endstellung verfahren. Wird das Öl aus den Stempelkolben zurückgenommen, so wird das zurückfließende Öl verglichen mit der bis Preßende registrierten geflossenen Ölmenge. Ein kleiner Toleranzbereich Tß wird eröffnet, um Ungenauigkeiten auszugleichen. Ist die zugeflossene Ölmenge und die zurückgeflossene Ölmenge nicht gleich, so wird eine Fehlermeldung ausgegeben.
Die Stempel werden gezielt vor- und zurückbewegt durch positive/negative Ölbeaufschlagung.
Nach einem gezielten Vorfahren der Vielstempel sollen sie um einen gleichen oder Teilbetrag davon zurückgefahren werden. Um zu kontrollieren, ob diese Bewegung vollständig ausgeführt worden ist, wird nach Abschluß die geflossene Ölmenge bzw. die gefahrene Höhendifferenz registriert. Die Voll- oder Teilmenge wird erfaßt. Bei nicht erfolgtem ordnungsgemäßen Rückfahren wird eine Fehler- oder Korrekturmeldung ausgelöst. Nach Preßende ist beispielsweise ein Stempel ausgerissen. Die Rückflußmenge entspricht nicht der Menge beim Vorfahren. Die Maschine muß angehalten und eine Reparatur ausgeführt werden.
Auch die erreichte Endstellung nach Preßende wird über diese Reproduzierbarkeitsmessung verglichen. Rückschlüsse auf Lecks im Hydrauliksystem oder Maschinenfehler sind möglich.
Figur 3 repräsentiert eine Energieverbrauchs- und Zeitbedarfsminimierung.
Gezeigt wird die Zeitbedarfsminimierung und die Minimierung des Energieverbrauchs durch Messung des Ölflusses pro gleichem Zeitabschnitt TQ. Wenn der Ölfluß für den gleichen Zeitabschnitt einen vorbestimmten (geringen) Wert erreicht oder Null wird, so steht aufgrund der Ölmengenmessung fest, daß ein Preßende nahe ist oder unmittelbar bevorsteht. Der nächste Schritt in der Ablaufsteuerung kann sogleich angefahren werden; Totzeiten oder Warteschleifen sind nicht erforderlich. Figur 3 verdeutlicht schematisch das Preßende bei etwa 1 Sekunde und zeigt, daß dort die Änderung der geflossenen Ölmenge nur noch gering im selben 10ms-Intervall (TQ) ist. Bereits hier kann der Preßvorgang abgebrochen werden.
Der geflossene Volumenstrom an Hydrauliköl pro Zeitenheit wird durch das in den Hydraulikkreis eingebaute Meßsystem überwacht. Die Situation "Preßende" ist die, wenn der Volumenstrom pro Zeiteinheit gegen Null strebt. Über in der Steuerung abgelegte Kurven kann der Preßverlauf bei der Bewegung der Vielstempel erfaßt werden.
Für die Information Preßende--"Abschalten des Druckes" wird das entsprechende Signal aus dem Istwert Volumenstrom/ Zeiteinheit gegenüber einem Sollwert oder dem Wert Null verglichen und der Preßdruck abgeschaltet. o
Damit kann zu einem definierten Zeitpunkt oder bei Volumenstrom pro Zeiteinheit "etwa" Null sofort abgeschaltet und der folgende Bewegungsschritt angesteuert werden. Die Maschinentaktzeit wird verkürzt, der Energieverbrauch wird optimiert und reduziert.
Figur 4 repräsentiert eine Verdichtbarkeits-Korrektur (VD) und zeigt zwei Gradienten x,y für Sand hoher Verdichtbarkeit (normales et , c. ) und für geringe Verdichtbarkeit des Sandes (großes ot , αχ) , wobei αχ > α . Beide Diagramme zeigen also die Änderung des Olflusses pro Zeit, wobei der Beginn der jeweiligen
Steigung den Zeitpunkt charakterisiert, zu dem die Stempel auf den Formsand auftreffen.
Bei Sand mit geringer Verdichtbarkeit (mit hohem Schüttgewicht) liegt dieses Auftreffen vergleichsweise spät, da der Sand vergleichsweise tief eingefüllt ist. Die Stempel treffen demgemäß erst spät auf Widerstand, dann aber auf stärkeren Widerstand, was durch den hohen Gradienten gezeigt ist. Anders der Sand mit hoher Verdichtbarkeit, hier ist nur eine schwächere Abnahme des Olflusses pro Zeiteinheit zu erkennen, demgemäß aber ein vergleichsweise früherer Beginn dieser Änderung. Beide Gradienten treffen sich zu einem Preßende-Zeitpunkt in demselben Punkt, namentlich bei dem Ölfluß von Null.
In Figur 4 ist zur Verdeutlichung der Beginn des Gradienten x,y auf denselben Punkt verlegt, bei unterschiedlicher Steigung der q' (t) Funktion.
Aufgrund der unterschiedlichen Gradienten kann ein Meßwert für die Änderung der Verdichtbarkeit durch Hinzufügung von mehr Wasser oder weniger Wasser im Mischer, der den Formsand bereitstellt, erfolgen und so eine Verdichtbarkeitskorrektur begründet werden, die immer gleiche Verdichtbarkeit ermöglicht, ohne daß die Verdichtbarkeit selbst gemessen worden wäre, stattdessen nur der Gradient des Olflusses zu den einzelnen Stempeln. Annahme ist, daß das gleiche Modell abgeformt und das gleiche Sandvolumen eingefüllt wird. Durch Differenzen in der Formstoffaufbereitung wird verdichtbarkeits-abweichender Formstoff angeliefert.
Gering verdichtbarer Sand liegt tatsächlich relativ tief eingefüllt, hoch verdichtbarer Sand liegt tatsächlich relativ hoch eingefüllt im Formkasten.
Liegt vergleichsweise hoch verdichtbarer Sand vor, so ist die
Zeitspanne T-_ bis der Vielstempel auf Widerstand stößt (Totzeit, Tothub) , relativ gering; bei gering verdichtbarem Sand (hohes Schüttgewicht) , ist sie vergleichsweise lang.
Die Funktion "Volumenstrom pro Zeiteinheit" in Figur 4 verläuft bei gering verdichtbarem Sand steil, bei hoch verdichtbarem Sand (VT)T) verläuft die Funktion "Volumenstrom pro Zeiteinheit" vergleichsweise flach. Die Funktionen der Verläufe "Volumenstrom pro Zeiteinheit" über der Zeit werden erfaßt. Die ausgelöste Regelung gemäß dieser Geschwindigkeitsfunktion ist eine
Anpassung der eingefüllten Sandmenge oder eine Nachregelung der Feuchte/Verdichtbarkeit in der Sandaufbereitung in langfristiger Hinsicht (mehrere Mischungen Abstand) .
Zu steiler Abfall "Volumenstrom pro Zeiteinheit" bedeutet beispielsweise zu geringe Verdichtbarkeit. Es wird mehr Sand eingefüllt (kruzfristig) , die Feuchtmenge (Verdichtbarkeit) wird über die Wassersteuerung im Mischer erhöht (langfristig) um die Verdichtbarkeit zu erhöhen. Entsprechendes gilt umgekehrt bei zu schwachem Abfall pro Zeit (weniger Wasser im Mischer) .
Zur Steuerung der physikalischen Eignschaft des Formstoffs kann auch eine Zugabeänderung des Schlämmstoffs oder einer SchlämmstoffZusammensetzung dienen.
Informatorisch wird darauf hingewiesen, daß die Stempel H nicht zur gleichen Zeit beim Vorfahren (Tothub und Totzeit) auf den Formsand treffen und sich dann unterschiedlich schnell in den Formsand hinein bewegen. Die Vereinfachung gemäß der gezeigten Figur 4 ist die, daß eine gleiche Einschüttungshöhe vorausgesetzt worden ist, so daß bei geringer und hoher Verdichtbarkeit (VD) beide Gradienten zum selben Zeitpunkt T, beginnen abzufallen; oder anders herum gesagt, sind die beiden Funktionen x und y in Richtung "Tothub" und Totzeit aufeinander zu verschoben dargestellt, um die gekrümmt (l/x, e"x) verlaufenden Funktionen besser graphisch vergleichen zu können. Praktisch liegen unterschiedlich verdichtbare Sande (mit unterschiedlichem Schüttgewicht) auch unterschiedlich hoch eingefüllt, alleine durch die Einfallbewegung in den Formkasten F und den Füllrahmen bedingt, trotz gleicher Masse.
Allgemein gilt: Schüttgewicht groß niedrig
Verdichtbarkeit VD klein groß
Fließfähigkeit stark klein mögliche Preßwege gering groß
Einfüllhöhe tiefliegend hochliegend
Das Integral über die Funktionen x oder y (Jx-dt von 0 bis Preßende) ergibt bei nicht verschobenen Funktionen die gesamte für die Pressung geflossene Ölmenge Q, die bei x und y verschieden ist.
Ohne Figur wird eine Aggregatkontrolle in einer Formanlage beschrieben
Die beaufschlagten Aggregate in der Formanlage werden so geregelt, daß stets möglichst gleicher Ölverbrauch erreicht wird. Die Speichervolumina verringern sich. Die Aggregate werden kleiner. Die Ölverbräuche minimieren sich. Spitzen im Verbrauch werden vermieden und brauchen nicht mehr gepuffert zu werden.
Mehrere Verbrauche werden über eine Meßeinrichtung im
Hydraulikzylinder überwacht. Im Rahmen der steuerungstechnischen Notwendigkeit werden ihre Regelbefehle so ausgelöst, daß der Öldruck/Zeiteinheit für die Gesamtanlage etwa konstant ist.

Claims

Ansprüche :
1. Verfahren zum Beeinflussen der Qualität von Sandformen aus Sandform-Verdichtungseinrichtungen mit einer ansteuerbaren Verdichtungseinheit, wobei
(a) der Hydraulikmittelfluß (q(t)) zur Verdichtungseinheit gemessen wird und der Meßwert direkt und/oder als Änderungswert (Differenzierung; q1 (t) , q" (t) ) in einer Steuerung oder Regelung eingesetzt wird; (b) der Fluß oder die Flußänderung gemäß (a) eingesetzt werden, um Parameter des Formstoffes oder der Formstoff-Formung, insbesondere des Sandes bzw. der Sandformung, steuernd oder regelnd zu verändern.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem
(a) die Sandmenge verändert wird, die in die Sandform oder den Füllrahmen oder den Formkasten eingefüllt wird, bevor der Preßvorgang beginn ; oder
(b) die Verdichtungseinheit abgeschaltet wird oder eine Fehlermeldung abgegeben wird, wenn bei Zurückfahren der
Stempel auf eine Referenzposition nicht in etwa dieselbe Hydraulik-Flüssigkeitsmenge von der Messung erfaßt wird, die beim Pressen zu den Stempeln geflossen ist; oder (c) der Meß- oder Rechenwert Fluidstrom/Zeiteinheit verglichen wird mit Null oder einem kleinen Referenzwert, um das Ende eines Preßvorgangs zu erfassen; oder (d) die Verdichtbarkeit (VD) des Formsandes verändert wird, die zur Formmaschine gefördert wird, abhängig von dem
Gradienten des Hydraulik-Fluidflusses.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Änderung der Hydraulikfluidmenge, insbesondere der Ölmenge pro Zeit oder deren Ableitung nach der Zeit (dq(t)/dt) zur Veränderung des an die Formmaschine geförderten Formsandes in seinem Feuchtegehalt verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Veränderung als der Stellgrößeneinfluß zur Steuerung des zur Formung geförderten Sandes langfristig erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem der Referenzwert so gewählt wird, daß die Sandform genügend Härte aufweist bei gleichzeitig kürzestmöglicher Preßwirkung.
6. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Veränderung der Verdichtbarkeit durch Veränderung der Zugabe von Wasser oder/und durch Änderung der Zugabe von Schlämmstoff oder Zusammensetzung davon erfolgt .
7. Verfahren nach einem der erwähnten Ansprüche, bei dem die Ölstrommengen oder -mengendifferenzmessung in der Formmaschine integriert ist oder ihr zugehörig ist .
8. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Veränderung der Sandmengenzufuhr nur bei vorhergehendem Modellwechsel aktiviert ist.
9. Verfahren nach einem der erwähnten Ansprüche, bei dem zwei Eichkurven (a, b) zur Sandmengenveränderung herangezogen werden, namentlich Stempelhöhe als Funktion der Ölmenge (q) und Sandmenge als Funktion der gemessenen Höhendifferenz.
10. Verfahren nach einem der erwähnten Ansprüche, bei dem alle Stempel an einer gemeinsamen Quelle des Hydraulikfluides angekoppelt sind und ein Mengen-Pro-Zeit-Meßgeber in der Zuleitung zu den Stempeln (H) angeordnet ist.
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