AT235482B

AT235482B - Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Zugfestigkeit von Formsanden

Info

Publication number: AT235482B
Application number: AT744062A
Authority: AT
Inventors: Wilhelm Dr Ing Patterson; Dietmar Dr Ing Boenisch
Original assignee: Wilhelm Dr Ing Patterson; Dietmar Dr Ing Boenisch
Priority date: 1962-06-19
Filing date: 1962-09-19
Publication date: 1964-08-25

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Zugfestigkeit von Formsanden
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen der Zugfestigkeit von
Formsanden, insbesondere grünen Sanden.

In der Praxis werden Formsande zu ihrer Prüfung der Zugfestigkeit im Laboratorium in stets ein- heitlicherweise verdichtet und anschliessend ihre Zugfestigkeit geprüft. Es hat sich aber herausgestellt, dass die so erhaltenen Werte der Zugfestigkeit keinen hinreichend genauen Aufschluss für die praktische
Gebrauchsfähigkeit geben, weil ein gleicher Formsand, verdichtet in verschiedenartigen Formmaschinen, unterschiedliche Werte an Zugfestigkeit erreicht. Daher ist es vorteilhaft, die Zugfestigkeit eines Form- sandes auch im Formkasten messen zu können.

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung, sowohl einen im Laboratorium verdich- teten Formsand, als auch einen Formsand im Formkasten auf seine Zugfestigkeit prüfen zu können. Um dies zu erreichen, wird bei einem Verfahren zum Messen der Zugfestigkeit von Formsanden, insbesondere von grünen Sanden, erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass zunächst in einem geschlossenen Raum ein Luft- druck erzeugt und dieser auf eine vorgespannte Druckfeder in einem solchen Masse zur Einwirkung gebracht wird, dass der in diesem Raum auf einen Kolben wirkende Luftdruck grösser ist als die mechanische Vorspannung der Feder,

worauf das dem Druckraum zugekehrte Ende der Druckfeder über eine Zugstange mit einem den Formsand umgebenden Messkopf verbunden und anschliessend der Druck im Druckraum langsam abgelassen und schliesslich derjenige im Druckraum vorhandene Druck gemessen wird, der der Federspannung gerade zum Zeitpunkt des Abtrennens des im Messkopf befindlichen Formsandes von dem übrigen Formsand entspricht.

Das Prüfgerät besteht vorteilhaft aus einer Handpumpe mit einem Manometer und einem Druckraum mit einem Kolben, dessen Kolbenstange von einer Schraubenfeder umgeben ist, die sich mit einem Ende am Kolben abstützt und mit dem andern Ende an einem Teller, der zur Kolbenstange axial beweglich gelagert ist, wobei das untere Ende der Kolbenstange mit einem Messkopf lösbar verbunden ist und der axial auf der Kolbenstange verschiebbare Teller sich an einer in bezug auf den Messkopf ortsfesten Stelle ausserhalb des Gehäuses abstützt.

Die Kolbenstange ist an ihrem unteren freien Ende als Kupplung für den Messkopf mit einem Magnet versehen. Der Magnet ist dann vorteilhaft über einen Handbügel anhebbar und nach dem Einsetzen des Gerätes in die Messstellung mit dem Messkopf verbunden. Die Bewegung der Kolbenstange und/oder des Messkopfes wird in an sich bekannter Weise auf eine Messuhr übertragen. Weiterhin ist vorteilhaft, die Verbindung zwischen Kolbenstange und Magnet od. dgl. lösbare Verbindung über ein pendelfähiges und in horizontaler Ebene verschiebbares Lager erfolgen zu lassen.

Nach einem weiteren Merkmal ist die zylindrische Wandung des Messkopfes stufenförmig ausgebildet und in an sich bekannter Weise sind die Innenflächen der stufenförmigen Wandabschnitte hinterschnitten.

Die dem Magneten zugekehrte Seite des Messkopfes ist napfförmig ausgebildet und mit konischen Zentrierflächen für den an seinem vorderen Ende ebenfalls konisch ausgebildeten Magneten versehen.

Der Messkopf kann auch ersetzt werden durch ein oder mehrere, durch eine Platte miteinander ver- bundeneStifteod. dgl. Körper, um die Klebeeigenschaften eines Formsandes und die erforderliche Kraft

beim Modellziehen messen zu können. Dies gilt für den Formsand als auch für unterschiedliche Modell- werkstoffe.

Das Messgerät ist nach einem weiteren erfindungsgemässen Merkmal mit einem Dreifuss verse- hen, dessen Füsse konisch angespitzt und in einem Abstand von der Spitze mit einem Bund versehen sind, i der in Messstellung des Gerätes auf dem Prüfkopfhalter aufsitzt.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen :
Fig. l das Prüfgerät zur Ermittlung der Zugfestigkeit in einem vertikalen Schnitt durch die Mitte des
Gerätes, Fig. 2 denRammuntersatz im vertikalen Schnitt, Fig. 3 den in eine Form eingebauten Messkopf.

Nach Fig. l weist das Prüfgerät einen Druckraum 10 auf, der über einen Anschluss 11 mit einer Handpumpe und einem Manometer verbunden ist. Der Druckraum wird gebildet durch zwei Ringe 12 und 13 mit entsprechenden zylindrischen Ausnehmungen. Zwischen den beiden Ringen ist eine aus Gummi beste- hende Rollmembran 14 angeordnet, die den Druckraum einem Kolben 15 gegenüber abdichtet, der inner- halb des zylindrischen Hohlraumes axial beweglich ist. Der Kolben 15 ist mit einer Kolbenstange 16 ver- sehen, die aus dem Druckraum herausragt. Auf der Kolbenstange 16 ist ein Teller 17 und ein aus Kunsti stoff bestehendes Führungsstück 18 ortsfest befestigt, das nach dem Ausführungsbeispiel durch Verschrau- bung mit der mit einem Gewinde versehenen Kolbenstange verbunden ist.

Das untere Ende der Kolbenstange ist mit einer zylinderförmigen Halterung 19 verschraubt und die- ser Halter weist eine Bohrung 20 zum Eingriff eines Schlüssels od. dgl. Stiftes auf, damit durch eine Dre- hung der Halterung 19 die Kolbenstange praktisch verlängert oder verkürzt werden kann. Die Halterung
19 weist an ihrem unteren Ende eine nach unten offene zylindrische Kammer 21 auf. Diese Kammer weist an der Innenwandung ein Gewinde auf, in welches ein Schraubring 22 einschraubbar ist.

Der Schraubring
22 besitzt eine ausreichend bemessene Bohrung 23, damit ein Stift 24 mit Spiel in sie eingeführt werden kann, wobei dieser Stift an seinem oberen Ende in eine Kugel 25 eingeschraubt ist, dieauf einem pfan- nenartigen Sitz des Ringes 26 aufliegt, dessen Aussendurchmesser geringer ist als der Innendurchmesser der zylindrischenKammer der Halterung 19, so dass sich dieser Ring radial verschieben lässt und in Verbindung mit der Kugel eine pendelnde Lagerung des Stiftes 24 ergibt.

Der Stift 24 ist mit seinem unteren Ende mit einem Magnet 27 unter Zwischenschaltung eines Auslegers, vorzugsweise in Gestalt einer Ringscheibe 28. verschraubt, damit die Ringscheibe 28 mit dem Magnet 27 durch einen Handbagel 29 mit den beiden
Verlängerungen 30,31 und den vorne an diesen angebrachten Anschlägen 32 und 33 angehoben werden kann. Die mit der Kolbenstange und dem Magnet verbundene zylindrische Halterung 19 ist umgeben von einem Teller 34, der an der Halterung 19 axial beweglich angeordnet ist und auch innerhalb einer Führung in Gestalt einer Scheibe 35 mit zylindrischer Bohrung sitzt, wobei diese Scheibe an den Säulen 36 und 37 befestigt ist. In der Zeichnung sind nur zwei Säulen 36 und 37 sichtbar, vorhanden sind aber drei oder vier.

Die Säulen sind mit einem Gewinde versehen, so dass die Scheibe 35 in Verbindung mit Muttern höhenverstellbar ist.

Die Säulen greifen an ihrem unteren Ende in eine Bodenplatte 38 ein, die eine zentrische Mittel- bohrung mit zylindrischen Führungsflächen 39 aufweist zur Führung des Magneten 27. Am unteren Ende der Bodenplatte 38 sind drei in einem Winkel um 1200 versetzte Füsse 40 angeordnet, die angespitzte
Enden und radial abstehende Anlageflächen 41 aufweisen, damit das Gerät innerhalb des Ringes 42 des
Rahmenzylinders 43 zentrisch und auch der Magnet 27 zentrisch mit dem Messkopf 44 verbunden wer- den kann, der an seiner dem Magneten 27 zugekehrten Seite napfförmig mit Zentrierflächen versehen ist.

Der Messkopf 44 ist innerhalb derRammhülse43 ebenfalls zentrisch angeordnet. Der Messkopf 44 hat wei- terhin in zwei verschiedenen Ebenen Hinterschneidungen 45 und 46.

Die Prüfung erfolgt dadurch, dass zunächst der Druckraum 10 in der Weise mit Luft beaufschlagt wird, dass der in diesem Raum auf den Kolben 15 wirkende Luftdruck grösser ist als die mechanische Vorspannung der zwischen den Tellern 17 und 34 eingespannten Feder 47, was an der an einer in Fig. 1 nicht einge- zeichneten Messuhr erkennbaren Axialbewegung der Kolbenstange 16 sichtbar wird. Dann wird das Gerät mit dem Handbügel 29 erfasst und auf den Ringflansch 42 aufgesetzt und der Handbügel 29 heruntergelassen, so dass die Verbindung des Magneten 27 mit dem Prüfkopf 44 erfolgt. Anschliessend wird die Druckluft aus der Druckkammer 10 langsam abgelassen, mit dem Ergebnis, dass die Federkraft überwiegt und den Magneten 27 mit dem Messkopf nach oben hebt.

Am Manometer wird der verbleibende Druck in der Kammer 10 gemessen, der vorhanden ist, sobald der im Messkopf vorhandene Formstoff sich von dem Formstoff in der Rammhülse in der Ebene 48 trennt. An Hand einer Eichkurve über den im Zerreisspunkt festgestellten Luftdruck lässt sich die Festigkeit des zu prüfenden Formstoffes bestimmen.

Fig. 2 zeigt die feste Anlage des Messkopfes 44 mit der Rammhülse 43 vor dem Einfüllen und Verdichten des Sandes. Dazu ist die Rammhülse durch einen bajonettartigen Verschluss mit einer Grund-

platte 49 des Rammuntersatzes verbunden und der Messkopf wird über einen Schraubring 50 angehoben und gegen die Stirnseite der Rammhülse 43 angedrückt. Nach dem Verdichten des Formstoffes übernimmt dieser die Verbindung zwischen Rammhülse und Messkopf, so dass die Grundplatte 49 mit dem Schraub- ring gelöst werden und die Prüfung nach der Darstellung in Fig. l erfolgen kann.

5 Fig. 3 zeigt die Anordnung des Messkopfes 44 an einem nur teilweise dargestellten Formkasten 51.

Der Messkopf ist umgeben von einem Ring 52, der dem sicheren Aufsetzen des Prüfgeräte dient und beim
Abziehen des Messkopfes aus der Form in dieser durch Aufhängung in der Ringnut verbleibt. Weiterhin ist während der Verdichtung ein Ring 53 vorhanden, der eine zentrische Lagerung des Messkopfes 52 bewirkt und vor dem Aufsetzen des Prüfgeräte herausgehoben wird.

PATENTANSPRÜCHE : D 1. Verfahren zum Messen der Zugfestigkeit von Formsanden, insbesondere von grünen Sanden, da- durch gekennzeichnet, dass zunächst in einem geschlossenen Raum ein Luftdruck erzeugt und dieser Druck auf eine vorgespannte Druckfeder in einem solchen Masse zur Einwirkung gebracht wird, dass der in die- sem Raum auf einen Kolben wirkende Luftdruck grösser ist als die mechanische Vorspannung der Feder, worauf das dem Druckraum zugekehrte Ende der Druckfeder über eine Zugstange mit einem den Formsand ) aufnehmenden Messkopf verbunden und anschliessend der Druck im Druckraum langsam abgelassen und schliesslich derjenige im Druckraum vorhandene Druck gemessen wird, der der Federspannung gerade zum
Zeitpunkt des Abtrennens des im Messkopf befindlichen Formsandes von dem übrigen Formsand entspricht.

Claims

2. Vorrichtung zur Durchführung des Messverfahrens nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfgerät aus einer Handpumpe mit einem Manometer und einem Druckraum (10) und einem Kolben ) (15) besteht, dessen Kolbenstange (16) von einer Schraubenfeder (47) umgeben ist, die sich mit einem Ende am Kolben (15) abstützt und mit dem andern Ende an einem Teller (34), der zur Kolbenstange (16) axial beweglich gelagert ist, wobei das untere Ende der Kolbenstange (16) mit dem Messkopf (44) lösbar verbunden ist und der axial auf der Kolbenstange verschiebbare Teller (34) sich an einer in bezug auf den Messkopf (44) ortsfesten Stelle ausserhalb des Gerätes abstützt. i 3.

Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (16) an ihrem un- teren freien Ende als Kupplung für den Messkopf (44) mit einem Magnet (27) versehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (27) über einen Handbü- gel (29) anhebbar ist und nach dem Einsetzen des Gerätes in die Messstellung mit dem Messkopf (44) ver- bunden ist.

I 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Kol- benstange (16) und/oder des Messkopfes (44) in an sich bekannter Weise auf eine Messuhr übertragen ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen Kolbenstange (16) und Magnet (27) od. dgl. lösbare Verbindung über ein pendelfähiges und in horizonta- ler Ebene verschiebbares Lager (25, 26) erfolgt.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrische Wandung des Messkopfes (44) stufenförmig ausgebildet ist und in an sich bekannter Weise die Innenflächen (45,46) der stufenförmigen Wandabschnitte hinterschnitten sind.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Magneten (27) zugekehrte Seite des Messkopfes (44) napfförmig ausgebildet und mit konischen Zentrierflächen für den an seinem vorderen Ende ebenfalls konisch ausgebildeten Magneten (27) versehen ist.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Messgerät mit einem Dreifuss versehen ist, dessen Füsse konisch angespitzt sind und in einem Abstand von der Spitze mit einem Bund (41) versehen sind, der in Messrichtung auf dem Prüfkopfhalter (42,52) aufsitzt.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfkörperrohr (43) fest mit dem-Messkopf (44) verbunden und das Prüfrohr an seinem den Messkopf (44) aufnehmenden Ende einen ringsumlaufenden Flansch aufweist, der über seinen Umfang vorzugsweise drei gleichmässig versetzte Aus- nehmungen aufweist, die nach Art eines Bajonettverschlusses unter drei auf dem Rammuntersatz (49) be- festigte Schraubenköpfe od. dgl. Anschläge greifen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Rammuntersatz (49) aus zwei koaxial verschiebbaren Tellern (49, 50) besteht und die Verschiebung durch ein Schraubengewinde erfolgt.

12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Messkopf (44) auf einer Kopfplatte aufsitzt und sich durch Verschraubung des unteren Tellers (50) gegen den Messkopf (44) fest abstützt und der Messkopf (44) fest mit dem Prüfkörperrohr verbunden ist. <Desc/Clms Page number 4>

13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Messkopf (44) in die Giessform eingebaut ist und von einem beim Abziehen des Messkopfes in der Form verbleibenden Ring (52) umgeben ist.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, dass der Messkopf (44) ersetzt ist durch ein oder mehrere durch eine Platte miteinander verbundene Stifte od. dgl. Körper.