CH659201A5

CH659201A5 - MOLDING MACHINE WITH FILLING FRAME FOR COMPRESSING GRAINY MOLDING MATERIALS.

Info

Publication number: CH659201A5
Application number: CH137483A
Authority: CH
Inventors: Georges Louys; Kurt Fischer
Original assignee: Fischer Ag Georg
Priority date: 1983-03-14
Filing date: 1983-03-14
Publication date: 1987-01-15
Also published as: DE3404914A1; DE3404914C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Formmaschine mit Füllrahmen für die Verdichtung von körnigen Formstoffen, insbesondere Giessereiformstoffen, mittels eines Gasdruckimpul-ses. The invention relates to a molding machine with a filling frame for the compression of granular molding materials, in particular foundry molding materials, by means of a gas pressure pulse.

Einrichtungen zur Verdichtung von körnigen Formstoffen, insbesondere Giessereiformstoffen, sind in verschiedenen Ausfûhrungèn bekannt. Darunter sind auch solche, bei welchen eine Verdichtereinheit auf dem Verdichtungsprinzip des Gasdruckstosses verwendet wird. Hierbei wird über eine Formstoffmasse, die in einem Formkasten mit Füllrahmen über eine Modelleinrichtung lose eingefüllt ist, die Verdichtereinheit gebracht und in dieser ein Gasdruckstoss erzeugt, der zur Oberfläche der Formstoffmasse geführt, die Formstoffmasse sodann verdichtet. Devices for the compression of granular molding materials, in particular foundry molding materials, are known in various designs. These include those in which a compressor unit based on the compression principle of the gas pressure surge is used. Here, the compression unit is brought over a molding material mass, which is loosely filled in a molding box with a filling frame via a model device, and a gas pressure surge is generated therein, which leads to the surface of the molding material mass, and then compresses the molding material mass.

Die Wandungen der hierbei verwendeten Füllrahmen sind mit parallel zueinander verlaufenden Innenflächen ausgebildet, wobei die Querschnittsfläche des von den Wandungen begrenzten Hohlraumes, über die ganze Höhe gleich ist und allgemein der Querschnittsfläche des Formkastens entspricht. Damit ist der zu verdichtenden Formstoffmasse eine ungehemmte, aber auch unkontrollierbare Bewegungsrichtung vorgezeigt. The walls of the filling frames used here are formed with inner surfaces running parallel to one another, the cross-sectional area of the cavity delimited by the walls being the same over the entire height and generally corresponding to the cross-sectional area of the molding box. The molding material to be compressed is thus shown an uninhibited but also uncontrollable direction of movement.

Während des Verdichtens wird nun die Formstoffmasse entlang der Wandungen in gleichbleibendem Raumquerschnitt bewegt und verdichtet sich durch deren Rückstau auf der Modelleinrichtung. Damit bestimmt die Intensität der Massebewegung die Formfestigkeit, die mit Verminderung des Masseanteiles in Richtung zur Formrückseite, in progressiver Folge abnimmt. During the compression, the molding material mass is now moved along the walls in a constant cross-sectional area and is compressed due to its back pressure on the model device. The intensity of the mass movement thus determines the form strength, which decreases in a progressive sequence as the mass fraction decreases towards the back of the mold.

Nach dem Verdichtungsvorgang muss die überstehende, in den Füllrahmen eindringende Restformstoffmasse auf die Höhe des Formkastens abgetrennt werden. Dabei wird je nach der geforderten Formfestigkeit, die z.B. für das Einfrä-sen eines Giesslaufes notwendig ist, die abzutrennende Formstoffmenge zum Teil auf eine beachtliche Füllhöhe angesetzt. After the compression process, the excess molding material that protrudes into the filling frame must be separated to the height of the molding box. Depending on the required dimensional stability, e.g. For milling a casting run, it is necessary to set the amount of molding material to be removed to a considerable filling level.

Da jedoch jede überstehende Formstoffmenge ungenützter Formstoff ist, bedeutet die Menge demnach quasi Verlust, was sich zum Nachteil der Kostenbildung auswirkt. However, since every protruding amount of molding material is unused molding material, the amount means loss, which has the disadvantage of reducing costs.

Der Erfindung stellt sich nunmehr die Aufgabe, eine Formmaschine mit Füllrahmen für das Verdichten von körnigen Stoffen, insbesondere Giessereiformstoffen, vorzuschlagen, womit auch bei knapper Füllmenge, an der Formrückseite einer verdichteten Giessform, in der Trennebene der abgetrennten Formstoffmenge, bereits bei geringer Abstreifmenge, eine optimale Formfestigkeit erreichbar ist, wobei gleichzeitig der Restmenge der verdichteten Formstoffmasse ein kompaktes Volumen vermittelt wird. The object of the invention is now to propose a molding machine with a filling frame for the compression of granular materials, in particular foundry molding materials, which means that even with a small amount of fill, on the back of a compacted casting mold, in the parting plane of the separated amount of molding material, even with a small amount of stripping optimum dimensional stability can be achieved, while at the same time a compact volume is imparted to the remaining amount of the compressed molding material.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe nach der im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Lehre gelöst, wobei die anschliessenden abhängigen Ansprüche vorteilhafte Ausgestaltungen beschreiben. According to the invention, this object is achieved according to the teaching specified in the characterizing part of patent claim 1, the subsequent dependent claims describing advantageous refinements.

Die Erfindung wird nun anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. The invention will now be explained in more detail with reference to exemplary embodiments shown in the drawing.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine für einen Verdichtungsvorgang vorbereitete Formmaschine mit Füllrahmen, 1 is a vertical section through a molding machine with filling frame prepared for a compression process,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt einer Variante des Füllrahmens, und Fig. 2 is a vertical section of a variant of the filling frame, and

Fig. 3 einen Vertikalschnitt einer weiteren Variante mit veränderbaren Wandungsinnenseiten. Fig. 3 is a vertical section of a further variant with changeable inner walls.

Fig. 1 zeigt eine Anordnung zum Verdichten von Giessereiformstoffen unmittelbar vor dem Verdichtungsvorgang. 1 shows an arrangement for compacting foundry molding materials immediately before the compacting process.

Auf einer Hubvorrichtung 1 ist als Modelleinrichtung eine Modellplatte 2 mit einem Modell 3 aufgesetzt. Aufliegend auf der Modellplatte 2 ist ein das Modell 3 umgebender Formkasten 4, der einen Füllrahmen 5 trägt. Da die Darstellung, die Anordnung für ein nachfolgendes Verdichten zeigt, ist eine dosierte Menge einer Formstoffmasse 6 von einem Formstoffbehälter 7 bis in den Bereich des oberen Füllrahmenabschlusses 8 eingefüllt. Der Füllrahmen 5, der Formkasten 4, die Modellplatte 2 und das Modell 3 bilden gemeinsam eine Formeinrichtung. Von der Hubvorrichtung 1 angehoben, ist die Formeinrichtung mit dem Füllrahmenab-schluss 8 zur Anlage an eine Verdichtereinheit 9 gebracht und für den Verdichturigsvorgang daselbst verspannt. Die Verdichtereinheit 9 besteht im wesentlichen aus einem Druckgehäuse 10 und einem Anschlussteil 11 zur Verbindung mit dem Füllrahmen 5. A model plate 2 with a model 3 is placed on a lifting device 1 as a model device. Lying on the model plate 2 is a molding box 4 surrounding the model 3, which carries a filling frame 5. Since the illustration shows the arrangement for a subsequent compression, a metered amount of a molding material mass 6 is filled from a molding material container 7 into the area of the upper filling frame end 8. The filling frame 5, the molding box 4, the model plate 2 and the model 3 together form a molding device. Raised by the lifting device 1, the molding device with the filling frame end 8 is brought into contact with a compressor unit 9 and is clamped there for the compression process. The compressor unit 9 essentially consists of a pressure housing 10 and a connecting part 11 for connection to the filling frame 5.

Als Verdichtereinheit 9 kann eine Einrichtung verwendet werden, bei welcher der Gasdruckstoss durch die Auslösung einer exothermen Reaktion eines zündfahigen Brennstoffgemisches, oder durch eine schlagartige Entspannung eines hochgespannten Gases, z.B. Pressluft, erfolgt. A device can be used as the compressor unit 9, in which the gas pressure surge by triggering an exothermic reaction of an ignitable fuel mixture, or by a sudden expansion of a high-pressure gas, e.g. Compressed air.

Bei Verwendung der Verdichtereinheit 9 zur Auslösung einer exothermen Reaktion bildet das Druckgehäuse 10 eine sogenannte Brennkammer mit z. B. einem Gaseintritt 13 und einer Zündvorrichtung 14. Die Brennkammer ist mit einem Gebläse 15 versehen, mit welchem das zündfahige Brennstoffgemisch für die Verbrennung in optimale Zustandsform gebracht werden kann. Im weiteren ist die Einheit mit den dazu gebräuchlichen Steuereinrichtungen ausgerüstet. When using the compressor unit 9 to trigger an exothermic reaction, the pressure housing 10 forms a so-called combustion chamber with z. B. a gas inlet 13 and an ignition device 14. The combustion chamber is provided with a blower 15 with which the ignitable fuel mixture for combustion can be brought into an optimal state. In addition, the unit is equipped with the usual control devices.

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

659 201 659 201

Bei Verwendung der Verdichtereinheit 9 für die Auslösung eines Gasdruckstosses aus der schlagartigen Entspannung eines hochgespannten Gases, ist das Druckgehäuse 10 als Druckbehälter ausgebildet und weist im Übergang 16 zum Füllrahmen 5 ein schlagartig öffnendes Ventil 17 auf. Der Druckbehälter ist hierbei mit den gebräuchlichen Luftzuleitungen und Ableitungen ausgerüstet, ebenso mit den hierzu gebräuchlichen Steuereinrichtungen. When the compressor unit 9 is used to trigger a gas pressure surge from the sudden expansion of a high-pressure gas, the pressure housing 10 is designed as a pressure vessel and has a valve 17 which opens suddenly in the transition 16 to the filling frame 5. The pressure vessel is equipped with the usual air supply and discharge lines, as well as the control devices used for this.

Die Wandungen 18 des Füllrahmens 5 begrenzen einen Hohlraum 19, der in seiner Hohe 20 von aufeinanderfolgenden unterschiedlichen Querschnittsflächen gebildet ist. Die Mittelachse 21 dieser Querschnittsflächen bildet eine Gerade und ist allen Querschnittsflächen gemeinsam. Die grösseren Querschnittsflächen sind hierbei zum oberen 8 und unteren 22 Füllrahmenabschluss vorgesehen und verringern sich zur halbierenden der Füllrahmenhöhe 20 hin. Die Lage der geringsten Querschnittsfläche 12 ist vorteilhaft so gewählt, The walls 18 of the filling frame 5 delimit a cavity 19, the height 20 of which is formed by successive different cross-sectional areas. The central axis 21 of these cross-sectional areas forms a straight line and is common to all cross-sectional areas. The larger cross-sectional areas are provided for the upper 8 and lower 22 filling frame ends and decrease towards the halving of the filling frame height 20. The location of the smallest cross-sectional area 12 is advantageously chosen so

dass die Oberseite 23' der verdichteten Formstoffmasse 6 unterhalb dieser Querschnittsfläche 12 zu liegen kommt, d.h. die Formstoffoberseite 23'ist bereits in dem sich vergrös-sernden Bereich dieser Querschnittsflächen. Mit dieser Massnahme ist ein formgerechtes Abheben des Füllrahmens 5 vom Formkasten 4 gewährleistet und ein Abreissen einer Restmenge der Formstoffmasse kann vermieden werden. that the top 23 'of the compressed molding material mass 6 comes to lie below this cross-sectional area 12, i.e. the molding material top 23 'is already in the enlarging area of these cross-sectional areas. This measure ensures that the filling frame 5 is lifted from the molding box 4 in accordance with the shape, and tearing off a residual amount of the molding material composition can be avoided.

Die raumseitigen Profile der Wandungen 18 bilden damit zwei dachförmige zueinander verlaufende Flächen, die vorteilhaft mit einer reibungsvermindernden Oberfläche, z.B. poliert, kunststoffbeschichtet, oder schuppenförmig, oder dergleichen ausgebildet sind. Die Wandungen 18 sind umfänglich des Hohlraumes 19 gleichförmig gestaltet, oder mindestens an zwei gegenüberliegenden Seiten. The room-side profiles of the walls 18 thus form two roof-shaped surfaces which run to one another and which advantageously have a friction-reducing surface, e.g. are polished, plastic-coated, or scale-like, or the like. The walls 18 are formed uniformly around the cavity 19, or at least on two opposite sides.

Eine solche Formgestaltung der Wandung 18 bezweckt, dass die über der geringsten Querschnittsfläche liegende Formstoffmasse in der Anfangsphase des Verdichtungsvorganges verfestigt wird und derart auf die darunter liegende Formstoffmasse einwirkt und damit im Endzustand der Giessform eine Verbesserung der Formfestigkeit an dieser Seite ermöglicht. Such a shaping of the wall 18 has the purpose that the molding material mass lying above the smallest cross-sectional area is solidified in the initial phase of the compression process and thus acts on the molding material mass underneath and thus enables an improvement in the dimensional stability on this side in the final state of the casting mold.

Die Wandung des hierzu verwendeten Formkastens 4 ist vorteilhaft zur Innenseite hin gewölbt oder sonstwie profiliert, damit zum einen beim Verdichten der fliessenden Formstoffmasse geringstmöglicher Widerstand entgegengesetzt wird, zum anderen der verdichteten Giessform eine genügende Haftung mit dem Formkasten 4 vermittelt ist. The wall of the molding box 4 used for this purpose is advantageously curved towards the inside or otherwise profiled so that, on the one hand, the lowest possible resistance is opposed when the flowing molding material mass is compacted, and on the other hand sufficient compression is imparted to the molding box 4.

Fig. 2 zeigt eine Variante eines Füllrahmens 5a, dessen Wandungen 18a von Querschnittsflächen gebildet sind, deren gemeinsame Mittelachse 21a eine von der Geraden abweichende Linie, z. B. eine Kurve oder eine Schräge bildet. Damit wird dem Durchgangsquerschnitt dieses Hohlraumes 19a eine besondere Form verliehen, wodurch die durchströmende Formstoffmasse gerichtet wird. Damit werden gezielte Verdichtungseffekte erreicht, wie solche vielfach für besondere Modelle mit z. B. vermindert zugänglichen Teilen benötigt werden. Fig. 2 shows a variant of a filling frame 5a, the walls 18a of which are formed by cross-sectional areas, whose common central axis 21a is a line deviating from the straight line, e.g. B. forms a curve or a slope. This gives the passage cross section of this cavity 19a a special shape, as a result of which the molding material mass flowing through is directed. In this way, targeted compression effects are achieved, as is often the case for special models with e.g. B. reduced accessible parts are required.

Vorteilhaft sind auch bei dieser Ausführung die Oberflächen der Wandungen 18a mit einem für die fliessende Formstoffmasse reibungsverminderndem Überzug zu versehen. In this embodiment, too, the surfaces of the walls 18a are advantageous to be provided with a coating that reduces friction for the flowing molding material.

Fig. 3 zeigt eine weitere Variante eines Füllrahmens 5b bei der, die Wandungen 18b profilierenden, horizontalen Querschnittsflächen nur über einen Teil der Höhe des Hohlraumes 19b unterschiedlich sind. Der obere Teil, d.h., der zur Verdichtereinheit 9 gerichtete Teil 26 des Füllrahmens 5b ist über ein bestimmtes Mass, als parallel zueinander verlaufende Flächen 24 ausgebildet, wobei die anschliessende Partie dieser Wandungen 18b einen Raum 19b begrenzen, welcher sich zur Formkastenauflage 22 hin, erweitert. Die Mittelachse dieser die Wandungen 18b profilierenden Querschnittsflächen ist vorteilhaft für alle Querschnittsflächen gemeinsam. Bei dieser Anordnung soll die Formstoffmasse 6 über einen Teil der Raumhöhe des Füllrahmens 5b gleichmässig verfestigt werden, womit die über die Giessform verlaufende Formfestigkeit zur Rückenpartie hin geringer abfallt, d.h., die Endfestigkeit des Formrückens wird besser. FIG. 3 shows a further variant of a filling frame 5b in which the horizontal cross-sectional areas profiling the walls 18b differ only over part of the height of the cavity 19b. The upper part, that is to say the part 26 of the filling frame 5b directed towards the compressor unit 9, is designed to a certain extent as surfaces 24 running parallel to one another, the adjoining part of these walls 18b delimiting a space 19b which widens towards the molding box support 22 . The central axis of these cross-sectional areas profiling the walls 18b is advantageously common to all cross-sectional areas. With this arrangement, the molding material mass 6 is to be solidified evenly over part of the height of the filling frame 5b, so that the shape strength running over the casting mold drops less towards the back area, i.e. the final strength of the mold back is improved.

Fig. 4 zeigt eine weitere Variante des Füllrahmens 5c, wobei die Innenseiten der Wandungen 18c mit verstellbaren Platten 25 ausgebildet sind, mit deren Einsatz die horizontalen Querschnittsflächen des Füllrahmenhohlraumes 19c wechselweise veränderbar sind. 4 shows a further variant of the filling frame 5c, the inside of the walls 18c being formed with adjustable plates 25, with the use of which the horizontal cross-sectional areas of the filling frame cavity 19c can be changed alternately.

Anstelle der Platten 25 können die Wandungen 18c ebenso mit einem durch ein flüssiges oder gasförmiges Medium beaufschlagbaren Elastomer verbunden sein, der ein verbessertes Fliessverhalten der Formstoffmasse 6 bewirkt. Instead of the plates 25, the walls 18c can also be connected to an elastomer which can be acted upon by a liquid or gaseous medium and which brings about an improved flow behavior of the molding material mass 6.

Die aufgezeigten Ausführungsbeispiele können wahlweise erweitert werden, wobei innerhalb des Füllrahmens auch Kombinationen von Wandprofilen anwendbar sind. The exemplary embodiments shown can optionally be expanded, wherein combinations of wall profiles can also be used within the filling frame.

Die mit der erfindungsgemässen Einrichtung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass mit geringem Aufwand durch besondere Gestaltung des Füllrahmen-Hohlraumes die Verdichtungscharakteristik der Formstoffmasse erzielbar ist. Damit kann in engem Bereich der abzutrennenden Formstoffmasse eine rasch ansteigende Formfestigkeit erreicht werden und damit die abzustreifende Formstoffmenge reduziert und die nutzbare Formstoffmenge erhöht werden. The advantages which can be achieved with the device according to the invention consist in particular in that the compression characteristic of the molding material mass can be achieved with little effort by special design of the filling frame cavity. In this way, a rapidly increasing form strength can be achieved in a narrow area of the molding material to be separated, thereby reducing the amount of molding material to be stripped and increasing the usable amount of molding material.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

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S S

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

659201 PATENT CLAIMS

1. molding machine with filling frame for the compression of granular molding materials, in particular foundry molding materials, by means of a gas pressure pulse, characterized in that the cavity (19, 19a, 19b, 19c) delimited by the walls of the filling frame (5, 5a, 5b, 5c) ) over at least part of its height (20) is formed by successively different cross sections.

2. Molding machine according to claim 1, characterized in that the walls profiled by the cross sections (18, 18a, 18b, 18c) have the same inner profiles.

3. Molding machine according to claim 1, characterized in that at least two of the walls profiled by the cross sections (18, 18a, 18b, 18c) have the same inner profiles.

4. Molding machine according to claim 3, characterized in that identically profiled walls (18, 18a, 18b) lie opposite one another.

5. Molding machine according to claim 2 or 3, characterized in that the center points of all cross sections lie on a center line (21, 21a).

6. Molding machine according to claim 5, characterized in that the center points of a group of cross sections lie on a center line portion (21a) which deviates from the vertical.

7. Molding machine according to claim 5, characterized in that the center line is a straight line (21) or a curve (21a).

8. Molding machine according to claim 6 or 7, characterized in that the walls (18, 18a, 18b, 18c) are formed with elements for changing the cross sections, e.g. movable plates (25) or pressurized elastomer elements.

9. Molding machine according to claim 8, characterized in that the cavity-side surface of the walls (18, 18a, 18b, 18c) reduces friction with respect to the sand flow, e.g. polished, with plastic coating or scale-shaped.