CH664914A5 - Einrichtung zum verdichten einer masse von koernigem formstoff. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Verdichten einer Masse von körnigem Formstoff, insbesondere Giessereiformstoff, durch Einwirkung eines Druckstosses eines gasförmigen Mediums auf die Oberfläche der Masse, mit einer Druckkammer, die dazu bestimmt ist, an eine Formeinrichtung angeschlossen zu werden, in welcher die Masse lose in einem Formrahmen über eine Modellplatte geschüttet ist, mit einem Durchgang, um die Druckkammer und die Formeinrichtung unter Bildung eines geschlossenen Systems miteinander zu verbinden und mit einem Absperrorgan, das den Durchgang öffnet oder schliesst.

Bekannt sind Einrichtungen der genannten Art, bei denen mittels einer Membrane oder eines tellerförmigen Ab-sperrorganes eine Durchtrittsöffnung zwischen Form- und Druckraum überdeckt und damit ein Schliessen oder Öffnen des Durchtrittsquerschnittes erzielt wird.

Bei allen diesen Anordnungen bestimmt der Durchtrittsquerschnitt, unter Ausnützung des vollen Durchganges, den Hub des Dichtorganes, sei es eine Membrane, ein Ventilteller oder dergleichen.

Es gilt demnach, je grösser der Durchtrittsquerschnitt, desto grösser der Hub.

Ein grosser Hub ist jedoch bei grossdimensionierten Durchgängen und speziell bei schnellöffnenden Einrichtungen, im kurzzeitlichen Ablauf kaum erreichbar.

Ausgehend vom Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zu schaffen, womit der Hub, auch bei grossen Durchtrittsquerschnitten, minimal gehalten werden kann und der erreichte volle Durchsatz mit Wirkzeiten geringster Grösse erzielbar ist.

Diese Aufgabe ist durch die im Patentanspruch 1 angegebene Lehre gelöst.

Weitere Merkmale und Einzelheiten dieser Lehre sind in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt.

Mit der Anordnung der in den Druckraum ragenden Hohlkörpern und damit der Aufteilung der Durchgangs-querschnittsfläche in Einzelquerschnitte, werden mit den Hohlkörpern selbständige Durchgänge gebildet, welche im Betriebszustand rundum mit dem zu fördernden Druckmedium beaufschlagt werden. Damit ist für die Bestimmung des Hubes des Dichtorganes nur der Durchgangsquerschnitt des einzelnen Hohlkörpers massgebend und damit der Hub relativ klein und folglich die Öffnungszeit des Durchganges minimal.

Nachfolgend werden erfindungsgemässe Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Einrichtung mit einem Dichtorgan als Plattenkolben,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Hohlkörperanordnung von Fig. 1 nach der Linie A—A,

Fig. 3 eine Variante der Einrichtung mit geschlossenem Dichtorgan, und

Fig. 4 eine weitere Variante der Einrichtung mit einem membranenartigen Dichtorgan und mit Einsatz an einer Formverdichtungseinheit.

Die Figuren 1 bis 4 zeigen Ausführungen welche gleichartig das Erfindungsmerkmal aufweisen, wonach eine Dichtebene 1 von Enden 5 einer Vielzahl von Hohlkörpern 2 gebildet ist. Die Hohlkörper 2 sind hierbei voneinander getrennt in einem Gehäuse 3 eingesetzt und bilden dadurch mit deren Abständen Hohlräume 4 die mit dem Gehäuseinneren 15 einen ungetrennten Raum ergeben. Die der Dichtebene 1 abgewendeten Öffnungen 6 münden nach ausserhalb des Gehäuses 3, in einen Formraum über einer Formstoffmasse. Die Anordnung der Hohlkörper 2 ist dabei so getroffen,

dass deren Längsachsen parallel zueinander verlaufen. Es ist jedoch auch möglich die Achsen strahlenförmig zueinander verlaufend vorzusehen. Die von der Dichtebene 1 abgewendeten Enden 6 der Hohlkörper 2 sind mit einem Teil des Gehäuses 3 dichtverbunden und bilden damit einen Teil der Gehäusewandung. Die Länge und der Abstand der in den Druckraum ragenden Hohlkörper 2 und damit der Raum zwischen den Hohlkörpern 2, richtet sich nach dem Sum5

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menquerschnitt aus der Vielzahl der Hohlkörperdurchgangsquerschnitte. Richtungsweisend soll die Bedingung eines mengenmässig verlustgeringen Durchströmens eines Druckmediums erfüllt werden.

In Fig. 1 ist als Dichtorgan 7 ein plattenförmiger Kolben vorgesehen der zwecks Gewichtsersparnis mit einer oder mehreren sacklochförmigen Ausnehmungen 8 ausgeführt ist und dichtseitig vorzugsweise mit einem Elastomer beschichtet.

Dieser Kolben ist in einem Dichtgehäuse 9 eingesetzt und zwar so, dass dieser mit geringem Spiel zur umfänglichen Dichtgehäuseinnenfläche 10 lose geführt ist. Als zweckmässiges Spiel hat sich ein Abstand von 0,1 —0,3 mm ergeben.

Zur Beeinflussung der Führungseigenschaft kann die umfängliche Mantelfläche eines solchen Kolbens auch bombiert ausgeführt werden.

Das Dichtgehäuse 9 ist über Verstrebungen 11 mit dem Einrichtungsgehäuse 3 verbunden. Zur Beaufschlagung des Kolbens 7 mit einem Druckgas z.B. Druckluft führt eine Steuerleitung 12 durch den Gehäusedeckel 14 in das Dichtgehäuse 9, und ist über ein Ventil 13 an eine nicht dargestellte Steuereinrichtung anschliessbar. Das Ventil 13 kann sowohl als auch pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch betätigbar sein.

Die in der Dichtebene 1 zusammengefassten Rohrenden 5 der Hohlkörper 2 sind als Dichtfläche behandelt.

Jene der Dichtebene 1 abgewendeten Öffnungen 6 der Hohlkörper 2 münden in einen Austrittsteil 16 des Gehäuses 3 und sind an deren Umfang mit einem Bodenteil 17 des Gehäuses 3 dicht verbunden. Dieser Austrittsteil 16 weist in der vorliegenden Ausführung einen Flanschanschluss 18 auf, der zur Verbindung mit einer beispielsweisen Formeinrichtung ausgebildet ist. Es sind auch andere gebräuchliche Anschlussmöglichkeiten anwendbar. Seitwärts in das Gehäuseinnere 15 dringend, ist eine Zuleitung 19 für das Fördermedium vorgesehen, die wahlweise mit einem Ventil 20 ausgerüstet werden kann.

Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch die Hohlkörperanordnung 2 von Figur 1 nach der Linie A—A. Darin sind die Hohlkörper 2 als Rohre mit zum Teil gleichem, zum Teil ungleichem runden Querschnitt angeordnet. Es ist jedoch ohne weiteres möglich die Hohlkörper auch mit polygonalem Querschnitt, und/oder in der Richtung der Längsachse konisch erweitert auszubilden. Die Achsen der Hohlkörper 2 sind hierbei parallel zueinander verlaufend vorgesehen. Die horizontalen Querschnitte der Hohlkörper 2 und dementsprechend die Querschnitte der Zwischenräume 4 zwischen den Hohlkörpers 2 richten sich weitgehend nach dem Strömungsverlauf des Fördermediums. So kann es strömungstechnisch von Vorteil sein, die Hohlkörperquerschnitte von aussen nach innen, bezogen auf ein Hohlkörperbündel, zu variieren. Grössere Hohlkörperquerschnitte 21 werden dabei vorteilhaft durch querverlaufende Stege 22 unterteilt, womit eine Aufteilung des Auflagedruckes des Dichtorganes 7 erreicht wird.

Figur 3 zeigt eine ähnliche Bauform wie in Figur 1 dargestellt ist. Die Hohlkörper 2a sind hierbei strahlenförmig angeordnet wobei diese sowohl zylinderförmig als auch sich konisch erweiternd ausgeführt werden können. Das in der Dichtebene 1 auf den Hohlkörperenden 5a aufliegende Dichtorgan 7a ist als ein in sich geschlossenes Dichtelement ausgebildet. In diesem Dichtorgan 7a ist die Innenseite zur Dichtebene 1 hin, mit einer Verstärkungsplatte 23 zur Aufnahme des Dichtdruckes versehen. Zur Vermeidung zu grosser Massekräfte ist die Verstärkungsplatte 23 aus Leichtmetall oder Kunststoff in geeigneter Formgebung vorgesehen. Um eine Formstabilität bei drucklosem Zustand an der Innenseite des Dichtorganes 7a weitgehend zu gewährleisten, ist hierfür ein Material gewählt, welches eine genügende Ei-

gensteifigkeit aufweist und dennoch flexibel ist. Zur Verwendung gelangen vorzugsweise armierte Elastomere.

Es besteht auch die Möglichkeit, den Hohlraum 24 dieses Dichtorganes 7a mit einer pastösen Masse oder einer geeigneten Flüssigkeit oder sonstwie auszufüllen, um die Steifigkeit bei drucklosem Zustand zu verbessern und den Hohlraum möglichst gering zu halten.

Das hierbei verwendete Gehäuse 3a weist auf der Oberseite 25 ein Dichtgehäuse 9a für das Dichtorgan 7a auf. Dieses Dichtgehäuse 9a ist mit dem Gehäuse 3a vorteilhaft lösbar verbunden. Seitlich am Gehäuse 3a ist eine Zuleitung 26 für das Fördermedium, z.B. Druckluft, vorgesehen. Diese Zuleitung 26 ist mit einem Ventil 27 ausgerüstet, womit die Zuleitung 26 geschlossen oder geöffnet oder gedrosselt werden kann. Die ausgangsseitigen Enden 28 der Hohlkörper 7a münden hierbei in einen zylinderförmigen Austrittsteil 29 der zur Verbindung mit einem Anschlussteil 30 mit Flansch ausgestattet ist. Die Enden 28 sind hierbei mit einem Bodenteil 31 dichtend mit dem Austrittsteil 29 verbunden. Es ist jedoch auch möglich, die Enden 28 der Hohlkörper 7a ohne Einschaltung eines Austrittsteiles 29 direkt mit dem Gehäuseboden 32 zu verbinden. Es muss auch hier die Forderung erfüllt sein, dass die Summe der Zwischenräume zwischen den Hohlkörpern 7a mindestens so gross ist wie die gesamte Querschnittsfläche aus der Vielzahl von Hohlkörperdurchgangsquerschnitten. Damit wird ein ungehinderter Durch-fluss des Mediums gewährleistet.

Mit Figur 4 ist eine Ausführung gezeigt die mit einer Formeinrichtung für das Herstellen von Giessformen ausgelegt ist.

Der obere Teil des Gehäuses 3b ist mit einem Deckel 37 abgedeckt worin sich die Dichtebene 1 befindet. Die Dichtebene 1 befindet. Die Dichtebene 1 ist hierbei ähnlich wie bei Fig. 1 von einer Vielzahl von Enden 5b von in Wirkrichtung der Mediumförderung verlaufender voneinander getrennter Hohlkörper 2b gebildet. Die Enden 5b der Hohlkörper 2b sind ebenso als Dichtfläche ausgeführt.

Die Austrittsenden 33 der Hohlkörper 2b sind an deren äusserem Umfang mit einem Bodenteil 34 eines Austrittsteiles 35 dicht verbunden. Der Austrittsteil 35 wiederum ist mit einem Bodenteil 36 des Gehäuses 3b zusammengesetzt und grenzt damit zusammen mit dem Deckel 37 und einem Dichtorgan 7b einen Gehäuseinnenraum 41 ab.

Als Dichtorgan 7b ist eine Platte als Membrane vorgesehen, die umfänglich einerseits am Gehäusedeckel 37 andererseits am Dichtdeckel 38 aufgenommen ist. Zur Beaufschlagung der Membrane 7b mit Steuerluft, führt durch den Dek-kel 38 eine Steuerleitung 39, welche über ein Ventil 40 betätigbar ist. Das Ventil 40 kann sowohl pneumatisch, hydraulisch als auch elektrisch betätigbar sein. Seitlich in der Gehäusewandung ist eine Zuleitung 42 für ein Fördermedium, z.B. Druckluft, vorgesehen. Ein in der Zuleitung 42 eingesetztes Ventil 43 ermöglicht je nach Anwendungsfall ein konstantes oder unterbrochenes Zuführen von Druckgas zum Gehäuseinneren 41.

Die als Kombination mit einer Formeinrichtung dargestellte Einrichtung, zeigt das Gehäuse 3b welches mit dessen unterem Ende zur Koppelung an die Formeinrichtung ausgebildet ist.

Die Formeinrichtung besteht aus einem Füllrahmen 44 einem Formrahmen 45 und einer Modelleinheit 46 sowie einer Zylinderanordnung 47 für das Anheben und Senken dieser Kombination.

Mit 48 ist ein Formstoff bezeichnet, über dessen Einfüllquote im Gehäuse 3b eine Entlüftungsleitung 49 mit Ventil 50 vorgesehen ist. Damit kann das nach dem Einströmen über dem Formstoff verbleibende Druckgas vor dem Absenken der Formeinrichtung entspannt werden. Nachträglich wird dann die Kombination getrennt.

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Der Funktionsablauf der erfindungsgemässen Einrichtung ist folgender. Ausgehend von der Annahme, dass ein gasförmiges Medium befördert werden muss, wird durch die Steuerleitung ein Druckmedium mit vorbestimmtem Druck auf das Dichtorgan ausgeübt und dieses zur dichtenden Anlage an der Dichtfläche gebracht. Anschliessend wird durch die Zuleitung ein Fördermedium in das Gehäuse d.h. in den Druckraum gebracht und damit die Einrichtung zum Durchleiten des Fördermediums bzw. zur Erzielung eines Druckstosses vorbereitet.

Es ist ohne weiteres möglich, den Druck des Steuermediums gleich demjenigen des Fördermediums vorzusehen, wobei die Medien gleicher Art sein können.

Erfolgt nun durch Betätigen des Steuerventiles ein Druckgefälle in der Steuerleitung, so wird der bis anhin auf die Steuerseite des Dichtorganes als grössere Kraft wirkende Druck verringert, wodurch die auf die Druckraumseite des Dichtorganes wirkende Kraft ansteigt und bei Überschreitung des Gleichgewichtzustandes das Dichtorgan schlagartig anhebt und damit das Fördermedium als Druckstoss austreten lässt.

Durch variierendes Betätigen des Dichtorganes können die Druckstosseffekte verändert werden, wobei sowohl die Druckintensität als auch die Mengenintensität variiert werden kann.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

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1. Einrichtung zum Verdichten einer Masse von körnigem Formstoff, insbesondere Giessereiformstoff, durch Einwirkung eines Druckstosses eines gasförmigen Mediums auf die Oberfläche der Masse (48), mit einer Druckkammer (3), die dazu bestimmt ist, an eine Formeinrichtung angeschlossen zu werden, in welcher die Masse lose in einem Formrahmen über eine Modellplatte geschüttet ist, mit einem Durchgang, um die Druckkammer und die Formeinrichtung unter Bildung eines geschlossenen Systems miteinander zu verbinden und mit einem Absperrorgan, das den Durchgang öffnet oder schliesst, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgang von einzelnen, in der Druckkammer voneinander beabstan-deten offenen Hohlkörpern (2, 2a, 2b) gebildet ist, wobei die Hohlkörper (2, 2a, 2b) jeweils mit dem einen Ende und einem Teil ihrer Länge in die Druckkammer ragen und mit dem anderen Ende zur Formeinrichtung gerichtet zu stehen kommen, und wobei die Öffnungen der in die Druckkammer ragenden Enden von einem als Absperrorgan wirkenden gemeinsamen Dichtorgan (7) ab- bzw. zudeckbar sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkörper (2,2a, 2b) rohrförmig mit rundem oder polygonalem Querschnitt ausgebildet sind.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkörper (2,2a, 2b) gegen die formrahmenseitigen Enden hin konisch erweitert sind.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen der Hohlkörper (2, 2b) im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkörper (2a) strahlenförmig angeordnet sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkörper (2, 2a, 2b) zueinander gleiche und/oder unterschiedliche Querschnitte aufweisen.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkörper (2,2a, 2b) konzentrisch angeordnet sind.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das in die Druckkammer ragende Teil der Länge des jeweiligen Hohlkörpers (2, 2a, 2b) rundum von Medium beaufschlagbar ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtorgan pneumatisch steuerbar ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des gasförmigen Mediums steuerseitig und druckkammerseitig des Dichtorgans (7, 7a, 7b) gleich gross ist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in der Druckkammer regelbar ist.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Hub des Dichtorgans (7, 7a, 7b) und damit die Durchtrittsmenge des Mediums einstellbar ist.