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PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Herstellen von Sandgiessformen, bei dem Sand in einen Formraum und über ein Modell eingebracht und nachfolgend mittels einer Pressplatte verdichtet wird und bei dem die Luft aus dem Sand entfernt wird, da durch gekennzeichnet, dass der Sand unverdichtet in den
Formraum gebracht und dass die Luft zumindest über annähernd die gesamte Druckfläche der Pressplatte während des Verdichtens ausgetrieben wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Formraum, der durch eine Modell platte samt Modell, durch eine darüber angeordnete Press platte und durch Seitenwandungen begrenzt ist, dadurch ge kennzeichnet, dass zumindest die Pressplatte (17) an ihrer der Modellplatte (2) zugewandten, annähernd gesamten
Druckfläche ein Siebblech (18) mit nahe aneinander anliegenden Luftaustrittsöffnungen (21) aufweist, die mit ei nem Luftabfuhrkanal (34) in Verbindung stehen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwandungen (12) teilweise mit Siebblechen (35) versehen sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Modellplatte (2) und flache Partien des Modells (3) teilweise mit Siebblechen (36, 37) versehen sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, da durch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (21) des Siebbleches (18, 35, 36, 37) einen Durchmesser von ca. 0,5 mm aufweisen und sich in Richtung vom Formraum weg erweitern und dass die Teilung (23) der Öffnungen (21) ca. I,5 mm beträgt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, da durch gekennzeichnet, dass das Siebblech (18) lösbar mit der
Pressplatte (17) verbunden ist.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Sandgiessformen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 2.
Bei allen herkömmlichen Formmaschinen wird eine gute Verdichtung des Sandes und gleichzeitig eine Abfuhr von in Sand eingeschlossener oder im Formraum sich befindender Luft angestrebt. Manchmal wird zum Zwecke der eigentlichen Verdichtung Luft angewendet, z. B. bei Blas- oder Schiessverfahren, so dass bei diesen Verfahren zusätzliche Luftmengen entfernt werden müssen.
So zeigt die DE-OS 2607 553 eine Formmaschine mit Entlüftungsöffnungen in den Seitenwandungen eines Formrahmens oder Formkastens und ausserdem im Randbereich der Pressplatte. Im Mittelbereich der Pressplatte können zwangsläufig keine Entlüftungsöffnungen angeordnet werden, weil sich hier Durchtrittsöffnungen für die Sandzufuhr befinden. Der Sand wird hier zur Vorverdichtung eingeschossen, was energieaufwendig ist, und zudem wird zusätzlich Luft in den Formraum gebracht.
Eine andere Formmaschine gemäss der DE-OS 2 554414 zeigt verteilt angeordnete Entlüftungsöffnungen in Form von Schlitzdüsensätzen in der Modelloberfläche, in den Seitenwandungen und in der Pressplatte. Formsand wird in den luftdichtmachbaren Formraum gebracht und wird ohne Rüttelschläge verdichtet, wobei die Luft durch eine Absaugvorrichtung entfernt wird. Es wird eine Verringerung der Verdichtungsenergie geltend gemacht, die aber auf Kosten einer Luftabsaugevorrichtung geht, so dass die Gesamtenergiebilanz sich nicht wesentlich ändern sollte. Auch die Luftabdichtung stellt in der Praxis Probleme. Die Absaugdüsen liegen auseinander und sind in ihrer Zahl begrenzt einsetzbar.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, nach denen ein verbessertes Verdichten von Formsand wirtschaftlicher zustande gebracht werden kann, wobei die eingangs erwähnten Nachteile vermieden werden sollen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 2.
Dadurch, dass die Luft über die gesamte Fläche ausgetrieben wird, kann eine bessere Verdichtung erreicht werden, weil keine Luftblasen, die beim lose geschütteten Sand über das ganze Sandvolumen verteilt sind, zwischen nahe beieinanderliegenden Abführöffnungen zurückbleiben können. Zudem wird weniger Energie gebraucht, weil die Luftblasen einen kürzeren Austrittsweg zurücklegen müssen und weil vermieden wird, dass überhaupt Luftblasen komprimiert werden. Ein Komprimieren von Luftblasen stellt nämlich eine nutzlose Arbeit dar und ist sogar schädlich, da die Luftblasen nach dem Verdichtungsvorgang wieder expandieren und das sogenannte Springback verursachen.
Durch die Erfindung erübrigt sich eine Luftabsaugevorrich tung. Da auch auf eine kostspielige Blas- oder Schiessvorrichtung verzichtet werden kann, gelangt beim Sandeinbringen ausserdem weniger Luft in den Formraum. Zudem ist eine perforierte Platte oder ein perforiertes Siebblech billiger herzustellen als eine Platte mit Düseneinsätzen. Ausserdem ist, sogar mit einer Vielzahl von Düsen, keine so regelmässige Verteilung von Abluft- bzw. Entlüftungsöffnungen möglich. Besonders vorteilhaft wirkt sich die Erfindung bei der Verwendung von Presseinrichtungen mit mehreren Pressstufen aus.
Hierbei kann diejenige Pressstufe mit dem niedrigeren Pressdruck, durch den Wegfall der zum Verdrängen eingeschlossener Luft benötigten Hochdruckenergie, über einen wesentlich längeren Presshub hinweg wirksam bleiben, so dass der Anteil an Hochdruckenergie für den Verdichtungsvorgang wesentlich verringert werden kann.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen.
Nachfolgend wird ein erfindungsgemässes Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch die Vorrichtung,
Fig. 2 eine Teildraufsicht auf das Siebblech und
Fig. 3 einen Vertikalteilschnitt durch die Pressplatte.
Auf einem Formtisch 1 ist eine Modellplatte 2 mit einem oder mehreren Modellen 3 angeordnet. Der Formtisch 1 ist mittels einer Hebevorrichtung in Form eines Hydrozylinders 7 und eines Kolbens 8 höheneinstellbar, ist aber für die Verwirklichung der Erfindung nicht unbedingt nötig. Zur Aufnahme einer vorbestimmten Sandmenge in einem Formraum 11 dient ein auf der Modellplatte 2 aufliegender Formkasten 12, dem ein Füllrahmen 13 zugeordnet ist, welche die Seitenwandungen des Formraumes 11 bilden. An der oberen Seite ist der Formraum 11 durch eine mittels eines Kolbens 14 ebenfalls heb- und senkbare Pressplatte 17 begrenzt, die zur Verdichtung des Formsandes und zum Austreiben der Luft dient. Auf der dem Modell 3 zugewandten Seite ist ein Siebblech 18 mittels Schrauben 19 (Fig. 3) lösbar an der Pressplatte 17 befestigt.
Es kann stattdessen eine poröse Platte, z.B. aus gesintertem Metall, zur Anwendung kommen. Das verwendete, in Fig. 2 dargestellte Siebblech 18 ist aus Messing und wurde als Fertigplatte bezogen. Die Öffnungen 21 im Siebblech 18 dienen als Luftaustrittsöffnungen, erweitern sich in Richtung weg von Formraum 11 und haben einen kleinsten Durchmesser 22 von ca. 0,5 mm an der Sandseite,
so dass die Sandkörner, welche bei einem üblichen Giesssand eine Korngrösse von 0,6-1,2 aufweisen, nicht entweichen können. Der grösste Durchmesser beträgt ca. 1,2 mm und die Teilung 23 in rechtwinklig zueinander stehenden Richtungen ist etwa 1,5 mm, woraus hervorgeht, dass die versetzt angeordneten Öffnungen so nah wie nur möglich aneinander anliegen.
Das Siebblech 18 erstreckt sich annähernd über die gesamte Druckfläche der Pressplatte 17 und wird von einem Rost 27 in Form von Winkelprofilen 28 und Bandprofilen 33 gestützt, so dass Hohlräume 29 gebildet werden, die übergross dimensionierte Durchtrittsöffnungen 30, 31, 32 mit einem Luftabfuhrkanal bzw. einem Austrittsstutzen 34 in Verbindung stehen. Der Austrittsstutzen 34 kann mit einem Vakuumbehälter verbunden sein, ist aber nicht notwendig.
Vorteilhafterweise können mittels Druckluftstössen über den Stutzen 34 und Durchtrittsöffnungen 30, 31, 32 in umgekehrter Richtung gegebenenfalls festgekeilte Sandkörner periodisch aus den Offnungen 21 entfernt werden. Die Siebbleche 35, 36, 37 in den Seitenwandungen 12 bzw. in der Modellplatte 2 bzw. im Modell 3 sind ähnlich wie eingangs für das Siebblech 18 beschrieben ausgeführt. Auch der Stutzen 42 im Formtisch 1 erfüllt die gleiche Funktion wie der Stutzen 34.
Das Verfahren besteht darin, dass bei geeigneter Entfernung der Pressplatte 17 vom Füllrahmen 13 Formsand, beispielsweise über eine Rutsche, lose in den Formraum 11 geschüttet wird. Dann wird die Pressplatte gesenkt - oder der Kolben 8 gehoben -, so dass die eingeschlossene Luft durch die Siebbleche 18, 35, 36, 37 ausgetrieben wird. Es sind keine Dichtungen zwischen den einzelnen Teilen und auch keine Lufteinblas- oder Lufteinschiesseinrichtungen vonnöten. Als möglich, aber als unnötig, hat sich weiterhin eine Luftabsaugung und eine Rütteleinrichtung herausgestellt. Sogar lediglich mit Siebblech an der Pressplatte 17 wurden gut und gleichmässig verdichtete, einwandfreie Giessformen hergestellt.
Es ist die Möglichkeit gegeben, die erfindungsgemässe Vorrichtung auch in vorhandene Formmaschinen mit relativ geringem Kostenaufwand einzubauen. Ebenso ist es möglich, sie auch in Formmaschinen für kastenlose Giessformen einzusetzen, wobei dann anstelle des Formkastens ein in der Formmaschine integrierter Formrahmen zur Anwendung gelangen würde.
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PATENT CLAIMS
1. A method for producing sand casting molds, in which sand is introduced into a mold space and via a model and is subsequently compressed by means of a press plate and in which the air is removed from the sand, as characterized in that the sand is uncompressed in the
Bring molding space and that the air is expelled at least over almost the entire pressure surface of the press plate during the compression.
2. Device for performing the method according to claim 1, with a molding space, which is limited by a model plate including a model, by a press plate arranged above and by side walls, characterized in that at least the press plate (17) on the model plate (2) facing, almost total
Printing surface has a screen plate (18) with closely adjacent air outlet openings (21) which are in communication with an air discharge duct (34).
3. Device according to claim 2, characterized in that the side walls (12) are partially provided with screen plates (35).
4. The device according to claim 2 or 3, characterized in that the model plate (2) and flat parts of the model (3) are partially provided with screen plates (36, 37).
5. Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the openings (21) of the screen plate (18, 35, 36, 37) have a diameter of approximately 0.5 mm and widen in the direction away from the molding space and that the pitch (23) of the openings (21) is approximately 1.5 mm.
6. Device according to one of claims 2 to 5, characterized in that the screen plate (18) detachably with the
Press plate (17) is connected.
The invention relates to a method for producing sand molds according to the preamble of claim 1.
The invention also relates to a device for carrying out the method according to the preamble of claim 2.
In all conventional molding machines, good compaction of the sand and, at the same time, removal of air enclosed in sand or in the molding space is sought. Air is sometimes used for the actual compression, e.g. B. in blowing or shooting processes, so that additional air quantities must be removed in these processes.
DE-OS 2607 553 shows a molding machine with ventilation openings in the side walls of a molding frame or molding box and also in the edge area of the press plate. Inevitably, no ventilation openings can be arranged in the middle area of the press plate, because there are passage openings for the sand supply. The sand is shot here for pre-compression, which is energy-intensive, and in addition, air is brought into the mold space.
Another molding machine according to DE-OS 2 554414 shows distributed ventilation openings in the form of slot nozzle sets in the model surface, in the side walls and in the press plate. Molding sand is brought into the airtight mold space and is compacted without vibrations, the air being removed by a suction device. A reduction in compression energy is claimed, but this is at the expense of an air extraction device, so that the overall energy balance should not change significantly. Air sealing also poses problems in practice. The suction nozzles are spaced apart and the number of uses is limited.
It is the object of the present invention to provide a method and a device according to which an improved compression of molding sand can be brought about more economically, the disadvantages mentioned at the outset being avoided.
The object is achieved according to the invention by the characterizing features of claims 1 and 2.
Due to the fact that the air is expelled over the entire area, better compression can be achieved because no air bubbles, which are distributed over the entire sand volume in the case of loosely poured sand, can remain between closely spaced discharge openings. In addition, less energy is used because the air bubbles have to travel a shorter distance and because it avoids that air bubbles are compressed at all. Compressing air bubbles is a useless job and is even harmful since the air bubbles expand again after the compression process and cause the so-called springback.
The invention eliminates the need for an air suction device. Since there is also no need for an expensive blowing or shooting device, less air gets into the molding space when sand is introduced. In addition, a perforated plate or perforated screen plate is cheaper to produce than a plate with nozzle inserts. In addition, even with a large number of nozzles, it is not possible to distribute exhaust or ventilation openings so regularly. The invention has a particularly advantageous effect when using pressing devices with several pressing stages.
That pressing stage with the lower pressing pressure can remain effective over a substantially longer pressing stroke due to the elimination of the high-pressure energy required to displace trapped air, so that the proportion of high-pressure energy for the compression process can be significantly reduced.
Further advantageous embodiments of the invention result from the remaining claims.
An exemplary embodiment according to the invention is described in more detail below with reference to the drawing. Show it:
1 is a vertical section through the device,
Fig. 2 is a partial plan view of the screen plate and
Fig. 3 is a partial vertical section through the press plate.
A model plate 2 with one or more models 3 is arranged on a molding table 1. The mold table 1 can be adjusted in height by means of a lifting device in the form of a hydraulic cylinder 7 and a piston 8, but is not absolutely necessary for the implementation of the invention. A mold box 12, which rests on the model plate 2 and to which a filling frame 13 is assigned and which form the side walls of the mold space 11, is used to hold a predetermined amount of sand in a mold space 11. On the upper side, the molding space 11 is delimited by a pressing plate 17, which can also be raised and lowered by means of a piston 14, which serves to compress the molding sand and to expel the air. On the side facing the model 3, a screen plate 18 is detachably fastened to the press plate 17 by means of screws 19 (FIG. 3).
A porous plate, e.g. made of sintered metal. The screen plate 18 shown in FIG. 2 is made of brass and was obtained as a finished plate. The openings 21 in the screen plate 18 serve as air outlet openings, widen in the direction away from the mold space 11 and have a smallest diameter 22 of approximately 0.5 mm on the sand side,
so that the grains of sand, which have a grain size of 0.6-1.2 in a conventional pouring sand, cannot escape. The largest diameter is approximately 1.2 mm and the pitch 23 in directions perpendicular to one another is approximately 1.5 mm, from which it can be seen that the staggered openings lie as close as possible to one another.
The screen plate 18 extends approximately over the entire pressure surface of the pressure plate 17 and is supported by a grate 27 in the form of angle profiles 28 and band profiles 33, so that cavities 29 are formed, the oversized passage openings 30, 31, 32 with an air discharge channel or are connected to an outlet connection 34. The outlet connection 34 can be connected to a vacuum container, but is not necessary.
Advantageously, grains of sand that have been wedged in place in the opposite direction can be periodically removed from the openings 21 by means of compressed air blows through the connecting piece 34 and through openings 30, 31, 32. The sieve plates 35, 36, 37 in the side walls 12 or in the model plate 2 or in the model 3 are designed in a manner similar to that described at the beginning for the sieve plate 18. The nozzle 42 in the molding table 1 also fulfills the same function as the nozzle 34.
The method consists in loosely pouring molding sand, for example over a slide, into the molding space 11 when the pressing plate 17 is suitably removed from the filling frame 13. Then the press plate is lowered - or the piston 8 is raised - so that the trapped air is expelled through the screen plates 18, 35, 36, 37. There are no seals between the individual parts and no air injection or air intake devices are required. Air extraction and a vibrating device have also proven to be possible but unnecessary. Even with a screen plate on the press plate 17, good and uniformly compressed, perfect casting molds were produced.
It is possible to install the device according to the invention in existing molding machines at a relatively low cost. It is also possible to use them in molding machines for boxless casting molds, in which case a molding frame integrated in the molding machine would be used instead.