PL193801B1 - Zespół wtłaczający maszyny ciśnieniowej - Google Patents

Abstract

1. Zespól wtlaczajacy maszyny cisnieniowej, zwlaszcza goracokomorowej maszyny cisnie- niowej do obróbki cieklych stopów metali, wy- posazony w tlok prasujacy wtlaczajacy odlewa- ny material do formy, który napedzany jest za pomoca drazka przesuwnego polaczonego znapedem linearnym poruszanym silnikiem elektrycznym, przy czym tlok ten po zrealizo- waniu fazy napelniania formy utrzymywany jest w fazie cisnieniowej w celu osiagniecia odpo- wiedniej wartosci cisnienia w odlewanym mate- riale, a miedzy tlokiem prasujacym i drazkiem przesuwnym wlaczony jest element sprezysty, znamienny tym, ze element sprezysty (16, 16a, 16b) uksztaltowany jest w postaci ksztaltki wykonanej z tworzywa sztucznego, lub sprezy- ny cieczowej (42) i jest ulozony oddzialujac sila jego reakcji na tlok prasujacy wytwarzajaca konieczne cisnienie materialu odlewanego. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zespół wtłaczający maszyny ciśnieniowej, zwłaszcza gorącokomorowej maszyny ciśnieniowej, stosowanej do obróbki ciekłych stopów metali.

Z opisu zgłoszenia EP 0430616 A1 znany jest zespół wtłaczający, w którym jako napęd linearny wykorzystywane jest wrzeciono służące do napędu nakrętki. Napęd tłoka prasującego połączonego z napędem linearnym realizowany jest poprzez przekładnię pasową napędzaną silnikiem elektrycznym. Przekładnia pasowa oddziaływuje przy tym poprzez elektromagnetycznie sterowane sprzęgło tarczowe na wrzeciono tak, że w ten sposób prędkość przesuwu tłoka prasującego i po wypełnieniu formy, ciśnienie utrzymywane w odlewanym materiale może być regulowane. Przy tym do sterowania służy sygnał zależny od prędkości obrotowej, wyzwalany przez tachometr połączony z napędem wrzeciona. Napęd tego rodzaju wykorzystywany w zespole wtłaczający jest stosunkowo skomplikowany i kosztowny. Sterowanie i regulacja sprzęgła tarczowego, ze względu na podatność na ścieranie takich sprzęgieł ma wiele wad.

Z treści skrótu opisu patentowego Japonii nr 0 7155 925 znana jest konstrukcja zespołu wtłaczającego opisanego na wstępie rodzaju, w której między tłokiem prasującym i drążkiem przesuwnym włączony jest element elastyczny, który rekompensuje oddziaływanie niepożądanych ciśnień szczytowych, zależnie od układu, powstających w wyniku działania sił bezwładności związanych z pracą napędu, w przypadku jego hamowania i przy przechodzeniu do regulacji ciśnieniowej. Podczas gdy problemy tego typu nie występują w przypadku wtryskarek do tworzyw sztucznych, ze względu na elastyczne oddziaływanie ciekłej masy tworzywa sztucznego, to zależności występujące w konstrukcjach maszyn ciśnieniowych są na tyle różne, że ciekłe stopy metalu są właściwie nieściśliwe.

W konstrukcji wtryskarek służących do przeróbki ciekłych mas tworzyw sztucznych, które wyposażone są we wrzeciona wytłaczające, sterowane elektronicznie w ten sposób, że w fazie krytycznej narastania siły docisku, w przypadku plastyfikacji, jak również utrzymywania ciśnienia w fazie docisku, mogą być wzbudzane określone prędkości napędu lub momenty obrotowe dla utrzymania odpowiedniej wartości ciśnienia (DE 4345034 A1). Również tutaj należy zwrócić uwagę na to, że można również zastosować podobny sposób napędu w maszynach ciśnieniowych, gdy między napędem i ruchomymi elementami wtryskującymi zostanie włączony człon sprężysty.

Aby osiągnąć prostą budowę urządzenia, zgodnie z wynalazkiem w zespole wtłaczającym o konstrukcji przedstawionej na wstępie opisu przewidziano, że element sprężysty ukształtowany jest w postaci kształtki wykonanej z tworzywa sztucznego lub sprężyny cieczowej i jest tak ułożony, że siła reakcji powstająca w wyniku sprężenia tego elementu działająca na tłok prasujący osiąga wystarczająco dużą wartość, aby wywołać pojawienie się w odlewanym materiale pożądanej siły osiowej w celu wytworzenia ciśnienia o koniecznej wartości. Taki element sprężysty może przejąć moment bezwładności występujący przy hamowaniu urządzenia napędowego. Ugięcie sprężyste powstające w takim przypadku zapobiega dalszemu przesuwaniu się tłoka prasującego, i dzięki temu również występowaniu ciśnień szczytowych, bez konieczności stosowania skomplikowanych urządzeń sterujących.

Przedmiotem wynalazku jest zespół wtłaczający maszyny ciśnieniowej, zwłaszcza gorącokomorowej maszyny ciśnieniowej do obróbki ciekłych stopów metali. Zespól ten wyposażony jest w tłok prasujący, wtłaczający odlewany materiał do formy, który napędzany jest za pomocą drążka przesuwnego, połączonego z napędem linearnym poruszanym silnikiem elektrycznym. Po zrealizowaniu fazy napełniania formy tłok utrzymywany jest w fazie ciśnieniowej w celu osiągnięcia odpowiedniej wartości ciśnienia w odlewanym materiale, a między tłokiem prasującym i drążkiem przesuwnym włączony jest element sprężysty.

Istota wynalazku polega na tym, że element sprężysty ukształtowany jest w postaci kształtki wykonanej z tworzywa sztucznego lub sprężyny cieczowej i jest ułożony oddziałując siłą jego reakcji na tłok prasujący, wytwarzającą konieczne ciśnienie materiału odlewanego.

W korzystnym wykonaniu wynalazku do elementu sprężystego przyporządkowany jest czujnik połączony z układem sterującym silnika, który określa siłę wywieraną przez element sprężysty i odpowiednio wpływa na układ sterowania napędu.

W dalszym korzystnym wykonaniu wynalazku element sprężysty stanowi pierścień wykonany z tworzywa sztucznego, który usytuowany jest między dwiema tarczami, z których jedna utrzymywana jest na drążku przesuwnym, a druga połączona jest sztywno z tuleją prowadzoną teleskopowo na tym drążku.

PL 193 801 B1

W prostszej pod względem konstrukcyjnym budowie urządzenia według wynalazku, drążek przesuwny zawiera przedłużacz przechodzący przez pierścień stanowiący element sprężysty, który to przedłużacz ma mniejszą średnicę niż drążek, przy czym na przedłużaczu prowadzona jest również tuleja. Wolna przestrzeń istniejąca między przedłużaczem i drążkiem przesuwnym służy do umieszczania tarczy usytuowanej na drążku, względnie dla czujnika ciśnienia. Możliwe jest również takie rozwiązanie, w którym element sprężysty i usytuowanie tulei są tak wzajemnie ustalane, że przedłużacz przestawiany jest tylko wzdłuż określonego odcinka przemieszczenia względem tulei.

Zgodnie z wynalazkiem, w prostszy sposób niż to jest znane ze stanu techniki, jako napęd linearny została zastosowana przekładnia śrubowa składająca się ze śruby pociągowej i prowadzonej na niej nakrętki. Możliwe jest również rozwiązanie, w którym jako napęd linearny zastosowana jest przekładnia zębatkowa, która umożliwia stabilną konstrukcję i cichą pracę urządzenia. Poza tym przekładnia zębatkowa może obejmować dwa zębniki, z którymi obustronnie współpracuje zębatka posiadająca podwójne uzębienie, co powoduje, że obciążenie przekładni jest równomierne i nie występują jednostronne przeciążenia. Przy takiej konstrukcji można zastosować dwa silniki służące do napędu przekładni tak, że możliwe jest odpowiednie dopasowanie mocy urządzenia przy wysokiej dynamice jak również przy uzyskiwaniu odpowiednich przyspieszeń lub opóźnień. Przekładnia może być przy tym wyposażona w szczelna obudowę tak, że nie występują żadne przecieki oleju do przestrzeni, gdzie znajduje się ciekły stop metali.

Na zakończenie należy podkreślić że napęd linearny może być zrealizowany również w postaci suwaka utrzymywanego w prowadnicy prostoliniowej napędzanego za pomocą korbowodu mechanizmu korbowego, przy czym wtedy, gdy zachodzi przestawienie wysokości, możliwe jest optymalne dopasowanie przebiegu sił do suwu napełniania formy.

Jako element sprężysty można również zastosować znaną sprężynę cieczową (LUEGER Lexikon der Technik, wydanie z 1967 r., Verlag DVA Stuttgart, str. 223). Takie cylindry, czy jednostki hydrauliczne, wypełnione z reguły olejem, w przypadku sił ściskających o wielkości rzędu wielu ton, występujących w ciśnieniowych maszynach odlewniczych mogą dysponować koniecznym przemieszczeniem sprężystym, przy czym również tu siła sprężystości jest wystarczająca do wprawienia w ruch tłoka prasującego.

W praktycznym zastosowaniu przedmiotowego wynalazku, sprężyna cieczowa może być wyposażona w tłok nurnikowy, który pod działaniem siły sprężyny wciskany jest do przestrzeni wewnętrznej cylindra, aby ciecz jeszcze przed działaniem drążka przesuwnego znalazła się pod określonym naprężeniem wstępnym. Cylinder sprężyny cieczowej, w korzystnym wykonaniu wynalazku, może również być wyposażony w otwór, połączony z zaworem ograniczającym nadciśnienie i pompą służącą do ewentualnego zawracania wypływającej cieczy. Przy tym do złącza tego zaworu przyłączony jest przekształtnik naprężeń ściskających, który połączony jest z układem sterowania napędu elektromotorycznego.

Do przewodu łącznikowego mogą być przyłączone dodatkowe pojemności zawierające ciecz, których sterowane włączenie do układu przyczynia się do zmiany charakterystyki sprężyny. Wten sposób również przy zastosowaniu sprężyny cieczowej można osiągnąć odpowiednie dopasowanie jej charakterystyki, podobnie jak w przypadku wieloczęściowego pierścienia, co zostało wcześniej opisane.

Dzięki rozwiązaniu według wynalazku, po pierwsze można ograniczyć oddziaływanie momentu bezwładności powstającego przy wyhamowywaniu urządzenia napędowego i przekładni posiadających określone masy. Tłok prasujący nie porusza się przy tym dalej od chwili przełączenia działania z napełniania formy na docisk. Dodatkowe przemieszczenie wywołane działaniem momentu bezwładności jest wykorzystywane między innymi do wstępnego naprężenia elementu sprężystego, a powstałe później naprężenie wstępne wykorzystywane do obciążania tłoka prasującego siłą osiową, która ma wystarczająco dużą wartość, aby podtrzymać określoną wartość ciśnienia docisku w odlewanym materiale.

Dzięki takim środkom technicznym, sterowanie tłokiem prasującym jest wyjątkowo proste. Regulacja ciśnienia docisku może być mianowicie tym sposobem ograniczona do wtórnej regulacji prędkości w kaskadzie regulacyjnej z pierwotną regulacja siły.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest to, że napęd elektryczny może być tak sterowany, a element sprężysty nie jest ściskany więcej niż o określony wcześniej wymiar „a”. Dzięki ruchom względnym występującym między drążkiem przesuwnym i tuleją, element sprężysty jest ściskany o pewien wymiar, który odpowiada przemieszczeniu przestawienia drążka przesuwnego, które to przemieszczenie poprzez wybieg urządzenia napędowego oddziałuje po procesie hamowania. Okazało

PL 193 801 B1 się, że taki pierścień wykonany z tworzywa sztucznego, szczególnie wtedy, gdy jest on wykonany z kauczuku poliuretanowego, przenosi siły o dużej wartości występujące w maszynach ciśnieniowych, które mogą być zastosowane do uszczelnienia ciekłego stopu metali. Pierścień ten może się również składać z dwóch lub większej ilości pierścieni, przekształcanych kolejno jeden po drugim tak, że mogą być zrealizowane różnorodne charakterystyki sprężyn służących do przejmowania oddziaływania momentu bezwładności i sił osiowych.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zespół wtłaczający gorącokomorowej maszyny ciśnieniowej, służącej do obróbki ciekłych stopów metali, fig. 2 - zespół wtłaczający podobny do przedstawionego na fig. 1, jednak z przekładnią zębatkową zamiast śruby pociągowej, fig. 3 - schematycznie przekrój zespołu według fig. 2 w kierunku linii III-III, fig. 4 - widok jak na fig. 3, jednak z inaczej usytuowaną przekładnią do zasilania zębatki, fig.5 - zespół wtłaczający gorącokomorowej maszyny ciśnieniowej według fig. 1, jednak wyposażony w napęd korbowy drążka przesuwnego, fig. 6 - schematyczny widok sprężyny z tworzywa sztucznego przedstawionej na fig. 1, 2 i 5, fig. 7 - zmodyfikowaną konstrukcję sprężyny według fig. 6, fig. 8 -wykres siły oddziaływania sprężyny według fig. 6, fig. 9 - wykres siły przy zastosowaniu sprężyny według fig. 7 i fig. 10 - przykład wykonania sprężyny cieczowej, która osadzona jest między dźwignią przesuwną i tłokiem prasującym zespołu wtłaczającego.

Na figurze 1 przedstawiony jest silnik elektryczny 3, przykładowo silnik asynchroniczny, przy czym można tu zastosować również różne rodzaje siłowników wyposażonych w bliżej nie przedstawione przekładnie i sprzęgło 2, który to silnik nadaje ruch obrotowy śrubie pociągowej 3. Śruba pociągowa 3 prowadzona jest wzdłuż uszczelnienia w obudowie ochronnej 5. Na śrubie pociągowej 2 prowadzona jest współpracująca z nią nakrętka 4, która noskiem prowadzącym 6 zaczepiona jest w rowku 7 wykonanym wewnątrz obudowy 5, dzięki czemu obudowa 5 prowadzona jest bez możliwości obrotu. Nakrętka 4 połączona jest z drążkiem przesuwnym 9 poprzez przedłużenie 8, otaczające wolny koniec śruby 3, który to drążek wyprowadzony jest na zewnątrz obudowy 5 poprzez uszczelnienie i wyposażony w przedłużacz 10 o mniejszej średnicy. Na przedłużaczu 10 prowadzona jest ruchomo pierwsza tarcza 11, która przylega do czujnika ciśnienia 12, który przykładowo może być wykonany w postaci elementu piezoelektrycznego. Czujnik ciśnienia 12 połączony jest poprzez przewód sygnałowy 13z bliżej nie przedstawionym, ale powszechnie znanym regulatorem wieloparametrowym, który steruje silnikiem 1.

Na przedłużaczu 10 jest poza tym osadzona przesuwnie tuleja 14 wyposażona w tarczę końcową 15, przy czym między tarczą końcową 15 i tarczą 11 przylegającą do czujnika ciśnienia 12 usytuowany jest element sprężysty w postaci pierścienia wykonanego z tworzywa sztucznego, przez który przewleczony jest również przedłużacz 10. Tuleja 14, przy zakończeniu oddalonym od tarczy 15, wyposażona jest w końcowe przyłącze 17 służące do połączenia z nie przedstawionym tłokiem prasującym, przy czym wolny koniec przedłużacza 10 posiada obsadę 18 o większej średnicy, która utrzymuje tuleję na przedłużaczu i może również służyć w pewnym stopniu do wstępnego napięcia pierścienia wykonanego z tworzywa sztucznego. Obsada 18 jest oddalona o odcinek przemieszczenia „a” od wewnętrznej powierzchni końcowej 19 tulei 14. Zespół włączający jest uruchamiany po to, aby w znany sposób wtłoczyć ciekły stop metalowy znajdujący się w tyglu gorącokomorowej maszyny ciśnieniowej poprzez cylinder odlewniczy i rurę ciśnieniową do formy, a następnie silnik elektryczny 1, poprzez przedstawiony tu regulator wieloparametrowy wprawia w ruch obrotowy śrubę pociągową 3, co prowadzi do tego, że nakrętka 4 porusza się w kierunku do dołu od przedstawionego na rysunku położenia, wzdłuż śruby 3, a przy tym drążek przesuwny 9 również naciska w kierunku do dołu z prędkością wymaganą w procesie napełniania formy odlewniczej.

Gdy forma jest napełniona, napęd obrotów śruby 3 powinien być przełączony z regulacji prędkości na regulację momentu obrotowego i w tym celu silnik 1jest wyhamowywany. Ponieważ zarówno z pracą silnika, jak również pracą nie przedstawionej bliżej przekładni i wszystkich elementów wprawianych w ruch obrotowy związane jest powstawanie uwarunkowanego ruchem obrotowym określonej masy, momentu bezwładności, nie jest możliwe natychmiastowe wyhamowanie ruchu obrotowego śruby 3 w chwili przełączenia. Aby w tym przypadku uniknąć takiej sytuacji, w której nie przedstawiony tu tłok prasujący w dalszym ciągu wywiera nacisk na znajdujący się w formie nieściśliwy ciekły stop, poprzez co pojawiają się w ciekłym stopie niepożądane ciśnienia szczytowe lub siły szczytowe w mechanizmie napędowym, które mogłyby prowadzić do jego uszkodzenia, przewidziano zastosowanie elementu sprężystego 16, który w tym przypadku zostaje ściśnięty i redukuje dodatkowe przemieszczenie tłoka prasującego, które w innym przypadku byłoby nieuniknione.

PL 193 801 B1

Ze względu na to, że stop metalu nie jest ściśliwy, tłok prasujący po wypełnieniu formy jest w niej, jak to się mówi, usytuowany „na sztywno”, podczas gdy drążek przesuwny 9 i jego przedłużacz 10, w dalszym ciągu poruszają się jeszcze i zmieniają swoje pozycje, przy czym przemieszczenie to może być przejmowane od elementu sprężystego 16 poprzez wzajemne przesunięcie tulei 14 i przedłużacza 10.

Cały układ jest tak zaprojektowany, że przemieszczenie realizowane przez silnik jest mniejsze niż wymiar „a”. Element sprężysty 16 jest ściskany do wymiaru nieznacznie mniejszego niż wymiar „a” i pozostaje w stanie naprężonym. Rozplanowanie może nastąpić w ten sposób, że przy nastawionym przemieszczeniu sprężystym - które również jest mniejsze niż wymiar „a” - siła reakcji wywierana przez element sprężysty 16 oddziałuje na tuleję 14, a tym samym na tłok prasujący, a siła ta jest tak duża, aby mogła wywołać w ciekłym stopie pożądane zjawisko dogniatania wywołane siłą, przykładowo o wielkości 7-8 ton (70-80 kN).

Pierścień wykonany z tworzywa sztucznego zastosowany w omawianym przykładzie wykonania może przenieść te siły przy niezbyt dużych wymiarach. Możliwe byłoby również zastosowanie sprężyny cieczowej, w przypadku której ściśliwość cieczy, szczególnieoleju,przy dużych naciskach byłaby wystarczająca. Silnik 1może być również wysterowany na określony moment utrzymywania obrotów tak, że nie będą wymagane żadne środki służące do utrzymywania zjawiska dogniatania w ciekłym stopie. Aby w każdym przypadku istniała możliwość utrzymania tak dużej siły wywieranej przez element sprężysty 16, aby w ciekłym stopie uzyskać pożądaną wartość ciśnienia, zastosowano czujnik ciśnienia 12, który podaje wartość siły, którą wywiera element sprężysty 16 na tuleję 14, a tym samym na tłok prasujący. Tarcza 11, jak to wyjaśniono wcześniej jest zamocowana przesuwnie na przedłużaczu 10. Na tarcze 11 i 15 wywierana jest taka sama siła osiowa. Siła ta może być regulowana za pomocą wspomnianego wcześniej regulatora wieloparametrowego, podobnie jak silnik 1i można osiągnąć określoną jej wielkość w tak długim czasie, aby przemieszczenie sprężyste elementu sprężystego 16 nie było większe niż wymiar „a”.

Figura 2 przedstawia schematycznie zespół wtłaczający podobny do przedstawionego na fig. 1. Te same elementy zostały oznaczone tymi samymi oznaczeniami cyfrowymi.

Różnica w konstrukcji obydwu zespołów polega na tym, że w tym przypadku zębatka 20 jest połączona w sposób sztywny z drążkiem przesuwnym 9. Zębatka 20 jest podobnie uszczelniona w obudowie 5, jak śruba pociągowa 3 przedstawiona na fig. 1i prowadzona w obudowie 25 zębatki szczelnie połączonej z obudową 5. W związku z tym olej służący do smarowania przekładni nie może wypłynąć na zewnątrz i ewentualnie przeniknąć do ciekłego stopu metalu.

Jak to przedstawiono na fig. 3, zębatka 20 z obydwu stron wyposażona jest w uzębienie i współpracuje z dwoma kołami zębatymi 23, względnie 24, które to koła osadzone są odpowiednio na wałku 21 i 22. W tym przykładzie wykonania, wałek 21 napędzany jest za pomocą dwóch silników 26, 27, które połączone są z nim za pomocą sprzęgieł 28. Przy tym dopasowanie odpowiedniej wielkości mocy następuje poprzez regulację sprzęgieł 28 w taki sposób, że napęd zębatki realizowany jest przez jeden silnik lub przez obydwa silniki 26, 27. Dzięki takiemu ukształtowaniu urządzenia, uzyskuje się w całym układzie większą dynamikę ruchu, a zębatka 20 może poruszać się z większym przyspieszeniem lub opóźnieniem. Dzięki temu prędkość przestawiania zębatki i drążka przesuwnego 9 mogą być utrzymywane na stosunkowo wysokim poziomie.

Figura 4 przedstawia usytuowanie zębatki podobne jak na fig. 3, jednak w tym przypadku zębatka 20' napędzana jest za pomocą kół zębatych 29 i 30 i stanowi ona część przekładni obejmującej również koła zębate 31, 32, 33 i koła zębate 34 i 35, w której to przekładni koło zębate 35 osadzone jest sztywno na wałku 36 i napędzane jest, zależnie od wyboru, przez jeden lub dwa silniki 26, 27. Taka budowa przekładni pozwala na realizację przełożeń, które zapewniają szczególnie korzystne działanie zespołu wtłaczającego.

Figura 5, na której również te same oznaczenia cyfrowe odnoszą się do tych samych elementów, jakie przedstawiono na fig. 1 przedstawia budowę zespołu, która różni się tym, że drążek przesuwny 9 napędzany jest suwakiem 37, który prowadzony jest w prowadnicy prostoliniowej 38. Suwak37 napędzany jest za pomocą korbowodu 39, który uruchamiany jest tarczą mimośrodu uruchamianą za pomocą jednego silnika elektrycznego 41 lub dwóch silników poprzez bliżej nie przedstawioną przekładnię.

Figura 6 przedstawia element sprężysty 16 w postaci pierścienia wykonanego z tworzywa sztucznego, który stosowany jest we wszystkich przykładach wykonania przedstawionych na fig. 1, 2 lub 5 i usytuowany między drążkiem przesuwnym 9 i tłokiem prasującym. Element sprężysty 16 wyko6

PL 193 801 B1 nany jest z ulepszonego kauczuku poliuretanowego i może on osiągnąć charakterystykę odkształcania pod obciążeniem przedstawioną na fig. 8 w przypadku, gdy jest on ściskany w kierunku pokazanym strzałką „s”. Na wykresie przedstawionym na fig. 8 literą „F” oznaczono przyłożoną siłę, a literą „s” odkształcenie elementu sprężystego 16.

Figura 7 przedstawia przykład wykonania, w którym element sprężysty 16 zastąpiony został dwoma koncentrycznie względem siebie usytuowanymi pierścieniami 16a i 16b, które również wykonane są z ulepszonego kauczuku poliuretanowego i zgodnie z fig. 9 mogą osiągnąć zróżnicowaną charakterystykę odkształcenia pod obciążeniem. Gdy pierścień 16a zostanie ściśnięty i jego wymiar zmniejszy się o wielkość s1, zwiększy się siła F wywierana przez ten pierścień do określonej wartości, która została pokazana na fig. 9 przy osiągnięciu odkształcenia s1. Gdy obydwa pierścienie 16a i 16b będą dalej ściskane wzdłuż drogi odkształcenia s2, oddziaływują one jako wzmocniona sprężyna tak, że wzrost wielkości siły na jednostkę odkształcenia znacznie zwiększa się.

Taka budowa elementu może być wykorzystana do zwiększenia siły nacisku działającej na ciekły stop metalu, bez stosowania kosztownych układów sterowania napędu urządzenia.

Na koniec, fig. 10 przedstawia sprężynę cieczową 42, która została włączona między drążek przesuwny i tłok prasujący, zamiast elementu sprężystego 16. Sprężyna cieczowa 42 składa się ze stabilnego cylindra 43, wyposażonego w otwór przyłączeniowy 44, służący do połączenia elementu wyposażonego w przyłącze 17 (fig. 1), który to element połączony jest z nie przedstawionym tu tłokiem prasującym. W przestrzeni wewnętrznej cylindra 43 zamkniętej pokrywą 45, która przy objętości V1 wypełniona jest olejem znajdującym się pod ciśnieniem, umieszczone jest tłoczysko 46 prowadzone szczelnie w pokrywie 45. Tłoczysko to przy zakończeniu wyposażone jest w talerzowy występ 47, na który oddziaływuje sprężyna dociskowa 48 oparta o pokrywę 45. Sprężyna ta wciska tłoczysko 46 o określony wymiar do objętości V1 tak, że dzięki temu zwiększa ciśnienie cieczy znajdującej się w cylindrze, gdyż tłoczysko 46 działa jako nurnik.

Przy takim usytuowaniu sprężyny cieczowej - jak to wspomniano na wstępie - wykorzystywana jest ściśliwość cieczy przy bardzo wysokich ciśnieniach. Sprężyny sieciowe są podobnie jak wcześniej opisane elementy sprężyste wykonane z tworzywa sztucznego - stosowane wtedy, gdy w maszynach ciśnieniowych występują siły o dużej wartości.

W przedstawionym przykładzie wykonania cylinder 43 posiada otwór 49, który poprzez przewód łącznikowy 50 połączony jest z zaworem ograniczającym nadciśnienie. Poprzez ten zawór wypływająca ewentualnie ciecz, wychwytywana jest w schematycznie zaznaczonym zbiorniku 52 i poprzez pompę 53 doprowadzana jest ponownie do cylindra 3. Na przewodzie łącznikowym 50 zamontowany jest przekształtnik naprężeń ściskających 54, który może być połączony z układem sterowania silników elektrycznych. W ten sposób poprzez układ napędowy można bez problemów nastawić i utrzymać na odpowiednim poziomie wielkość siły wtłaczania działającej na ciekły stop metalu.

Z przewodem łącznikowym 50 połączony jest również inny przewód 55, który poprzez zawór regulacyjny 56 umożliwia włączenie dodatkowej pojemności V2 - lub poprzez przewód łącznikowy 57 - włączenie również innych pojemności, które zostały oznaczone schematycznie przez V1. Taka budowa układu pozwala zmieniać w podobny sposób charakterystykę ugięcia sprężyny cieczowej 52 i dopasować ją do określonych wymagań, co już zostało omówione przy okazji opisywania działania dwuczęściowego pierścienia wykonanego z tworzywa sztucznego, przedstawionego na fig. 9.

Dzięki konstrukcji według wynalazku, powstaje stała zależność między ugięciem sprężystym (które korzystnie jest mniejsze niż wymiar a - patrz fig. 1) elementu sprężystego 16 lub 42 i siłą osiową wywieraną na tłok prasujący. Wynalazek umożliwia napęd zespołu wtłaczającego gorącokomorowej maszyny ciśnieniowej przy wykorzystaniu urządzeń elektromechanicznych i posiada te zaletę, że sterowanie i regulacja układu są stosunkowo proste.

Claims (18)

1. Zespół wtłaczający maszyny ciśnieniowej, zwłaszcza gorącokomorowej maszyny ciśnieniowej do obróbki ciekłych stopów metali, wyposażony w tłok prasujący wtłaczający odlewany materiał do formy, który napędzany jest za pomocą drążka przesuwnego połączonego z napędem linearnym poruszanym silnikiem elektrycznym, przy czym tłok ten po zrealizowaniu fazy napełniania formy utrzymywany jest w fazie ciśnieniowej w celu osiągnięcia odpowiedniej wartości ciśnienia w odlewanym materiale, a między tłokiem prasującym i drążkiem przesuwnym włączony jest element sprężysty,

PL 193 801 B1 znamienny tym, że element sprężysty (16, 16a, 16b) ukształtowany jest w postaci kształtki wykonanej z tworzywa sztucznego, lub sprężyny cieczowej (42) i jest ułożony oddziałując siłą jego reakcji na tłok prasujący wytwarzającą konieczne ciśnienie materiału odlewanego.

2. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że do elementu sprężystego (16, 42) przyporządkowany jest czujnik (12, 54) połączony z układem sterującym silnika (1), który określa siłę wywieraną przez element sprężysty.

3. Zespół według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że silnik elektryczny (1, 26, 27) jest sterowany, a element sprężysty (16, 42) nie jest ściskany więcej niż o określony wcześniej wymiar (a).

4. Zespół według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że element sprężysty (16) stanowi pierścień wykonany z tworzywa sztucznego, który usytuowany jest między dwiema tarczami (11 ,15), z których jedna, to znaczy tarcza (11) utrzymywana jest na drążku przesuwnym (9), a druga, to znaczy tarcza (15) połączona jest sztywno z tuleją (14) prowadzoną teleskopowo na tym drążku.

5. Zespół według zastrz. 4, znamienny tym, że pierścień wykonany z tworzywa sztucznego składa się z dwóch lub większej ilości pierścieni (16a, 16b), które odkształcają się kolejno, jeden po drugim.

6. Zespół według zastrz. 5, znamienny tym, że pierścienie (16, 16a, 16b) wykonane są z ulepszonego kauczuku poliuretanowego.

7. Zespół według zastrz. 4, znamienny tym, że drążek przesuwny (9) posiada przedłużacz (10) o mniejszej średnicy przechodzący przez pierścień (16), na którym prowadzona jest tuleja (14).

8. Zespół według zastrz. 4, znamienny tym, że wzajemne usytuowanie elementu sprężystego (16) i tulei (14) jest tak określone, że przedłużacz (10) przestawiany jest tylko o określone przesunięcie (a) względem tulei (14).

9. Zespół według zastrz. 2, znamienny tym, że czujnik (12) przylega do obsady utworzonej między drążkiem przesuwnym i przedłużaczem (10) o mniejszej średnicy i do tarczy (11), którą ogranicza element sprężysty (16).

10. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że jako napęd linearny stosowany jest napęd śrubowy w postaci śruby pociągowej (3) i prowadzonej na niej nakrętki.

11. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że jako napęd linearny stosowany jest mechanizm zębatkowy.

12. Zespół według zastrz. 11, znamienny tym, że napęd zębatki (20, 20') realizowany jest za pomocą przekładni współpracującej obustronnie z zębatką.

13. Zespół według zastrz. 12, znamienny tym, że do napędu przekładni stosowane są alternatywnie dwa silniki (26, 27).

14. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że napęd linearny stanowi suwak (37) napędzany za pomocą korbowodu (39) mechanizmu korbowego (40), który utrzymywany jest w prowadnicy prostoliniowej (38).

15. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że sprężyna cieczowa (42) składa się z cylindra (43) z tłoczyskiem nurnikowym (46), wciskanym pod działaniem siły sprężyny (48) do przestrzeni wewnętrznej cylindra (43), aby ciecz (V') przed uruchomieniem za pomocą drążka przesuwnego znajdowała się pod określonym naprężeniem wstępnym.

16. Zespół według zastrz. 15, znamienny tym, że cylinder (43) sprężyny cieczowej (42) wyposażony jest w otwór (49), do którego dołączony jest zawór (51) ograniczający nadciśnienie i pompa (53) do ewentualnego zawracania wypływającej cieczy.

17. Zespół według zastrz. 16, znamienny tym, że na przewodzie łącznikowym (50) do zaworu (51) ograniczającego nadciśnienie zamontowany jest przekształtnik naprężeń ściskających (54), który połączony jest z układem sterowania silnika elektrycznego (3, 26, 27).

18. Zespół według zastrz. 16, znamienny tym, że do przewodu łącznikowego (50) dołączone są dodatkowe pojemności (V2, Vx), których odpowiednio sterowane włączenie do układu przyczynia się do zmiany charakterystyki sprężystości.