DE4419300C2

DE4419300C2 - Compression process with downward moving membrane press plate

Info

Publication number: DE4419300C2
Application number: DE19944419300
Authority: DE
Inventors: Johannes Iburg; Werner Wosnitza
Original assignee: Kuenkel Wagner Prozesstechnologie GmbH
Current assignee: Kuenkel Wagner Prozesstechnologie GmbH
Priority date: 1994-06-01
Filing date: 1994-06-01
Publication date: 1999-05-20
Anticipated expiration: 2014-06-02
Also published as: DE4419300A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verdichten von Formsand, der in Formkästen gefüllt ist, die bodenseitig ein Modell beinhalten, dessen Kontur in die zu formende Sandform übertragen werden soll. Die Verdichtung erfolgt bei diesen Verfahren mit einer Membran, die an einer Preßplatte so angebracht ist, daß der Zwischenraum zwischen Preßplatte und Membran mit einem Fluid (beispielsweise Wasser, Öl oder Luft) gefüllt werden kann, wobei die Membran den Formsand oberhalb des Modells verdichtet.The invention relates to a method for compressing Molding sand, which is filled in molding boxes, the bottom one Include model, its contour in the sand mold to be shaped to be transferred. These are compressed Method with a membrane attached to a press plate is appropriate that the space between the press plate and Membrane with a fluid (e.g. water, oil or air) can be filled, the membrane the molding sand above the Model compacted.

Aus "Gießerei" Heft 7, April 1964 (Seiten 161 bis 163) sind zwei dort unterschiedene solche Verfahren offenbart. Einmal ein Membran-Preßverfahren und zum anderen ein Preßkissen-Verfahren. Bei ersterem wird das Preßhaupt mit einer Membran abwärts bewegt und sitzt fest auf dem oberen Rand des Formkastens auf. Danach wird Druckluft zwischen Membran und Platte eingeführt, so daß die Membran nach unten auf die Sandoberfläche schlägt. Der reine Preßvorgang mittels der dortigen Membran dauert etwa 1 bis 2 Sekunden. Die Preßplatte wird beim Pressen nicht abwärts bewegt, sie wirkt auch nicht als Preßplatte beim tatsächlichen Pressen des Formsandes. Das andere von dieser Fundstelle umschriebene Verfahren ist das Preßkissen-Verfahren, mit einem flexiblen und elastischen Preßkissen. Zwischen dem Preßkissen und dem Preßrahmen (der Preßplatte) ist ein elastisches Abfangkissen vorgesehen. Bei diesem Verfahren taucht der Preßrahmen in den Füllrahmen, der mit Formsand befüllt ist, ein und das vor dem Einfahren mit Luft gefüllte Kissen verändert sein Volumen so, daß sich am Ende des Preßvorgangs keine Luft mehr zwischen dem Abfangkissen und der Membran befindet (dort Fig. 3c)."Gießerei" Issue 7, April 1964 (pages 161 to 163) discloses two such processes which are different there. On the one hand a membrane press process and on the other hand a press cushion process. In the former, the press head is moved downwards with a membrane and sits firmly on the upper edge of the molding box. Then compressed air is introduced between the membrane and the plate so that the membrane hits the sand surface downwards. The pure pressing process using the membrane there takes about 1 to 2 seconds. The press plate is not moved downwards during pressing, nor does it act as a press plate when the molding sand is actually pressed. The other method described by this site is the pressure pad method, with a flexible and elastic pressure pad. An elastic interception cushion is provided between the press cushion and the press frame (the press plate). With this method, the press frame is immersed in the filling frame, which is filled with molding sand, and the cushion filled with air before moving in changes its volume so that at the end of the pressing process there is no air between the interception cushion and the membrane (there Fig . 3c).

Aus der DE 801 574 (veröffentlicht 1951) ist ein Verfahren zum gleichmäßigen Verdichten von Formsand bekannt, bei dem durch Aufweitung eines in der Formmaschine oberhalb des Formkastens untergebrachten und an einer Preßluftleitung angeschlossenen elastischen Sackes eines Verdichtungswirkung erreicht wird. Entsprechend der jeweiligen Größe des Widerstandes paßt sich der Sack selbsttätig der Modellform an. Bewegungen des Modellplattenträgers werden ebenso vermieden, wie Bewegungen des Preßhauptes (dort als Preßholm 1 bezeichnet), so daß das dortige Verfahren vereinfacht und verbilligt werden kann.DE 801 574 (published 1951) describes a method for uniform compaction of molding sand known in which by Widening one in the molding machine above the molding box housed and connected to a compressed air line elastic bag of a compaction effect is achieved. Depending on the size of the resistor, the Sack automatically on the model shape. Movements of the Model plate carriers are avoided, as are movements of the Press head (referred to there as Pressholm 1), so that there Procedures can be simplified and reduced.

Die DE 323 380 (veröffentlicht 1920) beschreibt ein elastisches Kissen an einer Platte. Die Platte ist dort mit A', das Druckkissen mit A bezeichnet. Wesentlich für die Vermeidung des Ausbauchens oder Zerplatzens des Kissens am oberen Ende des Formkastens ist für die Offenbarung dieser Druckschrift, daß ein umlaufender Rand (dort als Lippe A⁵ oder a⁵ bezeichnet) vorgesehen ist, der in das obere Ende des Formkastens oder in den auf ihn aufgesetzten Füllrahmen ansatzweise eindringt, gerade so weit, daß eine Aufblähung des dortigen Kissens nur in Richtung des zu formenden Sandes erfolgt und nicht zwischen Platte A' und Füllrahmenrandhindurch, wobei das Kissen A zerplatzen würde. Um die umlaufende Lippe mit dem oberen Rand des Formkastens oder Füllrahmens in Eingriff zu bringen, ist eine Kniehebelpresse vorgesehen, die die Platte A' leicht abwärts bewegt. Ist ein Eingriff zwischen umlaufender Lippe und oberem Rand von Formkasten/Füllrahmen vorhanden, so wird durch Einfüllen von Druckluft zwischen Platte und Kissen der Formsand verdichtet.DE 323 380 (published 1920) describes an elastic cushion on a plate. The plate there is labeled A ', the pressure pad is labeled A. It is essential for the avoidance of bulging or bursting of the pillow at the upper end of the molding box for the disclosure of this document that a peripheral edge (there designated as lip A ⁵ or a ⁵ ) is provided, which in the upper end of the molding box or in the the filling frame placed on it penetrates to the extent that the cushion there is inflated only in the direction of the sand to be formed and not between plate A 'and the edge of the filling frame, whereby the cushion A would burst. In order to engage the peripheral lip with the upper edge of the molding box or filling frame, a toggle press is provided which moves the plate A 'slightly downwards. If there is an engagement between the circumferential lip and the upper edge of the molding box / filling frame, the molding sand is compressed by filling compressed air between the plate and the cushion.

Die Erfindung sieht sich vor die Aufgabe gestellt, eine kostengünstige Verdichtungs-Variante vorzuschlagen, die eine hohe Anpassung der Druck ausübenden Membran-Oberfläche an die Modellkontur ermöglicht, wobei vermieden werden soll, aufwendige Vielstempel-Preßhäupter oder einzeln ansteuerbare Stempel einzusetzen.The object of the invention is to provide a propose inexpensive compaction variant, the one high adaptation of the pressure-exerting membrane surface to the Model contour enables, avoiding elaborate Multi-stamp press heads or individually controllable stamps to use.

Diese Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst. Dazu vermeidet die Erfindung während des eigentlichen Preßvorganges (Hauptpressung) mittels der Preßplatte, die eine Membran oder ein Kissen trägt, daß Luft durch den Sand strömt, vielmehr wird zum Ausüben von Preßdruck auf die Sandoberfläche die Preßplatte zusammen mit dem daran angeordneten (mit einem Fluid füllbaren) Kissen . abwärts bewegt. Bei der Ausübung von Preßkräften verändert sich der Kisseninhalt von einem geringen oder kleinen Volumen zu einem großen Volumen.This object is achieved according to claim 1. To avoid that Invention during the actual pressing process (main pressing) by means of the press plate, which carries a membrane or a cushion, that air flows through the sand, rather becomes the exercise of Press pressure on the sand surface together with the press plate the pillow arranged thereon (which can be filled with a fluid). moved down. When pressing forces change the pillow contents from a small or small volume too a large volume.

Überraschend können damit aufwendige Vielstempel-Preßhäupter vermieden werden, schwere Konstruktionen sind nicht mehr erforderlich und gleichwohl erlaubt die Membran eine hohe Anpassung an die Modellkontur (Anspruch 8).Elaborate multi-punch press heads can be surprising be avoided, heavy constructions are no longer necessary and nevertheless the membrane allows a high one Adaptation to the model contour (claim 8).

Gemäß der Erfindung ist das Volumen, das auf den Sand drückt und das zwischen Preßplatte und Sandoberfläche liegt, veränderbar; das Kissen kann mit einem Fluid gefüllt werden, beispielsweise mit Wasser, Öl oder Luft, auch Mischungen davon sind möglich.According to the invention is the volume that presses on the sand and that lies between the press plate and sand surface, changeable; the pillow can be filled with a fluid, for example with water, oil or air, mixtures of these are also possible.

Die Steuerung und Veränderung des Kisseninhaltes (Anspruch 7) kann stetig oder impulsartig erfolgen; sie erfolgt im Takt der Pressung der einzelnen Formen. Charakteristisch für die Erfindung ist die Dynamik; sowohl des Kisseninhaltes als auch der Kissenposition gegenüber dem Formkasten.The control and change of the pillow content (claim 7) can be steady or impulsive; it takes place in time with the Pressing the individual forms. Characteristic of the Invention is the dynamic; both of the pillow contents as well the pillow position opposite the molded box.

Es kann eine Kolbenverdichtung mit Hubkolben gewählt werden; es kann eine Verdichtung mit oder ohne Dosierzylinder verwendet werden; es kann eine Verdichtung mit unterschiedlichen oder mit gleichen Querschnitten eingesetzt werden. Die Druckluft- Beaufschlagung (des Kissens) kann strömend oder schlagend sein; unter schlagend wird eine impulsartige Beaufschlagung verstanden. Es kann mit Kompressoren, Druckspeichern oder Ventilen gearbeitet werden, soweit schlagende Beaufschlagung erfolgen soll. Es kann mit einem Kompressor gearbeitet werden, soweit strömende Beaufschlagung erfolgen soll.Piston compression with reciprocating pistons can be selected; it can use compression with or without a metering cylinder become; it can be a compaction with different or with same cross-sections can be used. The compressed air Loading (of the pillow) can be flowing or beating; under beating is an impulsive loading Understood. It can be used with compressors, accumulators or Valves are worked, as far as impacting should be done. You can work with a compressor insofar as there is a flowing application.

Auch Kombinationen von strömenden und schlagenden Kissen-Beaufschlagungen sind möglich.Combinations of flowing and striking Pillow loads are possible.

Allen Beaufschlagungen ist gemeinsam, daß sie in das Kissen erfolgen und damit über die frontseitige Membran auf den Formsand - dessen Oberfläche - drücken. Common to all pressures is that they are in the pillow take place and thus on the front membrane on the Press molding sand - its surface.

Die Membran sollte aus reißfestem Werkstoff gebildet werden (Anspruch 9). Dieser Werkstoff kann zusätzlich elastisch sein (Anspruch 10). Alternativ besteht die Möglichkeit, daß die Membran nicht elastisch, sondern balgenfähig ist, so daß sie eng an der Preßplatte anliegt, wenn die Pressung beginnt und ausstülpt, wenn das Volumen im Kissen vergrößert wird, insbesondere während des Übertragens von Preßkräften auf die Sand-Oberfläche (Anspruch 11).The membrane should be made of tear-resistant material (Claim 9). This material can also be elastic (Claim 10). Alternatively, there is a possibility that the Membrane is not elastic, but is capable of bellows, so that it is tight rests on the press plate when pressing begins and inside out when the volume in the pillow is increased, especially during the transfer of pressing forces to the Sand surface (claim 11).

Meist ist es zu empfehlen, die Volumenvergrößerung des Kissens zu beginnen, wenn das Kissen eigentlich noch kein Kissen ist, sondern eine Membran, die eng an der druckausübenden Oberfläche der Preßplatte liegt. Beim oder kurz nach dem Beginn des Pressens kann die Membran (das Kissen) dazu mit dem Fluid gefüllt werden. Das "geringe oder kleine" Volumen, daß das Kissen beim Beginn der Formsand-Pressung hat, kann auch Null sein.It is usually recommended to increase the volume of the pillow to start when the pillow is not actually a pillow, but a membrane that is close to the pressure-applying surface the press plate lies. At or shortly after the start of the The membrane (the cushion) can be pressed with the fluid be filled. The "small or small" volume that the Pillow at the start of molding sand pressing can also be zero be.

Die Aufwärts- und Abwärtsbewegung der Membran-Preßplatte kann über zwei oder mehrere Hubeinrichtungen erfolgen, die symmetrisch um den Füllstutzen angeordnet sind. Mit ihnen ist eine gleichmäßige Druckbeaufschlagung des Sandes möglich, ungeachtet der weiterhin erreichten starken Konturgebung durch die frontseitige Membran.The upward and downward movement of the membrane press plate can via two or more lifting devices that are arranged symmetrically around the filler neck. Is with them even pressure on the sand possible, regardless of the continued strong contouring the front membrane.

Bevorzugt wird eine aktive Pressung gewählt, die eine Membran-Preßplatte von oben nach abwärts auf einen von unten heraufbewegten Formkasten drückt (Anspruch 6).An active pressure is preferably selected, the one Membrane press plate from top to bottom on one from below pushes up molded box (claim 6).

Das Verständnis der Erfindung vertiefen die Figuren.The figures deepen the understanding of the invention.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung in Seitenansicht und teilweise geschnitten. Die Anlage ist dabei in Ruhestellung mit dem Hubtisch 5 in unterer Ausgangslage und dem Membran-Preßhaupt 4, 4a, 4b in oberer Ausgangslage. Zwischen beiden befinden sich Formkasten 2 und Füllrahmen 3. Fig. 1 shows a schematic representation of an embodiment of the invention in side view and partially in section. The system is in the rest position with the lifting table 5 in the lower starting position and the membrane press head 4 , 4 a, 4 b in the upper starting position. Form box 2 and filling frame 3 are located between the two .

Fig. 1a ist ein Ausschnitt der Fig. 1 und zeigt die zum Verständnis der Erfindung hervorzuhebenden Elemente. Das Traggerüst und das Gestell der Einrichtung von Fig. 1 sind hierbei fortgelassen. Im übrigen entspricht die Fig. 1a der Grundstellung der Fig. 1. Fig. 1a is a section of Fig. 1 and shows the elements to be emphasized for understanding the invention. The support structure and the frame of the device from FIG. 1 are omitted here. Moreover, the Figure 1a 1 corresponds to. The basic position of FIG..

Fig. 2 zeigt die Ausgangsstellung in der das Pressen initiiert wird, namentlich durch hochgefahrenen Modelltisch 5 mit Modellträger 1 und Modell 1a und zusammengestelltem Füllrahmen und Formkasten 2, 3, wobei der Sand allerdings noch locker im Formkasten 2 aufliegt. Fig. 2 shows the starting position in which the pressing is initiated, namely by raised model table 5 with model carrier 1 and model 1 a and assembled filler frame and molding box 2 , 3 , but the sand still lies loosely in the molding box 2 .

Fig. 3 zeigt den Beginn des Pressens mit der Kraft F1 bei dem das Membran-Preßhaupt 4 auf die Oberfläche des Sandes heruntergefahren wird. Der Kisseninhalt 4a ist noch gering, hier Null. Fig. 3 shows the beginning of the pressing with the force F1 at which the membrane press head 4 is lowered onto the surface of the sand. The cushion content 4 a is still low, here zero.

Fig. 4 zeigt das Aufblähen oder Füllen des Kissens 4a durch Einleiten von Fluid F durch den Kanal 7a des Stutzens 7. Es bildet sich ein druckausübendes Volumen 4a als Kisseninhalt aus, das den Sand im Formkasten 2 formt. Fig. 4 shows the inflation or filling of the cushion 4 a by introducing fluid F through the channel 7 a of the nozzle 7. It forms a pressure-exerting volume 4 a as a cushion content, which forms the sand in the molding box 2 .

Phase 1 betrifft die Grundstellung der Formmaschine. Alle Aggregate wie Modellträger 1, Formkasten 2, Füllrahmen 3 sind in Grundstellung. Phase 1 concerns the basic position of the molding machine. All units such as model carrier 1 , molding box 2 , filling frame 3 are in the basic position.

Phase 2 in Fig. 2 betrifft den Modellträger 1 mit Modell, Formkasten 2 und Füllrahmen 3. Sie bilden den Formraum, dieser wird mit Formsand S, z. B. seitlich (siehe Pfeil), gefüllt. Der Formraum 1, 2, 3 wird mit dem Hubzylinder 5 unter die Verdichtungseinheit 4, 4a gehoben.Phase 2 in Fig. 2 relates to the model carrier 1 with model, molding box 2 and filling frame 3. They form the molding space, this is with molding sand S, z. B. filled laterally (see arrow). The molding space 1 , 2 , 3 is lifted with the lifting cylinder 5 under the compression unit 4 , 4 a.

Es kann eine Vorverdichtung vollzogen werden, z. B. auch durch seitliches Einleiten von Luft L (siehe Pfeil). Vorverdichtet werden kann mittels Luftstrom, Vibrieren etc. Es kann auch durch Vakuumieren vor dem Sand-Einfüllen eine Vorverdichtung erzeugt werden.A pre-compression can be carried out, e.g. B. also by lateral introduction of air L (see arrow). Pre-compressed can be by means of airflow, vibrating etc. It can also be by Vacuuming prior to sand filling creates a pre-compaction become.

In Phase 3 findet in Fig. 3 der eigentliche Verdichtungsvorgang statt. Der Formsand wird durch die Membran-Preßplatte 4 aktiv (von oben) verdichtet. Dazu werden die zwei Preßzylinder 6a, 6b abwärts bewegt. Dabei kann der Raum hinter der Membran 4b der Preßplatte 4 mit Druckmedium etwas vorgefüllt sein.In phase 3, the actual compression process takes place in FIG. 3. The molding sand is actively compressed (from above) by the membrane press plate 4 . For this purpose, the two press cylinders 6 a, 6 b are moved downwards. The space behind the membrane 4 b of the press plate 4 can be somewhat pre-filled with pressure medium.

In Phase 4 erfolgt in Fig. 4 die konturengetreue Endverdichtung. In ihr erfolgt ein Beaufschlagen des Inhaltes 4a zwischen Membran 4b und unterer Fläche der Membran-Preßplatte 4 mittels des Druckmediums (Fluids F). Das Druckmedium kann gasförmig oder flüssig sein. Die Beaufschlagung ist steuer- oder regelbar und kann langsam bis schlagartig (schnell) erfolgen. Sie erfolgt im Takt des Verdichtens, also im Fertigungstakt der Formen.In phase 4 in FIG. 4, the final compaction true to the contour takes place. In it, the contents 4 a are acted upon between the membrane 4 b and the lower surface of the membrane press plate 4 by means of the pressure medium (fluid F). The pressure medium can be gaseous or liquid. The application can be controlled or regulated and can take place slowly or suddenly (quickly). It takes place in the cycle of compression, i.e. in the production cycle of the molds.

Die Beaufschlagung erfolgt durch den Kanal 7a des Stutzens 7, z. B. mittels Pumpe, Ventil, Druckspeicher, Dosierzylinder (Beaufschlagungsaggregat 7).The application takes place through the channel 7 a of the nozzle 7 , z. B. by means of a pump, valve, pressure accumulator, dosing cylinder (pressurizing unit 7 ).

Die Absenkung der Membran-Preßplatte erfolgt über zwei symmetrisch zum Stutzen 7 angeordnete Zylinder 6a, 6b. Der langgestreckte Stutzen 7 überträgt nur das Fluid in das Kissen 4a; die Kräfte der Preßplatte 4 bringen die (Druck-)Hubzylinder 6a, 6b auf.The membrane press plate is lowered via two cylinders 6 a, 6 b arranged symmetrically to the connecting piece 7 . The elongated nozzle 7 transfers only the fluid into the pillow 4 a; the forces of the pressure plate 4 bring the (pressure) lifting cylinders 6 a, 6 b.

Claims

1. A method for molding molding boxes ( 2 ) filled with molding sand (S), which contain a model ( 1 a) on the bottom, the contour of which is to be transferred into the sand mold, in which

a) between a press plate ( 4 ) and the molding sand surface with a fluid (water, oil, air) fillable cushion ( 4 a, 4 b) for exerting pressure on the sand surface together with the press plate ( 4 ) is moved down ;
b) the content of the pillow ( 4 a, 4 b) is changed during pressing from a small volume to a large volume ( 7 a) by the volume of the pillow ( 4 a, 4 b) - the pillow content - being small or small when the molding sand pressing begins and the cushion content is increased when the molding sand pressing takes place.

2. The method according to claim 1, wherein the cushion is not filled at the start of pressing by means of the press plate ( 4 ).

3. The method of claim 2, wherein the cushion content is increased after the molding sand pressing by means of the press plate ( 4 ) has started.

4. The method according to any one of the preceding claims, in which the cushion content ( 4 a, 4 b) is enlarged before the start of the pressing.

5. The method according to claim 4, wherein the cushion content is increased when the plate ( 4 ) or when the model carrier ( 1 a, 1 ) is moved up.

6. The method according to any one of the preceding claims, wherein the fillable cushion ( 4 a, 4 b) with the press plate ( 4 ) is advanced downwards for pressing, while the sand to be compacted is moved upwards in the molding box.

7. The method according to any one of the preceding claims, in which the contents of the pillow are changed on a pulse basis.

8. The method according to any one of the preceding claims, wherein the cushion ( 4 a, 4 b) in the direction of the molding sand surface by a membrane ( 4 b) is limited.

9. The method according to claim 8, wherein the membrane ( 4 b) consists of tear-resistant material.

10. The method according to claim 9, wherein the membrane ( 4 b) consists of elastic material.

11. The method according to claim 8, 9 or 10, wherein the membrane ( 4 b) consists of bellows-capable, protuberant material.