DE3446111C2 - Verfahren zum Verdichten von körnigen Formstoffen - Google Patents

Abstract

Zur Verdichtung von körnigen Formstoffen, insbesondere Gießereiformstoffen, ist ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem mittels eines auf die Oberseite einer lose geschütteten Formstoffmasse geführten Druckluftschlages die Formstoffmasse verdichtet wird. Die zur Verdichtung notwendige Intensität des Druckluftschlages wird dadurch erreicht, daß man das Volumen des Formraumes und das Volumen des Druckraumes in gegenseitige Abhängigkeit setzt, den Druckraum mit Druckluft bis max. 10 bar anreichert und den sich aus dieser Druckluft zur Einwirkung über der Formstoffmasse aufbauenden Druck mit dem sich zeitgleich im Druckraum abbauenden Druck in einer Zeit von maximal 0.1 sec. zu einem vollständigen Druckausgleich führt, den resultierenden Druck während mindestens 0.12 sec. aufrechterhält und diesen Druck in einer Zeit von größer als 0.2 sec. auf Normaldruck abbaut. Dieses Verfahren erlaubt es, Druckluftdrücke von 1 bar bis 10 bar in Druckluftschläge umzuwandeln und die dabei bewegte Luftmenge in massiger Form auf die Formstoffoberfläche zu bringen.

Description

Die vorliegende Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Verdichten von körnigen Formstoffen, insbesondere Gießereiformstoffen, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei Verfahren dieser Art wird eine vorbestimmte Menge eines körnigen Formstoffes über eine Modellplatte lose in eine Formeinrichtung gegeben und diese Formeinrichtung mit eiiier mit Druckgas angereicherten Druckkammer verbunden. Aus der Druckkammer wird danach ein Druckstoß des Druckgases zur Oberseite der Formstoffmasse gegeben und damit die Formstoffmasse verdichtet. Während des Verdichtens bewegt sich nun die Formstoffmasse mit abnehmendem Weg zur Modellebene hin und verdichtet sich durch deren Rückstau auf der Modelleinrichtung. Damit bestimmt die Intensität der Massebewegung des Formstoffes die Formfestigkeil, welche mit Verminderung des Masseanteiles in Richtung zur Formrückseite in permanenter Folge abnimmt. Nach der Einwirkung der Druckluft auf die Formstoffrnasse, wird der Durchgang vom Druckraum zum Formraum unterbrochen, und vor dem Trennen der Formeinrichtung von der Druckkammer, die abgetrennt·-; Teilmenge der Druckluft über der Formstoffmasse, entspannt.

Aus der DE-AS 19 61 234 ist ein solches Verfahren bekannt, bei welchem die Druckluft in einem Druckbehalter unter einem Druck von mindestens 20 bar gespeichert wird und in 3- bis 40facher Menge der zu verdichtenden Formsioffmenge, über die Formstoffmasse zur Einwirkung gebracht und durch Abflußöffnungen in der Modellplatte abgeführt wird. Eine Druckintensität von

ίο dieser Größe bewirkt jedoch ein zu schroffes und örtlich ungleiches Auftreffen der Druckluft auf der Formstoffoberseite. Um den Druckstoß dennoch verwendbar zu machen, wird dieser in Teilströme zerlegt und als solche zur Formstoffoberfläche geführt. Überdies bedeutet die Aufbereitung höherer Drücke über ca. 10 bar eine steigende Belastung der Betriebskosten.

Im weiteren ist ein Verfahren der eingangs genannten Art durch die DE-AS 28 44 464 bekannt geworden, bei welchem zwar Druckluft von max. 7 bar Verwendung findet, die Luft aber durch die Modellplatte zusätzlich abgesaugt wird und eine mechanische Nachverdichtung der Gießform erforderlich ist. Dies ergibt einen aufwendigen Aufbau der Formmaschinen und längere Taktzeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren der eingangs genannten Art einen Bereich des Druckverlaufes zu finden, bei welchem sich über der Formstoffoberfläche bei geringem Ausgleichsdruck und massiger Wirkung ein schlagartiger Druckaufbau erzielenläßt.

Diese Aufgabe wird durch die Lehre des kennzeichnenden Teiles des Anspruches 1 gelöst. Weitere Merkmale und besondere Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Durch diese Merkmale wird ein gezielter, reproduzierbarer Druckverlauf des aufgebrachten Druckstoßes erreicht, durch den die Formstoffmassen in gießgerechter Formfestigkeit verdichtet werden können.

Da das Verfahren die Umsetzung zeitlich großer Mengen von Druckluft zuläßt, sind Drücke in der Ordnung von 1 bar bis 10 bar anwendbar. Besonders vorteilhaft haben sich Drücke zwischen 3 bar bis 6 bar erwiesen, die in einer Zeit von maximal 0,1 see zu einem vollständigen Druckausgleich zwischen dem Druckraum und dem Formraum geführt werden und während mindestens 0,12 see über der Formstoffmasse aufrecht erhalten und daselbst in einer Zeit von größer als 0,2 see auf Normaldruck abgebaut werden.

In Versuchen hat ein Druckausgleich zwischen 0,002 see bis 0,03 see einen günstigen Bereich des Druckverlaufes ergeben, während sich eine Haltezeit des Druckes über der Formstoffmasse von 0,4 see bis 0,6 see und ein Druckabbau zwischen 0,5 see bis 1,5 see als zweckmäßig erwiesen haben. Die Haltezeit hängt weitgehend von der einer Formmaschine vorgegebenen Taktzeit ab und sollte den Wert von 0,1 see nicht unterschreiten. Längeren Haltezeiten sind praktisch keine Grenzen gesetzt, werden jedoch aus wirtschaftlichen Gründen kaum angewendet. Die Zeiten für den Druckabbau über der verdichteten Formstoffmasse werden weitgehend von den verwendeten technischen Mitteln d. h. den Ventilen und Zuführorganen bestimmt und sollten aus Gründen des Formtaktes beim Verdichten von Gießereiformstoffen, möglichst gering gehalten werden.

Zur Optimierung des Verfahrens ist das Volumen der in der Druckkammer angereicherten Druckluft und in Zeiteinheit die Durchtrittsmenge dieser Druckluft vom

Druckraum zum Formraum und das Formraumvolumen in gegenseitige Abhängigkeit gesetzt. Hierbei ist das Volumen des Druckraumes um mindestens das 2fache, vorzugsweise um das 3- bis 7fache des Formraumvolumens gewählt, wobei das Formraumvolumen aus dem Totvolumen über der geschütteten Formstoffmasse plus einer Teilmenge von 45% bis 80% des geschütteten Formstoffes hergeleitet ist. Als Totvolumen wird dasjenige Volumen bezeichnet, welches zwischen dem Abschluß vom Druckraum zum Formraum und der Form-Stoffoberfläche gebildet ist.

Als vorteilhaft hat sich erwiesen, den Durchtrittsquerschnitt vom Druckraum zum Formraum, für die Durchleitung der Druckluft, in Abhängigkeit von einer Verhältnisgröße zum Totraumvolumen plus Formstoffanteil zu setzen.

Zur Verbesserung der Wirksamkeit der auf die Formstoffoberfläohe auftreffenden Druckluft, Kann diese mit Feuchtigkeit angereichert werden. Der mengenmäßige Anteil an Feuchtigkeit, sowie deren Zustandsform, hängt weitgehend von der zu verdichtenden Formstoffmasse ab.

In der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens konnte festgestellt werden, daß der aus der zeitlichen Umsetzung der Druckluftmasse bzw. des Druckes erzielbare Druckstoß, auf die Formstoffmasse die notwendige Intensität zur Erlangung einer gießgerecliten Gießform erreicht. Ebenso erlaubt es das Verfahren, die Druckluft in massiger Form auf die Formstoffoberfläche zu bringen.

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Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verdichten von körnigen Formstoffen, insbesondere Gießereiformstoffen, mittels eines Druckluftstoßes, der aus einem mit Druckluft angereicherten Druckbehälter, zur Oberseite einer Jose über ein Modell in einen Formraum geschütteten Formstoffmasse zur Einwirkung gebracht und anschließend auf Normaldruck entspannt wird, wobei zur Herleitung des Druckluftstoßes das Volumen des Formraumes und das Volumen des Druckraumes in gegenseitige Abhängigkeit gesetzt und der Druckraum mit Druckluft max. IO bar angereichert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der sich aus dieser Druckluft zur Einwirkung über der Formstoffmasse aufbauende Druck mit dem sich zeitgleich im Druckraum abbauenden Druck, innerhalb einer Zeit von maximal 0,1 Sek. zu einem vollständigen Druckausgleich geführt wird und daß der aus dem Druckstoß resultierende Druck während mindestens 0,12 Sek. über der Formstoff masse aufrecht erhalten wird und daselbst in einer Zeit von größer als 0,2 Sek. auf Normaldruck abbaut.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckausgleich innerhalb 0,002 Sek. bis 0,03 Sek. herbeigeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck der Druckluft im Druckraum vorzugsweise zwischen 3 bar und 6 bar gehalten wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für den Druckausgleich ein Formraumvolumen verwendet wird, das aus dem Totvolumen über der geschütteten Formstoffmasse und einer Teilmenge von 45% bis 80% des geschütteten Formstoffes bestimmt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für den Druckausgleich das Volumen des Druckraumes um mindestens das 2fache, vorzugsweise um das 3- bis 7fache des Formraumes gesetzt wird.