CH671896A5

CH671896A5 -

Info

Publication number: CH671896A5
Application number: CH418686A
Authority: CH
Inventors: Hasso Hoeber; Heinz Buettner; Ekkehard Froehlich; Gunter Juebner; Eberhard Fischer
Original assignee: Giessereianlagebau Und Gusserz
Priority date: 1986-10-14
Filing date: 1986-10-21
Publication date: 1989-10-13
Also published as: DE3635307A1

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Giessformen aus tongebundenen Formstoffen in einer aus Modellplatte, Formkasten und Füllrahmen bestehenden Kammer gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. The present invention relates to a method for producing casting molds from clay-bonded molding materials in a chamber consisting of a model plate, molding box and filling frame according to the preamble of patent claim 1.

Das verbreitetste Verfahren zur Herstellung von Giessformen ist das Rütteln mit gleichzeitigem und/oder nachfolgendem Pressen. Die Verdichtung des Formstoffes geschieht beim Rütteln dadurch, dass die mit Formstoff gefüllte Kammer periodisch auf eine bestimmte Höhe angehoben, dann fallengelassen, und der Fall schlagartig durch Aufprall der Kammer auf eine gegenläufig bewegte Masse verzögert wird. Die Verzögerung beträgt dabei bis über das 200-fache der Erdgravitation. The most common process for the production of casting molds is shaking with simultaneous and / or subsequent pressing. The compression of the molding material takes place during shaking by periodically raising the chamber filled with molding material to a certain height, then dropping it, and the fall is suddenly slowed down by the impact of the chamber on a mass moving in opposite directions. The delay is up to over 200 times the earth's gravity.

Mit diesem Verfahren wird zwar eine gute Verdichtung erreicht, jedoch entsteht dabei eine erhebliche Schallemission, die moderne arbeitshygienische Erfordernisse weit übersteigt. Although this method achieves good compaction, there is considerable noise emission that far exceeds modern occupational hygiene requirements.

Weiterhin ist ein Verfahren bekannt, bei dem der Formstoff durch Pressen verdichtet und dabei die Fliessfähigkeit des Formstoffes durch Vibration erhöht wird (z.B. DE-OS 28 43 598). Es ist auch vorgeschlagen worden, durch langsamen Druckaufbau bei einem definierten Druckgradienten das Verdichtungsergebnis zu verbessern. Furthermore, a method is known in which the molding material is compressed by pressing and the flowability of the molding material is increased by vibration (e.g. DE-OS 28 43 598). It has also been proposed to improve the compression result by slowly building up pressure at a defined pressure gradient.

Mit diesem Verfahren konnten zwar gegenüber der Verdichtung nur durch Pressen die Presskräfte und gegenüber der Rüttelverdichtung die Schallemission gesenkt werden, jedoch wurde ein der Rüttelverdichtung vergleichbarer Verdichtungseffekt nicht erreicht. With this method, the pressing forces could be reduced compared to the compression only and the noise emission compared to the vibratory compression, but a compression effect comparable to the vibratory compression was not achieved.

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Giessformen aus tongebundenen Formstoffen, das den modernen arbeitshygienischen Forderungen, insbesondere hinsichtlich der Schallemission, gerecht wird, das auf Maschinen mit geringem technischem und energetischem Aufwand bei unproblematischer Bereitstellung der Energieform praktizierbar ist. The aim of the invention is a process for the production of casting molds from clay-bound molding materials, which meets the modern occupational hygiene requirements, in particular with regard to sound emission, which can be practiced on machines with little technical and energy expenditure with unproblematic provision of the energy form.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem Giessformen für Gussstücke auch komplizierter Konfiguration durch Verdichtung tongebundener Formstoffe bei geringer Schallemission hergestellt werden können, und das einen dem Rüttel- bzw. Rüttelpressverdich-ten vergleichbaren Verdichtungseffekt erzielt. Das Verfahren soll auf Maschinen praktizierbar sein, die die arbeitstechnischen Vorteile der bekannten Rüttel- bzw. Rüttelpressma-schinen aufweisen. The invention has for its object to provide a method by means of which casting molds for castings, even of complicated configuration, can be produced by compressing clay-bound molding materials with low noise emissions, and which achieves a compaction effect comparable to vibrating or vibrating compressing. The process is said to be practicable on machines which have the technical advantages of the known vibrating or vibrating press machines.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass in einer ersten Stufe die Kammer in eine solche Schwingung mit vertikaler Amplitude versetzt wird, die dem Formstoff eine periodische vertikale Wurfbewegung erteilt, bei der die Dauer einer Wurfperiode mindestens so lang wie eine Schwingperiode der Kammer ist, und die Wurfdauer durch eine vertikale, nach unten gerichtete Aufkraft auf den Formstoff so korrigiert wird, dass das Zusammentreffen von Formstoff und Kammerboden (Modellplatte) im jeweiligen Nulldurchgang einer vollendeten Schwingperiode der Kammer erfolgt. According to the invention, the object is achieved in that, in a first stage, the chamber is set into such a vibration with a vertical amplitude which gives the molding material a periodic vertical throwing movement in which the duration of a throwing period is at least as long as an oscillation period of the chamber, and the throw duration is corrected by a vertical, downward force on the molding material so that the molding material and chamber floor (model plate) meet at the zero crossing of a completed oscillation period of the chamber.

Mit einem derartigen Verfahren gelingt es, bei geringer Schallemission den Formstoff durch eine periodische, schlagartige Verzögerung beim Zusammenprall mit der Modellplatte zu verdichten, ohne dass grosse Massen aufeinan-derschlagen, die beim Rüttelverdichten für die unzulässig hohe Schallemission ursächlich sind. Weiterhin weist dieses Verfahren den Vorteil auf, dass es auf Maschinen praktizierbar ist, die in ihrer Gestaltung den bekannten Rüttelpress-formmaschinen entsprechen und damit deren arbeitstechnische Vorteile genutzt werden können. Die erhöhte Presskraft der zweiten Stufe bewirkt die vorteilhafte Verfestigung des Formrückens, die beispielsweise zur Abformung von Speisern und Eingusstümpeln erforderlich ist. With such a method it is possible to compact the molding material with a low noise emission by a periodic, sudden delay in the collision with the model plate without large masses colliding which are the cause of the impermissibly high noise emission when vibrating. Furthermore, this method has the advantage that it can be practiced on machines which correspond in their design to the known vibratory press-forming machines, and thus the technical advantages of which can be used. The increased pressing force of the second stage brings about the advantageous consolidation of the back of the mold, which is necessary, for example, for molding feeders and cast-in pools.

Vorteilhaft ist es, wenn in der ersten Stufe die Schwinggeschwindigkeit der Kammer bei einer Frequenz zwischen 15 und 50 Hz im Maximum mindestens 40 cm/s beträgt, und die Aufkraft durch eine Auflast aufgebracht wird, die einen Druck auf den Formstoff in der Grösse p (MPa) = (27...370) • 10-6 (MPa/cm) • Formstoffhöhe (cm) It is advantageous if, in the first stage, the oscillation speed of the chamber at a frequency between 15 and 50 Hz is a maximum of at least 40 cm / s, and the force is applied by a load that exerts pressure on the molding material in size p ( MPa) = (27 ... 370) • 10-6 (MPa / cm) • Molded material height (cm)

ausübt. exercises.

Durch die Wahl dieser Parameter wird eine optimale Verdichtung erzielt, bei der die Wurfhöhe des Formstoffs relativ klein bleibt, so das der Gasaustausch im periodisch entstehenden Raum zwischen Formstoff und Kammerboden unproblematisch ist. By choosing these parameters, an optimal compression is achieved, in which the throwing height of the molding material remains relatively small, so that the gas exchange in the periodically created space between molding material and chamber bottom is unproblematic.

Es ist zweckmässig, wenn die Auflast aus partiellen Einzelmassen besteht, die in zeitlicher Reihenfolge zugeschaltet werden. Eine derartige Verfahrensweise ermöglicht die partiell gezielte Einstellung der gewünschten Formfestigkeit. It is advisable if the ballast consists of partial individual masses that are switched on in chronological order. Such a procedure enables the desired dimensional stability to be set in a partially targeted manner.

Vorteilhaft kann es sein, wenn in der zweiten Stufe die Kammer nicht mehr in Schwingung versetzt wird. Durch die damit erzielte Verkürzung der Vibrationsdauer ergibt sich eine weitere Verringerung des Dauerschallpegels. Damit kann bei formtechnisch günstigeren Bedingungen die Zeit für die Formherstellung gesenkt und der technische Aufwand verringert werden. It can be advantageous if the chamber is no longer vibrated in the second stage. The shortening of the vibration duration thus achieved results in a further reduction in the continuous noise level. In this way, the time for the production of the mold can be reduced and the technical effort can be reduced under more favorable conditions in terms of molding technology.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungs-beispiel erläutert werden. In der einzigen Figur ist ein Diagramm einer Schwingungsperiode dargestellt. The invention will be explained below using an exemplary embodiment. In the single figure, a diagram of an oscillation period is shown.

Bei der Anwendung des Verfahrens wird ein Formkasten und ein diesem zugeordneter Füllrahmen fest mit einer Mo2 When using the method, a molding box and a filling frame assigned to it are fixed with an Mo2

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

671 896 671 896

dellplatte verbunden und in die so gebildete Formkammer eine bestimmte Menge Formstoff vorzugsweise unter Nutzung der Schwerkraft eingefüllt. Nunmehr wird die Formkammer in der oben angegebenen Art und Weise mittels geeigneter und an sich bekannter Antriebe in eine periodische Auf- und Abbewegung versetzt, wobei diese Bewegung vorzugsweise als harmonische Schwingung ausgebildet wird. Dadurch wird der Formstoff periodisch, entsprechend der Beschleunigung, die ihm durch die schwingende Kammer nach oben erteilt wird, hochgeworfen und fällt aufgrund der Erdgravitation wieder auf seine Unterlage (Modellplatte) zurück. dellplatte connected and filled in the molding chamber thus formed, a certain amount of molding material, preferably using gravity. Now the molding chamber is put into a periodic up and down movement in the manner indicated above by means of suitable drives known per se, this movement being preferably designed as a harmonic oscillation. As a result, the molding material is periodically thrown up in accordance with the acceleration that is given to it by the vibrating chamber and falls back onto its base (model plate) due to gravity.

Eine optimale Verdichtung wird erzielt, wenn der Aufprall des Formstoffs zum Zeitpunkt der grössten Geschwindigkeitsdifferenz zwischen fallendem Formstoff und aufwärtsschwingender Kammer erfolgt. Dieser Zeitpunkt ist der Nulldurchgang einer vollendeten Schwingungsperiode (Fig. 1). Um zu gewährleisten, dass der Zusammenprall zu dieser Zeit stattfindet, werden erfindungsgemäss die Schwingparameter so eingestellt, dass eine Wurfperiode des Formstoffes mindestens genauso lang, bevorzugt länger, Optimal compression is achieved if the impact of the molding material occurs at the time of the greatest speed difference between the falling molding material and the upward-swinging chamber. This point in time is the zero crossing of a completed oscillation period (FIG. 1). In order to ensure that the collision takes place at this time, the vibration parameters are set according to the invention such that a throw period of the molding material is at least as long, preferably longer,

wäre als eine Schwingperiode der Modellplatte, aber durch eine Beschleunigung des Formstoffs nach unten zusätzlich zur Erdgravitation entsprechend verkürzt wird. Dies geschieht durch eine Aufkraft, die zweckmässigerweise mittels einer auf den Formstoff aufgelegten Masse aufgebracht wird. would be as a period of oscillation of the model plate, but is shortened accordingly by accelerating the molding material downwards in addition to gravity. This is done by a force that is expediently applied by means of a mass placed on the molding material.

Es wurde gefunden, dass eine optimale Verdichtung erzielt wird, wenn die Schwinggeschwindigkeit der Kammer im Maximum mindestens 40 cm/s und die Frequenz 15 bis 50 Hz beträgt, wobei die Aufkraft in Abhängigkeit von der It has been found that an optimal compression is achieved if the maximum vibration speed of the chamber is at least 40 cm / s and the frequency is 15 to 50 Hz, the force depending on the

Formstoffhöhe einen Druck auf die Oberseite des Formstoffs in der Grösse von p (MPa) = (27...370) • 10-6 (MPa/cm) • Formstoffhöhe (cm) Molding material height a pressure on the top of the molding material in the size of p (MPa) = (27 ... 370) • 10-6 (MPa / cm) • molding material height (cm)

ausübt. exercises.

Nach Erreichen eines diesem Verdichtungsregime entsprechenden plastischen Verdichtungszustandes des Formstoffs wird der Pressdruck vorzugsweise auf 0,2 MPa erhöht, um auch dem Formrücken eine ausreichende Festigkeit zu verleihen. Während dieser Nachverdichtung ist die Schwingung der Formkammer nicht mehr erforderlich, da dadurch eine nennenswerte Verdichtungszunahme nicht mehr bewirkt wird. After a plastic compression state of the molding material corresponding to this compression regime has been reached, the compression pressure is preferably increased to 0.2 MPa in order to also give the back of the mold sufficient strength. During this post-compression, the oscillation of the molding chamber is no longer necessary, since it no longer causes a significant increase in compression.

Werden an den Formrücken keine besonderen Anforderungen an die Festigkeit gestellt, kann die zweite Stufe des Verfahrens, nämlich die Druckerhöhung auf mindestens 0,2 MPa, entfallen. If there are no special strength requirements on the back of the mold, the second stage of the process, namely increasing the pressure to at least 0.2 MPa, can be omitted.

Bei dem Anwendungsbeispiel wurde ein Formstoff aus einem Gemisch von 48,5% Quarzsand, 48,5% Umlaufsand, 0,3% Dextrin und 2,7% Bentonit bei einem Wassergehalt von 1,95% in einem Formkasten mit der Grundfläche von 500 x 600 mm und einer Höhe von 300 mm in eine Schwingung von 26 Hz bei einer Amplitude von 4,1 mm versetzt. Dabei wirkte eine Aufkraft von 180 kp. Der Verdichtungsvorgang war nach 1,5 s beendet. Während der Verdichtungszeit betrug der maximale Lärmpegel im Bedienbereich 93 dB (AS). Es erfolgte kein Nachpressen mit erhöhter Aufkraft. Die auf diese Weise hergestellten Giessformen wiesen die gleichen formtechnischen Eigenschaften auf wie die nach dem lärmintensiven Rüttel-Pressverfahren hergestellten. In the application example, a molding material consisting of a mixture of 48.5% quartz sand, 48.5% circulating sand, 0.3% dextrin and 2.7% bentonite with a water content of 1.95% was placed in a molding box with a base area of 500 x 600 mm and a height of 300 mm in an oscillation of 26 Hz with an amplitude of 4.1 mm. The force was 180 kp. The compression process was finished after 1.5 s. During the compression time, the maximum noise level in the operating area was 93 dB (AS). There was no repressing with increased force. The casting molds produced in this way had the same technical properties as those produced by the noise-intensive vibrating press process.

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

S S

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

671 896 PATENT CLAIMS

1. A process for the production of casting molds from clay-bound molding materials in a chamber consisting of a model plate, molding box and filling frame, characterized in that in a first stage the chamber is set into such a vibration with a vertical amplitude that gives the molding material a periodic vertical throwing movement, in which the duration of a throw period is at least as long as an oscillation period of the chamber, and the throw duration is corrected by a vertical, downward force on the molding material in such a way that the molding material and chamber bottom meet at the zero crossing of a completed oscillation period of the chamber .

2. The method according to claim 1, characterized in that the oscillation speed of the chamber at a frequency between 15 and 50 Hz is a maximum of at least 40 cm / s, and the force is applied by a load, the pressure on the molding material in size p (MPa) = (27 ... 370) -10-6 (MPa / cm) • 'molding material height (cm)

exercises.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the load is increased in a second stage.

4. The method according to claim 3, characterized in that the chamber is no longer set in vibration in the second stage.