DD275200A5 - Verfahren zum verdichten von koernigen formstoffen - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verdichten von koernigen Formstoffen vorgeschlagen, bei dem mittels eines mehrstufigen Gasdruckstosses, der auf die Formstoffoberflaeche zur Einwirkung gebracht wird, ein erster Druckstoss D1 und anschliessend ein zweiter Druckstoss D2 erzeugt wird, wobei der Druckgradient des ersten Druckstosses D1 kleiner ist als der des zweiten Druckstosses D2.

Description

Anwondungsgobiot dor Erfindung

Dio Erfindung betrifft ein Vorfahren zum Verdichten von körnigem Formstoffen, insbesondere Gießereiformstoffen, wobei der Formstoff in eine Formeinrichtung mit einer Modellplatte! mit darauf angeordnetem Modell und einem Form- und Füllrahmen eingebracht wird, mittels eines mehrstufigen Gasdruckstoßes, der auf die Formstoff-Oborfläche zur Einwirkung gebracht wird.

Chnrnktoristik dos boknnnton Standes dor Technik

Bei dan bekannton Vorfahren zum Vordichton von körnigen Formstoffon mittels oinos Gasdruckstoßos wird in der Regel ein Durchlaß zwischen dom Druckraum und dom Formraum mittols eines Ventils schlagartig goöffnot. Der Gasdruck im Druckraum überträgt sich dabei innerhalb sehr kurzer Zeiten als ein einmaliger Verdichtungsschlag in den Form raum auf die Oberfläche des zu vordichtcnclon Formstoffos. Zwischen Druckraum und Formraum stellt sich ein Ausgloichsdruck oin, der dom Maximaldruck entspricht. In dor Regel wird der Druck im Formraum während einer vorbestimmten Zeit gehalten. Danach wird durch Entlüftung dos Formraumes dor Druck abgebaut. Dio fertig verdichtete Form kann dann aus dor Vorrichtung entnommen worden. Einer der wesentlichen Vorteile dos bekannten einstufigon Luftschlngverfahrens, der weiche Rücken, orbgibt durch die besondere Verdichtungscharaktoristik einen vom Modell zum Formriicken hin abnehmenden Formfestigkeitsverlauf. Dieses Festigkeitsprofil ergibt ideale Bedingungen zur Entgasung der Gießformen.

Durch das heftige Abbremsen der Sandkörner auf der Modellplatte wird ein besonders ha't verdichteter Bereich in Modellnähe erreicht. Dieser Vorteil ist jedoch mit folgenden Nachteilen verbunden:

- ungleichmäßige Formhärten

- Lärm durch den einmaligen, heftigen Verdichtungsschlag

- Verdichtungsfehler infolge der hohen Sandflußgeschwindigkeit.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziol der Erfindung, ein Verfahren zum Vordichten von körnigen Formstoffen zur Anwendung zu bringen, das bei einer erhöhten Gebrauchswerteigenschaft besonders dta Lärmbelästigung vermindert.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Verdichten von körnigen Formstoffen zu schaffen, mit dem das Formfestigkeitsprofil der verdichteten Form einen vom Modell her zum Formrücken hin abnehmenden Formhärte-, resp. Formfostigkeitsverlauf aufweisend, erreicht wird

Diese Aufgabe ist erfindungsgomäii dadurch erreicht, daß

- ein erster Druckstoß D1 mit einem Druckanstiegsgradienton α 1 (dp/dt) auf die Formstoff-Oberfläche zur Einwirkung gebracht wird,

- ein zweiter Druckstoß D2 mit einem Druckanstiegsgradienten ci2 (dp/dt) in zeitlicher Folge nach dem ersten Druckstoß D1 auf die Formstoff-Oberfläche zur Einwirkung gebracht wird, wobei der Druckgradient des ersten Druckstoßes D 1 auf die Formstoff-Oberf lache zur Einwirkung gebracht wird, wobei der Druckgradient des ersten Druckstoßes D1 kleiner ist als der des zweiten Druckstoßes 02.

Es ist im Sinne der Erfindung, daß die Drucks.öße bei unveränderter Sandmenge zur Einwirkung gelangen, wobei ein erster Druckstoß D1 mit einem Druckanstiegsgradienten α1 (dp/dt) auf die Formstoff-Oberfläche zur Einwirkung gebracht wird, ein zweiter Druckstoß D 2 mit einem Druckanstiegsgradienten α2 (dp/dt) in zeitlicher Folge nach dem ersten Druckstoß D1 kleiner ist als der des zweiten Druckstoßes D 2

Eine Form der Erfindung ist es, wenn mittels eines mehrstufigen Gasdruckstoßes in einem Formraum

- ein erster Druckstoß D1 mit einem Druckanstiegsgrodienten α 1 auf die Formstoff-Oberfläche zur Einwirkung gebracht wird, -- ein zweiter Druckstoß D 2 mit einem Druckanstiegsgradienten α2 in zeitlicher Folge nach dem ersten Druckstoß D1 auf die Formstoff-Oberfläche zur Einwirkung gebracht wird, v/obei der im Formraum durch den Druckstoß D1 aufgebaute Druck p1 und der durch den Druckstoß D2 aufgebaute Druck p2 innerhalb eines Bereiches von max. 20bar liegt, und daß nach Erreichen des Drur.kniveaus pi ein erster Druckabbau auf einen Druck p3 erfolgt, der kleiner ist als p1, und daß nach erfolgtem Druckaufbau auf p2 ein zweiter Druckabbau auf Normaldruck eingeleitet wird.

Ausgebildet ist die Erfindung dadurch, daß während der Einwirkzeit der Druckstöße D1 und/oder D2 im Modellbereich ein in der ModeIlplatte vorgesehenes Luftabführungssystem aktiv wird, wobei der Druckabbau auf p.3 sowie Druckabbau auf Normaldruck, mindestens teilweise gesteuert erfolgt, und die Druckstöße D1 und D2 aus dem gleichen Druckraum erzeugt worden. Es ist im weiteren Sinne der Erfindung, daß die Druckstöße D1 und D2 aus verschiedenen Druckräumen hergeleitet werden, wobei vorteilhaft im Sinne der Erfindung die Druckstöße D1 und D2 aus voneinander unabhängigen Öffnungsorganen hergeleitet werden, oder weiterhin erfindungsgemäß die Druckstöße D1 und D2aus dem gleichen Öffnungsorgan hergeleitet werdän.

Es ist eine Ausführungsart der Erfindung, daß α 1 max. 300 bar/s beträgt oder in einer Ausbildung der Erfindung α 1 max. 40 bar/s beträgt.

Ausführungsbeispiel

Für die Herstellung einer gut verdichteten Form ist bekanntlich nicht der aufgebrachte Druck ausschlaggebend, sondern der Druckgradiont, d. h. dor Druckanstieg pro Zeiteinheit. Es wird ein Druckstoß ausgelöst, dor mit sehr hoher Geschwindigkeit auf die Formstoffmasse einwirkt und diese beschleunigt. Je steiler der Druckgradient, d.h. je größer der Winkel α ist, um so größer ist die Beschleunigung der Formstoffmasse. Dies führt dazu, daß dio Formstoffmasso auf der Modellplatte sehr heftig abgebremst wird und damit zu hoher Lärmbelästigung führt (Bedienungspersonal).

Grundsätzlich ist der Verdichtungsgrad im Modollboreich zunächst einmal von der Belegung der Modellplatte abhängig. Je ongor dio Abstände zwischen oinzolnon Modellboroichon odor zwischon Modell und Formkastonwand sind, um so problematischer gestaltet sich dio Vordichtung dieser Boreiche.

Dio Schwiorigkoitun beginnen schon beim Einfüllen dos Formstoffos in den Formkasten. Moclellberoiche mit tiefen Taschen oder geringe Modollabständo bzw. Modellformkastenabständc können während dos Einfüllvorganges nicht immer optimal mit Formstoff versorgt vorr'sn. Ein nachfolgender heftiger Verdichtungsschlag mit einem steilen Druckanstieg kann dann zu uügleichi läßiyon Foi':>jkoitswerton und zu Fehlstollen in dor verdichteten Form führen.

Es wiirdo nun festgestellt, daß ein 2stufiger Gasdruckstoß zu einer verbesserten Formqualität führt, die im technischen Maßstab reproduzierbar herzustellen i^r|..

Ein erster Druckstoß D1 wird mit einem relativ flachen Druckanstiegsflradienten auf einen /orgegebenen Druck ρ 1 gebracht. Die mit dem Druckstoß eingebrachte Luftmonge durchströmt das Sandvolumen und entweicht mindestens teilweise übor ein in dor Modellplatte angeordnetes Luitabführungssystem. Durch diesen ersten Druckstoß D1 wird die Sandmenge ausreichend bewegt, um im Modellbereich eventuelle Ungleichheiten, die während lies Einfüllvorgan^es entstanden sind, auszugleichen, und um eine ausreichende f-'ülldichtebzw. Packungsdichte im Modellbeieichzj erreichen. Ein anschließender zweiter Cruckstoß D2 wird mit einem steileren Druckgradienten auf die Formstof'masso aufgebracht. Dieser Druckgradient ist gekennzeichnet durch den Winkel 2. Der zweite Druckstoß 02 verdichtet d'e restliche Snndhöho. Der jeweils duT.hilie Druckstöße D1 und D 2 erreichte Druck p1 bzw. ρ2 liegt in einem Bereich von max. 20 bar. Der zwischen den beiden Druckstößen D1 und D 2 erreichte Druck ρ 3 ist immer kleiner als der Druck ρ 1, dies vor allem durch den nach Erreichendes Druckes ρ 1 einsetzenden gesteuerten Druckabbaus.

Die Anwendung des beschriebenen Verfahrens führt zu ganz besonderen qualitativen Vorteilen in der Formverdichlung. Dadurch, daß die Festigkeit über die Sandhöhe besser steuerbar ist, können gleichmäßige Formfestigkeiten sowohl boi niederen .ils bei hohen Modellen erreicht werden. Der Formrücken bleibt relativ weich, d. ^vi. clio für den Gießvorgang vorgegebene Gasdurchlässigkeit ist gegeben Dies ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber Verfahren, die mit mechanischer Nachvordichtung arbeiten.

Claims (12)

1. Verfahren zum Verdichten von körnigen Formstoffen, insbesondere Gießereiformstoffen, wobei der Formstoff in eine Formeinrichtung mit einer Modellplatte mit darauf angeordnetem Modell und einem Form- und Füllrahmen eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei zeitlich aufeinanderfolgende Druckstöße D1 und D 2 auf die Formstoff-Oberfläche zur Einwirkung gebracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstöße bei unveränderter Sandmenge zur Einwirkung gelangen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte, daß

- ein erster Druckstoß D1 mit einem Druckanstiegsgradie.itan α 1 (dp/dt) auf die Form Jtoff-Oberfläche zur Einwirkung gebracht wird,

- ein zweiter Druckstoß D2 mit einem Druckanstiegsgradienten a2 (dp/dt) in zeitlicher Folge nach dem ersten Druckstoß D1 auf die Formstoff-Oberfläche zu (Einwirkung gebracht wird, wobei der Druckgradient des ersten Druckstoßes D1 kleiner ist als der des zweiten Druckstoßes D2.

4. Verfahren zorn Verdichten von körnigen Formstoffen mittels eines mehrstufigen Gasdruckstoßes in einem Formraum, dadurch gekennzeichnet, daß

— ein erster Druckstoß D1 mit einem Druckanstiegsgradienten al auf die Formstoff-Oberfläche zur Einwirkung gebracht wird,

— ein zwsiter Druckstoß D2 mit einem Druckanstiegsgradienten a2 in zeitlicher Folge nach dem ersten Druckstoß D1 auf die Formstoff-Oberfläche zur Einwirkung gebracht wird, wobei der im Formraum durch den Druckstoß D1 aufgebaute Druck p1 und der durch den Druckstoß D2 aufgebaute Druck p2 innerhalb eines Bereiches von max. 20 bar liegt, und daß nach Erreichen des Druckniveaus p1 ein erster Druckabbau auf einen Druck p3 erfolgt, der kleiner ist als p1, und daß nach erfolgtem Druckaufbau auf p2 ein zweiter Druckabbau auf Normaldruck eingeleitet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß während der Einwirkzeit der Druckstöße D1 und/oder D2 im Modellbereich ein in der Modellplatte vorgesehenes Luftabführungssystem aktiv wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckabbau auf p3 sowie Druckabbau auf Normaldruck, mindestens teilweise gesteuert erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstöße D1 und D2 aus dem gleichen Druckraum erzeugt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstöße D1 und D2 aus verschiedenen Druckräumen hergeleitet werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstöße D1 und D2 aus voneinander unabhängigen Öffnungsorganen hergeleitet werden.

10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstöße D1 und D2 aus dem gleichen Öffnungsorgan hergeleitet werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß α 1 max. 300 bor/s beträgt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß α1 max. 40 bar/s beträgt.