通过测量流到挤压头的油流保证砂型质量的方法

专利名称：通过测量流到挤压头的油流保证砂型质量的方法
技术领域：
本发明涉及一个多冲头挤压头或组合式挤压头的控制或调节，该挤压头属于用粘土砂(如型砂)造型的造型机。
现今，在从上方用一个挤压头例如由多个冲头组成的挤压头实行挤压时，该单个多冲头的行程是通过终端开关(接近启动器)或感应式柱状测量装置进行检测的。所达到的位置则被记录下来并在控制装置中被处理。同样地，这种形式的行程测量装置对于挤压头-有多个冲头或不是-作为整体(测量)是可以的。
本发明涉及一个可控参数的适配方法以获得一个长期好的砂型。砂包之不变的高度同样如压实的均匀性一样也应该能实现。用于挤压的时间应该适应于实现每个砂型之最少的时间。
该参数应该直接在砂模成型机上获得(测出)，为此应用了挤压头的油流或其变化(权利要求1)。令人惊奇地是，油流的测量可给出一个好的输出基数以用于控制的或调节的砂型之改进。4个用于控制或调节的可能方案涉及到型箱中之砂量的调节(权利要求2，优选a)，不用冲头附近安置的传感器实现冲头位置的测量(权利要求2，优选b)，还涉及冲头终端位置的识别，检测或最佳化设置或者对于一个确定的模型制模(“挤压结束”)来说在其实际的终端位置之前所希望的冲头终端位置最佳化设置，或者还涉及型料之压缩性的测量和改变(权利要求2，优选d)。
作为优选还可以应用累积法，直至同时采用所有四个“优选方式”。
如果依次不同大小的模型被制模，那么所需要的砂量是不同的。在现有技术中，当发生模型变更以后，一个机械的通过型箱的高度检测装置将实际的挤压之后的型箱填充状态记录下来。在出现超过/低于正常情况下将为了以后的挤压过程填入料仓中的砂量作相应的修正。依此就可确保，在发生模型更换以后，又再可以填入一个理想的砂量并被压实(按照调节信号，有多些/少些的砂子被填入机器料仓中)。
按照本发明应用的方法则使和设备相关的耗费明显地降低。
用于动态的质量流量测量(油流)的技术辅助装置例如可按照(Coriolis)互补-原理工作。用这个动态的质量测量装置就可提供一个测量信号，它与质量流(kg/h)成比例。而导电性，密度，温度和粘度则不影响测量(结果)。
该测量原理还可以应用于检测例如液压油的体积流。这种原理是基于Coriolis(互补)力为可控制产生的。这些力在一个系统里总是发生在一个移位的(直线的)和一个旋转的(转动的)运动同时叠加时的情况。
在实际上转换这个函数关系(原理)时，为了代替转动而置入一个振动。两个被产物通过的直线管件也被置入振动(共振)，因而形成一种“音叉”。通过质量流的作用，该振动的相位在进口侧和出口侧产生变化，这可通过光学的传感器检测。该相位差是与质量流成比例的并以线性规范化的输出信号提供使用。该测量管的共振频率是一取决于振动质量的，并因此取决于产物密度。一个调节电路可确保该系统总在共振运行。然后，根据共振频率计算出该产物密度。
为了计算出对温度效应的补偿，该测量管的温度被检测。这种信号与产物温度相对应并且还可应用于外部其他的目的。
一个另外的用于检测单位时间内体积流的方法是可以应用一个螺旋体积计。它按照挤压原理工作。所流动的油使内部的芯轴置于转动。通过这样获取的转动运动并借助感应式接近开关器就可产生一个频率信号。依此，人们可获得对应于每单位时间输送之油量的度量标准。
应用什么样的油测量装置“体积流”和“单位时间内体积流”是应用者的事(互补器，体积表，柱塞贮存器……)。当一个无压力波的、无接触的、无磨损的测量原则被采用时，则会给出最佳的结果。
压缩性校正或者相应的最佳化设置为长期的工作，可通过沉积物的添加，或者停止或者在其填入型箱之前改变型砂的湿度来实现(权利要求3，4)。对于每次挤压(成型)，通过液压流体-斜曲线测量(结果)，可提供一个新的压缩性测量值，它导致一个希望的砂料改变。只要与这相关的调节是所希望的，则这个调节就要遵守额定值-实际值-相比较的原则(权利要求5，8)。
此处还公开了调节和控制技术的电子装置，这对本领域技术人员来说基于油流或其衍生物的测量就可实施本方法。
本发明的六个实施例将借调节方法1至6进行描述。


图1至4表明了其中的实施例1至4。
图1表明了一个适于调节方法1的实施例，其中，砂量在一个模型变化后进行改变，以便达到相同的砂包高度。
图2表明一个实施例，借助它并通过一个油量测量就可以识别一个在挤压结束后拨出的冲头；图3表明一个实施例，其用于在测量油流的基础上如何可以使制造一个砂型的需求时间达到最少，因此，该能量消耗也下降；图4表明一个实施例，其用于通过测量单位时间间隔内的油流变化以校正砂的压缩性；图1用简图方式表明了在左半部为挤压冲头，它们连接到一个共同的油源Q上，并且以不同的深度(深，正常，高)挤入一个砂背R中。在简图表示的砂箱F之底部上可看出一个模型M。
在左边分图中的冲头是过深地挤入到砂背中的，而在右边分图中的冲头则是过高的。在中间分图中的冲头具有规范的正常的位置，其位于砂箱的上边棱上。在该三个简图右边绘制的曲线表明了中间值“正常”，它具有30升油流，并在简图中位于冲头的回拉位置和终端位置“正常”之间。45升油表明了在简图中左边冲头的过深的挤入，和16升油流代表了过高位置的冲头。相应绘制的砂包余高可在右边的下部分图中看出。对于16升油，该冲头位于过高的40mm；对于所流动的油为30升时达到了确定的和校正的额定值±0(零)；而在45升流动的油情况下，该冲头过深地挤入型箱F中30mm。
依据所检测的在挤压开始和挤压结束之间流动的油量Q(t)，该砂量就按照上边的分曲线(b)进行变化，亦即，要么提高，或者降低。在30升油情况下，它(砂量)保持不变化，在45升油时它要强烈地被提高，和在仅仅16升流动的油时它要强烈地被降低。
在图1中表明了在模式变化时为了获得相同的冲头深度，砂量的改变是以两个分图解(曲线)函数(a)和(b)工作的。
一个模式变化就是从一个模型体积转换到另一个模型体积。在改变模型体积时，在型箱中其余配置的型料量也发生变化，也就是说，可从一个低的模型转换成一个高的模型M上，这样，就可以不再将那么多的型料填入型箱中，在挤压实以后便能达到相同的终端高度。
多个冲头的运动作为整体通过油量进行检测。这种检测借助一个先前描述的测量装置(互补器-coriolis，容积表-Volumeter，活塞测量计-kolbenmessung)来完成。在挤压结束时，流通的实际油量被记载下来。如果较多的油流过，则冲头位于低处的H，如果在挤压结束时，如果较少的油流过，则冲头处于高处的位置。
砂子的压缩性被认为是恒定的。在一个型箱F中并在模型更换以后，可填入如在先前已结束的模型情况时相同的砂量。多冲头或者集装式挤压头H的位置被检测。其中，流动的油量被记载。通过在控制中的第一校准曲线(a)，并根据流动的油量(在挤压以后该挤压冲头的高度函数)，就可确定在挤压结束时的挤压冲头高度。相对于模型更换以前挤压冲头的高度位置的偏差则被测知。根据这个偏差并通过另一个校正曲线就可最终推论出一个砂量调节(改变)。该第二校正曲线(b)是由对应于前面运行的模型之生产运转得出的，或者就是一个固定设置的额定值曲线。
如果作为例子在从大体积到小体积的模型变化情况下，该冲头处的位置过低(深)时，那么在下一个制模时应填入多些的砂子。如果冲头处于过高的位置时则在下一个制模时(在从小体积到大体积的模型变化)填入较少的砂子。
图2表明了该冲头位置的再现性，并在左边的分图中表示了多冲头挤压头H的开始。在一个油量Q(t)为30升流动(例如)1秒以后，该冲头驶到它的终端位置上。如果将该油从冲头活塞中回收，那么可将回流的油(量)与达到挤压终止时记载的流动油量相比较。一个较小的容差区域TB被允许以补偿不精确度。如果输入流动的油量和回收流动的油量不相等的话，则会发出一个故障情报。
该冲头则通过正的/负的油流动作用而按要求作向前和向后的运动。
在多冲头作一个按要求的前运行之后，它们应该由其处往回运行一个相同的数额或分数额。为了控制这个运动是否完全地实施，在结束之后，所流动的油量或运行的高度差被记录下来。该总量或分量被测出。在未发生符合规定的返回运行时，一个故障情报或校正情报被发出。
在挤压结束之后，例如一个冲头被撤回。而该回流量与前运行时的量不相一致。该机器必须被停车和实施一个检修。
而且，在挤压终止后所达到的终端位置，可通过这种再现性测量加以比较。在液压系统中泄漏的结论或机器故障的结论就可以做出。
图3表明一个能量消耗最小化和时间需求最小化。
时间需求最小化和能量消耗最小化是通过在相同的时间段T0内测量油流表明的。当对于相同的时间段内的油流达到一个预定的(较小)值或变为零时，则根据这种油流测量可确定，一个挤压结束正在接近，或直接面临挤压结束。在程序控制中的下一个步骤就可以立刻启动。因此，无用时间或等待环线就不必要了。图3表明了在约1秒时挤压结束的简图，还表明了在此处，流动油量的变化在相同的10ms间隔(T0)内也只是微小的，而且在此处，已经可以停止该挤压过程了。
这种在液压油系统中单位时间内流动的体积流可通过在液压回路中设置的测量系统进行监视。该“挤压结束”的状态就是当单位时间内的体积流趋向接近零时的情况。通过在控制中设置的曲线就可以得出在多冲头运动时的挤压曲线。
对于该信息挤压结束＝“压力机的中断”，相对应的信号是由实际值，容积流/时间单元，相对于额定值或零值，相比较得出的，然后，挤压机被中断。
依此，在一个限定的时间点或在单位时间内的容积流“约”为零时，可以立刻停机(中断)；而随后的运动步骤被启动控制。这样，机器运行周期时间被缩短，进而能量消耗最佳化和下降。
图4表明了一个压缩性-校正曲线(VD)和两个斜线x，y以对应于高压缩性的砂(正常的α，αy)和较小压缩性的砂(大的α，αx)，其中，αx＞αy。这样，两个图解曲线表明了单位时间内油流的改变，同时，相应斜度(线)的开始表征了冲头到达型砂上的时刻。
在具有较小压缩性(具有高的倾注重量)在砂子情况下，上述的冲头到达型砂上是相对较迟的，因为砂子相对被填入到低的位置上。依此，该冲头也较迟地碰到阻力，然后是强烈地受到阻力，因此表明了高的斜度。但是具有高的压缩性的砂子则不同，此处，可以看出单位时间内的油流仅是一个较弱的下降，依此，这种变化(斜线)在一个相对较早的时间上开始。两个斜线在一个挤压结束时刻亦即相同的点上相遇，也就是在零的油流时相遇。
在图4中表明了斜线x，y在相同的点上开始并在不同斜度的Q’(t)函数下演变的情况。
根据这种不同的斜线，就可以通过在制备型砂的混合器中添加多些或少些水，实现一个用于改变压缩性的测量值，并进而建立一个压缩性校正，以实现总是相同的压缩性，同时，压缩性本身不用被测量，代替它的仅仅是相对于单个冲头的油流斜曲线。
假设，相同的模型被制模并被填入相同的砂体积。因此，通过在型料制备中的差值就可确定型料的压缩性差异。
较小压缩性的砂子实际上被填充以后处于较低的位置，而高压缩性的砂子实际上在型箱中填充以后处于较高的位置。
如果存在相对高压缩性的砂子，则直到冲头遇到阻力时的时间间隔T1(无用时间，无用行程)是相对较小的；而在较小压缩性的砂子(高的倾注重量)时它(T1)是相对长的。
在图4中“单位时间内体积流”函数表明了在较小压缩性的砂子时斜线较陡，而在高压缩性的砂子时(VD↑)，该“单位时间内体积流”函数斜线相对较平缓。这种“单位时间内体积流”相对于时间的变化函数可被检测。按照这个速度函数所启动的调节就是一个对所填入砂量的适应配置或者是一个在砂料制备中以长期的观点(多个混合间隔)对湿度/压缩性的再调节。
对于“单位时间内体积流”较陡的下降，意味着例如较小的压缩性。这样，较多的砂子被填入(短期)，含湿量(压缩性)可通过在混合器中水的控制被提高(长期)，以提高压缩性。相应地也适应用于逆向地在单位时间内过于平缓的下降情况(在混合器中较少的水)。
为了控制型砂的物理特性，还可以改变沉积料的添加量或者改变沉积料(淤泥)(schlamm)组分的添加量。
请注意这一信息冲头H在前运行时(无用行程和无用时间)不是在相同的时间到达型箱上，然后以不同的速度向型砂中运动。按照图4的简化描述，是以相同的倾注高度作前提的，因此，在较小的和较高的压缩性(VD)情况下，两个斜线在相同的时间点T1开始下降；或者换句话说，这两个函数X和Y在“无用行程和无用时间”的方向上相互移位描述的，为的是，将这弯曲(Yx，e-x)变化的函数可以较好地作图解比较。实际上，不同可压缩的砂子(具有不同的倾注重量)在填入以后也位于不同的高度上，这仅仅取决于在型箱F和填充框中的落入运动，尽管是相同的质量。
一般适用于倾注重量大低压缩性VD小大流动性 强小可能的挤压行程小 大填入高度 低处高处，通过函数x或y(∫x·dt从0至挤压结束)的积分，就可给出在不移位的函数曲线下整个的用于挤压流动油量Q，其在x和y情况下是不同的。
不用附图，就可描述一个在制模设备中的设备控制。
依此，在制模设备中涉及的装置被调节以达到总是尽可能相同的油耗。贮存的体积就减小了。该设备也就变小了。油耗也减至最小。消耗的高峰被避免了，进而不再需要缓冲设施了。
多个用户可通过一个在液压缸中的测量装置加以监督。在控制技术必需的范围内，它们的调节指令可如此发出，即油压/时间单元，对于整个设备来说大致是恒定的。
权利要求
1.用于控制出于砂型-压缩装置的砂型质量的方法，该砂型压缩装置具有一个可控的压缩单元，其中，(a)，用于压缩单元的液压介质流(q(t))被检测；该测量值直接地和/或作为变量值(差分；q’(t)，q”(t))被应用在一控制或调节工作中；(b)，按照(a)的流动或流动变化被采用，以便改变型料或者型料-成型的参数，特别是改变砂子或砂子成型的参数以进行控制或调节。
2.按权利要求1所述的方法，其中(a)，该砂量被改变，该砂量指的是在挤压过程开始前填入到砂型或填充框或型箱中的砂量；或者(b)，该压缩单元被断开；或者一个故障情报被发出，因为此时，被测量装置测知在冲头回行到一个参考位置时不是处在与挤压时流向冲头的液体量大约相同的液压-液体量上；或者(c)，该流体流/单位时间之测量值或计算值与零值或一个小的参考值作比较，以便测知一个挤压过程的结束；或者(d)，依据液压-流体流的斜线，使型砂的压缩性(VD)被改变，该型砂被输送到成型机去。
3.按权利要求1或2所述的方法，其中单位时间内液压流体量的改变，特别是油量的改变，或者其对时间的导数(dq(t)/dt)被用来改变输送到制模机去的型砂之含湿量。
4.按权利要求3所述的方法，其中作为调节控制量而用于控制送去成型之砂子的改变(措施)是长期发生的。
5.按权利要求2至4之一所述的方法，其中该参考值如此选择，即，该砂型具有足够的硬度并同时在尽可能最短的挤压作用下(完成)。
6.按权利要求3所述的方法，其中压缩性的改变是通过改变水的添加量或/和通过改变沉积物或其组分的添加量来实现的。
7.按提及权利要求之一所述的方法，其中该油流量或油流量差测量被集合在制模机中或从属于它。
8.按权利要求2所述的方法，其中输入砂量的改变仅仅在事先的模型更换时才发生。
9.按提及权利要求之一所述的方法，其中用于改变砂量的两个校正曲线(a，b)被采用，亦即冲头高度作为油量(q)的函数；砂量作为测出的高度差的函数。
10.按提及权利要求之一所述的方法，其中所有冲头连接在一个共同的液压流体源上；一个单位时间内流量-测量发送器安置在到冲头(H)的管路内。
全文摘要
本发明涉及一种多冲头挤压头或组合挤压头的控制或调节,其用于用粘土型砂造型的造型机。在从上方用一个带多冲头的挤压头进行挤压时,单个冲头的行程通过限位开关(接近传感器)或感应式杆柱测量装置来检测。所达到的位置则被记录下来并在控制装置中被处理。本发明旨在调节可控参数以获得一个长期好的砂型。令人惊奇的是,本油流(Q;q
文档编号B22C15/08GK1179120SQ96192643
公开日1998年4月15日 申请日期1996年3月15日 优先权日1995年3月17日
发明者卢茨·施特格曼, 维尔弗里德·埃布雷希特, 哈拉尔德·米勒, 汉斯－约阿西姆·格罗塞尔 申请人:昆克尔－瓦格那工艺技术有限公司