DE3025993A1

DE3025993A1 - Formverfahren und vorrichtung zur druchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE3025993A1
Application number: DE19803025993
Authority: DE
Inventors: Ryoji Toyokawa Kanayama; Nagato Uzaki; Akiyoshi Nagoya Watanabe
Original assignee: Sintokogio Ltd
Current assignee: Sintokogio Ltd
Priority date: 1980-07-09
Filing date: 1980-07-09
Publication date: 1982-01-28
Also published as: DE3025993C2

Description

Formverfahren und Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf ein Formverfahren und eine Formvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und betrifft insbesondere ein Formverfahren und eine Vorrichtung zur leichten und schnellen Ausbildung einer Form ohne starke Vibrationen.
Bisher wurden verschiedene Formverfahren, z.B. das Rüttelverfahren, das Preßverfahren und das Preß-Rüttelverfahren entwickelt, unter denen das Preß-Rüttelverfahren, das eine kombinierte Rüttel- und Preßwirkung verwendet, am meisten verbreitet ist. Die gewöhnlichen Verfahren haben jedoch folgende Nachteile.
Das Rüttelverfahren ist unabdingbar mit starken Vibrationen verbunden, die 4 - 5 Sekunden oder länger auf den Körper irgendwelcher in der Nähe befindlichen Personen einen heftigen Stoß ausüben, was zu einer sogenannten Zerstörung der Umgebung führt. Weiter muß die Rüttelformmaschine eine feste und massive Konstruktion aufweisen, um die große Anzahl von der Vibration verursachten Stößen aufzunehmen.
Weiter dauert es eine beträchtliche Zeit, um mit dieser Formmaschine eine Form auszubilden.
Bei dem Preßverfahren wird aufgrund der geringen Verdichtung des Formsandes häufig nicht die gewünschte Härte oder Dichtigkeit der Form erreicht, insbesondere wenn die Formplatte eine komplizierte Form aufweist. Verglichen mit dem Rüttelverfahren sind bei diesem Verfahren die Vibrationen nicht so stark.
Weiter weist das Preß-Rüttelverfahren den gleichen Nachteil wie das obenerwähnte Rüttelverfahren auf und erfordert eine große und aufwendige Formvorrichtung.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Formverfahren und eine Formvorrichtung zu schaffen, mit der eine Form leicht und schnell ohne heftige Vibration ausgebildet werden kann, so daß die obenbeschriebenen Nachteile des Standes der Technik überwunden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Formverfahren gelöst, bei dem man einen mit einer Formplatte mit mehreren Entlüftungsöffnungen zusammengebrachten Behälter mit einem sandförmigen, granulatartigen Füllmaterial füllt, man einen Druck eines explodierenden Gases auf die Oberfläche des Füllmaterials aufbringt und das explodierende Gas durch das Bett des Füllmaterials oder des Sandes führt und durch die Auslaßöffnungen in der Formplatte austreten läßt, wodurch das Füllmaterial oder der Sand verdichtet wird.
Eine Formvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist eine Formplatte mit mehreren Entlüftungsöffnungen, einen mit der Formplatte zusammenbringbaren Behälter, einen Dekkel zum gasdichten Verschließen der Öffnung des mit der Formplatte zusammengebrachten Behälters zur Ausbildung eines abgedichteten Raums auf der Oberfläche des sandartigen, granulatförmigen, den Behälter aus füllenden Füllmaterials, eine Zuführöffnung für einen explosiven Stoff in dem Deckel zur Zuführung des explosiven Stoffes in den abgedichteten Raum und eine Zündvorrichtung auf dem Deckel zur Zündung des in den abgedichteten Raum eingeführten explosiven Stoffes auf.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen vertikalen Schnitt einer ersten Ausführungsform der Formvorrichtung; und Fig. 2 einen vertikalen Schnitt einer zweiten Ausführungsform der Formvorrichtung.
Die in Fig. 1 gezeigte erste Ausführungsform der Formvorrichtung weist einen flachen, ebenen Tisch 1 mit einer mittleren Öffnung 2 geeigneter Größe auf, der auf einer mittels nicht-gezeigten Stützen getragenen Grundplatte angeordnet ist. Eine auf dem Tisch 1 befestigte Formplatte 5 trägt eine Form bzw. ein Modell 3 und ist mit kleinen Entlüftungsöffnungen 4 versehen, die in Abschnitten der Formplatte 5 ausgebildet sind, an denen die Verdichtung des Formsandes gering ist. Die kleinen Entlüftungsöffnungen 4 münden an ihren unteren Enden in einer Öffnung 2 und sind an ihren oberen Enden mit Entlüftunoshülsen 6 versehen.
Die Formplatte 5 trägt einen Behälter 7, der eine größere Höhe als die Form 3 aufweist und auf- und abbewegbar ist.
Auf dem Behälter 7 ist ein Deckel 9 mit einem dazwischen angeordneten Dichtelement 8 angeordnet, um die obere Öffnung des Behälters 7 gasdicht zu verschließen. Der Deckel kann mit einer bekannten Hebevorrichtung, die nicht dargestellt ist, auf- und abbewegt werden.
Der Deckel ist mit einer Zuführöffnung 10 versehen, durch die eine gasförmige Brennstoffmischung in den abgedichteten, zwischen dem Deckel 9 und dem Behälter 7 ausgebildeten Raum 40 eingeführt werden kann. Die Zuführöffnung 10 ist mit einem Zylinder 17 für gasförmigen Brennstoff durch ein Sperrventil 11, eine flexible Leitung 12, eine Zweigleitung 13 und ein Regelventil 15 verbunden. Eine andere Zweigleitung 14 zweigt von der flexiblen Leitung 12 ab, um letztere mit einem Sauerstoffzylinder 18 über ein Regelventil 16 zu verbinden. An dem Deckel 9 ist eine mittels einer Zündkerze arbeitende Zündvorrichtung 19 angebracht, die sich in den abgedichteten Raum 40 erstreckt. Die mittels einer Zündkerze arbeitende Zündvorrichtung 19 ist elektrisch auf einer Seite mit einer Gleichstromquelle 23 über Leitungen 20, 21 und einem Schalter 22 verbunden, während die andere Seite der Gleichstromquelle mit dem Deckel 9 als Masse verbunden ist, so daß ein Funken zwischen dem Deckel 9 und der mittels einer Zündkerze arbeitende Zündvorrichtung 19 erzeugt wird, wenn der Schalter 22 geschlossen ist.
Der mittels der Formplatte 5 und dem Behälter 7 ausgebildete Raum ist mit einem Füllmaterial in Formvongewöhnlichem grünen Sand 41 für eine Ausbildung einer Form aus grünem Sand gefüllt. Die Regelventile 15, 16 sind zur Ausbildung einer gasförmigen Mischung von gasförmigem Brennstoff und Sauerstoff eingestellt, die aus den Zylindern 17, 18 in einem gewünschten Mischungsverhältnis zugeführt wird. Die gasförmige Mischung gelangt in die Leitung 72 und dann in den abgedichteten Raum 40, der mittels des Behälters 7 und dem Deckel 9 ausgebildet wird, wenn das Sperrventil 11 geöffnet ist. Nach dem Schließen des Sperrventils 11 wird der Schalter 22 eingeschaltet, so daß die Zündvorrichtung 19 einen Funken erzeugt, der das gasförmige Brennstoffgemisch in dem abgedichteten Raum 40 zündet, so daß es explodiert und sich unter Schaffung eines hohen Drucks in dem abgedichteten Raum 40 ausdehnt. Der sich ergebende Druck des explodierenden Gases entspannt sich durch das Bett des grünen Sandes 41 in Richtung der Entlüftungshülsen 6 und die Entlüftungsöffnungen 4. Dadurch wird der grüne Sand 41 in Richtung der Entlüftungshülsen 6 verlagert und in hohem Maße verdichtet, und zwar nicht nur an Abschnitten, wo der Sand eine geringe Verdichtung aufweist, sondern längs der gesamten Oberfläche der Formplatte 5.
Gleichzeitig wird der grüne Sand im oberen Abschnitt des Sandbettes unter Druck gesetzt und zu einer vergleichsweise hohen Dichte verdichtet, so daß das gesamte Bett des grünen Sandes 41 auf das gewünschte Maß erhärtet wird.
Darauf wird der Deckel 9 mittels der obenerwähnten nichtgezeigten Hebeeinrichtung angehoben. Der Behälter 7 wird ebenfalls mittels einer nicht-gezeigten Ziehvorrichtung zum Freigeben der Form angehoben. Nach der Bewegung des Behälters 7 zur Entfernung der Form von der Formplatte 5 wird ein neuer leerer Behälter 7 auf der Formplatte 5 angeordnet und eine neue Menge grünen Sandes 41 in den Behälter 7 eingegeben. Darauf wird der Deckel 9 wieder auf dem neuen Behälter angeordnet und die obenerwähnte Arbeitsweise wiederholt, so daß kontinuierliche Formen ausgebildet werden.
Die dichte Verteilung des grünen Sandes 41 in dem Behälter 7 wird von verschiedenen Faktoren beeinflußt, wie z.B. der Anordnung und Anzahl der Entlüftungshülsen 6, dem Mischungsverhältnis der gasförmigen Brennstoffmischung, bestehend aus dem gasförmigen Brennstoff und dem Sauerstoff, und der zugeführten Brennstoffmischung usw.
Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform, die für die Verwendung geeignet ist, wenn der grüne Sand 41 des oberen Teils des Sandbettes noch weiter verdichtet und verhärtet werden muß. Bei dieser Ausführungsform ist der Deckel 9a mit einem nach unten gerichteten Zylinder 25 mit einer Kolbenstange 26 versehen, die im Gas dichterweise von einer Bohrung in dem Deckel 9a aufgenommen wird. An dem unteren Ende der Kolbenstange 26 ist eine Preßplatte 27 befestigt.
Nach dem Austreten des explodierenden Gases wird der Zylinder 25 mittels einer anderen Druckquelle oder einer ähnlichen Einrichtung betätigt, um die Preßplatte 27 zum Pressen und Verdichten des grünen Sandes 41 abzusenken.
Obwohl in dem abgedichteten Raum 40 in den beschriebenen Ausführungsformen eine Explosion stattfindet, ist diese Ausführungsform nicht ausschließlich. Die Anordnung kann ebenfalls so sein, daß die Explosion in einer anderen Kammer stattfindet und die Druckwelle des explodierenden Gases in den abgedichteten Raum 40 über eine druckbeständige Leitung eingeführt wird. Ebenfalls kann die gleiche Wirkung durch die Verwendung von anderen Brennstoffen als gasförmigem Brennstoff, z.B. flüssige Brennstoffe, Explosionsstoffe und ähnliches, erreicht werden.
Gemäß dem Verfahren wird ein Druck eines explodierenden Gases auf die Oberfläche eines Füllmaterials aufgebracht, das in einem mittels einer Formplatte getragenen Behälter angeordnet ist, wobei die Formplatte mehrere kleine Entlüftungsöffnungen aufweist, so daß das explodierende Gas durch das Bett des Füllmaterials tritt und in Richtung der kleinen Entlüftungsöffnungen zur Verdichtung des Füllmaterials austritt. Es ist daher möglich, schnell und einfach eine feste Form auszubilden, sogar, wenn die Form auf der Formplatte eine komplizierte Form aufweist, wobei die nachteilige Vibration ausgeschaltet wird, die mehr als 4 - 5 Sekunden bei dem gewöhnlichen Rüttel-Formverfahren auftritt.
Es wird ein Formverfahren und eine Formvorrichtung beschrieben, bei der ein Deckel auf einem Behälter angeordnet ist, der mittels einer Formplatte getragen wird, so daß ein abgedichteter Raum über dem Füllmaterial ausgebildet wird, das das Innere des Behälters ausfüllt. Zur Einführung eines Explosivstoffes, wie z.B. einer Mischung aus einem gasförmigen Brennstoff und Sauerstoff, einem flüssigen Brennstoff, einem Pulver oder ähnlichem, in den abgedichteten Raum als auch zur Zündung des Explosivstoffes in der abgedichteten Kammer, sind geeignete Einrichtungen vorgesehen, wie z.B. eine mittels einer Zündkerze arbeitenden Zündvorrichtung. Wenn der Explosivstoff gezündet wird, findet eine Explosion statt, wodurch der Druck in dem abgedichteten Raum steigt, so daß eine Druckwelle des explodierenden Gases auf die Oberfläche des Füllmaterials aufgebracht wird und durch das Bett des Füllmaterials dringt und durch die Entlüftungsöffnungen in der Formplatte als auch in der von der Formplatte getragenen Form austritt, so daß das Füllmaterial zur Ausbildung einer Form gewünschter Dichte verdichtet wird.

Claims

Formverfahren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Patentansprüche 1. Formverfahren, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß man einen Behälter (7) mit einem sandförmigen, granulatartigen Füllmaterial (41) füllt, nachdem man den Behälter (7) mit einer Formplatte (5) mit mehreren Entlüftungsöffnungen (4) zusammengebracht hat, daß man einen Druck eines explodierenden Gases auf die Oberfläche des Füllmaterials (41) aufbringt, wobei das explodierende Gas ur Verdichtung des Füllmaterials (41) das Füllmaterial (41) durchdringt und durch die Entlüftungsöffnungen (4) austritt.
2. Formverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen des Drucks des explodierenden Gases durch Ausbildung eines abgedichteten Raums (40) auf der Oberfläche des Füllmaterial (41), durch Einführen eines Explosivstoffes in den abgedichteten Raum (40) und durch Zünden des Explosivstoffes, wodurch letzterer in dem abgedichteten Raum (40) explodiert, bewirkt wird.
3. Formverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der abgedichtete Raum (40) auf der Oberfläche des Füllmaterials (41) begrenzt ist und daß der Druck des explodierenden Gases in den abgedichteten Raum (40) eingeführt wird.
4. Formverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Füllmaterial (41) mittels einer Preßplatte (27) nach dem Einwirken des Drucks des explodierenden Gases preßt.
5. Formvorrichtung, gekennzeichnet durch eine Formplatte (5) mit mehreren Entlüftungsöffnungen, durch einen mit der Formplatte (5) zusammenbringbaren Behälter (7), durch einen Deckel (9) zum gasdichten Verschließen der öffnung des mit der Formplatte (5) zusammengebrachten Behälters (7) zur Ausbildung eines abgedichteten Raums (40) auf der Oberfläche des den Behälter (7) ausfüllenden Füllmaterials (41), durch mindestens eine Zuführöffnung (10) für einen Explosivstoff zur Zuführung des Explosivstoffes in den abgedichteten Raum (40), und durch eine Zündvorrichtung (19) zum Zünden des in den abgedichteten Raum (40) eingebrachten Explosivstoffes.
6. Formvorrichtung, gekennzeichnet durch eine Formplatte (5) mit mehreren Entlüftungsöffnungen (4), durch einen mit der Formplatte (5) zusammenbringbaren Behälter (7), durch einen Deckel (9) zum gasdichten Verschließen der Öffnung des mit der Formplatte (5) zusammengebrachten Behälters (7) zur Ausbildung eines abgedichteten Raums (40) auf der Oberfläche des den Behälter (7) aus füllenden Füllmaterials (41), und durch mindestens eine Zuführöffnung (10), durch die ein Druck eines explodierenden Gases in den abgedichteten Raum (40) eingebracht wird.
7. Formvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Deckel (9) zum weiteren Verdichten des den Behälter (7) ausfüllenden Füllmaterials (41) eine Preßplatte (27) befestigt ist.
8. Formvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung der Preßplatte (27) eine Kolbenstange (26) vorgesehen ist, die durch eine in den Deckel (9a) ausgebildete Bohrung gleitbar beweglich ist, und daß auf dem Deckel (9a) ein Zylinder (25) zum Antrieb der Kolbenstange (26) befestigt ist.
9. Formvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dichtelement (8) auf der Umfangswand des Behälters (7) rings um die Öffnung des Behälters (7) vorgesehen ist, und daß eine Einrichtung zur Auf-und Abbewegung des Deckels (9a) relativ zu dem Behälter (7) vorgesehen ist.
10. Formvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der mittels der Formplatte (5) getragenen Form (3) ebenfalls Entlüftungsöffnungen (4) zur Ausgabe des explodierenden Gases vorgesehen sind.