DE3740611C2

DE3740611C2 - Process for compacting molding sand

Info

Publication number: DE3740611C2
Application number: DE3740611A
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl Ing Grolla
Original assignee: Heinrich Wagner Sinto Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Heinrich Wagner Sinto Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 1987-12-01
Filing date: 1987-12-01
Publication date: 1998-07-23
Anticipated expiration: 2007-12-02
Also published as: DE3740611A1; EP0319453A3; EP0319453B1; ATE70750T1; EP0319453A2

Abstract

The invention relates to a method for ramming foundry sand in a moulding box which is placed on a pattern plate provided with a pattern and holes for the passage of air. After the foundry sand has been introduced loosely into the moulding box, it is acted upon briefly by compressed air and then compressed by means of a press. In known methods, it was either impossible or possible only at great expense to compact the foundry sand sufficiently to achieve a good casting surface, particularly at critical points of the pattern to be moulded. According to the invention, air is passed through the sand during the pressing operation. A method according to the invention can be employed in the production of all types of sand moulds.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verdichten von Formsand mit einem Formkasten, welcher auf einer mit einem Modell versehenen Modellplatte aufgesetzt ist, die mit Luftdurchtrittsausnehmungen versehen ist, wobei der Formsand nach losem Einfüllen in den Form kasten kurzzeitig mit Druckluft beaufschlagt und an schließend mittels einer Presse verpreßt wird.The invention relates to a method for compression of molding sand with a molding box, which on a with a model plate attached which is provided with air passage recesses, the molding sand after filling the mold loosely box briefly pressurized with compressed air and on is then pressed by means of a press.

Bei einem bekannten Verfahren zum Verdichten von Formsand erfolgt nach dem losen Einfüllen des Forms andes in den Formkasten eine kurzzeitige, impulsartige Beaufschlagung mit Druckluft. Durch den auf diese Weise hervorgerufenen Luftstrom wird auf jedes einzel ne Sandkorn eine nach unten gerichtete Druckbela stung aufgebracht, welche zu einer Bewegung der je weiligen Sandkörner führt. Auf diese Weise wird die Packungsdichte des Sandes in Strömungsrichtung da durch erhöht, daß sich die Sandkörner gegeneinander anlegen. Da durch eine steigende Packungsdichte die Gasdurchlässigkeit des Sandes verringert wird, ist die durch die impulsartige Beaufschlagung mit Druckluft hervorgerufene Verdichtung des Sandes auf bestimmte Bereiche des Sandes und auf eine bestimmte Sand dickenschicht begrenzt. Diese Begrenzung hängt von der Art und Körnung des Sandes sowie von der Gestaltung des Modells ab. Da bei dem bekannten Verfahren die durch die impulsartige Druckbeaufschlagung hervorge rufene Verdichtung des Sandes allein nicht ausreichend ist, erfolgt anschließend ein Verpressen des Sandes mit tels einer Presse. Dabei kann es sich insbesondere bei kompliziert gestalteten Modellen als nachteilig erwei sen, daß die anfängliche Verdichtung des Sandes bzw. Erhöhung der Packungsdichte nicht gleichmaßig erfolgt sondern von den Strömungsverhältnissen der Druckluft beim Durchströmen des Sandes abhängt. Die Strö mungsverhältnisse werden insbesondere von der Form des Modelles sowie von der Anordnung und Lage der Luftdurchtrittsausnehmungen in der Modellplatte be einflußt. Weiterhin spielen Inhomogenitäten des Sandes eine entscheidende Rolle, durch welche das Strömungs verhalten ebenfalls beeinflußt wird.In a known method for compressing Molding sand occurs after the mold has been poured in loosely another in the molding box a brief, impulsive Actuation of compressed air. By on this Wise airflow is generated on each one ne grain of sand a downward-facing pressure coating Stung applied, which leads to a movement of the leads to grains of sand. In this way the Packing density of the sand in the direction of flow by increasing the grains of sand against each other invest. Because of an increasing packing density The gas permeability of the sand is reduced due to the pulsed application of compressed air caused compression of the sand to certain Areas of sand and on a specific sand limited thickness layer. This limitation depends on the Type and grain of the sand as well as the design of the model. Since in the known method through the impulsive pressurization called compression of the sand alone is not sufficient then the sand is pressed together by means of a press. It can be particularly in complicated models as disadvantageous sen that the initial compaction of the sand or Increase in packing density is not uniform but from the flow conditions of the compressed air depends on the flow of sand. The currents Relationships are particularly dependent on the shape of the model and of the arrangement and location of the Air passage recesses in the model plate be influences. Inhomogeneities in the sand also play a crucial role through which the flow behavior is also affected.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver fahren zum Verdichten von Formsand der eingangs ge nannten Art zu schaffen, welches bei einfachem Aufbau und betriebssicherer Wirkungsweise eine wirksame Verdichtung des Formsandes ermöglicht und insbeson dere zu keiner übermäßigen Geräuschentwicklung führt.The invention has for its object a Ver drive to compact the molding sand of the beginning ge named type to create, which with a simple structure and reliable operation an effective Compression of the molding sand enables and in particular no excessive noise leads.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention the object is achieved with the features of claim 1.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch eine Reihe erheblicher Vorteile aus. Da die anfängliche, impulsartige Druckluftbeaufschlagung nur zu einer Teilverdichtung und zu einer teilweisen Erhöhung der Packungsdichte des Sandes führt, erweist es sich insbe sondere an formkritischen Stellen der Sandform als not wendig, dort zusätzlich eine ausreichende Verdichtung des Sandes vorzunehmen. Dies erfolgte früher durch Rütteln des Sandes, was jedoch hinsichtlich der gefor derten Umweltverträglichkeit wegen der großen Lärm entwicklung kaum noch praktikabel ist. Bei einer nach folgenden Verpressung des impulsartig vorverdichteten Sandes ist es kaum möglich, formkritische Stellen, bei spielsweise Schrägen eines Modells, welche eine gegen Null gehende Formschräge aufweisen, im Bereich von daran anschließenden Kanten ausreichend zu verdich ten. Die Ursache dafür liegt darin, daß sich unter dem Preßstempel eine durch die Vorverdichtung und durch die vorgegebene Geometrie bestimmte Form der Druckverteilung einstellt. Demgegenüber ist es mittels des vorliegenden Verfahrens möglich, durch alle Berei che des Formsandes Luft durchzuleiten, um auf diese Weise einen Druck auf die jeweiligen Sandkörner aus zuüben und sie zu einer Bewegung zu veranlassen. Auf diese Weise ist es möglich, auch an sehr formkritischen Bereichen eine erhebliche Steigerung der Packungs dichte hervorzurufen. Dieser Effekt wird durch die gleichzeitige mechanische Verpressung begleitet, so daß die bisherigen Nachteile des mechanischen Verpressens, nämlich insbesondere eine ungenügende Druckvertei lung unter dem Pressenstempel ausgeglichen werden.The method according to the invention is characterized by a number of significant benefits. Since the initial impulsive compressed air only to one Partial compression and a partial increase in Packing density of the sand leads, it turns out in particular especially in critical locations of the sand mold as an emergency agile, there is also sufficient compaction of the sand. This was done earlier Shaking the sand, which however with regard to the gefor environmental impact due to the high level of noise development is hardly practical anymore. At one after following compression of the precompacted Sandes it is hardly possible to find form critical places for example, slants of a model, which one against Have zero draft, in the range of the adjacent edges must be sufficiently compressed The reason for this is that under the Press die one through the pre-compression and through the given geometry certain shape of the Pressure distribution. In contrast, it is by means of of the present procedure possible through all areas surface of the molding sand to pass air through to it Apply pressure to the respective grains of sand practice and make them move. On this way it is possible even on very form-critical Areas a significant increase in packaging cause density. This effect is due to the accompanied by mechanical pressing, so that the previous disadvantages of mechanical pressing, namely in particular an insufficient pressure distribution be balanced under the press ram.

Ein weiterer erfindungsgemäßer Vorteil liegt darin, daß durch das Spülen mit Luft die Feinstanteile des Forms andes in Richtung auf die Modellplatte und die auf die ser befestigten Modelle transportiert werden, wodurch sich an der Oberfläche der Modelle bzw. der Modell platte eine sehr feinkörnige, eine hohe Packungsdichte aufweisende Sandschicht bildet, die zu einer besonders hohen Oberflächengüte des Gutstückes führt. Ein weite rer Vorteil dieser Bewegung der Feinstanteile des San des liegt darin, daß während der Luftspülung in den darüberliegenden Sandbereichen zum einen die Luft durchlässigkeit erhöht wird und zum anderen die jeweils größeren Sandkörner in eine noch dichtere gegenseitige Anlage verpreßt werden können.Another advantage of the invention is that by flushing with air the fine parts of the mold other towards the model plate and towards the these fortified models are transported, whereby themselves on the surface of the models or the model plate has a very fine-grained, high packing density showing layer of sand that forms a special high surface quality of the good piece leads. A wide one advantage of this movement of the very fine parts of the San this is because during the air purge in the overlying sand areas on the one hand the air permeability is increased and on the other hand each larger grains of sand into an even denser mutual System can be pressed.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist dadurch gege ben, daß durch die Spülung mit Luft der gesamte Sand fluidisiert wird, d. h. der Sand zeigt ein wesentlich gün stigeres Fließverhalten, welches wiederum den Verpres sungseffekt in vorteilhafter Weise verbessert Eine günstige Weiterentwicklung des erfindungsge mäßen Verfahrens kann dadurch gegeben sein, daß die Luftdurchleitung entweder in Form einer Luftspülung oder niedrigem Luftdruck oder unter hohem Luftdruck erfolgt. Die Auswahl eines geeigneten Luftdruckes für die Luftdurchleitung erfolgt in Abhängigkeit von der Art des Sandes und der Art des abzuformenden Mo dells. Weiterhin ist es erfindungsgemäß möglich, den Luftdruck an die Art der Verpressung des Sandes, d. h. an die Preßdrücke sowie an die Vorschubgeschwindig keiten der Stempel der Presse anzupassen.Another advantage of the invention is thereby ben that by flushing with air all the sand is fluidized, d. H. the sand is essentially green increased flow behavior, which in turn compresses solution effect improved in an advantageous manner A favorable further development of the fiction Appropriate procedure can be given that the Air passage either in the form of an air purge or low air pressure or under high air pressure he follows. The selection of a suitable air pressure for the air flow depends on the Type of sand and type of mo to be molded dells. Furthermore, it is possible according to the invention, the Air pressure to the type of sand pressing, d. H. to the pressures and to the feed rate adapt the stamps to the press.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann da durch gegeben sein, daß die Luftdurchleitung entweder während des gesamten Preßvorgangs erfolgt oder nur während eines Teils des Preßvorgangs. In Abhängigkeit von der Form des Modells und der Art des Sandes kann es ausreichend sein, die Fluidisierungseffekte und die Bewegung der einzelnen Sandkörner nur während des Beginns der mechanischen Verpressung auszunutzen. Es kann sich jedoch auch als wirksam erweisen, die Durchleitung von Luft während des gesamten Preßvor ganges vorzunehmen.A further advantageous embodiment can be there be given that the air duct either takes place during the entire pressing process or only during part of the pressing process. Dependent on can depend on the shape of the model and the type of sand it should be sufficient the fluidization effects and the Movement of the individual grains of sand only during the Exploit the beginning of mechanical pressing. However, it can also prove effective Passage of air throughout the press ganges.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfin dungsgemäßen Verfahrens erfolgt dadurch, daß zur an fänglichen, kurzzeitigen Druckbeaufschlagung auf den gefüllten Formkasten eine druckdichte Haube aufge setzt wird. Durch eine derartige Haube ist es möglich, die kurzzeitige, impulsartige Druckbeaufschlagung auf den Formsand über den gesamten Formkasten gleich mäßig zu verteilen und somit möglichst gleichmäßige Strömungsverhältnisse hervorzurufen.Another advantageous embodiment of the inventions method according to the invention takes place in that the catchy, short-term pressure on the filled mold box with a pressure-tight hood is set. With such a hood it is possible the brief, impulsive pressurization the molding sand over the entire molding box to distribute moderately and thus as evenly as possible To cause flow conditions.

Erfindungsgemäß kann die Verpressung des Sandes sowohl mittels einer Vielstempelpresse als auch mittels einer ebenen Preßplatte erfolgen. Die Auswahl eines geeigneten Preßwerkzeuges hängt entscheidend von der Form des Modells sowie von dem gewünschten Ver pressungsgrad ab. Mittels einer Vielstempelpresse ist es auf besonders einfache Weise möglich, bestimmte Be reiche des Formsandes gezielt stärker zu verdichten, beispielsweise Bereiche, die an Modellbereichen mit ei nem gegen Null gehenden Winkel der Modellschräge angrenzen.According to the invention, the sand can be compressed both by means of a multi-punch press and by means of a flat press plate. Choosing one suitable press tool depends crucially the shape of the model and the desired ver degree of compression. By means of a multi-stamp press it is possible in a particularly simple manner, certain loading specifically to densify areas of the molding sand, For example, areas that are on model areas with egg a zero angle of the model slope adjoin.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des erfin dungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gegeben, daß die Luftdurchleitung durch an formkritischen Stellen des Modells oder der Modellplatte angeordnete Luftdurch trittsöffnungen erfolgt. Auf diese Weise ist es möglich, die durch die Druckbeaufschlagung hervorgerufenen Strömungsverhältnisse durch den Formsand gezielt zu beeinflussen. Es ist beispielsweise möglich, einen Groß teil der durchgeleiteten Luft an einem bestimmten, kriti schen Modellbereich aus dem Modellkasten abzufüh ren, so daß in diesem Bereich eine besonders hohe Anla gerung an Feinstanteilen des Sandes und eine besonders dichte Packung der Sandkörner erfolgt. Weiterhin ist es möglich, auch diese Bereiche des Formsandes zu ver dichten, welche wegen der üblichen Druckverteilung unter dem Pressenstempel nicht mit einem ausreichen den Preßdruck beaufschlagt werden könnten.A particularly advantageous development of the inventor The inventive method is given in that the Air flow through at critical points of the Model or the model plate arranged air flow openings are made. In this way it is possible those caused by pressurization Flow conditions through the molding sand specifically influence. For example, it is possible to use a capital part of the air passed through a certain, critical to remove the model area from the model box ren, so that a particularly high Anla reduction in fine fractions of the sand and a special the sand grains are packed tightly. Furthermore it is possible to also ver these areas of the molding sand seal which because of the usual pressure distribution under the press stamp not enough with one the pressure could be applied.

Eine weitere günstige Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gegeben, daß die Luftdurchtrittsöffnungen in Form von Spaltöffnungen ausgebildet sind. Dabei kann es sich insbesondere als günstig erweisen, wenn die Luftdurchtrittsöffnungen eine lichte Weite aufweisen, welche geringer ist als der Durchmesser der Körner des Sandes. Durch letztere Maßnahme wird verhindert, daß Sand aus dem Formkasten in die Luftbahnen gespült wird. Durch die erstgenannte Maßnahme ist es möglich, die Luftdurchtrittsöffnungen besonders einfach und ko stengünstig herzustellen und nach dem jeweiligen Formvorgang zu reinigen, da die Reinigung einer Viel zahl einzelner Bohrungen oder Ausnehmungen einen sehr hohen Wartungsaufwand verlangt.Another inexpensive development of the invention is given by the fact that the air passage openings are formed in the form of stomata. Here it can prove to be particularly advantageous if the Air passage openings have a clear width, which is less than the diameter of the grains of the Sand. The latter measure prevents Sand washed out of the molding box into the airways becomes. The first-mentioned measure makes it possible the air passage openings particularly simple and knockout inexpensive to manufacture and according to the respective Molding process to clean because cleaning a lot number of individual holes or recesses very high maintenance requirements.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene Durchlei tung von Luft beschränkt, vielmehr ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, anstelle von Luft ein rea gierendes Gas durch den Formsand durchzuleiten, um beispielsweise chemische Reaktionen in dem Formsand, die zu einer weiteren Verfestigung desselben führen, vorzunehmen. Auch ist es möglich, während des Preß vorganges den Formsand zuerst mit Luft und dann mit einem reagierenden Gas zu durchspülen.The invention is not based on the described lead limited by air, rather it is within the scope the invention also possible, instead of air a rea to pass yawing gas through the molding sand to for example chemical reactions in the molding sand, that lead to further solidification of the same, to make. It is also possible during the press the molding sand first with air and then with to flush a reacting gas.

Claims

1. A method for compacting molding sand in a molding box, which is placed on a model plate provided with a model, which is provided with air passage recesses, the molding sand being briefly pressurized with compressed air after filling in the molding box and then by means of a press is pressed, characterized in that air or a reactive gas is passed through all areas of the molding sand during the Preßvor.

2. The method according to claim 1, characterized records that the air duct in the form of a Air purge takes place under low air pressure.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized ge indicates that the air passage under ho Hem air pressure occurs.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the air duct takes place during the entire pressing process.

5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the air duct only during part of the pressing process.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that to the initial brief pressurization on the filling a pressure-tight hood is placed on the molding box becomes.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the pressing with a multi-post press.

8. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the pressing with means of a flat press plate.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the air duct through at critical points of the model or arranged through the model plate takes place.

10. The method according to claim 9, characterized records that the air passage openings in the form are formed by stomata.

11. The method according to claim 9 or 10, characterized characterized in that the air passage openings have a clear width that is less than that Diameter of the grains of the sand is.