DE3635307A1 - Verfahren zur herstellung von giessformen - Google Patents
Verfahren zur herstellung von giessformenInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C15/00—Moulding machines characterised by the compacting mechanism; Accessories therefor
- B22C15/10—Compacting by jarring devices only
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gieß
formen aus tongebundenen Formstoffen durch Verdichten des Form
stoffs in einer schwingenden, aus Modellplatte, Formkasten und
Füllrahmen bestehenden Kammer.
Das verbreitetste Verfahren zur Herstellung von Gießformen ist
das Rütteln mit gleichzeitigem und/oder nachfolgendem Pressen.
Die Verdichtung des Formstoffs geschieht beim Rütteln dadurch,
daß die mit Formstoff gefüllte Kammer periodisch auf eine be
stimmte Höhe angehoben, dann fallengelassen und der Fall schlag
artig durch Aufprall der Kammer auf eine gegenläufig bewegte
Masse verzögert wird. Die Verzögerung beträgt dabei bis über
das 200fache der Erdgravitation.
Mit diesem Verfahren wird zwar eine gute Verdichtung erreicht,
jedoch entsteht dabei eine erhebliche Schallemission, die moder
ne arbeitshygienische Erfordernisse weit übersteigt.
Weiterhin ist ein Verfahren bekannt, bei dem der Formstoff durch
Pressen verdichtet und dabei die Fließfähigkeit des Formstoffs
durch Vibration erhöht wird (z. B. DE-OS 28 43 598). Es ist auch
vorgeschlagen worden, durch langsamen Druckaufbau bei einem
definierten Druckgradienten das Verdichtungsergebnis zu verbes
sern.
Mit diesem Verfahren konnten zwar gegenüber der Verdichtung nur
durch Pressen die Preßkräfte und gegenüber der Mittelverdichtung
die Schallemission gesenkt werden, jedoch wurde ein der Rüttel
verdichtung vergleichbarer Verdichtungseffekt nicht erreicht.
Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Gieß
formen aus tongebundenen Formstoffen, das den modernen arbeits
hygienischen Forderungen, insbesondere hinsichtlich der Schall
emissionen, gerecht wird, das auf Maschinen mit geringem techni
schen und energetischen Aufwand bei unproblematischer Bereit
stellung der Energieform praktizierbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu
schaffen, mit dem Gießformen für Gußstücke auch komplizierter
Konfiguration durch Verdichtung tongebundener Formstoffe bei
geringer Schallemission hergestellt werden können und das einem
dem Rüttel- bzw. Rüttelpreßverdichten vergleichbaren Verdich
tungseffekt erzielt. Das Verfahren soll auf Maschinen prakti
zierbar sein, die die arbeitstechnischen Vorteile der bekannten
Rüttel- bzw. Rüttelpreßmaschinen aufweisen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einer
ersten Stufe die Kammer in eine solche vorzugsweise harmonische
Schwingung mit vertikaler Amplitude versetzt wird, die dem
Formstoff eine periodische vertikale Wurfbewegung erteilt, bei
der die Dauer einer Wurfperiode mindestens so lang wie eine
Schwingperiode der Kammer wäre und die Wurfdauer durch eine ver
tikale nach unten gerichtete Aufkraft auf den Formstoff so kor
rigiert wird, daß das Zusammentreffen von Formstoff und Kammer
boden (Modellplatte) in jeweiligen Nulldurchgang einer vollen
deten Schwingperiode der Kammer erfolgt und in einer zweiten
Stufe die Aufkraft wesentlich erhöht wird.
Mit einem derartigen Verfahren gelingt es, bei geringer Schall
emission den Formstoff durch eine periodische schlagartige Ver
zögerung beim Zusammenprall mit der Modellplatte zu verdichten,
ohne daß große Massen aufeinanderschlagen, die beim Rüttelver
dichten für die unzulässig hohe Schallemission ursächlich sind.
Weiterhin weist dieses Verfahren den Vorteil auf, daß es auf
Maschinen praktizierbar ist, die in ihrer Gestaltung den be
kannten Rüttelpreßformmaschinen entsprechen und damit deren ar
beitstechnische Vorteile genutzt werden können. Die erhöhte
Preßkraft der zweiten Stufe bewirkt die vorteilhafte Verfesti
gung des Formrückens, die beispielsweise zur Abformung von Spei
sern und Eingußtümpeln erforderlich ist.
Vorteilhaft ist es, wenn in der ersten Stufe die Schwingungsgeschwin
digkeit der Kammer bei einer Frequenz zwischen 15 und 50 Hz im
Maximum mindestens 40 cm/s beträgt und die Aufkraft durch eine Auf
last aufgebracht wird, die einen Druck auf den Formstoff in der
Größe
p (MPa) = (27 . . . 370) . 10-6 (MPa/cm) · Formstoffhöhe (cm)
ausübt.
Durch die Wahl dieser Parameter wird eine optimale Verdichtung
erzielt, bei der die Wurfhöhe des Formstoffs relativ klein bleibt,
so daß der Gasaustausch im periodisch entsprechenden Raum zwischen
Formstoff und Kammerboden unproblematisch ist.
Zweckmäßig ist es, wenn die Auflast aus partiellen Einzelmassen
besteht, die in seitlicher Reihenfolge zugeschaltet werden kön
nen. Eine derartige Verfahrenswelle ermöglicht die partiell ge
zielte Einstellung der gewünschten Formfestigkeit.
Vorteilhaft kann es sein, wenn in der zweiten Stufe die Kammer
nicht mehr in Schwingung versetzt wird. Durch die damit erziel
te Verkürzung der Vibrationsdauer ergibt sich eine weitere Ver
ringerung des Dauerschallpegels. Zweckmäßig kann es sein, wenn
ohne die zweite Stufe gearbeitet wird. Damit kann bei formtech
nisch günstigeren Bedingungen die Zeit für die Formherstellung
gesenkt und der technische Aufwand verringert werden.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel er
läutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt
Fig. 1 ein Diagramm einer Schwingungsperiode.
Bei der Ausführung des Verfahrens wird ein Formkasten und ein
diesem zugeordneten Füllrahmen fest mit einer Modellplatte ver
bunden und in die so gebildete Formkammer eine bestimmte Menge
Formstoff vorzugsweise unter Nutzung der Schwerkraft eingefüllt.
Nunmehr wird die Formkammer in der oben angegebenen Art und Wei
se mittels geeigneter und an sich bekannter Antriebe in eine
periodische Auf- und Abbewegung versetzt, wobei diese Bewegung
vorzugsweise als harmonische Schwingung ausgebildet wird. Da
durch wird der Formstoff periodisch, entsprechend der Beschleu
nigung, die ihm durch die schwingende Kammer nach oben erteilt
wird, hochgeworfen und fällt auf Grund der Erdgravitation wieder
auf seine Unterlage (Modellplatte) zurück.
Eine optimale Verdichtung wird erzielt, wenn der Aufprall des
Formstoffs zum Zeitpunkt der größten Geschwindigkeitsdifferenz
zwischen fallendem Formstoff und aufwärts schwingender Kammer
erfolgt. Dieser Zeitpunkt ist der Nulldurchgang einer vollendeten
Schwingungsperiode (Fig. 1). Um zu gewährleisten, daß der Zusam
menprall zu dieser Zeit stattfindet, werden erfindungsgemäß die
Schwingparameter so eingestellt, daß eine Wurfperiode des Form
stoffs mindestens genauso lang, bevorzugt länger, wäre als eine
Schwingperiode der Modellplatte, aber durch eine Beschleunigung
des Formstoffs nach unten zusätzlich zur Erdgravitation entspre
chend verkürzt wird. Dies geschieht durch eine Aufkraft, die
zweckmäßigerweise mittels einer auf den Formstoff aufgelegten
Masse aufgebracht wird.
Es wurde gefunden, daß eine optimale Verdichtung erzielt wird,
wenn die Schwinggeschwindigkeit der Kammer im Maximum mindestens
40 cm/s und die Frequenz 15 bis 50 Hz beträgt, wobei die Aufkraft
in Abhängigkeit von der Formstoffhöhe einen Druck auf die Ober
seite des Formstoffs in der Größe von
p (MPa) = (27 . . . 370) · 10-6 (MPa/cm) · Formstoffhöhe (cm)
ausübt.
Nach Erreichen eines diesem Verdichtungsregime entsprechenden
plastischen Verdichtungszustandes des Formstoffs wird der Preß
druck vorzugsweise auf 0,2 MPa erhöht, um auch dem Formrücken
eine ausreichende Festigkeit zu verleihen. Während dieser Nachver
dichtung ist die Schwingung der Formkammer nicht mehr erforderlich,
da dadurch eine nennenswerte Verdichtungszunahme nicht mehr be
wirkt wird.
Werden an den Formrücken keine besonderen Anforderungen an die
Festigkeit gestellt, kann die zweite Stufe des Verfahrens, nämlich
die Druckerhöhung auf mindestens 0,2 MPa entfallen.
Bei dem Anwendungsbeispiel wurde ein Formstoff aus einem Gemisch
von
48,5% Quarzsand, 48,5% Umlaufsand, 0,3% Dextrin und 2,7% Ben tonit bei einem Wassergehalt von 1,95% in einem Formkasten mit der Grundfläche von 500 × 600 mm und einer Höhe von 300 mm in eine Schwingung von 26 Hz bei einer Amplitude von 4,1 mm versetzt. Dabei wirkte eine Aufkraft von 180 kp. Der Verdichtungsvorgang war nach 1,5 s beendet. Während der Verdichtungszeit betrug der max. Lärmpegel im Bedienbereich 93 dB (AS). Es erfolgt kein Nachpressen mit erhöhter Aufkraft. Die auf diese Weise hergestell ten Gießformen wiesen die gleichen formtechnischen Eigenschaften auf wie die nach dem lärmintensiven Rüttel-Preßverfahren herge stellten.
48,5% Quarzsand, 48,5% Umlaufsand, 0,3% Dextrin und 2,7% Ben tonit bei einem Wassergehalt von 1,95% in einem Formkasten mit der Grundfläche von 500 × 600 mm und einer Höhe von 300 mm in eine Schwingung von 26 Hz bei einer Amplitude von 4,1 mm versetzt. Dabei wirkte eine Aufkraft von 180 kp. Der Verdichtungsvorgang war nach 1,5 s beendet. Während der Verdichtungszeit betrug der max. Lärmpegel im Bedienbereich 93 dB (AS). Es erfolgt kein Nachpressen mit erhöhter Aufkraft. Die auf diese Weise hergestell ten Gießformen wiesen die gleichen formtechnischen Eigenschaften auf wie die nach dem lärmintensiven Rüttel-Preßverfahren herge stellten.
Claims (5)
1. Verfahren zur Herstellung von Gießformen aus tongebundenen
Formstoffen in einer aus Modellplatte, Formkasten und Füll
rahmen bestehenden Kammer, dadurch gekennzeichnet, daß in einer
ersten Stufe die Kammer in eine solche vorzugsweise harmoni
sche Schwingung mit vertikaler Amplitude versetzt wird, die
dem Formstoff eine periodische vertikale Wurfbewegung erteilt,
bei der die Dauer einer Wurfperiode mindestens so lang wie
eine Schwingperiode der Kammer wäre und die Wurfdauer durch
eine vertikale nach unten gerichtete Aufkraft auf den Form
stoff so korrigiert wird, daß das Zusammentreffen von Form
stoff und Kammerboden im jeweiligen Nulldurchgang einer voll
endeten Schwingungsperiode der Kammer erfolgt, und in einer
zweiten Stufe die Aufkraft wesentlich erhöht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schwinggeschwindigkeit der Kammer bei einer Frequenz zwischen
15 und 50 Hz im Maximum mindestens 40 cm/s beträgt und die
Aufkraft durch eine Auflast aufgebracht wird, die einen Druck
auf den Formstoff in der Größe
p (MPa) = (27 . . . 370) · 10-6 (MPa/cm) · Formstoffhöhe (cm)ausübt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Auflast aus partiellen Einzelmassen besteht, die in seit
licher Reihenfolge zugeschaltet werden können.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet,
daß in der 2. Stufe die Kammer nicht mehr in Schwingung ver
setzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet,
daß ohne die 2. Stufe gearbeitet wird.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863635307 DE3635307A1 (de) | 1986-10-14 | 1986-10-14 | Verfahren zur herstellung von giessformen |
CH418686A CH671896A5 (de) | 1986-10-14 | 1986-10-21 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863635307 DE3635307A1 (de) | 1986-10-14 | 1986-10-14 | Verfahren zur herstellung von giessformen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3635307A1 true DE3635307A1 (de) | 1988-04-21 |
Family
ID=6311884
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863635307 Withdrawn DE3635307A1 (de) | 1986-10-14 | 1986-10-14 | Verfahren zur herstellung von giessformen |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CH (1) | CH671896A5 (de) |
DE (1) | DE3635307A1 (de) |
-
1986
- 1986-10-14 DE DE19863635307 patent/DE3635307A1/de not_active Withdrawn
- 1986-10-21 CH CH418686A patent/CH671896A5/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CH671896A5 (de) | 1989-10-13 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: VEB GIESSEREI UND MASCHINENBAU "FERDINAND KUNERT", |
|
8141 | Disposal/no request for examination |