DE1273865B - Device for measuring the tensile strength of molding sands - Google Patents
Device for measuring the tensile strength of molding sandsInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. Cl.: Int. Cl .:
GOInGOIn
Deutsche KL: 42 k - 49/02 German KL: 42 k - 49/02
Nummer: 1273 865Number: 1273 865
Aktenzeichen: P 12 73 865.7-52 (P 29648)File number: P 12 73 865.7-52 (P 29648)
Anmeldetag: 19. Juni 1962 Filing date: June 19, 1962
Auslegetag: 25. Juli 1968Opening day: July 25, 1968
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Messen der Zugfestigkeit von Formsanden, insbesondere grünen Sanden, unter Einwirkung einer stetig zunehmenden Zugkraft auf die Formsandprobe, bis in einer vorbestimmten Ebene ein Trennbruch herbeigeführt wird, wobei bei der Ermittlung der Zugkraft im Zeitpunkt des Trennbruches ein abnehmender Druck ein Maß für die Zugfestigkeit ist, bestehend aus einer die Formsandprobe aufnehmenden Rammhülse, einem einen Endabschnitt aufnehmenden Griffteil, aus einer Handpumpe mit Manometer und einem in einem Druckraum befindlichen Kolben, dessen Kolbenstange mit dem Griffteil lösbar verbunden ist.The invention relates to a device for measuring the tensile strength of molding sands, in particular green sands, under the influence of a steadily increasing tensile force on the molding sand sample, until a separation fracture is brought about in a predetermined plane, with the determination of the tensile force at the time of the separation fracture, a decreasing pressure is a measure of the tensile strength from a ram sleeve that receives the molding sand sample and one that receives an end section Handle part, consisting of a hand pump with manometer and a piston located in a pressure chamber, whose piston rod is detachably connected to the handle part.
In der Praxis werden Formsande zur Prüfung ihrer Zugfestigkeit im Laboratorium in stets einheitlicher Weise verdichtet und anschließend ihre Zugfestigkeit geprüft. Es sind Vorrichtungen bekannt, bei denen in einer in radialer Ebene zweigeteilten Prüfkörperbüchse der Formsand eingebracht und durch Rammschlage verdichtet wird. Dann wird über eine kleine Seilwinde in Verbindung mit einem Seil auf den einen Büchsenteil bei gleichzeitiger Festhaltung des anderen Büchsenteils eine Zugkraft ausgeübt. Die Zugfestigkeit, die notwendig ist, um den in den beiden Büchsen verdichteten Formsand zu trennen, wird an einer Federwaage abgelesen. Eine andere bekannte Vorrichtung verwendet außer der vorgenannten zweigeteilten Prüfkörperbüchse eine Pendelwaage, ähnlich einer Briefwaage. Der Prüfkörperhalter wird motorisch nach unten gezogen, wobei über eine Kette das Pendelgewicht aus der Senkrechten ausgelenkt wird. Als Folge der Auslenkung steigt die Zugspannung in der radial geteilten Büchse. Die Zugfestigkeit wird auf einer konzentrisch angebrachten Skala abgelesen. In practice, molding sands for testing their tensile strength in the laboratory are becoming more and more uniform Way compressed and then tested for their tensile strength. There are known devices in which in The molding sand is introduced into a test body sleeve divided in two in the radial plane and driven by ramming is compressed. Then a small winch in connection with a rope on one Bushing part while holding the other bushing part exerted a tensile force. The tensile strength, which is necessary to separate the molding sand compacted in the two cans is on read on a spring balance. Another known device uses two-part apart from the aforementioned Test body sleeve a pendulum scale, similar to a letter scale. The test body holder is Pulled down by a motor, whereby the pendulum weight is deflected from the vertical via a chain will. As a result of the deflection, the tensile stress in the radially divided liner increases. The tensile strength is read on a concentrically attached scale.
Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, Gießereisand unter betriebsnahen Bedingungen zu prüfen. Ein Maß für das Betriebsverhalten eines Formsandes wird dadurch erhalten, daß zum Beispiel an einem zylindrischen Versuchskörper, in dessen Innerem durch Erhitzung einer Stirnfläche ein Temperaturgefälle und eine Schicht von überfeuchtem Sand erzeugt wird, die Zugfestigkeit gemessen wird. Sie wird als Naßzugfestigkeit bezeichnet. Es sind Vorrichtungen zu ihrer Messung bekannt, bestehend aus einem den Prüfkörper aufnehmenden Rohr mit einem Dekkel, der an seiner Innenfläche eine zur Verbindung mit dem Prüfkörper geeignete Hinterschneidung aufweist, sowie einer Einrichtung zur Erhitzung des Deckels und einer Einrichtung, um den Deckel mit meßbarer Zugkraft abzuziehen.It has also already been proposed to test foundry sand under operational conditions. A measure of the operating behavior of a molding sand is obtained in that, for example, on one cylindrical test specimen, inside of which a temperature gradient is created due to the heating of one end face and creating a layer of over-moist sand, measuring tensile strength. she will referred to as wet tensile strength. There are known devices for their measurement, consisting of a the test specimen receiving tube with a cover, the one on its inner surface for connection has a suitable undercut with the test specimen, as well as a device for heating the Lid and a device to pull off the lid with a measurable tensile force.
Vorrichtung zum Messen der Zugfestigkeit von
FormsandenDevice for measuring the tensile strength of
Molding sands
Anmelder:Applicant:
Dr.-Ing. Wilhelm Patterson,
5100 Aachen, Intzestr. 5;
Dr.-Ing. Dietmar Boenisch,
5100 Aachen, Haselsteig 11Dr.-Ing. Wilhelm Patterson,
5100 Aachen, Intzestr. 5;
Dr.-Ing. Dietmar Boenisch,
5100 Aachen, Haselsteig 11
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Dr.-Ing. Wilhelm Patterson,Dr.-Ing. Wilhelm Patterson,
Dr.-Ing. Dietmar Boenisch, 5100 AachenDr.-Ing. Dietmar Boenisch, 5100 Aachen
Die bekannten Vorrichtungen zur Prüfung der Zugfestigkeit von Formsanden haben den Nachteil, daß sie nur stationär anwendbar sind und, weil die Prüfung im Labor bei stets gleichbleibender Verdichtung erfolgt, nur Werte ergeben, die keinen hinreichend genauen Aufschluß über die praktische Gebrauchsfähigkeit des Sandes geben. Es hat sich herausgestellt, daß ein gleicher Formsand, verdichtet in verschiedenartigen Formmaschinen, unterschiedliche Werte an Zugfestigkeit erreicht. Mit den bisher bekannten Vorrichtungen zur Messung der Zugfestigkeit konnte die Zugfestigkeit des Formsandes im Formkasten selbst nicht gemessen werden.The known devices for testing the tensile strength of molding sands have the disadvantage that they can only be used stationary and, because the test in the laboratory with constant compression takes place, only result in values that do not provide a sufficiently precise information about the practical usability of the sand. It has been found that the same molding sand, compacted in different types of molding machines, different values of tensile strength achieved. With the previously known Devices for measuring the tensile strength could measure the tensile strength of the molding sand in Molding box itself cannot be measured.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die leicht transportabel ist und als Handgerät es ermöglicht, sowohl einen im Laboratorium verdichteten Formsand als auch einen im Formkasten verdichteten Formsand auf seine Zugfestigkeit zu prüfen.The invention is based on the object of creating a device of the type mentioned at the beginning, which is easily transportable and as a handheld device enables both a compacted in the laboratory To test molding sand as well as molding sand compacted in the molding box for its tensile strength.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine durch den Druck vorspannbare, die Zugkraft erzeugende Schraubenfeder, die die Kolbenstange umgibt und die sich mit einem Ende am Kolben und mit dem anderen Ende auf einem an einem ortsfesten Anschlag gelagerten Teller abstützt, der eine zentrische Bohrung aufweist, durch die die Kolbenstange axial hindurchgeführt ist.According to the invention, this object is achieved by a tension generating device which can be prestressed by the pressure and generates the tensile force Coil spring which surrounds the piston rod and which has one end on the piston and with the other end is supported on a plate mounted on a stationary stop, the one central Has bore through which the piston rod is passed axially.
Vorzugsweise ist die Kolbenstange an ihrem freien Ende mit einem das Griffteil an die Kolbenstange kuppelnden Magneten versehen. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen der Kolbenstange und dem Magneten ein Lager vorgesehen, das eine Pendelbewegung, eine horizontale und vertikale Verschiebung des Magneten relativ zur Kolbenstange ermöglicht. The piston rod is preferably at its free end with a handle on the piston rod coupling magnet provided. In a further embodiment of the invention is between the piston rod and the magnet is provided with a bearing capable of pendulum motion, horizontal and vertical displacement of the magnet relative to the piston rod.
809 587/266809 587/266
Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal ist der Magnet über einen Handbügel anhebbar. Ferner kann eine die Bewegung der Kolbenstange und/ oder des Griffteils anzeigende Meßuhr vorgesehen werden.According to a further inventive feature, the magnet can be lifted using a handle. Further A dial gauge indicating the movement of the piston rod and / or the handle part can be provided will.
Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal ist die zylindrische Wandung des Griffteils stufenförmig ausgebildet, wobei in an sich bekannter Weise die Innenflächen der stufenförmigen Wandabschnitte stalt einer Ringscheibe 28 verschraubt, damit die Ringscheibe 28 mit dem Magnet 27 durch einen Handbügel 29 mit den beiden Verlängerungen 30; 31 und den vorn an diesen angebrachten Anschlägen 32; 33 angehoben werden kann. Die mit der Kolbenstange 16 und dem Magnet verbundene zylindrische Halterung 19 ist umgeben von einem Teller 34, in welchem die Halterung 19 axial beweglich angeordnet ist und der seinerseits innerhalb einer Führung inAccording to a further inventive feature, the cylindrical wall of the handle part is step-shaped formed, the inner surfaces of the step-shaped wall sections in a manner known per se stalt an annular disc 28 screwed so that the annular disc 28 with the magnet 27 by a Hand bracket 29 with the two extensions 30; 31 and the stops 32; 33 can be raised. The cylindrical one connected to the piston rod 16 and the magnet Holder 19 is surrounded by a plate 34 in which the holder 19 is arranged to be axially movable and who in turn is part of a guide in
hinterschnitten sind. Die dem Magneten zugekehrte io Gestalt einer Scheibe 35 mit zylindrischer Bohrungare undercut. The shape of a disk 35 with a cylindrical bore facing the magnet
Seite des Griffteils ist nach einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal napfförmig ausgebildet und mit konischen Zentrierflächen für den an seinem dem Griffteil zugekehrten Ende ebenfalls konisch geformten Magneten versehen.Side of the handle part is designed and cup-shaped according to a further inventive feature with conical centering surfaces for the end which is also conically shaped at its end facing the handle part Provided with magnets.
Schließlich ist es vorteilhaft, wenn der ringförmige, das Griffteil umgebende Griffteilhalter mit dem Griffteil in die Formsandprobe einbaubar ist.Finally, it is advantageous if the ring-shaped handle part holder surrounding the handle part has the handle part can be built into the molding sand sample.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird der Vorteil erzielt, daß man die Zugfestigkeit von Formsandproben am Ort und unter den Bedingungen ihrer Verwendung messen kann, so daß Fehlbeurteilungen bei Labormessungen infolge der unterschiedlichen Vorgeschichte der Proben vermieden werden.The measures according to the invention have the advantage that the tensile strength of Molding sand samples can measure on site and under the conditions of their use, so that misjudgments be avoided in laboratory measurements due to the different history of the samples.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen an Hand von Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Es zeigtThe invention is illustrated in the drawings on the basis of exemplary embodiments. It shows
F i g. 1 das Prüfgerät zur Ermittlung der Zugfestigkeit in einem vertikalen Schnitt durch die Mitte des Gerätes,F i g. 1 the testing device for determining the tensile strength in a vertical section through the center of the device,
sitzt, wobei diese Scheibe an Säulen 36; 37 befestigt ist. In der Zeichnung sind nur zwei Säulen 36; 37 sichtbar, vorhanden sind aber drei oder vier. Die Säulen sind mit einem Gewinde versehen, so daß die Scheibe 35 in Verbindung mit Muttern höhenverstellbar ist. Die Säulen greifen an ihrem unteren Ende in eine Bodenplatte 38 ein, die eine zentrische Mittelbohrung mit zylindrischer Führungsfläche 39 aufweist zur Führung des Magneten 27. Am unteren Ende dersits, this disc on pillars 36; 37 is attached. In the drawing are only two columns 36; 37 visible, but there are three or four. The columns are threaded so that the Washer 35 is adjustable in height in conjunction with nuts. The pillars engage in at their lower end a base plate 38 which has a central central bore with a cylindrical guide surface 39 for guiding the magnet 27. At the lower end of the
ao Bodenplatte 38 sind drei um 120° versetzte Füße 40 angeordnet, die angespitzte Enden und radial abstehende Anlageflächen 41 aufweisen, damit das Gerät innerhalb des im Durchmesser erweiterten Teiles 42 der Prüfkörperbüchse 43 zentrisch und auch der Magnet 27 zentrisch mit dem Griffteil 44 verbunden werden kann, der an seiner dem Magneten 27 zugekehrten Seite napfförmig ausgebildet und mit Zentrierflächen versehen ist. Das Griffteil 44 ist innerhalb des erweiterten Teiles 42 der Prüfkörperbüchse 43 eben-Ao base plate 38 are arranged three feet 40 offset by 120 °, the pointed ends and radially protruding Have contact surfaces 41 so that the device within the enlarged diameter part 42 the test body sleeve 43 are centrally connected and the magnet 27 is also centrally connected to the handle part 44 can, which is cup-shaped on its side facing the magnet 27 and with centering surfaces is provided. The handle part 44 is even within the enlarged part 42 of the test body sleeve 43.
F i g. 2 den Rammuntersatz im vertikalen Schnitt, 30 falls zentrisch angeordnet. Das Griffteil 44 hat weiteri i i ib Mßkf hi iF i g. 2 the ram base in vertical section, 30 if arranged centrally. The handle part 44 has weiteri i i ib Mßkf hi i
F i g. 3 den in eine Form eingebauten Meßkopf.F i g. 3 the measuring head built into a mold.
Nach F i g. 1 weist das Prüfgerät einen Druckraum 10 auf, der über einen Anschluß 11 mit einer Handpumpe und einem Manometer verbunden ist. Der Druckraum wird gebildet durch zwei Ringe 12; 13 mit entsprechenden zylindrischen Ausnehmungen. Zwischen den beiden Ringen ist eine aus Gummi bestehende Rollmembran 14 angeordnet, die den Druckraum einem Kolben 15 gegenüber abdichtet, der hin in zwei verschiedenen Ebenen konische Hinterschneidungen 45; 46.According to FIG. 1, the test device has a pressure chamber 10, which is connected to a hand pump via a connection 11 and a pressure gauge is connected. The pressure space is formed by two rings 12; 13th with corresponding cylindrical recesses. Between the two rings there is one made of rubber Rolling diaphragm 14 arranged, which seals the pressure chamber from a piston 15, which conical undercuts 45 in two different planes; 46.
Die Prüfung erfolgt dadurch, daß zunächst der Druckraum 10 in der Weise mit Luft beaufschlagt wird, daß der in diesem Raum auf den Kolben 15 wirkende Luftdruck größer ist als die mechanische Vorspannung der zwischen den Tellern 17; 34 eingespannten Feder 47, was an der an einer in F i g. 1 nicht eingezeichneten Meßuhr erkennbaren Axialbe-The test is carried out in that the pressure chamber 10 is initially acted upon with air is that the air pressure acting on the piston 15 in this space is greater than the mechanical pressure Bias between the plates 17; 34 clamped spring 47, which can be seen in the one shown in FIG. 1 not shown dial gauge recognizable axial
innerhalb des zylindrischen Hohlraumes axial beweg- 40 wegung der Kolbenstange 16 sichtbar wird. Dann lieh ist. Der Kolben 15 ist mit einer Kolbenstange 16 wird das Gerät mit dem Handbügel 29 erfaßt und auf versehen, die aus dem Druckraum herausragt. Auf den nach außen vorstehenden ringsumlaufenden der Kolbenstange 16 ist ein Teiler 17 und ein aus Flansch des erweiterten Teiles 42' der Prüfkörper-Kunststoff bestehendes Führungsstück 18 ortsfest be- büchse 43 aufgesetzt und der Handbügel 29 herunterfestigt, das nach dem Ausführungsbeispiel durch Ver- 45 gelassen, so daß die Verbindung des Magneten 27 mit schrauben mit der mit einem Gewinde versehenen dem Prüfkopf 44 erfolgt. Anschließend wird die Kolbenstange verbunden ist. Das untere Ende der Druckluft aus der Druckkammer 10 langsam abge-Kolbenstange ist mit einer zylinderförmigen Halte- lassen, mit dem Ergebnis, daß die Federkraft über-Axial movement of the piston rod 16 within the cylindrical cavity becomes visible. then is borrowed. The piston 15 is connected to a piston rod 16, the device is grasped with the handle 29 and on provided that protrudes from the pressure chamber. On the outwardly protruding all-round the piston rod 16 is a divider 17 and a flange of the enlarged part 42 'of the test body plastic the existing guide piece 18 is fixed on the bushing 43 and the handle 29 is fixed down, that according to the embodiment by leaving 45, so that the connection of the magnet 27 with screw with the threaded test head 44 takes place. Then the Piston rod is connected. The lower end of the compressed air from the pressure chamber 10 slowly ab-piston rod is with a cylindrical holding let, with the result that the spring force over-
rung 19 verschraubt, und diese Halterung weist eine Bohrung 20 zum Eingriff eines Schlüssels oder eines Stiftes auf, damit durch eine Drehung der Halterung 19 die Kolbenstange praktisch verlängert oder verkürzt werden kann. Die Halterung 19 weist an ihrem unteren Ende eine nach unten offene zylindrische Kammer 21 auf. Diese Kammer besitzt an der Innenwandung ein Gewinde, in welches ein Schraubring 22 einschraubbar ist. Der Schraubring 22 besitzt eine ausreichend bemessene Bohrung 23, damit ein Stift 24 mit Spiel in sie eingeführt werden kann, der an seinem oberen Ende als Kugel 25 ausgebildet ist, die auf einem pfannenartigen Sitz des Ringes 26 aufliegt, dessen Außendurchmesser geringer ist als der Innendurchmesser der zylindrischen Kammer der Halterung 19, so daß sich dieser Ring radial verschieben läßt und in Verbindung mit der Kugel eine pendelnde Lagerung des Stiftes 24 ergibt. Der Stift 24 ist mit seinem unteren Ende mit einem Magnet 27 unter Zwischenschaltung eines Auslegers, vorzugsweise in Gewiegt und den Magneten 27 mit dem Griffteil nach oben hebt. Am Manometer wird der verbleibende Druck in der Kammer 10 abgelesen, der vorhanden ist, sobald der im Griffteil vorhandene Formstoff sich von dem Formstoff in der Prüfkörperbüchse 43 in der Ebene 48 trennt. An Hand einer Eichkurve über den im Zerreißpunkt festgestellten Luftdruck läßt sich die Festigkeit des zu prüfenden Formstoffes bestimmen. tion 19 screwed, and this bracket has a bore 20 for engagement of a key or one Pin on, so that the piston rod practically lengthened or shortened by rotating the holder 19 can be. The holder 19 has at its lower end a downwardly open cylindrical Chamber 21 open. This chamber has a thread on the inner wall into which a screw ring 22 can be screwed in. The screw ring 22 has a sufficiently dimensioned bore 23 so that a pin 24 can be introduced with play in it, which is formed at its upper end as a ball 25, the rests on a pan-like seat of the ring 26, the outer diameter of which is smaller than the inner diameter the cylindrical chamber of the holder 19, so that this ring move radially and in connection with the ball a pendulum bearing of the pin 24 results. The pin 24 is with his lower end with a magnet 27 with the interposition of a boom, preferably in cradled and lifts the magnet 27 with the handle part upwards. The remaining Read the pressure in the chamber 10, which is present as soon as the molding material present in the handle part is separates from the molding material in the test body sleeve 43 in the plane 48. Using a calibration curve over the air pressure determined at the point of rupture can be used to determine the strength of the molding material to be tested.
F i g. 2 zeigt die feste Anlage des Griffteils 44 mit der Prüfkörperbüchse 43 vor dem Einfüllen und Verdichten des Sandes. Dazu ist die Prüfkörperbüchse an ihrem den Griffteil 44 aufnehmenden Ende 42 mit einem ringsumlaufenden, nach außen vorstehenden Flansch versehen, der über seinen Umfang vorzugsweise drei gleichmäßig versetzte Ausnehmungen aufweist, die nach Art eines Bajonettverschlusses unter drei auf einem Rammuntersatz 49 befestigte Schraubenköpfe oder sonstige Anschläge greifen. Zur dichten Anlage des Griffteils 44 an der PrüfkörperbüchseF i g. 2 shows the firm contact of the handle part 44 with the test body sleeve 43 before filling and compression of the sand. For this purpose, the test body sleeve is included at its end 42 which receives the handle part 44 provided a circumferential, outwardly protruding flange, which is preferably over its circumference has three evenly offset recesses, which are like a bayonet lock under grip three screw heads or other stops attached to a ram base 49. For poetry System of the handle part 44 on the test body sleeve
ist der Rammuntersatz 49 mit einer mittigen, mit Gewinde versehenen Bohrung ausgebildet zur Aufnahme eines Schraubringes 50, der bei seiner Betätigung das Griffteil 44 gegen die Stirnseite der Prüfkörperbüchse 43 andrückt. Nach dem Verdichten übernimmt der Formstoff die Verbindung zwischen Prüfkörper und Griffteil, so daß der Rammuntersatz mit dem Schraubring gelöst werden und die Prüfung nach der Darstellung in F i g. 1 erfolgen kann.the ram base 49 is designed with a central, threaded hole for receiving a screw ring 50 which, when actuated, the handle part 44 against the face of the test body sleeve 43 presses. After compression, the molding material takes over the connection between Test body and handle part, so that the ram base can be loosened with the screw ring and the test according to the illustration in FIG. 1 can be done.
F i g. 3 zeigt die Anordnung des Griffteils 44 an einem nur teilweise dargestellten Formkasten 51. Das Griffteil ist umgeben von einem äußeren Ring 52, der dem sicheren Aufsetzen des Prüfgerätes dient und beim Abziehen des Griffteils aus der Form in dieser durch die Wirkung der Ringnut 54 verbleibt. Weiterhin wird während der Verdichtung ein Zwischenring benutzt, der eine zentrische Lagerung des Griffteiles 44 bewirkt und vor dem Aufsetzen des Prüfgerätes herausgehoben wird.F i g. 3 shows the arrangement of the handle part 44 on a molding box 51, which is only partially shown The handle part is surrounded by an outer ring 52, which is used to safely place the tester and when the handle part is pulled out of the mold, it remains in the mold due to the action of the annular groove 54. Farther an intermediate ring is used during compression to ensure that the handle part is centered 44 causes and is lifted out before putting on the tester.
Claims (1)
Französische Patentschrift Nr. 1 236 250;
USA.-Patentschrift Nr. 2414550;
F. Roll: »Handbuch der Gießereitechnik«,
, Band, 1. Teil 1959, S. 524;
Grochalski: »Gießereiformstoffe«, 1955, S. 55 bis 59.Considered publications:
French Patent No. 1,236,250;
U.S. Patent No. 2414550;
F. Roll: "Handbook of Foundry Technology",
, Volume, Part 1, 1959, p. 524;
Grochalski: "Gießereiformstoffe", 1955, pp. 55 to 59.
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