DE2051162A1 - Charging loose material into casting moulds - using conical plunger inside funnel shaped double walled charge holder - Google Patents

Abstract

Blockages and charging time is reduced with small dia. charge-doors in castings moulds by using a conical, plunger-type stopper in-line with the material movement. Escaping air is separated through funnel-shaped, double-walled charge distributor and its air-vents.

Description

Füllvorrichtung zum Einbringen von schiittfähigem Material in Formkasten und zum mechanischen Verschließen der Füllöffnung sowie Verfahren zu seiner Anwendung Füllv-orrichtungen zum Einbringen von schlitt- oder rieselfähigem Material in Formkästen, bei welchen die Füllöffnungen mechanisch geöffnet und geschlossen werden, sind bekannt. Filling device for introducing slippable material into the molding box and for mechanically closing the filling opening and methods for its use Filling devices for introducing material that can slide or pour into molding boxes, in which the filling openings are opened and closed mechanically are known.

Sie bestehen in ihren wesentlichen Teilen aus einem Arbeitszylinder mit verlängerter Kolbenstange, einem auf die Form aufsetzbaren Füllkopf oder Füllrohr mit seitlichem Materialzuführungsstutzen sowie einer in diesen eingesteckten Düse zur Einführung der Förderluft. Bei diesen bekannten Füllern wird die Kolbenstange des Arbeitszylinders durch den Füllkopf oder das Füllrohr hindurchgeführt und verschließt mit ihrem Ende die Füllöffnung in der Formwand.In their essential parts, they consist of a working cylinder with an extended piston rod, a filling head or filling tube that can be placed on the mold with a lateral material feed nozzle and a nozzle inserted into it for the introduction of the conveying air. In these known fountain pens, the piston rod of the working cylinder passed through the filling head or the filling tube and sealed with its end the filling opening in the mold wall.

Derartige Füller sind gut geeignet zum Füllen kleiner Formen mit einigen Litern Inhalt, wie sie für die Herstellung von Verpackungsforiteilen benötigt werden, die beispielsweise Füllöffnungen in ihren Fonswandungen von 12 - 25 im Durchmesser aufweisen.Such fillers are well suited for filling small shapes with some Liters of content, as they are required for the production of packaging parts, For example, the filling openings in their Fonswandungen of 12-25 in diameter exhibit.

Große Formen zur Herstellung von Blöcken mit mehreren Kubikmetern Formraum lassen sich damit jedoch nur unter Einsatz einer großen Zahl von Füllern bei großem Luftaufwand in kurzer Zeit füllen. Aber auch beim Einsatz einer Vielzahl von kleinen Füllern treten Schwierigkeiten auf, die darauf beruhen, daß bei Großformteilen Abfallstücke mit eingefüllt werden müssen, deren Abmessungen von beispielsweise 20 x 20 mm die öffnungen der üblichen Füller nicht passieren können.Large molds for making blocks of several cubic meters However, mold space can only be created with the use of a large number of fillers fill in a short time if there is a large amount of air required. But also when using a large number difficulties arise from small fillers, which are based on the fact that large molded parts Waste pieces must be filled with the dimensions of, for example 20 x 20 mm cannot pass through the openings of the usual fillers.

Darüber hinaus entsteht die weitere Schwierigkeit, daß die im Formraum vorhandene oder eingebrachte Luft gegen den Füll-Luftstrom der zahlreichen Kleinfüller hin nicht entweichen kann, so daß es erforderlich wird, besonders zu öffnende und zu schließende Luftaustrittsöffnungen in den Formwandungen vorzusehen.In addition, there arises the further difficulty that the mold space existing or introduced air against the filling air flow of the numerous small fillers can not escape, so that it is necessary to open and especially provide air outlet openings to be closed in the mold walls.

Man hat die erste Schwierigkeit bisher dadurch zu umgehen versucht, daß die bei kleinen Füllöffnungen von beispielsweise 30 mm bewährten Füller mit einem Schließ- und Öffnungskolben von beispielsweise 30 mm in ihren Dimensionen in Anpassung an die Groß formen beispielsweise auf einen Kolbendurchiesser von 80 - 100 mm gebracht wurden. Es hat sich dabei gezeigt, daß zwar bei diesen Füllern keine Verstopfungen durch größere Materialteile mehr auftreten, daß aber das zweite Problem der Abführung der in dem Formkasten vorhandenen Luft oder der mit dem Material zugeführten Füll-Luft nicht anders gelöst werden konnte als bei den Kleinformen, nämlich durch die Anordnung gesonderter Luftabführungsöffnungen. Wird dieser Anforderung nicht Rechnung getragen, so verlangsamt sich der Füllvorgang infolge der Störung des Materialstroms durch die Gegenluft beispielsweise bei einem 3-Kubikmeter-Formkasten auf eine Zeit von 5 - 6 Minuten gegenüber sonst 1 - 2 Minuten, so daß man bisher auf die zusätzlichen Luftabführungsöffnungen nicht verzichten konnte.So far, attempts have been made to avoid the first difficulty by that the well-proven with small filling openings of, for example, 30 mm a closing and opening piston of, for example, 30 mm in their dimensions in adaptation to the large molds, for example, to a piston diameter of 80 - 100 mm were brought. It has been shown that with these fillers no more blockages due to larger pieces of material, but that the second Problem of the discharge in the molding box existing air or the filling air supplied with the material could not be dissolved differently than in the case of small molds, namely by arranging separate air discharge openings. If this requirement is not met, the filling process slows down as a result of the disturbance of the material flow by the counter air, for example in a 3 cubic meter molding box to a time of 5 - 6 minutes compared to otherwise 1 - 2 minutes, so that so far you have not been able to do without the additional air discharge openings could.

Der Nachteil der separaten Abführungsöffnungen in den Formwandungen besteht nun darin, daß sie mittels zusätzlicher Schließ- und Offnungsvorrichtungen versehen werden müssen und daß der austretende Luftstrom feine Teile des zugeführten Materials durch die Abführungsöffnungen und deren Siebverschlüsse mit abführt oder die letzteren verstopft.The disadvantage of the separate discharge openings in the mold walls is now that it is by means of additional closing and opening devices must be provided and that the exiting air stream fine parts of the supplied Material discharges through the discharge openings and their screen closures or the latter clogged.

Es wurden nun Oberlegungen angestellt, wie die vorstehenden, bei der Luftabführung entstehenden Schwierigkeiten umgangen werden können. Dabei wurde gefunden, daß es möglich ist, die im Formraum vorhandene und/oder während des Füllvorgangs zugeführte Luft durch die Füllvorrichtung abzuführen, wenn diese eine entsprechende neuartige Gestaltung in der Form erfährt, daß sie - ausgehend vom Durchmesser der Eingangs- und Verschlußöffnung - im Bereich der Formwand in Richtung des ankommenden Materials so erweitert wird, daß unter Einbeziehung des VerschluX-kolbendurchmessers eine Zuführungsöffnung für das Material entsteht, die größer ist als die Füllöffnung in der Formwand, und wenn Sorge getragen wird, daß der Materialzufluß unter Berücksichtigung der Fließeigenschaften des einzufüllenden Materials so geregelt werden kann, daß durch die Zuleitungen weniger Material zugeführt wird, als durch die Füllöffnungen, beispielsweise auch bei Freifallfüllung, abgeführt wird.Considerations have now been made, such as the foregoing, in the case of Difficulties arising from air evacuation can be circumvented. It was found that it is possible to use the existing in the mold space and / or during the filling process to dissipate supplied air through the filling device, if this has a corresponding new design in the form learns that - starting from the diameter of the Entrance and closure opening - in the area of the mold wall in the direction of the incoming Material is expanded so that taking into account the plug diameter a feed opening for the material is created which is larger than the filling opening in the mold wall, and if care is taken that the flow of material under Consideration of the flow properties of the material to be filled is regulated in this way it can be that less material is fed through the supply lines than through the filling openings, for example also with free-fall filling, is discharged.

Bei Anwendung dieses Füllverfahrens kann dann die aus dem Formraum durch die Füllöffnung entgegen dem Materialstrom austretende Luft im Bereich des erweiterten Einfülltrichters peripher abgeleitet werden. Gleichzeitig müssen in der Füllvorrichtung im Bereich der zwischen der Füllöffnung und der Material zuführungs leitung Vorrichtungen vorgesehen werden, mit weichen der Materialfluß in bestimmter Form gelenkt und die durch die Füllöffnung hinaus dringende Luft so abgeführt werden kann, daß sie den Materialstrom nicht hemmt und in nicht erwünschter Weise ablenkt oder beispielsweise einseitig konzentriert, da sonst unerwünschte Entmischungsvorgänge im Materialstrom und Schüttkegelbildungen im Formraum eingeleitet werden.When using this filling process, the from the mold space Air escaping through the filling opening against the flow of material in the area of the extended funnel can be derived peripherally. At the same time, in the filling device in the area of the supply between the filling opening and the material Line devices are provided with soft the material flow in certain The shape is guided and the air that penetrates through the filling opening can be discharged in this way can so that it does not inhibit the flow of material and deflects it in an undesirable manner or concentrated on one side, for example, since otherwise undesirable segregation processes are introduced in the material flow and the formation of cones in the mold space.

Aus dem gleichen Grund erhält die neuartige Füllvorrichtung vorteilhafterweise nicht - wie bisher bei Füllvorrichtungen üblich - eine seitliche, sondern eine zentrische Materialzuführung, da die seitliche Zuführung bei großen Füllöffnungen zu einer einseitigen Fließrichtung des Materialstroms und beispielsweise bei Einfüllen von Massen mit unterschiedlicher Partikelgröße verstärkt zu Schüttegelbildungen und Entmischungsvorgängen im Formraum führt.For the same reason, the novel filling device is advantageously obtained not - as was previously the case with filling devices - a lateral, but a central one Material feed, as the side feed for large filling openings to one one-sided flow direction of the material flow and, for example, when filling Masses with different particle sizes intensified to gel formations and Separation processes in the mold space leads.

Die Füllvorrichtung nach der Erfindung wird bevorzugt so ausgebildet, daß sie a) im Bereich der Formkastenwand aus einem zylindrischen Rohrteil besteht, dessen Innendurchmesser dem Durchmesser des Verschlußkolbenstücks entspricht, dessen Länge aber unabhängig von diesem beispielsweise nach den Bedingungen, die sich aus der Konstruktion der Formwand ergeben, gestaltet ist, und b) ein zylindrisches Trichterteil besitzt, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Führungsrohrs für das Verschlußkolbenstück.The filling device according to the invention is preferably designed so that they a) in the area of the molding box wall from a cylindrical There is a tubular part, the inner diameter of which corresponds to the diameter of the sealing piston piece corresponds to the length of which, however, is independent of this, for example according to the conditions resulting from the construction of the mold wall is designed, and b) a cylindrical Has funnel part whose diameter is larger than the diameter of the guide tube for the locking piston piece.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, den Durchmesser des Trichterteils so groß und die Uffnungshubstellung des Verschlußkolbenstücks im Trichter so hoch zu wählen, daß die Ringfläche zwischen Außenwand, Verschlußkolbenstück und Trichterwand größer als der Querschnitt der Füllöffnung, vorzugsweise aber wesentlich größer ist. Durch die Vergrößerung der Durchgangsringfläche um den geöffneten Verschlußkolben oder dessen unteren Rand wird es dann möglich, bei geschlossenen Formkästen die im Formkasten enthaltene Luft entgegen dem Materialstrom über den Fülltrichter und in diesem angeordnete Luftaustrittsöffnungen abzuführen und damit die Füllzeit wesentlich zu verkürzen.It has been found useful to adjust the diameter of the funnel part so large and the opening stroke position of the locking piston piece in the funnel so high to choose that the annular surface between the outer wall, sealing piston piece and funnel wall larger than the cross section of the filling opening, but preferably significantly larger is. By enlarging the through-ring area around the open sealing piston or its lower edge, it is then possible with the molding boxes closed air contained in the molding box against the flow of material via the hopper and in this arranged air outlet openings and thus the filling time is essential To shorten.

Als besonders vorteilhaft hat sich für die Luftabführung die Anordnung einer gegen die Füllöffnung hin offenen und gegen den Materialstrom hin geschlossenen Doppelwand im Fülltrichter erwiesen, über welche die austretende Luft durch Öffnungen in der Trichteraußenwand abgeführt werden kann.The arrangement has proven to be particularly advantageous for the air discharge one open towards the filling opening and closed towards the material flow Double wall in the hopper, over which the exiting air through openings can be discharged in the outer wall of the funnel.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung betrifft die Anordnung des zur Ausführung der Auf- und Zu-Bewegung erforderlichen Arbeitszylinders oder Spindeltriebs im Fülltrichter zentriert gegenüber der Einfüllöffnung, also praktisch im Materialstrom, sowie die Gestaltung des Obergangs zwischen Verschlußkolbenoberteil und Zylinderkolben oder Spindel. Das Verschlußkolbenoberteil muß dabei vorteilhafterweise so konisch gestaltet werden, daß der ankommende Materialstrom möglichst nicht horizontal in die Breite verteilt, sondern in vertikaler Richtung durch den Fülltrichterspaltring und die Füllöffnung geführt wird, so daß die austretende Luft im peripheren Bereich der Füllöffnung entweichen kann, in welchen sie entlang der Forkastenwand geführt wird.Another embodiment of the invention relates to the arrangement of the the working cylinder or spindle drive required to carry out the opening and closing movement in the hopper centered opposite the filling opening, so practical in the material flow, as well as the design of the transition between the sealing piston upper part and cylinder piston or spindle. The sealing piston upper part must be advantageous be designed conically so that the incoming material flow is not as horizontal as possible Distributed in the width, but in the vertical direction through the hopper split ring and the filling opening is guided so that the exiting air in the peripheral area the filling opening can escape, in which it is guided along the wall of the fork box will.

Eine weitere Voraussetzung für die Arbeitsweise der Füllvorrichtung nach der Erfindung besteht darin, daß ihr Verschlußkolben mit einem Arbeitshub betätigt werden muß, der größer ist als die Zylinderlänge des Führungsstücks für den Verschlußkolben.Another prerequisite for the functioning of the filling device according to the invention consists in that its sealing piston is actuated with one working stroke must be, which is greater than the cylinder length of the guide piece for the locking piston.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnung beispielsweise näher beschrieben.The invention is illustrated by way of example with reference to the accompanying drawing described in more detail.

Es zeigen: Figur 1 in Schnittzeichnung eine Füllvorrichtung mit Verschlußkolben, erweitertem Fülltrichter und Luftabführungsöffnungen in der Fülltrichterwand.They show: FIG. 1 a sectional drawing of a filling device with a sealing piston, expanded hopper and air discharge openings in the hopper wall.

Figur 2 in Schnittzeichnung einen Fülltrichter mit Doppelwandung zur peripheren Luftabführung.Figure 2 is a sectional drawing of a hopper with double wall for peripheral air discharge.

In den Figuren stellen dar: Figur 1: Position 1 den Deckel eines Formkastens mit dem aufgesetzten Führungsstück 2 für den Verschlußkolben 3, der beispielsweise einen Durchmesser von 300 mm hat.The figures show: FIG. 1: Position 1 the lid of a molding box with the attached guide piece 2 for the locking piston 3, for example has a diameter of 300 mm.

Auf dem Führungsstück 2 ist das Trichterteil 4 aufgesetzt. Die gestrichelten Linien 5 zeigen den Kolben 3 in Hubposition, in der zwischen dem Kolbenrand und der Trichterwand eine Spaltöffnung entsteht, die größer ist als die Füllöffnung 6 in der Formwand 1. The funnel part 4 is placed on the guide piece 2. The dashed Lines 5 show the piston 3 in the stroke position, in which between the piston edge and The funnel wall creates a gap that is larger than the filling opening 6 in the mold wall 1.

7 bedeutet die Kolbenstange, die durch den Zylinder 8, der auf der Traverse 9 befestigt ist, betätigt wird. 7 means the piston rod that passes through the cylinder 8 that is on the Traverse 9 is attached, is actuated.

Bei 10 und 11 sind in die Trichterwand Luftabführungsschlitze aingebracht. At 10 and 11 air discharge slots are aing in the funnel wall.

Position 12 zeigt die Ringblende zur Einstellung der Durchflußmenge. Position 12 shows the diaphragm for setting the flow rate.

Figur 2: Position 1 einen Trichter mit einer zweiten Wand 2, welche mit der Außenwand einen Hohlraum bildet, der bei 3 eine Ringspaltöffnung gegen die Füllöffnung hin besitzt.Figure 2: Position 1 a funnel with a second wall 2, which with the outer wall forms a cavity which at 3 has an annular gap opening against the Has filling opening out.

4 zeigt die Stellung des Kolbens beim Füllen, während die Pfeile 5 den Weg der entweichenden Luft und die Pfeile 6 den des Materials angeben. 4 shows the position of the piston during filling, while the arrows 5 indicate the path of the escaping air and the arrows 6 that of the material.

Claims (9)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Füllvorrichtung zum Einbringen von Material in einen Formkasten sowie zum mechanischen öffnen und Verschließen der Füllöffnung in der Formkastenwand durch einen mittels Arbeitszylinder bewegten Verschlußkolben sowie zum Abführen von Luft aus dem Formkasten dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aus einem auf die Formwand auf oder in diese eingesetzten zylindrischen Verschlußkolbenführungsteil mit einem in diesem passend laufenden Verschlußkolbenstück sowie einem an das Führungsteil anschließenden zylindrischen Trichterteil besteht, dessen Durchmesser sich in Richtung des ankommenden Füllgutes so erweitert, daß zwischen der Trichterwand und dem Verschlußkolben in Öffnungsstellung ein Ringspalt mit einer Öffnungsweite entsteht, die größer ist als die Füllöffnung in der Formwand.1. Filling device for introducing material into a molding box as well as for mechanically opening and closing the filling opening in the molding box wall by a locking piston moved by means of a working cylinder and for discharge of air from the molding box, characterized in that the device consists of a on the mold wall on or in this inserted cylindrical locking piston guide part with a locking piston piece running in this fitting and one on the guide part adjoining cylindrical funnel part, the diameter of which extends in the direction of the incoming filling material expanded so that between the funnel wall and the sealing piston in the open position, an annular gap is created with an opening width that is larger as the filling opening in the mold wall. 2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Trichterteils Luftabführungsöffnungen vorhanden sind.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that in the area there are air discharge openings in the funnel part. 3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 - 2 dadurch gekennzeichnet, daß das Trichterteil im Bereich oberhalb des FUhrungsteils für den Verschlußkolben unter Wahrung der Öffnungsweite nach Anspruch 1 ganz oder teilweise doppelwandig ausgebildet ist, wobei die Doppelwand nach der Füllöffnung hin mit einem offenen Ringspalt und nach außen hin mit Luftabführungsöffnungen versehen ist.3. Apparatus according to claim 1-2, characterized in that the Funnel part in the area above the guide part for the sealing piston below Preservation of the opening width according to claim 1, designed entirely or partially double-walled is, with the double wall after the filling opening with an open Annular gap and is provided to the outside with air discharge openings. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 - 3 dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Hubteilen für den Verschlußkolben versehen ist, die einen Hub aufweisen, der größer ist als das Führungsteil des Verschlußkolbens.4. Apparatus according to claim 1-3, characterized in that it is provided with lifting parts for the closure piston, which have a stroke that is larger than the guide part of the locking piston. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 - 4 dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem Verschlußkolben versehen ist, der von einem Hubteil betätigt wird, dessen Durchmesser kleiner ist als sein eigener.5. Apparatus according to claim 1-4, characterized in that it is provided with a locking piston which is actuated by a lifting part, the Diameter is smaller than his own. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß der Obergang vom Kolbendurchmesser zum Durchmesser des Hubteils konisch gestaltet ist.6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the transition is designed conically from the piston diameter to the diameter of the stroke part. 7. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und 6 dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb oder außerhalb des erweiterten Trichterteils ein Arbeitszylinder gegenüber der Füllöffnung zentriert angeordnet ist.7. Apparatus according to claim 1 and 6, characterized in that inside or outside of the enlarged funnel part opposite a working cylinder the filling opening is arranged centered. 8. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 - 3 dadurch gekennzeichnet, daß zur zentrierten Befestigung des Arbeitszylinders im Fülltrichter Querstege angeordnet sind, an welchen eine Führungsbüchse für die Kolbenstange befestigt ist.8. Apparatus according to claim 1-3, characterized in that for centered attachment of the working cylinder in the hopper cross webs are to which a guide bush for the piston rod is attached. 9. Verfahren zum Einfüllen von schiittfähigem Material in einen geschlossenen Formkasten und zur Abführung der im Formkasten enthaltenen oder zugeführten Luft unter Verwendung der Vorrichtungen nach Anspruch 1 - 8 dadurch gekennzeichnet, daß der Materialzufluß in Abhängigkeit von seinen Fließeigenschaften so geregelt wird, daß jeweils mindestens soviel Material durch die Füllöffnung in der Formwand abfließt, wie Material dem FUlltirichter über der Füllöffnung zugeführt wird, ohne daß ein Materialstau im Bereich des Trichters oder der Füllöffnung entsteht.9. Method of filling in a closed one with slippable material Molding box and for the removal of the air contained or supplied in the molding box using the devices according to claims 1-8 thereby marked, that the flow of material is regulated depending on its flow properties is that in each case at least as much material through the filling opening in the mold wall flows away as material is fed to the filling funnel via the filling opening without that a material jam occurs in the area of the hopper or the filling opening.