CH687044A5 - Verfahren und Einrichtung zur Messung von mehreren Formstoffeigenschaften an einem in einem Huelsenkoerper hergestellten Pruefkoerper aus einem Giesserei-Formstoff. - Google Patents
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Description
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CH 687 044 A5
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Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung von mehreren Formstoffeigenschaften bei Giesse-rei-Formstoffen gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 6.
Für eine gleichbleibende Gussteile-Quälität ist Formstoff mit möglichst gleichbleibender Qualität erforderlich, und daher müssen bei der Aufbereitung des Giesserei-Formstoffes dessen Eigenschaften während der gesamten Produktionszeit immer in dem erforderlich geringen Toleranzfeld liegen.
Die bekannten Labor-Prüfmethoden mittels Einzelgeräten sind für eine rasche Auswertung der Messergebnisse und für eine automatische Steuerung/Regelung der Sandaufbereitung während des Produktionsprozesses nicht geeignet. Für die automatische Steuerung/Regelung wurden Verfahren und Einrichtung der eingangs genannten Art geschaffen (z.B. US-PS 2 791 120), mit welchen aus dem Sandkreislauf entnommenen Formstoffen Prüfkörper hergestellt werden, an welchen durch meist nur zwei Messverfahren (Verdichtbarkeits- und Gründruckfestigkeitsmessung) die momentanen Eigenschaften des Formstoffes ermittelt werden.
Nachteilig bei diesen Verfahren bzw. Einrichtung ist, dass meist die Anzahl der unterschiedlichen Messungen für eine exakte Auswertung und dauernde Beeinflussung der Formstoffeigenschaften zu gering, die Messergebnisse häufig ungenau und die Einrichtung meist mit mehreren auf einem Rundtisch angeordneten Hülsen für die Erstellung der zylindrischen Prüfkörper ausgerüstet ist, was zu grossen Abmessungen der Einrichtung mit einem hohen baulichen Aufwand führt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens der eingangs genannten Art, bei welchem durch mehrere unterschiedliche Messverfahren und genauen Messergebnissen mit deren Auswertung eine exaktere Einhaltung der geforderten Formstoffqualität erreichbar wird, weil die Sanddaten direkt am Prüfkörper festgestellt werden. Die dafür erforderliche Einrichtung soll bei einem geringen baulichen Aufwand als Labor-Gerät aber auch für eine automatische Regelung der Sandaufbereitung verwendbar sein.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Verfahrensanspruches 1 und des Einrichtungsanspruches 6 erreicht.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den davon abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Die Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung beispielsweise dargestellt und nachfolgend beschrieben.
Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung einer Einrichtung zur Messung von Formstoffeigenschaften.
Die Figur zeigt eine Einrichtung zur Messung von Formstoffeigenschaften, welche eine Einfüllstation 1 für chargenweise aus dem Formstoffkreislauf entnommenen Giesserei-Formstoff, eine erste Prüfstation 2 und eine zweite Prüfstation 3 aufweist.
Die Einfüllstation 1 weist einen ausserhalb eines Gehäuses 4 angeordneten Fülltrichter 5 auf, welcher durch eine am unteren Ende angeordnete Klappe 6 verschliessbar ist. Mittels einer Betätigungsvorrichtung 7, wie z.B. ein Hubzylinder, kann die Klappe 6 geöffnet oder geschlossen werden. Der Fülltrichter 5 ist mit einer am Gehäuse 4 befestigten Gewichtsmesseinrichtung 8 verbunden.
Ein mit dem Giesserei-Formstoff füllbarer Hülsenkörper 9 ist zusammen mit einer Bodenplatte 10 von der Einfüllstation in die erste Prüfstation 2 verschiebbar. Eine erste Verschiebeeinrichtung 11 greift an der Bodenplatte 10 an, wobei eine zweite Verschiebeeinrichtung 12 zur Verschiebung des Hülsenkörpers 9 auf der Bodenplatte 10 auf dieser angeordnet und mit dieser verschiebbar ist.
Die Verschiebeeinrichtungen 11, 12 können elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Stellantriebe sein.
An der ersten Prüfstation 2 ist für die Verdicht-barkeitsmessung oberhalb des Hülsenkörpers 9 eine erste Press-Vorrichtung 13 mit einer ersten Druckmesseinrichtung 14 und einer Wegmesseinrichtung 15 angeordnet. Die erste Press-Vorrichtung
13 weist einen vorzugsweise elektrische oder aber auch hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren Stellantrieb 16 mit einem Press-Stempel 17 auf, wobei zwischen dem Stellantrieb 16 und dem Press-Stempel 17 die als elektrisch arbeitende Druckmessdose ausgebildete Druckmesseinrichtung
14 angeordnet ist.
In der zweiten Prüfstation 3 ist oberhalb des Hülsenkörpers 9 für die Messung der Druckfestigkeit eine weitere Pressvorrichtung 18 mit einem Stellantrieb 19 und einem Press-Stempel 20 angeordnet, wobei der Stellantrieb 19 mit einer Wegmesseinrichtung 21 versehen dem Stellantrieb 16 mit dessen Wegmesseinrichtung 15 entspricht.
Unterhalb der eine Durchgangsöffnung 22 aufweisenden Bodenplatte 10 ist ein Auflageteil 23 mit einer als Druckmessdose ausgebildeten Druckmesseinrichtung 24 zur Messung der Druckfestigkeit angeordnet.
Auflageteil 23 und Druckmesseinrichtung 24 sind mittels einer VerStelleinrichtung 25 horizontal verschiebbar, wobei die VerStelleinrichtung einen elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch antreibbaren Stellantrieb 26 aufweist, an welchem ein Halteteil 27 mit der Druckmesseinrichtung 24 und dem Auflageteil 23 angeordnet ist.
Der Press-Stempel 20 weist an seiner Druckfläche Düsen 28 zur Durchleitung eines Gases oder Druckluft auf. Die Düsen 28 sind mit einem Gasdruckerzeuger, vorzugsweise mit einem als Ventilator ausgebildeten Drucklufterzeuger 29 zur Messung der Gasdurchlässigkeit wirkverbunden, wobei in der Leitung zu den Düsen 28 eine Druckmesseinrichtung angeordnet ist.
Unterhalb der Bodenplatte 10 ist in der zweiten Prüfstation 3 ein mittels eines Stellantriebes 30 horizontal verschiebbarer U-förmiger Stempel 31 mit einem eine Druckmesseinrichtung 32 aufweisenden Gegenlager 33 zur Messung der Doppelscherfestigkeit angeordnet.
Alle Druckmesseinrichtungen 14, 24 und 32, die
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Wegmesseinrichtungen 15 und 21 sowie die Gewichtsmesseinrichtung 8 sind zur Übermittlung der elektrischen Messdaten mittels Leitungen mit einem Auswertgerät 40 verbunden, wo die Mess-Signale bei einer Labor-Anwendung der Einrichtung ausgewertet, gespeichert, angezeigt und/oder ausgedruckt werden und somit auch für die Qualitätssicherung benutzt werden können.
Der Verfahrensablauf zur Prüfkörperherstellung und Messung von Formstoffeigenschaften mit der vorgängig beschriebenen Einrichtung ist wie folgt:
Von dem für Giesszwecke in einer Formstoffaufbereitungsanlage behandelten Formstoff wird eine geringe Menge dem Fülltrichter 5 zugeführt und bis zu einer vorgegebenen Gewichtsmenge Formstoff gefüllt.
Durch Öffnen der Klappe 6 wird der Formstoff im aufgelockerten Zustand in den Hohlraum des darunter stehenden Hülsenkörpers 9 eingefüllt. Beim Verschieben des Hülsenkörpers 9 zusammen mit der Bodenplatte 10 in die erste Prüfstation 2 wird der überschüssige Formstoff vom Hülsenkörper 10 abgestreift.
In der Prüfstation 2 wird die Verdichtbarkeit des Formstoffes gemessen, wobei der Press-Stempel
17 bis zu einer vorbestimmten Presskraft, welche an der ersten Druckmesseinrichtung 14 gemessen wird, den Formstoff verdichtet. Dabei wird der Verdichtungsweg mittels der Wegmesseinrichtung 15 gemessen und als Signal dem Auswertgerät 40 zugeleitet.
Der gemessene Verdichtungsweg bestimmt gleichzeitig die Höhe des ersten Prüfkörpers. Falls dieser nicht die Norm-Höhe eines Norm-Prüfkörpers aufweist, wird der gemessene Wert für eine Korrektur des Zuteil-Gewichtes der Gewichtsmesseinrichtung 8 für die Formstoff-Einfüllmenge benützt, was durch eine entsprechende Umsetzung bzw. Berechnung in dem Auswertgerät erfolgt, wobei auch das volle Volumen des Hülsenkörpers bei der Berechnung zugrunde gelegt wird.
Der durch die Verdichtung hergestellte erste Prüfkörper wird durch Verschieben des Hülsenkörpers 9 auf der Bodenplatte 10 in die zweite Prüfstation 3 gebracht, wobei dann der Prüfkörper durch die Durchgangsöffnung 22 in der Bodenplatte 10 mittels des Press-Stempels 20 der Pressvorrichtung
18 bis zum Auflageteil 23 durchgeschoben wird.
Hier wird durch Verschieben des u-förmigen
Stempels 31 mittels des Stellantriebes 30 die Doppelscherfestigkeit festgestellt, wobei die Mess-Si-gnale der Druckmesseinrichtung 32 dem Auswertgerät 40 zugeleitet werden.
Die abgescherten Teile des Prüfkörpers fallen dann nach Verschieben des Auflageteils 23 nach links in einen Behälter. Die Messung der Druckfestigkeit und der Gasdurchlässigkeit darf nur an einem Normprüfkörper mit einer bestimmten Normhöhe vorgenommen werden. Dieser wird dann mit einer über das Gewicht korrigierten Füllmenge im Hülsenkörper 3 durch Verdichten mittels der ersten Pressvorrichtung 13 hergestellt, wobei die Höhe des Normprüfkörpers durch die Wegmesseinrichtung 15 festgestellt wird.
War die über das Gewicht korrigierte Einfüllmenge Formstoff zur Erreichung eines Normprüfkörpers nicht richtig, wird dieser Vorgang wiederholt, bis durch Verdichten der korrigierten Einfüllmenge die Norm-Höhe eines Norm-Prüfkörpers erreicht wird.
Nach dem Verschieben des Norm-Prüfkörpers mit dem Hülsenkörper 9 in die zweite Prüfstation 3 wird durch Einfahren des Press-Stempels 20 in den Hülsenkörper die Gasdurchlässigkeit gemessen.
Hierbei wird ein pro Zeiteinheit konstanter Volumenstrom eines Gases - vorzugsweise Luft - mittels der Düsen 28 in den Prüfkörper geleitet, wobei der maximale Druckanstieg gemessen und als elektrisches Signal dem Auswertgerät 40 zugeleitet wird.
Anschliessend wird der Normprüfkörper mittels des Press-Stempels 20 durch die Durchgangsöffnung 22 auf das Auflageteil 23 geschoben und die Messung der Druckfestigkeit am Normprüfkörper festgestellt. Hierbei wird der Normprüfkörper mittels der Pressvorrichtung 18 einer Druckkraft ausgesetzt bis er auseinanderbricht, wobei die Druckkraft mittels der Druckmesseinrichtung 24 gemessen wird und die Mess-Signale dem Auswertgerät 40 zugeleitet werden. Nach dem Verschieben des Auflageteils 23 nach links fallen die geborstenen Teile des Normprüfkörpers in den darunter angeordneten Behälter.
Alle der Reihe nach gewonnenen Messdaten, wie Verdichtbarkeit, Druckfestigkeit, Gasdurchlässigkeit, Doppel-Scherfestigkeit und Sandgewicht sowie das errechnete Verhältnis von Scherfestigkeit zu Druckfestigkeit dienen zur Analyse des in einer Formstoffaufbereitungsanlage aufbereiteten Formstoffes, wobei dann die Soll- und Ist-Werte miteinander verglichen werden können und eine Korrektur der Formstoffeigenschaften automatisch möglich ist.
Claims (12)
1. Verfahren zur Messung von mehreren Formstoffeigenschaften an einem in einem Hülsenkörper hergestellten Prüfkörper aus einem Giesserei-Formstoff, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
a. Einfüllen des Hülsenkörpers mit Giesserei-Formstoff b. Messung der Verdichtbarkeit mit vorgegebener Kraft, wobei die Höhe des verdichtenden Prüf-Körpers bestimmt wird c. Messung der Doppel-Scherfestigkeit an diesem Prüfkörper d. Ausstossen der Prüfkörperteile e. Bestimmung des Formstoff-Einfüll-Gewichtes zur Erreichung der Höhe eines Norm-Prüfkörpers abhängig von der Verdichtbarkeitsmessung und dem vollen Volumen des Hülsenkörpers f. Herstellung des Normprüfkörpers mit der vorgegebenen Verdichtungs-Kraft g. Messung der Gasdurchlässigkeit am Norm-Prüfkörper h. Messung der Druckfestigkeit am Norm-Prüfkörper i. Übermittlung der gemessenen Werte für die Verdichtbarkeit, das Formstoff-Einfüllgewicht des Norm-Prüfkörpers, die Doppel-Scherfestigkeit, die
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Gasdurchlässigkeit und die Druckfestigkeit an ein
Auswertgerät.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte e. und f. ein-oder mehrmals erfolgen, bis ein Norm-Prüfkörper mit der erforderlichen Höhe hergestellt ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgewerteten Messdaten digital angezeigt, im Bildschirm dargestellt und/ oder ausgedruckt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messdaten in Steuer- oder Regelsignale umgesetzt werden, welche automatisch die Zuteilung von Mischungskomponenten steuern oder regeln, die zur Einhaltung der vorgegebenen Formstoff-Kennwerte nötig sind.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung der Gasdurchlässigkeit mittels eines konstanten Volumenstromes eines Gases - vorzugsweise Luft - erfolgt, bei der der Staudruck gemessen wird.
6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hülsenkörper (9) von einer Einfüllstation (1) zusammen mit einer Bodenplatte (10) mittels einer Verschiebeeinrichtung (11) in eine erste Prüfstation (2) und von dort auf der Bodenplatte (10) in eine zweite Prüfstation (3) verschiebbar ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einfüllstation (1) einen Fülltrichter (5) mit einer regelbaren Gewichtsmesseinrichtung (8) aufweist.
8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Prüfstation (2) oberhalb des Hülsenkörpers (9) eine erste Press-Vorrichtung (13) mit einer ersten Druckmesseinrichtung (14) und einer Wegmesseinrichtung (15) zur Verdichtbarkeitsmessung angeordnet ist.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis
8, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Prüfstation (3) oberhalb des Hülsenkörpers (9) eine zweite Press-Vorrichtung (18) und unterhalb der eine Durchgangsöffnung (22) aufweisenden Bodenplatte (10) ein Auflageteil (23) mit einer zweiten Druckmesseinrichtung (24) für die Messung der Druckfestigkeit angeordnet ist.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis
9, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Prüfstation (3) unterhalb der Bodenplatte (10) ein horizontal verschiebbarer U-förmig ausgebildeter Stempel (31) mit einem eine dritte Druckmesseinrichtung (32) aufweisenden Gegenlager (33) zur Messung der Doppelscherfestigkeit angeordnet ist.
11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Press-Vorrichtung (18) mit Düsen (28) versehen ist, welche mit einem Gasdruck - vorzugsweise Luftdruckerzeuger (29) zur Messung der Gasdurchlässigkeit wirkverbunden sind.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Auflageteil (23) in der zweiten Prüfstation (3) mittels einer Ver-stelleinrichtung (25) horizontal verschiebbar ist.
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