Claims (5)
PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS
1. Verfahren zum Verdichten von körnigen Formstoffen, insbesondere Giessereiformstoffen, mittels eines Druckluft-stosses, der aus einem mit Druckluft angereicherten Druckbehälter zur Oberseite eines lose über ein Modell in einem Formraum geschütteten Formstoffes zur Einwirkung gebracht und anschliessend auf Normaldruck entspannt wird, wobei der Druckraum mit Druckluft von max. 10 bar angereichert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der sich aus dieser Druckluft über den Formstoff aufbauende Druck mit dem sich zeitgleich im Druckraum abbauenden Druck innerhalb einer Zeit von maximal 0,1 sec. zu einem vollständigen Druckausgleich führt und dass man den aus dem Druckstoss resultierenden Wirkdruck während mindestens 0,12 sec. über den Formstoff aufrecht erhält und daselbst in einer Zeit von grösser als 0,2 sec. auf Normaldruck abbaut.1. Process for compacting granular molding materials, in particular foundry molding materials, by means of a compressed air blast, which is brought from a pressure vessel enriched with compressed air to the top of a molding material poured loosely over a model in a mold chamber and then released to normal pressure, the pressure chamber is enriched with compressed air of max. 10 bar, characterized in that the pressure that builds up from this compressed air via the mold material with the pressure that is simultaneously decreasing in the pressure chamber leads to a complete pressure equalization within a maximum of 0.1 seconds and that one maintains the effective pressure resulting from the pressure surge over the mold material for at least 0.12 seconds and reduces it to normal pressure there in a time of more than 0.2 seconds.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckausgleich innerhalb 0,002 Sek. bis 0,03 Sek. herbeigeführt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the pressure equalization is brought about within 0.002 seconds to 0.03 seconds.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck der Druckluft im Druckraum zwischen 3 bar und 6 bar gehalten wird.3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the pressure of the compressed air in the pressure chamber is kept between 3 bar and 6 bar.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für den Druckausgleich ein Formraumvolumen verwendet wird, das aus dem Totvolumen über dem geschütteten Formstoff und einer Teilmenge von 45% bis 80% des geschütteten Formstoffes bestimmt wird.4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that a molding space volume is used for pressure equalization, which is determined from the dead volume over the poured molding material and a subset of 45% to 80% of the poured molding material.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass für den Druckausgleich das Volumen des Druckraumes um mindestens das 2fache, vorzugsweise um das 3- bis 7fache des Formraumes gesetzt wird.5. The method according to claims 1 to 4, characterized in that the volume of the pressure chamber is set to at least 2 times, preferably 3 to 7 times the mold space for the pressure equalization.
BESCHREIBUNG Die vorliegende Erfindung umfasst ein Verfahren zum Verdichten von körnigen Formstoffen, insbesondere Giessereiformstoffen, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.DESCRIPTION The present invention comprises a method for compacting granular molding materials, in particular foundry molding materials, according to the preamble of claim 1.
Bei Verfahren dieser Art wird eine vorbestimmte Menge eines körnigen Formstoffes über eine Modellplatte lose in eine Formeinrichtung gegeben und diese Formeinrichtung mit einer mit Druckgas angereicherten Druckkammer verbunden. Aus der Druckkammer wird darnach ein Druckstoss des Druckgases zur Oberseite der Formstoffmasse gegeben und damit die Formstoffmasse verdichtet. Während des Verdichtens bewegt sich nun die Formstoffmasse mit abnehmendem Weg zur Modellebene hin und verdichtet sich durch deren Rückstau auf der Modelleinrichtung. Damit bestimmt die Intensität der Massebewegung des Formstoffes die Formfestigkeit, welche mit Verminderung des Masseanteiles in Richtung zur Formrückseite in permanenter Folge abnimmt. Nach der Einwirkung der Druckluft auf die Formstoffmasse, wird der Durchgang vom Druckraum zum Formraum unterbrochen, und vor dem Trennen der Formeinrichtung von der Druckkammer, die abgetrennte Teilmenge der Druckluft über der Formstoffmasse, entspannt.In methods of this type, a predetermined quantity of a granular molding material is loosely introduced into a molding device via a pattern plate and this molding device is connected to a pressure chamber enriched with compressed gas. A pressure surge of the compressed gas is then given from the pressure chamber to the upper side of the molding compound and the molding compound is thus compressed. During the compaction, the molding compound now moves towards the model level with a decreasing path and compacts itself due to its backwater on the model device. The intensity of the mass movement of the molding material thus determines the mold strength, which decreases in permanent succession as the mass proportion decreases in the direction of the back of the mould. After the compressed air has acted on the molding compound, the passage from the pressure chamber to the molding chamber is interrupted, and before the molding device is separated from the pressure chamber, the separated portion of the compressed air above the molding compound is relieved.
Aus der DE 1 961 234 ist ein solchen Verfahren bekannt, bei welchem die Druckluft in einem Druckbehälter unter einem Druck von mindestens 20 bar gespeichert wird und in 3-bis 40-facher Menge der zu verdichtenden Formstoffmenge, über die Formstoffmasse zur Einwirkung gebracht und durch Abflussöffnungen in der Modellplatte abgeführt.Such a method is known from DE 1 961 234, in which the compressed air is stored in a pressure vessel under a pressure of at least 20 bar and is applied in 3 to 40 times the quantity of molding material to be compressed, via the molding compound and through drainage openings in the pattern plate.
Eine Druckintensität von dieser Grösse bewirkt jedoch ein zu schroffes und örtlich ungleiches Auftreffen der Druckluft auf der Formstoffoberseite. Um den Druckstoss dennoch verwendbar zu machen, wird dieser in Teilströme zerlegt und als solche zur Formstoffoberfläche geführt. Überdies bedeutet die Aufbereitung höherer Drücke über ca. 15 bar eine steigende Belastung der Betriebskosten.However, a pressure intensity of this size causes the compressed air to hit the top of the mold material too abruptly and locally unevenly. In order to still be able to use the pressure surge, it is broken down into partial flows and fed as such to the surface of the mold material. In addition, the processing of higher pressures above approx. 15 bar means an increasing burden on operating costs.
Der Erfindung hegt die Aufgabe zugrunde, einen Bereich des Druckverlaufes zu finden, bei welchem sich über der Formstoffoberfläche bei geringem Ausgleichsdruck ein schlagartiger Druckaufbau erzielen lässt. Im weiteren sollte angestrebt werden, die Druckluft vom allgemeinen Betriebsdrucknetz verwendbar zu machen.The object of the invention is to find an area of the pressure curve in which a sudden pressure build-up can be achieved over the surface of the mold material with a low compensation pressure. In addition, efforts should be made to make the compressed air from the general operating pressure network usable.
Diese Aufgabe wird durch die Lehre des kennzeichnenden Teiles des Anspruches 1 gelöst. Weitere Merkmale und besondere Ausfühnmgsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is solved by the teaching of the characterizing part of claim 1. Further features and particular embodiments of the invention are specified in the dependent claims.
Durch diese Merkmale wird ein gezielter, reproduzierbarer Verlauf des aufgebrachten Druckstosses erreicht, durch den die Formstoffmassen in giessgerechter Formfestigkeit verdichtet werden können.Due to these features, a targeted, reproducible progression of the pressure surge applied is achieved, through which the molding material masses can be compacted in a dimensional stability suitable for casting.
Da das Verfahren die Umsetzung grosser Mengen von Druckluft pro Zeiteinheit zulässt, sind Drücke im Bereich von 1 bar bis 10 bar anwendbar. Besonders vorteilhaft haben sich Drücke zwischen 3 bar bis 6 bar erwiesen, die in einer Zeit von maximal 0.1 sec. zu einem vollständigen Druckausgleich zwischen dem Druckraum und dem Formraum geführt werden und während mindestens 0.12 sec. über der Formstoffmasse aufrecht erhalten und daselbst in einer Zeit von grösser als 0.2 sec. auf Normaldruck abgebaut werden.Since the process allows the conversion of large amounts of compressed air per unit of time, pressures in the range from 1 bar to 10 bar can be used. Pressures between 3 bar and 6 bar have proven to be particularly advantageous, which lead to a complete pressure equalization between the pressure chamber and the mold chamber within a maximum of 0.1 second and are maintained for at least 0.12 seconds above the molding compound and there within a period of time greater than 0.2 seconds to normal pressure.
In Versuchen hat ein Druckausgleich zwischen 0,002 sec. bis 0,03 sec. einen günstigen Bereich des Druckverlaufes ergeben, während sich eine Haltezeit des Druckes über der Formstoffmasse von 0.4 sec. bis 0.6 sec. und ein Druckabbau zwischen 0.5 sec. bis 1.5 sec. als zweckmässig erwiesen haben. Die Haltezeit hängt weitgehend von der einer Formmaschine vorgegebenen Taktzeit ab und sollte den Wert von 0.1 sec. nicht unterschreiten. Längeren Haltezeiten sind praktisch keine Grenzen gesetzt, werden jedoch aus wirtschaftlichen Gründen kaum angewendet. Die Zeiten für den Druckabbau über der verdichteten Formstoffmasse werden weitgehend von den verwendeten technischen Mitteln d.h. den Ventilen und Zuführorganen bestimmt und sollten aus Gründen des Formtaktes beim Verdichten von Giessereiformstoffen, möglichst gering gehalten werden.In tests, a pressure equalization between 0.002 seconds and 0.03 seconds has resulted in a favorable range of the pressure curve, while a holding time of the pressure over the molding compound of 0.4 seconds and 0.6 seconds and a pressure reduction between 0.5 seconds and 1.5 seconds. have proven useful. The holding time largely depends on the cycle time specified for a molding machine and should not be less than 0.1 seconds. There are practically no limits to longer holding times, but they are rarely used for economic reasons. The times for the pressure reduction over the compressed molding material mass are largely determined by the technical means used, i.e. the valves and feed elements, and should be kept as short as possible for reasons of the molding cycle when compressing foundry molding materials.
Zur Optimierung des Verfahrens ist das Volumen der in der Druckkammer angereicherten Druckluft und in Zeiteinheit die Durchtrittsmenge dieser Druckluft vom Druckraum zum Formraum und das Formraumvolumen in gegenseitige Abhängigkeit gesetzt. Hierbei ist das Volumen des Druckraumes um mindestens das 2-fache, vorzugsweise um das 3-bis 7-fache des Formraumvolumens gewählt, wobei das Formraumvolumen aus dem Totvolumen über der geschütteten Formstoffmasse plus einer Teilmenge von 45% bis 80% des geschütteten Formstoffes hergeleitet ist. Als Totvolumen wird dasjenige Volumen bezeichnet, welches zwischen dem Abschluss vom Druckraum zum Formraum und der Formstoffoberfläche gebildet ist.To optimize the process, the volume of the compressed air enriched in the pressure chamber and the amount of passage of this compressed air from the pressure chamber to the mold chamber and the volume of the mold chamber are mutually dependent in unit time. The volume of the pressure chamber is selected to be at least 2 times, preferably 3 to 7 times the volume of the mold space, with the volume of the mold space being derived from the dead volume above the poured molding material plus a partial quantity of 45% to 80% of the poured molding material . The dead volume is that volume which is formed between the closure of the pressure space to the mold space and the surface of the mold material.
Zur Verbesserung der Wirksamkeit der auf die Formstoffoberfläche auftreffenden Druckluft, kann diese mit Feuchtigkeit angereichert werden. Der mengenmässige Anteil an Feuchtigkeit hängt weitgehend von der zu verdichtenden Formstoffmasse ab.To improve the effectiveness of the compressed air hitting the surface of the mold material, it can be enriched with moisture. The quantitative proportion of moisture depends largely on the molding material to be compacted.
Durch die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens können Giessformen mit hohen Festigkeitswerten reproduzierbar hergestellt werden.By using the method according to the invention, casting molds with high strength values can be produced in a reproducible manner.
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SS