DE1189762B - Vorrichtung zum Ermitteln des Betriebsverhaltens von eingebundenen Giessereiformstoffen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: GOIl

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

GOIn

Deutsche Kl.: 42 k - 49/02

1189 762
V16539IXb/42k
15. Mai 1959
25. März 1965

Gegenstand des Hauptpatentes 1165 308 ist ein Verfahren zum Ermitteln des Betriebsverhaltens von eingebundenen Gießereiformstoffen durch Messen der Zugfestigkeit eines aus grünen Sanden und Bindemitteln hergestellten Prüfkörpers bei Gießtemperatur, das sich dadurch kennzeichnet, daß der Prüfkörper vor der Messung von einer Fläche her, die senkrecht zu der Prüfspannung verläuft, z. B. ein zylindrischer Prüfkörper von einer Stirnfläche her, so lange erhitzt wird, bis die in dem Prüfkörper befindliche Feuchtigkeit sich in einer räumlich begrenzten Schicht (Kondensationsschicht) angesammelt hat, und unmittelbar danach der Zugversuch vorgenommen wird.

Die Erfindung bezweckt, eine zur Ausführung des Verfahrens nach dem Hauptpatent besonders vorteilhafte Vorrichtung zu entwickeln, die es gestattet, betriebsnahe Bedingungen, wie sie in dem Formsand unter Einwirkung der Gießhitze entstehen, in einem Prüfkörper einzustellen und ihn unter diesen Bedingungen zu prüfen. Dies wird unter Verwendung eines den Prüfkörper enthaltenden Prüfrohres gemäß der Erfindung durch einen auf das Prüfrohr aufzusetzenden Deckel erreicht, der an seiner Innenfläche eine zur Verbindung mit dem Prüfling geeignete Gestaltung, etwa in Form einer Nutung, Hinterschneidung od. dgl. aufweist, in Verbindung mit einer Einrichtung zum Erhitzen des Deckels und einer Einrichtung, um den Deckel mit meßbarer Zugkraft abzuziehen.

Die bekannten, aus Gießereiformstoffen bestehende Prüfkörper aufnehmenden Prüfrohre sind beidendig offen. Sie werden zwecks Ermittlung der Wärmeausdehnung des in ihnen befindlichen Prüfkörpers in einen zylindrisch gestalteten Ofen gebracht, in welchem der Prüfkörper einerseits an einem feststehenden Stempel und andererseits an einer axial verstellbaren Taststange abgestützt wird, die mit einer die temperaturabhängige Längenausdehnung des Prüflings anzeigenden Meßuhr in Verbindung steht. Weiterhin kann in solchen Prüfrohren der Prüfkörper mittels einer Verstellstange axial verschoben und aus der dazu notwendigen Kraft die Modellabhebungskraft des Gießereiformsandes ermittelt werden.

Schließlich sind solche Prüfrohre mit darin axial verschiebbarem Prüfkörper auch zur Bestimmung der Druckfestigkeit und der Luftdurchlässigkeit des Formsandes verwendet worden. Dagegen ermöglichen die bekannten Prüfrohre und die in Verbindung damit vorgeschlagenen Hilfsvorrichtungen keine Ermittlung der Naßzugfestigkeit der Gießereiform-Vorrichtung zum Ermitteln des Betriebsverhaltens von eingebundenen Gießereiformstoffen

Zusatz zum Patent: 1165 308

Anmelder:

Verein zur Förderung der Gießerei-Industrie,

Düsseldorf, Sohnstr. 70

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Dietmar Boenisch,
Dr.-Ing. Wilhelm Patterson, Aachen

stoffe, um die es sowohl beim Hauptpatent als auch bei der vorliegenden Erfindung geht.

In weiterer Ausbildung der Erfindung kann diese Vorrichtung so gestaltet werden, daß alle Gewähr dafür besteht, daß der Prüfling dort behinderungsfrei reißt, wo sich das Kondensat gebildet hat, also die Kondensationsschicht befindet. Dies kann durch einen den Boden des Prüfrohres bildenden Kolben erreicht werden, mittels dessen der Prüfkörper nach dem Erhitzen und vor dem Zerreißen zwecks Freilegung einer Zone seiner Außenfläche aus dem Rohr teilweise ausgeschoben wird.

Was die Gestaltung des Deckels betrifft, so soll mit ihr erreicht werden, während des Zerreißvorganges die ausgetrocknete Stirnzone des Sandkörpers mit der Innenfläche des Deckels fest verbunden zu halten. Für diesen Zweck kann in der bevorzugten Ausführung der Erfindung der Deckel einen Bund mit kegelförmig hinterschnittener Innenfläche besitzen. Gute Haftung des Prüflings am Deckel kann aber auch durch an der Innenfläche des Deckels vorgesehene, hinterdrehte Nuten erhalten werden, die am besten konzentrisch angeordnet sind. Stets empfiehlt es sich, die Deckelplatte planparallel zu gestalten, um gleichförmige Erhitzung zu gewährleisten. Damit das Kondensat nicht vor dem Zerreißvorgang aus dem Prüfkörper entweicht, empfiehlt es sich, den Deckel auf das Prüfrohr möglichst dicht schließend aufzusetzen.

509 520/203

Ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung nach der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine schematisch dargestellte Prüfeinrichtung, die in Zerreißstellung mit vollen und während der Erwärmung mit strichpunktierten Linien dargestellt ist, und

F i g. 2 zwei verschiedene Ausführungen des Dekkels im Querschnitt.

Auf einer mit einer Führungsleiste 1 versehenen Bodenplatte 2 ist eine Unterlage 3 für ein Prüfrohr 4 verschiebbar angeordnet. Die Unterlage besteht aus einem Hohlzylinder mit zu seiner Achse senkrecht stehenden Stirnwänden 5 und 6, einem in dem Zylinder axial verschiebbaren Kolben 7, der unter der Federwirkung einer sich gegen die Stirnwand 5 abstützenden Schraubenfeder 8 mit einem Abstandsbolzen la an der Stirnwand 6 anliegt. Ein an dem Kolben 7 axial angeordneter Stempel 9 ragt durch ein Loch der Wand 6 hindurch. An dem Zylinder ist ferner zwischen dem Kolben und der Wand 5 eine zum Anschluß einer nicht gezeichneten Absaugvorrichtung geeignete Rohrleitung 10 angebracht.

Über dem Stempel 9 ruht auf der Unterlage ein Kolben 11, über den das Prüfrohr 4 mit eingestampftem Sandkörper 12 und aufsitzendem Deckel 13 gestülpt ist. Durch entsprechende Bohrungen in dem Prüfrohr 4 und dem Stempel 9 und achsparallel verlaufende Schlitze in dem Kolben 11 ist ein Bolzen 14 hindurchgesteckt. Dadurch ist das Rohr 4 gegenüber dem Stempel 9 in seiner Lage festgelegt, kann aber zusammen mit dem Stempel eine kleine Bewegung gegenüber dem auf der Unterlage 3 ruhenden Kolben 11 ausführen. Zum Erwärmen des Deckels 13 dient ein Gasgebläse 15. Es ist mit einer Einrichtung 16 zum Zerreißen des Prüfkörpers und Anzeigen der Zugkraft fest verbunden. Die Zerreißeinrichtung besteht aus einem Hohlzylinder 17 mit verschiebbarem Kolben 18, der ein durch den Boden des Zylinders hindurchragendes Gestänge mit selbstjustierender Klaue 19 trägt, die an einem auf dem Deckel 13 angeordneten Knopf angreift. Der bei dem Zerreißvorgang ausgeführte Kolbenhub ist durch einen auf der dem Gestänge entgegengesetzten Kolbenseite angeordneten Abstandsbolzen 18 a begrenzt. Auf dieser Kolbenseite münden Rohrleitungen 20 und 21 in den Zylinderraum, von denen die Leitung 20, in der ein Ventil 22 angeordnet ist, zu der vorerwähnten Absaugvorrichtung führt. Die Leitung 21 führt zu einem Vakuummeter 23, das in Einheiten der Zugfestigkeit geeicht ist.

Bei der in F i g. 2 dargestellten Form A hat der Deckel 13 einen Bund 24, mit dem er auf die Stirnkante 25 des Prüfrohres 4 aufgesetzt wird. Die innere Mantelfläche 26 des Bundes 24 ist konisch hinterschnitten. Die Höhe h des Bundes soll kleiner sein als die sich einstellende Dicke der ausgetrockneten Stirnzone. Es haben sich Höhen h von 3 bis 5 mm und Kegelwinkel von 65 bis 75° bewährt. Bei der Deckelform B sind an der inneren Bodenfläche 27 konzentrische Ringnuten 28 ausgebildet, deren Querschnitt die Form hinterschnittener Sägezähne hat. Die Zahnhöhe A beträgt etwa 2 bis 4 mm. Als Deckelmaterial ist ein hitzebeständiger Stahl geeignet.

Am Beispiel einer Formsandprüfung sei die Arbeilsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert: Nach dem Aufsetzen des Deckels 13 auf das Prüfrohr 4 wird das Rohr mit einer ausreichenden Menge an eingebundenem Sand gefüllt, so daß nach dem Verdichten mit drei Schlägen auf einem Rammapparat bekannter Ausführung ein den Normvorschriften entsprechender Prüfkörper entsteht. Das Rohr 4 wird sodann zusammen mit dem darin befindlichen Prüfkörper 12 und dem auf dem Rohr aufsitzenden Deckel 13 über den auf der Unterlage 3 ruhenden Kolben 11 gestülpt und unter das Gasgebläse 15 gebracht. Darauf wird der Bolzen 14

ίο durch die in dem Rohr 4, dem Stempel 9 und dem Kolben 11 vorhandenen Ausnehmungen hindurchgesteckt. Nach dem Anzünden des Gasbrenners 15 zeigt ein auf dem Deckel aufgetragener Strich mit einem auf eine Temperatur von 300° C ansprechen-

den Thermocolorstift nach etwa 30 Sekunden durch seinen Farbumschlag das Erreichen dieser Temperatur an. Unmittelbar nach dem Abstellen des Gasbrenners 15 wird der Prüfkörper in die Zerreißstellung übergeführt, wobei der Knopf auf der Außen-

ao seite des Deckels 13 in die Klaue 19 der Zugvorrichtung 16 einrastet. Nach Erreichen der Zerreißstellung öffnet sich in der Saugleitung 10 ein nicht dargestelltes Ventil, wodurch der Stempel 9 angesaugt wird und dabei das Prüfrohr 4 mittels des Bolzens 14 bis zum Aufsitzen auf der Unterlage 3 herunterzieht, während der Prüfkörper 12 in seiner Lage verharrt. Die Höhe der freigelegten Zone soll in der Größenordnung von 5 mm liegen. Unverzüglich nach dem Freilegen der Kondensatschicht 29 wird das in der Leitung 20 befindliche Ventil 22 geöffnet und der Unterdruck im Zylinder 17 stetig verstärkt, bis die Kraft des Kolbens 18 ausreicht, den Prüfkörper zu zerreißen. Die Haftung zwischen dem Sandkörper und dem Prüfrohr ist im allgemeinen hoch genug, um den noch in dem Prüfrohr sich befindenden Teil des Sandkörpers festzuhalten. Bei Sanden hoher Naßfestigkeit kann das Herausgleiten des Prüfkörpers durch ein leichtes Aufrauhen der Innenseite des Rohres oder durch Einarbeiten einer geringen Ko-

nizität verhindert werden. An der Anzeigevorrichtung des Vakuummeters 23 wird die Zerreißfestigkeit des Prüfkörpers abgelesen.

Da mit der Vorrichtung nach der Erfindung sehr kleine Kräfte mit großer Genauigkeit angezeigt werden sollen, ist es zweckmäßig, die zur Ausführung einer Messung erforderlichen Arbeitsgänge möglichst automatisch zu steuern, um Fehlerquellen durch menschliche Einwirkung und Wartezeiten weitgehend auszuschließen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Ermitteln des Betriebsverhaltens von eingebundenen Gießereiformstoffen durch Messen der Zugfestigkeit eines aus grünen Sanden und Bindemitteln hergestellten Prüfkörpers bei Gießtemperatur, wobei der in einem Prüfrohr befindliche Prüfkörper nach Patent 1165 308 vor der Messung von einer Fläche her, die senkrecht zu der Prüfspannung verläuft, z.B. ein zylindrischer Prüfkörper von einer Stirnfläche her, so lange erhitzt wird, bis die in dem Prüfkörper befindliche Feuchtigkeit sich in einer räumlich begrenzten Schicht (Kondensationsschicht) angesammelt hat, und danach der Zugversuch vorgenommen wird, gekennzeichnetdurch einen auf das den Prüfkörper (12) enthaltende Prüfrohr (4) aufzusetzenden Deckel (13), der an seiner Innenfläche eine

zur Verbindung mit dem Prüfkörper geeignete Gestaltung (Nutung 28, Hinterschneidung 26 od. dgl.) aufweist, in Verbindung mit einer Einrichtung (15) zum Erhitzen des Deckels (13) und einer Einrichtung (16), um den Deckel mit meßbarer Zugkraft abzuziehen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen den Boden des Prüfrohres (4) bildenden Kolben (11), mittels dessen der Prüfkörper nach dem Erhitzen und vor dem Zerreißen zwecks Freilegung einer Zone (29) seiner Außenfläche aus dem Rohr (4) teilweise ausgeschoben wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Deckel (13) aus einer Scheibe mit planparallelen Flächen und einem Bund (24), dessen Innenfläche (26) kegelförmig hinterschnitten ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Deckel, dessen innere so Bodenfläche mit hinterdrehten Nuten versehen ist, und der einen Bund aufweist, der über das Prüfrohr faßt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch eine Unterlage (3) für das Prüfrohr (4), die aus einem Hohlzylinder mit zu seiner Achse senkrecht stehenden Stirnwänden (5, 6) besteht, einen in dem Zylinder axial verschiebbaren Kolben (7), eine zwischen dem Kolben und der Stirnwand (5) angeordnete Schraubenfeder (8), einen an dem Kolben (7) axial angeordneten, durch die Stirnwand (6) hindurchragenden Stempel (9), welcher mit dem Prüfrohr (4) kraftschlüssig verbindbar ist, sowie eine in dem Zylinder zwischen dem Kolben und der Wand (5) mündende Rohrleitung (10) zum Anschluß an eine Absaugvorrichtung.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1058 280;
USA.-Patentschriften Nr. 2448 964, 2 647397.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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