DE3828436C1 - Method for the impulse compaction of moulding sand - Google Patents

Method for the impulse compaction of moulding sand

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Eugen Dipl.-Ing. 8877 Burtenbach De Buehler
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Eisengiesserei Buehler 89349 Burtenbach De GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
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Abstract

In the moulding method according to the invention, the compressed air blown onto the rear side in a pulsed manner or pressurised gases produced by explosion to compact the moulding sand are extracted with a short delay through the pattern and the pattern plate and the mould is then recompacted mechanically while the vacuum is maintained. The briefly delayed removal and extraction of the gases prevents them from escaping prematurely through thinner areas of the mould and allows the gas pressure on the rear side of the mould required to compact even deep inner or outer mould agglomerations to be achieved.

Description

Die Erfindung gehört technisch in das Gebiet des Gießereiwesens, speziell der Maschinenformerei. Sie geht aus von dem Stand der Technik nach den Deutschen Patentschriften 33 04 148 C1, 28 44 464 C2, 26 08 740 und 5 11 243.Technically, the invention belongs to the field of foundry engineering, especially machine molding. It is based on the state of the Technology according to German patent specifications 33 04 148 C1, 28 44 464 C2, 26 08 740 and 5 11 243.

Aus der Deutschen Patentschrift 28 44 464, die auf dem Deutschen Patent 26 08 740 aufbaut, ist ein Verfahren zum Verdichten von Gießformen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bekannt. In dieser Patentschrift ist auch eine dafür geeignete Formmaschine dargestellt und beschrieben, die als Zwillingsmaschine in einer Formanlage für mittelgroße Gießformen konzipiert war.From German Patent 28 44 464, which is based on the German Patent 26 08 740 is a method for compacting Casting molds known according to the preamble of claim 1. In this patent is also a suitable molding machine shown and described as a twin machine in one Molding machine was designed for medium-sized molds.

Bei der Herstellung großvolumiger Formen mit tiefen Formballen nach dem bekannten Verfahren wurden verschiedentlich Lockerstel­ len beobachtet, die darauf zurückzuführen waren, daß die auf die Formrückseite impulsartig aufgeblasene Druckluft so schnell durch die dünnsten Bereiche der Formsandschicht abgesaugt wurde, daß sich kein für eine wirksame Impulsverdichtung ausreichender Druck aufbauen konnte.In the production of large-volume molds with deep bales of form According to the known method, Loosers were used in various ways len observed, which were due to the fact that the on the The back of the mold blows through compressed air so quickly the thinnest areas of the molding sand layer was vacuumed off that not sufficient for effective pulse compression Could build pressure.

Der maximal zur Verfügung stehende Druck der Luftimpulse ist durch den Druck des Betriebsnetzes vorgegeben und beträgt etwa 7 bar. Lage und Größe der Absaugdüsen sind weitgehend durch die Modellgestalt bestimmt. Auf das Absaugen der Luft aus den Formen sollte nicht verzichtet werden, weil unter Vakuum verdichteter Formsand weniger zurückfedert und beim Abgießen weniger qualmt.The maximum available pressure of the air impulses is determined by the pressure of the company network and is about 7 bar. Location and size of the suction nozzles are largely due to the Model shape determined. Sucking the air out of the molds  should not be avoided, because it is compressed under vacuum Molding sand springs back less and smokes less when pouring.

Es stellte sich daher die Aufgabe, das bekannte Verdichtungsver­ fahren so abzuändern oder weiterzuentwickeln, daß danach auch großvolumige Formen mit tiefen inneren oder äußeren Formballen mit allflächig ausreichender und möglichst gleichmäßiger Form­ härte hergestellt werden können.It was therefore the task of the well-known Verdichtungver drive to modify or develop so that after that too large-volume shapes with deep inner or outer shape bales with a surface that is sufficient and as uniform as possible hardness can be produced.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Absaugen der Luft zeitlich verzögert nach dem Aufgeben des ersten Druckgas-Impulses erfolgt. Dazu wird einfach das Ventil in der Saugleitung über ein Verzögerungsrelais angesteuert, dessen Verzögerungszeit von 0 bis 2,5 Sekunden einstellbar ist. Da derartige Relais sehr präzise arbeiten und die Toträume zwischen dem Überdruckventil und der Sandoberfläche sowie der Modellplatte und dem Unterdruckventil im Interesse eines guten Wirkungsgrades möglichst klein und strö­ mungsgünstig gehalten sind, kann durch oszillographische Messung und wenige Probeformen die für jede Modellplatte bestgeeignete Verzögerungszeit ermittelt und programmiert werden.This object is achieved in that the suction of the air delayed after the first pressure gas pulse is given up he follows. To do this, simply open the valve in the suction line Delay relay controlled, the delay time from 0 to 2.5 seconds is adjustable. Because such relays are very precise work and the dead spaces between the pressure relief valve and the Sand surface as well as the model plate and the vacuum valve in the Interest in good efficiency as small and streamlined can be kept favorable by oscillographic measurement and a few trial molds are the most suitable for each model plate Delay time can be determined and programmed.

Die in den Ansprüchen 2 bis 7 gekennzeichneten zweckmäßigen Maßnahmen werden dadurch ermöglicht, daß die früher zum Aussenken üblichen Vibratoren (DE-PS 5 11 243) bei modernen Formmaschinen durch druckluftunterstützte Abhebe- und Aussenkeinrichtungen (DE-PS 33 04 148) ergänzt oder ersetzt sind. Diese Abhebe- und Aussenkeinrichtungen haben einen Mehrkammer-Modellplattenträger, dessen einzelne Kammern über eine Ventilschaltung unabhängig voneinander je nach Bedarf mit Druckluft, Vakuum oder der Außenatmosphäre beaufschlagbar sind. Damit wird ermöglicht, zumindest die Kammer, die unter einem kritischen tiefen Ballen im Modell liegt, kurzzeitig mit Druckluft zu beaufschlagen, so daß der Sand von dem sich an der Formrückseite aufbauenden Druck nicht sofort in diese Tasche gedrückt oder gesaugt wird, sondern sich mit Druckluft durchsetzt. Sodann wird die Ventileinrichtung des Modellplattenträgers auf Absaugen gestellt, während das Ventil für den Druckluft-Impuls noch offen ist. Gleichzeitig kann das Modell auch vibriert werden.The expedient characterized in claims 2 to 7 Measures are made possible by lowering the earlier usual vibrators (DE-PS 5 11 243) in modern molding machines thanks to compressed air-assisted lifting and lowering devices (DE-PS 33 04 148) are supplemented or replaced. This take off and Lowering devices have a multi-chamber model plate carrier,  whose individual chambers are independent via a valve circuit from each other as required with compressed air, vacuum or the Outside atmosphere can be acted upon. This enables at least the chamber that is under a critical deep bale in the Model is to apply compressed air for a short time, so that the sand from the pressure building up on the back of the mold is not immediately pressed or sucked into this bag, but gets through with compressed air. Then the valve device of the model plate carrier on suction, while the Valve for the compressed air pulse is still open. At the same time the model can also be vibrated.

Bei großvolumigen Formen kann die zur pneumatischen Verdichtung auf die Sandoberfläche aufgeblasene Druckluft die Absaug­ anlage stark belasten. Wenn mehrere Formmaschinen an einen gemeinsamen Vakuumkessel angeschlossen sind, kann es zu Über­ schneidungen beim Absaugen und dadurch kurzzeitig zu unerwünscht hohen Drucksteigerungen in der Vakuumleitung kommen. Da im pneumatischen Betrieb Unterdruck regelmäßig teurer ist als Über­ druck und bei vorgegebener Modellgeometrie die an der Form­ oberfläche erzielbare Formhärte im wesentlichen von der Druckdif­ ferenz zwischen Form- und Modellrückseite abhängt, kann es zweck­ mäßig sein, die in den Formkasten eingegebene Druckluft vor dem Absaugen durch eine mit Filter und Schalldämpfer ausgerüstete Abblasleitung schlagartig in die Außenatmosphäre zu entspannen. So kann die Belastung der Absauganlage ohne gravierende Einbuße an Formhärte auf ein Sechstel bis ein Siebtel reduziert werden, wenn kurz vor Erreichen des Atmosphärendrucks im Formkasten von Abblasen auf Absaugen umgeschaltet wird.With large-volume molds, this can be used for pneumatic compression compressed air blown onto the sand surface heavily load the system. If several molding machines are connected to one common vacuum boiler are connected, it can over cuts when vacuuming and thus temporarily undesirable high pressure increases in the vacuum line. Since in pneumatic operation vacuum is regularly more expensive than over pressure and, given the model geometry, the shape Surface hardness achievable essentially from the pressure difference it depends on the difference between the back of the mold and the model be moderate, the compressed air entered in the mold box before Vacuum through a filter and silencer Blow pipe suddenly relax into the outside atmosphere. So the load on the extraction system without serious losses the mold hardness can be reduced to one sixth to one seventh,  if shortly before reaching atmospheric pressure in the molding box of Blow off is switched over to suction.

Die Erfindung ist nicht auf die Verdichtung von Formsand durch Druckluftimpulse wie hier beispielhaft beschrieben beschränkt. Sie kann vielmehr auch bei sogenannten "warmen" Impulsform­ verfahren angewendet werden, bei denen der Verdichtungsimpuls durch Zünden eines explosiven Brenngas-Luft-Gemisches erzeugt wird. Dabei wird das Signal für den Zündstrom gleichzeitig auf das vorhergehend erwähnte Verzögerungsrelais des Ventils in der Absaugleitung gegeben.The invention is not due to the compression of molding sand Compressed air pulses limited as described here by way of example. Rather, it can also with so-called "warm" pulse shape procedures are used in which the compression pulse generated by igniting an explosive fuel gas-air mixture becomes. The signal for the ignition current is simultaneously on the previously mentioned delay relay of the valve in the Suction line given.

Claims (8)

1. Verfahren zum Verdichten von ton- oder quellbinderhaltigem Sand zu Gießformteilen, wobei der Formsand locker in einen einseitig durch eine mit Luftdurchtrittsöffnungen versehene Modellplatte sanddicht abgeschlossenen Formkasten einge­ bracht und der Formkasten sodann mit einer hohlen Abschluß- oder Preßplatte verschlossen wird, woraufhin Druckluft in einem oder mehreren aufeinanderfolgenden Impulsen auf den Sand gegeben, mit hoher Geschwindigkeit durch die Form geleitet und durch mit Sandfiltern verschlossene Luftdurch­ trittsöffnungen im Modell und/oder der Modellplatte abgesaugt wird, woraufhin das Gießformteil mechanisch nach­ gepreßt und während des Preßvorganges die noch in der Sandform befindliche Restluft zumindest durch die Modell­ platte abgesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Absaugen der Luft zeitlich verzögert nach dem Aufgeben des ersten Druckluft-Impulses erfolgt. 1. A method for compacting clay or swellable sand to form mold parts, the molding sand being loosely placed in a mold box closed on one side by a model plate provided with air passage openings and the mold box then being closed with a hollow end plate or press plate, whereupon compressed air in one or several successive impulses are given to the sand, passed through the mold at high speed and sucked off through air openings in the model and / or the model plate, which are sealed with sand filters, whereupon the mold part is pressed mechanically and, during the pressing process, the residual air still in the sand mold is sucked off at least by the model plate, characterized in that the suction of the air is delayed after the first compressed air pulse is given. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Sand aufgeblasene Druckluft nach Erreichen des Druckausgleichs zwischen dem Betriebs-Druckluftnetz und dem Formkasten durch die Modelleinrichtung in die Außenat­ mosphäre abgeblasen wird, und daß danach die entspannte Luft aus dem Formkasten abgesaugt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the compressed air blown onto the sand after reaching the Pressure equalization between the company compressed air network and the Molding box through the model device into the exterior atmosphere is blown off, and after that the relaxed air is sucked out of the molding box. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluft aus dem Formkasten nur durch die Bereiche tiefer Ballen in der Modelleinrichtung in die Außenatmosphäre abgeblasen wird.3. The method according to claim 2, characterized in that the Compressed air from the molding box only through the areas deeper Bales in the model interior into the outside atmosphere is blown off. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit der auf die Formrückseite aufgegebenen Druckluft ein kurzer Druckluft-Impuls durch die Modellplatte in den Formkasten geleitet wird, woraufhin sofort auf Abblasen oder Absaugen umgeschaltet wird, während die Druck­ luft auf die Formrückseite noch einwirkt.4. The method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that at the same time as that given up on the back of the mold Compressed air a short pulse of compressed air through the model plate is directed into the molding box, whereupon immediately Blow off or suction is switched while the pressure air still acts on the back of the mold. 5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck­ luft-Impuls durch die Modellplatte kurz vor dem Erreichen des Druckausgleichs zwischen dem Betriebs-Druckluftnetz und dem Raum über der Formrückseite abgebrochen wird, woraufhin sofort auf Absaugen oder Abblasen und danach auf Absaugen umgeschaltet wird. 5. Method according to one or more of the preceding Claims 1 to 4, characterized in that the pressure air impulse through the model plate shortly before reaching the pressure equalization between the operating compressed air network and the space above the back of the mold is broken off, whereupon immediately on suction or blowing off and then on suction is switched.   6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ein- oder Ableiten der Luft durch die Modellplatte ein Mehrkammer-Modellplattenträger verwendet wird, dessen einzelne Kammern über eine program­ mierbare Ventilschaltung unabhängig voneinander je nach Bedarf mit einer Druckluftleitung, Vakuumleitung oder Ab­ blasleitung zur Außenatmosphäre verbunden werden.6. The method according to one or more of claims 2 to 5, characterized in that for introducing or discharging the air through the model plate a multi-chamber model plate carrier is used, the individual chambers via a program mable valve switching independently of each other Required with a compressed air line, vacuum line or Ab blow pipe to be connected to the outside atmosphere. 7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest während des Absaugens der Druckluft auf dem Formsand das Modell vibriert wird.7. The method according to one or more of the preceding An sayings, characterized in that at least during the Sucking off the compressed air on the molding sand vibrates the model becomes. 8. Anwendung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Patentansprüche auf ein Impulsverdichtungs­ verfahren von Formsand, bei dem der Druckimpuls durch Zünden eines explosiven Brenngas-Luft-Gemisches erzeugt wird.8. Application of the method according to one or more of the previous claims to a pulse compression process of molding sand, in which the pressure pulse by ignition of an explosive fuel gas-air mixture is generated.
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