DE1961234B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Verdichten von Gießereiformmassen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verihren und eine Vorrichtung zur Verdichtung der über iner Modellplatte lose gschütteten Formmasse mit- :1s Druckluft.

Weit bekannt ist zur Zeit ein Sandschußverdichjngsverfahren für Formmasse. Das genannte Verichtungsverfahren besteht darin, daß durch ein vorer mit einer Formmasse gefülltes und über dem ormkasten angeordnetes Gefäß Druckluft unter eiern Druck von 5 bis 7 kp/cm^: geblasen wird.

Die Luft erzeugt bei ihrer Strömung durch das Gefäß eine Sandluftmischung, welche durch eine im Gefäßboden vorhandene Öffnung in den Formkasten gelangt.

Die eine Geschwindigkeit aufweisenden Mischungsteilchen verdichten sich im Formkasten infolge ihrer scharfen Abbremsung, und die Luft dringt durch in der Modellplatte vorgesehene Bohrungen und wird dann in die Atmosphäre abgeführt.
Die Formmasse wird in dem Formkasten durch die

»ο kinetische Energie der Formmasseteilchen und auch infolge des beim Luftdurchströmen durch die Formmasseschicht entstehenden Druckgefälles verdichtet. Bei diesem Sandschußverdichtungsverfähren kommen nur fließfähige, wenig feste Formmassen, welche im Gefäß nicht hängenbleiben, in Frage; durch dieses Verfahren wird die erforderliche Dichte der Gießform nicht gewährleistet, weshalb die den Formkasten ausfüllende Formmasse zusätzlich nachverdichtet wird; darüber hinaus ist es sehr schwierig, nach diesem Ver-

ao fahren die Formmasse in großen Formkästen zu verdichten, da dazu ein Gefäß von großen Abmessungen erforderlich ist und demzufolge auch eine sehr sperrige Einrichtung entsteht.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der

»5 Beseitigung der erwähnten Nachteile.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Verdichtung der Formmasse zu schaffen, das eine gleichmäßige Verdichtung der Formmasse über die ganze Oberfläche der Form gewährleistet, eine Nachverdichtung erübrigt und Formen beliebiger Größe herzustellen erlaubt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Druckluft aus einem über dem Formkasten angeordneten, unter mindestens einem Druck von 20 kp/cm² stehenden Vorratsbehälter in 3- bis 40facher Menge - bezogen auf Luft von Normaldruck - der zu verdichtenden Formmasse höchsten 0,15 see auf die Formmasse einwirkt, und durch Abflußöffnungen in der Modellplatte abströmt..

Zur Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Einrichtung vorgeschlagen, in deren Gehäuse ein Innenraum vorhanden ist, der über eine Bohrung mit einer Druckluftquelle und über eine andere, im Gehäuseboden vorgegebene Bohrung, mit einem Formkasten in Verbindung tritt, in der erfindungsgemäß die Bohrung im Boden des Gehäuses mit einem Ventil verschlossen ist, wodurch im Innenraum der Behälter zur Druckluftspeicherung bildet, und am Boden des Gehäuses außenseitig eine Unterplatte untergebracht ist, die mit diesem Boden einen Zusatzraum bildet, wobei die Unterplatte Bohrungen zur gleichmäßigen Luftverteilung über die ganze Oberfläche der zu verdichtenden Formmasse enthält und die als Bodenplatte des Formkastens gestaltete Modellplatte mit, mit der Atmosphäre verbundenen Bohrungen ausgestattet ist.

Zweckmäßigerweise wird auf der Unterplatte unter der Bohrung im Boden des Gehäuses ein kegelförmiger, mit seiner Spitze dieser Bohrung zugekehrter Vorsprung vorgesehen. Diese Ausführung bringt eine gleichmäßigere Luftstromverteilung über dem Zusatzraum zustande.

Es ist auch zweckmäßig, daß das Ventil, das die Bohrung im Boden des Gehäuses verschließt, mit einem Kolben starr verbunden ist, welcher die Kanäle zur Verbindung des Innenraums mit der Druckquelle aufweist, und zwischen dem Kolben und dem Ventil

ein Rückschlagventil angeordnet ist, das auch durch diese Kanäle von der Druckquelle aus steuerbar ist.

Solche Auslegung des Ventils sichert ein schnelles und zuverlässiges Öffnen der Bohrung, die den mit Druckluft ausgefüllten Innenraum mit dem Zusatzraum verbindet.

Es ist besonders wirksam, den Zusatzraum sich erweiternd auszuführen; dabei muß dessen Höhe in Umfangsrichtung der Unterplatte abnehmen.

Diese Gestalt des Zusatzraumes ermöglicht eine gleichmäßige Luftstromverteilung in diesem.

Das vorgeschlagene Verfahren zur Verdichtung der Formmasse gewährleistet eine gleichmäßige Verdichtung der Formmasse über die ganze Gießformoberflächetind rationelle Dichteverteilung über die Formkastenhöhe (eine in den unteren Formmasseschichten größte und aufwärts abnehmende Dichte, die aber genügt, um die Nachverdichtung zu erübrigen); nach diesem Verfahren können außerdem Gießformen beliebiger Größe hergestellt werden.

Nachstehend wird die Beschreibung eines konkreten Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnung angeführt, in der die erfindungsgemäße Einrichtung zur Verdichtung der über einer Modellplatte lose geschütteten Formmasse durch Einwirkung von Druckluft und ein Fo- nkasten mit Füllrahmen, die auf der Modellplatte angeordnet werden (Längsschnitt) wiedergegeben sind.

Es wird ein Verfahren zur Verdichtung von Formmasse durch Einwirkung von Druckluft auf diese vorgeschlagen. Die Luft wird vorher in einen über dem Formkasten angeordneten Vorratsbehälter unter mindestens einem Druck \ on 20 kp/cm² in 3- bis 4Üfacher Menge, bezogen auf Luft von Normaldruck, der zu verdichtenden Formmasse von höchstens 0,15 see auf die Formmasse zur Einwirkung gebracht, wobei sie durch Abflußöffnungen in der Modellplatte abströmt.

Durch den schnellen Auslaß der Druckluft erfolgt deren momentane Expansion, so daß der Druck im Raum über der Formmasse ansteigt, welcher dann über die ganze Oberfläche der Formmasse, die sich im Formkasten befindet, gleichmäßig angreift. Bei einer solchen Wirkung haben die einzelnen Raumteile der Formmasse im Formkasten die Möglichkeit, sich gegeneinander dem Formkastenteil zuzubewegen, wo die Formmasse noch wenig verdichtet ist und es zu einer gleichmäßigen Formmasseverdichtung im ganzen Formkastenraum kommt.

Der Verbrauch an Druckluft je Raumteil der zu verdichtenden Formmasse wird je nach der Höhe des Formkastens eingestellt: je größer diese Höhe ist, desto geringer ist der Luftverbrauch je Raumteil. So nimmt man z. B. für einen 600 mm hohen Formkasten 5 Volumenteile Luft unter normalem Druck je Volumenteil Formmasse, während bei einer Höhe von 100 mm 30 bis 40 Luftraumteile genommen werden. Ein derartiger Luftdurchsatz je Raumteil der zu verdichtenden Formmasse gewährleistet eine größtmögliche Verdichtung der Formmasse an der Formkastenoberfläche.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verdichtungsverfahrens wird eine Vorrichtung zur Verdichtung der Formmasse durch Einwirkung der Druckluft auf diese vorgeschlagen.

Das Gehäuse 1 weist einen Innenraum 2 und eine Bohrung 3 auf. Dieser Innenraum kommuniziert über eine im Boden 5 des Gehäuses 1 vorgesehene Bohrung 4 mit dem Formkasten 6, in den die Formmasse eingeschüttet ist.

Die Bohrung 4 wird mit einem Ventil 7 verschlossen, wodurch sich ein Vorratsbehälter für die Speicherung der Druckluft bildet. Das Ventil 7 ist über einen Schaft 8 mit einem in der Bohrung 3 eingesetzten Kolben 9 starr verbunden. Am Schaft 8 ist zwischen dem Kolben 9 und dem Ventil 7 ein Rückschlagventil

ίο 10 aufgesetzt. Um an dieses die Druckluft heranzufuhren, sind in dem Kolben 8 Kanäle 11 vorgesehen, durch welche die Luft in den Vorratsbehältern 2 hindurchtritt.

Am Boden 5 außenseitig unter der Bohrung 4 ist

»5 eine Unterplatte 12 montiert, die mit diesem Boden 5 einen Zusatzraum 13 bildet. Die Unterplatte 12 enthält über die ganze Oberfläche Bohrungen 14, durch die die Druckluft sich über die ganze Oberfläche der zu verdichtenden Formmasse gleichmäßig verteilt.

»o In der Mitte der Unterplatte unter der Bohrung 4 ist ein kegelförmiger, dieser Bohrung 4 mit seiner Spitze zugekehrter Vorsprung 15 vorgesehen. Dieser Vorsprung ermöglicht, die Luft im Zusatzraum 13 gleichmaßiger zu verteilen, der zu demselben Zweck

»5 so gestaltet ist, daß dessen Höhe in der Mitte am größten und am Umfang am kleinsten ist.

Das Gehäuse 1 ist von oben mit einem Deckel 16 zugedeckt, der einen Kanal 17 besitzt, durch den die Druckluft dem Vorratsbehälter 2 zugeführt wird.

Die Einrichtung arbeitet nach dem erfindungsgemäßen Verdichtungsverfahren wie folgt:

Auf eine Modellplatte 18, die eine Kammer 19 zur Luftabführung besitzt, wird der mit einer sand-tonhaltigen Formmasse gefüllte Formkasten 6 aufgestellt. Am Formkasten 6 wird ein Füllrahmen 20 angeordnet, der auch mit derselben Formmasse ausgefüllt wird. Oben am Rahmen 20 wird jetzt die Einrichtung zur Verdichtung der Formmasse aufgestellt und an den Füllrahmen dicht angedrückt, um damit eine Dichtigkeit zu erzeugen und die bei der Verdichtung entstehenden Kräfte aufzunehmen. Nach der erfolgten Montage wird in den Vorratsbehälter 2 Druckluft eingepumpt, die die Kanäle 17 und 11 durchströmt, das Rückschlagventil 7 öffnet und den

+5 Vorratsbehälter 2 ausfüllt.

Um den Formkasten, dessen Fläche 800 X 700 mm und dessen Höhe 400 mm beträgt, zu verdichten, soll der Luftdruck bei einem Inhalt des Innenraumes 2 von 14 dm³ 100 kp/cm² erreichen. Bei diesen Kennwerten entfallen auf 1 dm³ zu verdichtender Formmasse etwa 6 dm³ Luft von Normaldruck.

Nachdem der Vorratsbehälter 2 mit Druckluft in der erforderlichen Menge ausgefüllt ist, wird der Raum 21, welcher über dem Kolben 9 liegt, mittels Kanals 17 mit der Atmosphäre in Verbindung gesetzt. Wegen der Flächenduferenz des Kolbens 9 und des Ventils 7 geht der Kolben 9 und mit diesem zusammen auch das Ventil 7 unter der Druckwirkung der im Vorratsbehälter 2 befindlichen Druckluft blitzschnell aufwärts und öffnet gleichzeitig die Bohrung 4, in welcher ein Ring 22 eingebaut ist, dessen Form die einer sich erweiternden Düse wiedergibt. Die Druckluft füllt während einiger Hundertstel Sekunden den Zusatzraum 13 gleichmäßig aus, strömt gleichzeitig durch die Bohrungen 14 auf die Formmasse zu und verdichtet diese. Die Druckluft tritt weiter durch die Formmasse hindurch, gelangt durch Bohrungen 23, die in der Modellplatte 18 vorgesehen sind, dann in

die Kammer 19 und strömt von hier aus in die Atmosphäre.

Im eben beschriebenen Beispiel hat die Formmassedichte im Gießformbereich 1,7 g/cm³ und darüber erreicht.

Die nach dem vorgeschlagenen Verfahren hergestellten Gießformen aus sand-tonhaltigen Formmassen gewährleisten die Erhaltung von Gußstücken mit erhöhter Genauigkeit.

Die erfindungsgemäß ausgeführte Einrichtung zur Verdichtung der Formmasse weist eine hohe Lebensdauer auf und ist betriebssicher. Darüber hinaus kann sie ohne große Aufwendungen an den im Betrieb befindlichen Formmaschinen montiert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verdichtung der über einer Modellplatte lose geschütteten Formmasse, mittels Druckluft, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluft aus einem über dem Formkasten angeordneten, unter mindestens einem Druck von 20 kp/cm² stehenden Vorratsbehälter in 3- bis 40facher Menge - bezogen auf Luft von Normaldruck - der zu verdichtenden Formmasse, höchstens 0,15 see auf die Formmasse einwirkt und durch Abschlußöffnungen in der Modellplatte abströmt.

^,

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, in deren Gehäuse ein Innenraum vorhanden ist, der über eine Bohrung mit einer Druckluftquelle und über eine andere, im Gehäuseboden vorgesehene Bohrung mit dem Formkasten in Verbindung tritt, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (4) im Boden (5) des Gehäuses (1) mit einem Ventil (7) verschlossen ist, wodurch sich im Innenraum der Behälter zur Druckluftspeicherung bildet, und am Boden (5) des Gehäuses (1) außenseitig eine Unterplatte

(12) untergebracht ist, die mit diesem Boden (5) einen Zusatzraum (13) bildet, wobei die Unterplatte (12) Bohrungen (14) zur gleichmäßigen Luftverteilung über die ganze Oberfläche der zu verdichtenden Formmasse enthält und die als Bodenplatte des Formkastens (6) gestaltete Modellplatte (18) mit, mit der Atmosphäre verbundenen Bohrungen (23) ausgestattet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterplatte (12) unter der Bohrung (4) im Boden (5) des Gehäuses (1) ein kegelförmiger, mit seiner Spitze dieser Bohrung zugekehrter Vorsprung (15) vorhanden ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (7), das die Bohrung (4) in dem Boden (5) des Gehäuses (1) verschließt, mit einem Kolben (9) starr verbunden ist, weicher Kanäle (11) zur Verbindung des Innenraumes (2) mit der Druckluftquelle aufweist, und zwischen dem Kolben (9) und dem Ventil (7) ein Rückschlagventil (10) angeordnet ist, das auch durch diese Kanäle von der Druckluftquelle aus steuerbar ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzraum

(13) derart ausgeführt ist, daß dessen Höhe in Umfangsrichtung der Unterplatte (12) abnimmt.