CH682547A5

CH682547A5 - Verfahren und Vorrichtung zum Verdichten von körnigen Formstoffen.

Info

Publication number: CH682547A5
Application number: CH1353/90A
Authority: CH
Inventors: Kurt Fischer; Hans Leutwiler
Original assignee: Fischer Ag Georg
Priority date: 1990-04-20
Filing date: 1990-04-20
Publication date: 1993-10-15
Also published as: DE4110860A1; GB2244443B; US5161596A; GB9108274D0; JPH04228242A; KR960016460B1; CN1055890A; RU2084308C1; GB2244443A; JPH0780038B2; KR910018101A

Description

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CH 682 547 A5

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verdichten von körnigen Formstoffen, wie Giessereiformstoffen, wobei der Formstoff in eine Formeinrichtung mit einer Modellplatte mit darauf angeordnetem Modell, einem Füll-und Formrahmen eingebracht wird.

Das Verdichten von körnigen Formstoffen zum Zwecke der Herstellung von Giesserei-Sandformen ist aus verschiedenen Verfahren bekannt.

So ist es bekannt, die Formmasse entweder lose über ein im Formkasten auf der Modellplatte angeordnetes Modell zu schütten und nachträglich zu verdichten (mechanisch oder mittels eines Druckluft-stosses) oder die Formmasse aus einem Vorratsbehälter direkt in den Formkasten einzuschiessen.

Es hat sich aber gezeigt, dass beide Methoden keine optimalen Resultate gewährleisten oder nur unter bestimmten Voraussetzungen anwendbar sind. Schwierigkeiten treten dabei insbesondere bezüglich der angestrebten Homogenität der verdichteten Formmasse auf.

Bei den Gasdruckverfahren, bei denen der Verdichtungsvorgang mittels eines Gasdruckes erfolgt, wobei entweder ein Gasgemisch durch Zündung zu einer exothermen Reaktion geführt wird, oder ein hochgespanntes Druckgas, das kurzzeitig entspannt wird, wird zunächst die Formeinrichtung mit Formsand gefüllt. Hierbei wird ein Sandbehälter mit einer vorbestimmten Menge Formsandes über die Formeinrichtung gefahren und nach erfolgter Entleerung weggeschwenkt. Anschliessend wird ein Verdichtungsaggregat über die Formeinrichtung positioniert und der Druckstoss ausgelöst.

Bei diesen Verfahrensabläufen geht das Hin- und Herschwenken des Sandbehälters einerseits und des Druckaggregates andererseits auf Kosten der Taktzeit.

Die Forderung nach wirtschaftlicher Fertigung gebietet jedoch immer kürzere Taktzeiten.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannten Verfahren dahingehend zu verbessern, dass gleichmässig verdichtete Formen mit reproduzierbarer, hoher Härte in kürzesten Taktzeiten wirtschaftlich gefertigt werden können.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch die Lehre des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1 und 12 gelöst, insbesondere durch die Aufteilung des Verdichtungsverfahrens in mehrere besonders gestaltete Stufen erreicht.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.

Eine Formeinrichtung, die aus einem Formkasten und einem Füllrahmen besteht, ist über eine Modelleinrichtung mit Modellplatte mit darauf angeordnetem Modell vorgesehen. Ein Sandvorratsbehälter mit einer dosierten Menge Sand, die zum Füllen der Formeinrichtung ausreicht, ist über der Formeinrichtung angeordnet. Über den Sandvorratsbehälter ist ein Druckaggregat, z.B. ein Impulsgeber, angeordnet. Dieser besteht im wesentlichen aus einem Druckluftbehälter und ist mittels eines Ventils vom Sandvorratsbehälter getrennt.

Das Einbringen der Formstoffes bzw. des Sandes in die Formkästen erfolgt erfindungsgemäss durch die an sich bekannte Verwendung eines Druckluftstromes als Trägermedium. Dazu wird die vordosierte zur Abformung benötigte Menge an Formmasse in einem speziellen Vorratsbehälter bereitgestellt, welcher vorzugsweise über den Formkasten gebracht und mit diesem gekuppelt wird. Dieser Vorratsbehälter besitzt Anschlüsse für die Druckluftzuleitung sowie mittels einer Absperrvorrichtung verschliessbare Öffnungsorgane nach unten zum Formkasten. Nach dem Offnen der Absperrvorrichtung wird die Formmasse mittels des Druckluftstromes über das Modell im Formkasten gebracht. Der Einsatz von Druckluft als Trägermedium sorgt für eine homogene Verteilung der teil-chenförmigen Formmasse im Formkasten.

Im Boden des Formkastens sind Öffnungen, vorzugsweise Luftfilter z.B. Schlitzdüsen vorgesehen, so dass der Druckluftstrom durch die Formmasse hindurchströmen kann, was zu einer besonders homogenen Verteilung der Formmasse über dem Modell im Formkasten führt. Im Gegensatz dazu führt eine lose Einschüttung der Formmasse oder das Einschiessen der Formmasse mit Druckluft zu unkontrollierbarer, inhomogener Verteilung der teil-chenförmigen Formmasse. Dabei lässt sich insbesondere die unerwünschte Brückenbildung nicht vermeiden.

Nach erfolgtem Einbringen der Formmasse, d.h. nachdem die gesamte Masse aus dem Vorratsbehälter in den Formkasten mittels eines Trägermediums z.B. eines Druckluftstromes eingefüllt wurde, kann die Zufuhr des Druckluftstromes noch aufrechterhalten werden. Dadurch wird ein Druck auf höchstens 20 bar mittels eines Druckanstiegsgradienten von 20-1000 bar/sec. aufgebaut, wodurch eine wirksame und optimale Vorverdichtung der Formmasse erzielt wird. Diese Vorverdichtungsstufe dauert vorzugsweise so lange, bis der Druck im Formkasten dem maximalen Druck in der Zuleitung des Druckluftstromes angeglichen ist. Die Zufuhr der Druckluft wird nun beispielsweise durch Schlies-sen der Absperrvorrichtung am Vorratsbehälter unterbrochen. Eine verlängerte Zufuhr der Druckluft könnte aber auch über eine separate Zuleitung erfolgen.

Die auf die genannte Weise vorverdichtete Formmasse muss noch nachverdichtet werden, was sowohl mechanisch, durch die Verwendung einer Anpressplatte, oder vorzugsweise auch durch eine Druckerhöhung, welche schlagartig einen Druck zu erzeugen vermag, erfolgen kann.

Der vorgeschlagene 3-stufige Verdichtungsablauf weist den Vorteil auf, dass dieselbe Vorrichtung zur Zufuhr sowohl von Formmasse und Verdichtungsmedium z.B. Druckluft als auch zur Regelung von Druckluft für den in den ersten beiden Stufen verwendeten Druckluftstrom als auch für die Nachverdichtung verwendet werden kann, und damit ein Vorrichtungswechsel oder zusätzliche Elemente, wie z.B. mit Ventilen oder Öffnungen versehene Anpressorgane eingespart werden können, was zu kurzen Taktzeiten in Herstellungsablauf der Form führt.

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Der Vorteil des beschriebenen Verfahrens liegt im wesentlichen darin, dass keine kostbare Taktzeit durch Hin- und Herschwenken des Sandbehälters bzw. des Druckaggregates verlorengeht, wobei gleichzeitig der Überfallsand wesentlich reduziert wird.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Verdichten von körnigen Formstoffen, wie Giessereiformstoffen, wobei der Formstoff in eine aus einem Füllrahmen und einem Formkasten bestehende Formeinrichtung mit einer Modellplatte mit darauf angeordnetem Modell eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Stufe eine vorbestimmte Menge des Formstoffes mittels eines Trägermediums in die Formeinrichtung eingebracht und in einer zweiten Stufe, nach abgeschlossenem Einbringen des Formstoffes, die Zufuhr eines gasförmigen Mediums zur Erzeugung einer stossartig aufgebrachten Druckerhöhung während einer vorbestimmten Zeit auf den eingebrachten Formstoff zur Wirkung gebracht wird; und in einer weiteren, dritten Stufe der Formstoff nachverdichtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das gasförmige Medium Druckluft ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachverdichtung mittels des gasförmigen Mediums durch Druckerhöhung erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckniveau der Druckerhöhung zeitlich begrenzt während der Nachverdichtung aufrecht erhalten wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil des zugeführten Druckluftstromes während einer vorbestimmten Zeit durch in der Modellpiatte angebrachte Luftfilter abgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckerhöhung in der zweiten Stufe auf einen maximalen Druck von 20 bar beschränkt ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckanstiegsgradient dp/dt stetig verläuft.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekenn-zeichenet, dass der Druckanstiegsgradient gesteuert verändert wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge der zugeführten Druckluft so bemessen wird, dass der Druckanstiegsgradient in der zweiten Stufe zwischen 10 bis 1000 bar/sec beträgt.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckanstiegsgradient zwischen 10 und 200 bar/sec beträgt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachverdichtung in der dritten Stufe mechanisch, insbesondere durch eine Pressplatte erfolgt.

12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, mit einem Vorratsbehälter für den Formstoff, mindestens einem

Druckaggregat und mit einer Formeinrichtung mit einer darin angeordneten Modelleinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter, das Druckaggregat und die Formeinrichtung im wesentlichen vertikal zueinander ausgerichtet sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwei voneinander unabhängig betätigbare Druckaggregate vorgesehen sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckaggregat und/oder die Formeinrichtung vertikal verfahrbar sind.

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