DE1961234C3

DE1961234C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Verdichten von GieBereiformmassen

Info

Publication number: DE1961234C3
Application number: DE1961234A
Authority: DE
Inventors: Nikolaj N. Abrosimow; Georgij A. Gejdebrechow; Wsjewolod Ljasenko; Wladimir I. Krasnogorka Podmogilny; Wladimir E. Sjusjuk; Lew F. Slawjansk Wasilkowskij
Original assignee: KRAMATORSKIJ NAUTSCHNO-ISSLEDOWATEL' SKIJ I PROJEKTNO-TECHNOLOGITSCHESKIJ INSTITUT MASCHINOSTROJENIJA KRAMATORSK (SOWJETUNION)
Current assignee: KRAMATORSKIJ NAUTSCHNO-ISSLEDOWATEL' SKIJ I PROJEKTNO-TECHNOLOGITSCHESKIJ INSTITUT MASCHINOSTROJENIJA KRAMATORSK (SOWJETUNION)
Priority date: 1969-12-05
Filing date: 1969-12-05
Publication date: 1975-02-06
Also published as: DE1961234A1; US3659642A; DE1961234B2; FR2048299A5; GB1269286A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verdichtung der über einer Modellplatte lose gschütteten Formmasse mittels Druckluft.

Weit bekannt ist zur Zeit ein Sandschußverdichtungsverfahren für Formmasse. Das genannte Verdichtungsverfahren besteht darin, daß durch ein vorher mit einer Formmasse gefülltes und über dem Formkasten angeordnetes Gefäß Druckluft unter einem Druck von 5 bis 7 kp/cm² geblasen wird.

Die Luft erzeugt bei ihrer Strömung durch das Gefäß eine Sandluftmischung, weiche durch eine im Gefäßboden vorhandene Öffnung in den Formkasten gelangt.

Die eine Geschwindigkeit aufweisenden Mischungsteilchen verdichten sich im Formkasten infolge ihrer scharfen Abbremsung, und die Luft dringt durch in der Modellplatte vorgesehene Bohrungen und wird dann in die Atmosphäre abgeführt.
Die Formmasse wird in dem Formkasten durch die

ίο kinetische Energie der Formmasseteilchen .:nd auch infolge des beim Luftdurchströmen durch die Formmasseschicht entstehenden Druckgefälles verdichtet. Bei diesem Sandschußverdichtungsverfähren kommen nur fließfähige, wenig feste Formmassen, weiche

im Gefäß nicht hängenbleiben, in Frage: durch dieses Verfahren wird die erforderliche Dichte der Gießform nicht gewährleistet, weshalb die den Formkasten ausfüllende Formmasse zusätzlich nach verdichtet wird: darüber hinaus ist es sehr schwierig, nach diesem Verfahren die Formmasse in großen Formkästen zu verdichten, da dazu ein Gefäß von großen Abmessungen erforderlich ist und demzufolge auch eine sehr sperrige Einrichtung entsteht.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Beseitigung der erwähnten Nachteile.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Verdichtung der Formmasse zu schaffen, das eine gleichmäßige Verdichtung der Formmasse über die ganze Oberfläche der Form gewährleistet, eine Nachverdichtung erübrigt und Formen beliebiger Größe herzustellen erlaubt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Druckluft aus einem über dem Formkasten angeordneten, unter mindestens einem Druck von 20 kp/cirr stehenden Vorratsbehälter in 3- bis 4()facher Menge - bezogen auf Luft von Normaldruck - der zu verdichtenden Formmasse höchsten 0,15 see auf die Formmasse einwirkt, und durch Abflußöffnunger in der Modellplatte

40 abströmt.

Zur Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Einrichtung vorgeschlagen, in deren Gehäuse ein Innenraum vorhanden ist, der über eine uöiirung mit einer L»ruckiuftcjuciic und über eine andere. im Gehäuseboden vorgegebene Bohrung, mit einem Formkasten in Verbindung tritt, in der erfindungsgemäß die Bohrung im Boden des Gehäuses mit einem Ventil verschlossen ist, wodurch im Innenraum der Behälter zur Druckluftspeich^. ung bildet, und am Boden des Gehäuses außenseitig eine Unierplaite untergebracht ist, die mit diesem Boden einen Zusatzraum bildet, wobei die Unterplatte Bohrungen zur gleichmäßigen Luftverteilung über die ganze Oberfläche der zu verdichtenden Formmasse enthält und die

als Bodenplatte des Formkastens gestaltete Modellplatte mit, mit der Atmosphäre verbundenen Bohrungen ausgestattet ist.

Zweckmäßigerweise wird auf der Unterplatte unter der Bohrung im Boden des Gehäuses ein kegeJförmiger, mit seiner Spitze dieser Bohrung zugekehrter Vorsprung vorgesehen. Diese Ausführung bringt eine gleichmäßigere Luftstromverteilung über dem Zusatzraum zustande.

Es ist auch zweckmäßig, daß das Ventil, das die Bohrung im Boden des Gehäuses verschließt, mit einem Kolben starr verbunden ist, welcher die Kanäle zur Verbindung des Innenraums mit der DrucKquelle aufweist, und zwischen dem Kolben und dem Ventil

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ein Rückschlagventil angeordnet ist, das auch durch diese Kanäle von der Druckquelle aus steuerbar ist

Solche Auslegung des Ventils sichert ein schnelles und zuverlässiges Öffnen der Bohrung, die den mit Druckluft ausgefüllten Innenraum mit dem Zusatzraum verbindet.

Es ist besonders wirksam, den Zusatzraum sich erweiternd auszuführen; dabei muß dessen Höhe in Umfangsrichtung der Unterplatte abnehmen.

Diese Gestalt des Zusatzraumes ermöglicht eine gleichmäßige Luftstromverteilung in diesem.

Das vorgeschlagene Verfahren zur Verdichtung der Formmasse gewährleistet eine gleichmäßige Verdichtung der Formmasse über die ganr- Gießformoberfläche und rationelle Dichteverteilui.g uhr-die Formkastenhöhe (eine in den unteren Form* -· ^schichten größte und aufwärts abnehmende Dici. ., die aber genügt, um die NachverdicfUung zu übrigen); nach diesem Verfahren können auQcr^.n Gießformen beliebiger Größe hergestellt «- iden.

Nachstehend wird di Beschreibung eines konkreten Ausführungsbeispieit. der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnung angeführt, in der die erfindungsgemäße Einrichtung zur Verdichtung der über einer Modellplatte lose geschütteten Formmasse durch Einwirkung von Druckluft und ein Formkasten mit Füllrahmen, die auf der Modellplatte angeordnet werden (Längsschnitt) wiedergegeben sind.

Es wird ein Verfahren zur Verdichtung von Formmasse durch Einwirkung von Druckluft auf diese vorgeschlagen. Die Luft wird vorher in einen über dem Formkasten angeordneten Vorratsbehälter unter mindestens einem Druck von 20 kp/cm^; in 3- bis 40facher Menge, bezogen auf Lufi von Normaldruck, der zu verdichtenden Formmasse von höchstens 0,15 see auf die Formmasse zur Einwirkung gebracht, wobei sie durch Abflußöffnungen in der Modellplatte abströmt.

Durch den schnellen Auslaß der Druckluft erfolgt deren mjmentane Expansion, so daß der Druck im Raum über der Formmasse ansteigt, welcher dann über die ganze Oberfläche der Formmasse, die sich im Formkasten befindet, gleichmäßig angreift. Bei einer solchen Wirkung haben die einzelnen Raumteile der Formmasse im Formkasten die Möglichkeit, sich gegeneinander dem Formkastenteil zuzubewegen, wo die Formmasse noch wenig verdichtet ist und es zu einer gleichmäßigen Formmasseverdichtung im ganzen Formkastenraum kommt.

Der Verbrauch an Druckluft je Raumteil der zu verdichtenden Formirasse wird je nach der Höhe des Formkastens eingestellt: je größer diese Höhe ist, desto geringer ist der Luftverbrauch je Raumteil. So nimmt man z. B. für ·ϊηεη 600 mm hohen Formkasten

S VnliirTiPnfpjI^ Lüfi ϋΠίβΓ ΠΟΓΓΠ»!^Ιΐΐ Druck ic V⁷GiU-

menteii Formmasse, während bei einer Höhe von 100 mm 30 bis 40 Luftraumteile genommen werden. Ein derartiger Luftdurchsatz je Raumteil der zu verdichtenden Formmasse gewährleistet eine größtmögliche Verdichtung der Formmasse an der Formkastenoberfläche.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verdichtungsverfahrens wird eine Vorrichtung zur Verdichtung der Formmasse durch Einwirkung der Druckluft auf diese vorgeschlagen.

Das Gehäuse 1 weist einen Innenraum 2 und eine Bohrung 3auf. Dieser innenraum kommuniziert über eine im Boden 5 des Gehäuses 1 vorgesehene Bohrung 4 mit dem Formkasten 6, in den die Formmasse eingeschüttet ist.

D:e Bohrung 4 wird mit einem Ventil 7 verschlossen, wodurch sich ein Vorratsbehälter für die Speicherung der Druckluft bildet. Das Ventil 7 ist über einen Schaft8 mit eineTi in der Bohrung 3 eingesetzten Kolben 9 starr verbunden. Am Schaft 8 ist zwischen dem Kolben 9 und dem Ventil 7 ein Rückschlagventil

ίο 10 aufgesetzt. Um an dieses die Druckluft heranzuführen, sind in dem Kolben 8 Kanäle 11 vorgesehen, durch weiche die Luft in den Vorratsbehältern 2 hindurchtritt.

Am Boden 5 außenseitig unter der Bohrung 4 ist eine Unterplatte 12 montiert, die mit diesem Boden 5 einen Zusatzraum 13 bildet. Die Unterplatte 12 enthält über die ganze Oberfläche Bohrungen 14, durch die die Druckluft sich über die ganze Oberfläche der zu verdichtenden Formmasse gleichmäßig verteilt.

In der Mitte der Unterpiatte unter der Bohrung 4 ist ein kegelförmiger, dieser Bohrung 4 mit seiner Spitze zugekehrter Vorsprung 15 vorgesehen. Dieser Vorsprung ermöglicht, die Luii im Zusatzraum 13 gleichmäßiger zu verteilen, der zu demselben Zweck

'5 so gestaltet ist, daß dessen Höhe in der Mitte am größten und am Umfang am kleinsten ist.

Das Gehäuse 1 ist von oben mit einem Deckel 16 zugedeckt, der einen Kanal 17 besitzt, durch den nie Druckluft dem Vorratsbehälter 2 zugeführt wird.

Die Einrichtung arbeitet nach dem erfindungsgemäßen Verdichtungsverfahren wie folgt:

Auf eine Modellplatte 18, die eine Kammer 19 zur Luftabführung besitzt, wird der mit einer sand-tonhaltigen Formmasse gefüllte Formkasten 6 aufgestellt. Am Formkasten 6 wird ein Füllrahmen 20 angeordnet, der auch mit derselben Formmasse ausgefüllt wird. Oben am Rahmen 20 wird jetzt die Einrichtung zur Verdichtung der Formmasse aufgestellt und an den Füllrahmen dicht angedrückt, um damit eine Dichtigkeit zu erzeugen und die bei der Verdichtung entstehenden Kräfte aufzunehmen. Nach der erfolgten Montage wird in den Vorratsbehälter 2 Druckluft eingepumpt, die die Kanäle 17 und 11 durchströmt, das Rückschlagventil 7 öffnet und den Vorratsbehälter 2 ausfüllt.

Um den Formkasten, dessen Fläche 800 X 700 mm und dessen Höhe 400 mm beträgt, zu verdichten, soll der Luftdruck bei einem Inhalt des Innenraumes 2 von 14 dm' lOOkp/cnv erreichen. Bei diesen Kennwerten

entfallen auf 1 dm' zu verdichtender Formmasse etwa 6dm' Luft von Normaldruck.

Nachdem der Vorratsbehälter 2 mit Druckluft in der erforderlichen Menge ausgefüllt ist, wirJ der Raum 21, welcher über dem Kolben 9 liegt, mittels Kanals 17 mi' der Atmosphäre in Verbindung gesetzt. Wegen Jcr Fiainciiüiiicicii/: dcj Kuibens 9 und des Ventils 7 geht der Kolben 9 und mit diesem zusammen auch das Ventil 7 unter der Druckwirkung der im Vorratsbehälter 2 befindlichen Druckluft bützschnell aufwärts und öffnet gleichzeitig die Bohrung 4. in welcher ein Ring 22 eingebaut ist, dessen Form die einer sich erweiternden Düse wiedergibt. Die Druck luft füllt während einiger Hundertstel Sekunden oen Zusatzraum 13 gleichmäßig aus, strömt gleichzeitig durch die Bohrungen 14 auf die Formmasse zu und verdichtet diese. Die Druckluft tritt weiter durch die Formmasse hindurch, gelangt durch Bohi'ingen 23. die in der Modellplatte 18 vorgesehen sind, dann in

die Kammer 19 und strömt von hier aus in die Atmosphäre.

Im eben beschriebenen Beispiel hat die Formmassedichte im Gießformbereich 1,7 g/cm³ und darüber erreicht.

Die nach dem vorgeschlagenen Verfahren hergestellten Gießformen aus sand-tonhaltigen Formmassen gewährfeisten die Erhaltung von Gußstücken mit erhöhter Genauigkeit.

Die erfindungsgemäß ausgeführte Einrichtung zur Verdichtung der Formmasse weist eine hohe Lebensdauer auf pnd ist betriebssicher. Darüber hinaus.kann sie ohne große Aufwendungen an den im Betrieb befindlichen Formmaschirien montiert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verdichtung der über einer Modellplatte lose geschütteten Formmasse, mittels Druckluft, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluft aus einem aber dem Formkasten angeordneten, unter mindestens einem Druck von 20 kp/cnr stehenden Vorratsbehälter in 3- bis 40facher Menge - bc/ogcn auf Luft von Normaldruck - der zu verdichtenden Formmasse, höchstens 0,15 see auf die Formmasse einwirkt und durch Abschlußöff nungen in der Modellplatte abströmt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, in deren Gehäuse ein Innenraum vorhanden ist, der über eine Bohrung mit einer Druckluftquelle und über eine andere, im Gehäuseboden vorgesehene Bohrung mit dem Formkasten in Verbindung tritt, dadurch gekennzeichnet, daii die Bohrung (4) im Boden (S) des Gehäuses (ί) mit einem Ventil (7) verschlossen ist, wodurch sich im Innenraum der Behälter zur Druckluftspeicherung bildet, und am Boden (5) des Gehäuses (1) außenseitig eine Unterplatte

(12) untergebracht ist Jie mit diesem Boden (5) einen Zusatzraum (13) bildet, wobei die Unterplatte (12) Bohrungen (14) zur gleichmäßigen Luftverteilung über die ganze Oberfläche der zu verdichtenden Formmasse enthält und die als Bodenplatte des Formkastens (6) gestaltete Modellplatte (18) mit, mit der Atmosphäre verbundenen Bohrungen 23) ausgestattet ,st.

3. Vorricntung nach Ansr uch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Untes platte (12) unter der Bohrung (4) im Boden (5) des Gehäuses (1) ein kegelförmiger, mit seiner Spitze dieser Bohrung zugekehrter Vorsprung (15) vorhanden ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (7), das die Bohrung (4) in dem Boden (5) des Gehäuses (1) verschließt, mit einem Kolben (9) starr verbunden ist, welcher Kanäle (11) zur Verbindung des inncnraantcs (2) mit der Druckluftquelie aufweist, und zwischen dem Kolben (9) und dem Ventil (7) ein Rückschlagventil (10) angeordnet ist, das auch durch diese Kanäle von der Druckluftquelie aus steuerbar ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzraörn

(13) derart ausgeführt ist, daß dessen Höhe in Umfangsrichtung der Unterplatte (i2) abnimmt.