EP0129210A2 - Vorrichtung zum Verdichten von Giesserei-Formstoff - Google Patents

Vorrichtung zum Verdichten von Giesserei-Formstoff Download PDF

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EP0129210A2
EP0129210A2 EP84106795A EP84106795A EP0129210A2 EP 0129210 A2 EP0129210 A2 EP 0129210A2 EP 84106795 A EP84106795 A EP 84106795A EP 84106795 A EP84106795 A EP 84106795A EP 0129210 A2 EP0129210 A2 EP 0129210A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve plate
pressure vessel
opening
molding
plate
Prior art date
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Granted
Application number
EP84106795A
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English (en)
French (fr)
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EP0129210B1 (de
EP0129210A3 (en
Inventor
Günter Müller
Norbert Damm
Günter Kuppinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Badische Maschinenfabrik GmbH
BMD Badische Maschinenfabrik Durlach GmbH
Original Assignee
Badische Maschinenfabrik GmbH
BMD Badische Maschinenfabrik Durlach GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Badische Maschinenfabrik GmbH, BMD Badische Maschinenfabrik Durlach GmbH filed Critical Badische Maschinenfabrik GmbH
Publication of EP0129210A2 publication Critical patent/EP0129210A2/de
Publication of EP0129210A3 publication Critical patent/EP0129210A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0129210B1 publication Critical patent/EP0129210B1/de
Expired legal-status Critical Current

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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

Definitions

  • the invention relates to a device for compressing foundry molding material by means of pressurized gas, consisting of a pressure vessel for the pressurized gas forming a pre-pressure chamber, a mold chamber arranged below it from a mold box with filling frame and a model plate with a model that closes the mold box below, onto which the molding material is compressed is loosely heaped up, and a valve arranged between the pressure vessel and the mold space, the closure member of which releases the opening cross-section of the valve predominantly under the effect of the pressure in the pressure vessel.
  • a device of the aforementioned structure is the subject of earlier patent application No. 82 11 0996.4.
  • compressed gas e.g. Compressed air or compressed gas generated by explosive combustion
  • the compressed gas is suddenly released from a pressure vessel into the mold space, thereby acting on the free molding material surface and compressing the molding material particles with mutual impulse exchange and by delaying the accelerated molding material mass on the model top and the model plate , with additional fluidization effects occurring while reducing particle friction.
  • compressed gas e.g. Compressed air or compressed gas generated by explosive combustion
  • the older patent application describes some embodiments of valve constructions that meet these requirements.
  • the compressed gas itself is used to initiate at least the opening stroke of the valve and thus one as quickly as possible
  • To achieve pressure equalization on both sides of the closure member so that any further opening movement does not have to be carried out against the pressure.
  • the closure member is arranged so that it is substantially moved into the pressure vessel. This in turn requires a special structure of the closure member.
  • the present invention is based on the object of proposing improved embodiments in which the opening cross section is released solely under the action of the compressed gas.
  • closure member is guided within the pressure vessel and its opening movement is at least largely directed into the mold space.
  • closure member is a valve plate provided with a plurality of openings, preferably slots, which interacts with a fixed plate arranged above it and between the pressure vessel and the mold space and having a multiplicity of openings, the openings of the valve plates and the fixed plate being offset relative to one another to form a tight seal, and that the valve plate is fixed in the closed position and after the fixing has been released can be accelerated into the mold space by means of the compressed gas.
  • the valve plate and the stationary plate are each designed in the manner of a grate, the openings of both plates not overlapping in the closed position. So the openings of the fixed plate are closed by the valve plate and their holes by the fixed plate. As soon as the valve plate is lowered even by a small amount, the compressed gas can flow into the molding space through the large number of openings in the stationary plate and the valve plate. This has the advantage that for the expansion of the compressed gas into the mold space, the closure member only has to carry out a very small stroke in order to release the largest possible overflow cross section.
  • the valve plate advantageously has a rectangular cross section which is adapted to the rectangular cross section of the molding space, in order also to achieve the largest possible opening cross section and a uniform distribution of the compressed gas over the molding material surface.
  • the valve plate or the stationary plate are provided with a sealing strip surrounding all openings on the surfaces facing each other.
  • This sealing layer is preferably seated on the valve plate.
  • the closure member is designed as a thin valve plate made of a flexible material, which covers an opening between the pressure vessel and the molding space, is tightly fixed at the edges in the closed position and after releasing the fixation under the effect of the compressed gas towards the center and down in the mold space is displaced.
  • This valve plate can for example consist of rubber, rubber-elastic plastic or a plastic with a different elasticity behavior, it is only important that the cross-section and material are selected so that the valve plate is folded into the mold space as quickly as possible after the release of the pressure gas and while doing so as much as possible ichen cross section of the opening.
  • the opening movement is carried out exclusively under the action of the compressed gas if the edge fixing of the valve plate is released.
  • This embodiment gives the possibility that the opening between the pressure vessel and the mold space corresponds to the free cross-section of the mold space, the valve plate being arranged in the closed position in the pressure vessel and resting on the edge of the bottom thereof delimiting the opening. Due to the large opening cross-section that is possible as a result, and its sudden release by folding down the valve plate, the desired gas mass throughput and the rapid increase in pressure in the molding space can be achieved in a particularly simple manner.
  • the flexible valve plate can be held in the closed position by means of a ring or frame, which acts on its peripheral edge from above and to which the fixation is assigned.
  • This ring or frame which is also under the action of the compressed gas, presses the edge of the Ven tilplatte against the opening of the bottom of the pressure vessel.
  • This ring or frame can have a relatively small mass, so that it can also be lifted off with a low driving force in order to initiate the opening movement of the valve plate.
  • the material of the valve plate has a resilience which brings it into a position approximately corresponding to its closed position.
  • the valve plate which is displaced into the mold space due to its flexibility during the opening movement, straightens itself up after the pressure equalization has been reached and reaches a position in which it is again located within the pressure container and pressed against the edges again by means of a closing drive which acts on the ring or frame can be.
  • valve plate is arranged on a central guide rod, by means of which it can be brought from the open position into the closed position, and which can be fixed in the closed position of the valve plate by means of a clamping device forming the fixation.
  • the valve plate is thus brought from the open position into the closed position by means of the guide rod. Then the guide rod is fixed by means of the clamping device so that the pressure vessel can be filled with the compressed gas. By releasing the clamping device, the valve plate is released and is suddenly accelerated into the open position by the pressure gas applied to it. Due to its radial action on the guide rod, the clamping device provided according to the invention has the advantage that only very short distances are required for loosening are necessary so that this process can also take place in the shortest possible time.
  • a pressure medium cylinder acting on the guide rod can serve as the closing drive for the closure member, and is decoupled from the guide rod after the guide rod has been fixed by means of the clamping device, at least at the beginning of the opening movement.
  • the drive connection is then re-established and the valve plate is brought back into the closed position by means of the guide rod.
  • valve plate is formed from a flexible material
  • the ring or frame pressing the valve plate on the edge sits on the lower part of a two-part guide rod, which is guided so as to be axially displaceable relative to the upper part.
  • the ring or frame is provided with spring brackets which are supported at the opening edge and are pretensioned during the closing movement, while after loosening the clamping device they accelerate the ring or frame with the lower part of the guide rod upwards, releasing the valve plate edge. Under the action of the compressed gas, the valve plate pulls out of the gap between the ring or frame on the one hand and the bottom of the pressure vessel delimiting the opening on the other and folds into the mold space.
  • a pressure vessel 5 - in the embodiment shown for receiving compressed air - which is connected via a connection 6 from a pressure accumulator or - at low admission pressure - is fed from the company's compressed air network.
  • the pressure vessel has a stationary plate as the bottom 7, which is provided with a plurality of slots 8 in a rust-like manner in the area above the molding space.
  • a frame 9 is flanged to the underside of the base 7, to which in turn an exhaust air line with a valve 10 is connected.
  • the pressure vessel 5 with the frame 9 on the one hand and the model plate 1 with model 2, molding box 3 and filling frame 4 can be moved relative to one another in order to be able to fill the molding space with molding material. Before compression, these two assemblies are brought together and pressed tightly together at their interface.
  • the valve plate 11 is seated on a guide rod 14 which can be lifted from the open position of the valve plate shown on the right into the closed position shown on the left by means of a sliding piston 15 sliding thereon.
  • the upper end face of the lifting piston 15 acts against this crosshead 18 during its upward movement.
  • the guide rod 14 is assigned a clamping device, designated as a whole by 19, of which one clamping part 20 is axially movable within a housing 21 supported on the floor and the other clamping part 22 sits on the guide rod.
  • the clamping parts can be wedges or the like.
  • the support body 23 on the floor 7, which delimits an overflow space 24 between it and the floor 7.
  • the support body has circumferentially coaxial slots 25, which are rotated on the outside by a rotatable ring 26, which in turn has slots 27.
  • the clamping device 19 is in the clamping position, so that the valve plate 11 is pressed tightly against the bottom 7. Molding box 3 and filling frame 4 are loosely filled with molding sand.
  • the ring 26 is first rotated in such a way that its slots 27 come into coincidence with the slots 25 of the supporting body 23 (see right half of the illustration), so that the compressed gas can reach the overflow chamber 24.
  • a mechanical safety latch 28 is subsequently extended and the reciprocating piston 15 is lowered when the clamping device 19 is blocked, and it slides down on the guide rod 14. Then the clamping device 19 is released hydraulically and the guide rod 14 and the valve plate 11 are released.
  • the pressure gas present via the slots 8 on the valve plate 11 suddenly accelerates it downward, so that the pressure gas can relax in the molding space via the slots 12 and over the edge region.
  • the guide rod 14 is braked when the crosshead 18 strikes the damper 17.
  • the valve plate reaches the position shown on the right.
  • the molding sand is accelerated and at the same time braked on model plate 1 and model 2 and compacted in the process.
  • the ring 26 is rotated again to secure it, so that a new filling process can begin without the compressed gas being able to overflow.
  • the gas mass throughput can be preset and the shape hardness can thereby be determined.
  • the guide rod 24 with the valve plate 11 is then raised again via the crosshead 18 and fixed in the closed position (I inke half of the illustration) by means of the clamping device.
  • the safety latch 28 is retracted. During this process, the compressed gas still present in the molding space is blown off via the valve 10.
  • the bottom 7 of the pressure vessel 5 is provided with an opening 29 which corresponds approximately to the inside width of the filling frame, that is to say is rectangular or has the largest possible circular opening 29.
  • This opening 29 is overlapped by a flexible valve plate 30, which is clamped in its center on the lower part 14 'of the two-part guide rod 14 here. In the closed position, the valve plate 30 runs approximately horizontally and. is pressed with its edge 31 by means of a ring or frame 32 sealingly against the bottom 7 of the pressure vessel 5 delimiting the opening.
  • the ring or frame 32 is also seated on the lower part 14 'of the guide rod 14 and is axially displaceable therewith, the axial stroke being limited by dampers 33 which are fastened to the upper part 14 "of the guide rod 14.
  • the guide rod 1 associated with a clamping device 19.
  • the guide rod 14 has a lifting drive 34, which has the same function as the lifting piston 15 according to FIG of the ring 32 on the valve plate edge 31 or the base 7, which extends down to the spring and engages the bolt 36, which is supported on the base 7 of the pressure vessel 5.
  • the part 14 'of the guide rod 14 is in its lower position.
  • the valve plate 30 is pressed tightly against the bottom 7 in the region of its edge 31 by means of the ring 32.
  • the spring accumulators 35 are preloaded.
  • the guide rod 14 is fixed by means of the clamping device 79. To initiate the opening movement, first the clamping device and thereby the spring accumulator 35 are released, so that the ring or frame 32 suddenly lifts upwards and runs against the damper 33. At the same time, the entire guide rod 14 is raised by means of the lifting drive 34. Under the action of the compressed gas present on the valve plate 30, the latter can pull out between the ring 32 and the base 7.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Casting Devices For Molds (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

Eine Vorrichtung zum Verdichten von Gießerei-Formstoff mittels Druckgas besteht aus einem einen Vordruckraum bildenden Druckbehälter (5) für das Druckgas, einem darunter angeordneten, aus Formkasten (3) und Füllrahmen (4) gebildeten Formraum und einer den Formkasten unten abschließenden Modellplatte (1) mit Modell (2), auf das der Formstoff vor der Verdichtung lose aufgeschüttet wird, sowie einem zwischen dem Druckbehälter und dem Formraum angeordneten Ventil, dessen verschlußorgan (11) innerhalb des Druckbehälters geführt und seine Öffnungsbewegung unter Wirkung des Drucks im Druckbehälter zumindest weitgehend in den Formraum hineingerichtet ist. Das Verschlußorgan kann dabei als starre Ventilplatte (11) mit einer Vielzahl von Schlitzen (12) ausgebildet sein, die mit nicht deckungsgleichen Schlitzen (8) in einer den Ventils itz bildenden ortsfesten Platte (7) zusammenwirken, oder als flexible, dünne Ventilplatte (30), die randseitig eingespannt ist und nach Lösen der randseitigen Einspannung (32) unter Wirkung des Druckgases bei Freigabe der Öffnung (29) in den Formraum hineingeklappt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verdichten von Gießerei-Formstoff mittels Druckgas, bestehend aus einem einen Vordruckraum bildenden Druckbehälter für das Druckgas, einem darunter angeordneten Formraum aus Formkasten mit Füllrahmen und einer den Formkasten unten abschließenden Modellplatte mit Modell, auf das der Formstoff vor der Verdichtung lose aufgeschüttet wird, und einem zwischen dem Druckbehäl ter und dem Formraum angeordneten Ventil, dessen Verschlußorgan den Öffnungsquerschnitt des Ventils vorwiegend unter Wirkung des Drucks im Druckbehälter freigibt.
  • Eine Vorrichtung des vorgenannten Aufbaus ist Gegenstand der älteren Patentanmeldung Nr. 82 11 0996.4. Dort ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verdichten von Gießerei - Formstoff, insbesondere Formsand, mittels Druckgas, z.B. Druckluft oder durch explosive Verbrennung erzeugtes Druckgas beschrieben, bei denen das Druckgas schlagartig aus einem Druckbehälter in den Formraum entspannt wird, dabei auf die freie Formstoff-Oberfläche einwirkt und die Formstoffpartikel unter gegenseitigem Impuisaustausch sowie durch Verzögerung der beschleunigten Formstoffmasse auf der Modelloberseite und der Modellplatte verdichtet, wobei zusätzlich Fluidisierungseffekte unter Reduzierung der Partikel reibung eintreten. Wesentlich ist hierbei ein hoher Gasmassendurchsatz bei schnellstmöglichem Druckanstieg im Formraum. Diese Parameter müssen umso höher liegen, je niedriger der Ausgangsdruck im Druckbehälter ist, wobei Ausgangsdrucke angestrebt werden, die im Bereich des Drucks betrieblicher Druckluftnetze liegen, um einerseits für die Druckgaserzeugung, andererseits für die konstruktive Beherrschung des Drucks keinen allzugroßen konstruktiven Aufwand betreiben zu müssen. Dies führt dazu, daß die Vorrichtung ein Verschlußorgan aufweisen muß, das einerseits einen größtmöglichen Querschnitt zum Überströmen des Druckgases verschließt, andererseits eine geringstmögliche Masse aufweist, um den Querschnitt schnellstmöglich freizugeben. Ferner erfordert dies Öffnungsantriebe, die das Verschlußorgan in wenigen Millisekunden in die Öffnungslage bringen und somit den Querschnitt freigeben. Mit herkömmlichen Ventilkonstruktionen lassen sich die vorgenannten Voraussetzungen nicht erreichen.
  • In der älteren Patentanmeldung sind einige Ausführungsformen von Ventil-Konstruktionen beschrieben, die diese Voraussetzungen erfüllen. Dabei wird u.a. das Druckgas selbst benutzt, um zumindest den Öffnungshub des Ventils einzuleiten und somit schnellstmöglich einen Druckausgleich auf beiden Seiten des Verschlußorgans zu erreichen, so daß die eventuell weitere Öffnungsbewegung nicht gegen den Druck ausgeführt werden muß. Bei allen diesen Ausführungsformen ist das Verschlußorgan so angeordnet, daß es im wesentlichen in den Druckbehälter hinein bewegt wird. Dies wiederum setzt einen besonderen Aufbau des Verschlußorgans voraus.
  • Aufbauend auf dem in der älteren Patentanmeldung offenbarten Prinzip der Ausnutzung des Druckgefälls zwischen Druckbehälter und Formraum zur Öffnung des Ventils liegt vorliegender Erfindung die Aufgabe zugrunde, verbesserte Ausführungsformen vorzuschlagen, bei denen die Freigabe des Öffnungsquerschnittes allein unter Wirkung des Druckgases erfolgt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Verschlußorgan innerhalb des Druckbehälters geführt und seine Öffnungsbewegung zumindest weitgehend in den Formraum hinein gerichtet ist.
  • Abweichend von den in der älteren Patentanmeldung beschriebenen Ausführungsformen der Vorrichtung, bei denen das Verschlußorgan vollständig im Druckbehälter angeordnet ist und innerhalb desselben auch öffnet, wird bei der Erfindung das Verschlußorgan in Richtung des in den Formraum überströmenden Druckgases geöffnet. Dies führt einerseits zu einer effektiveren Arbeitsweise, andererseits läßt sich das Verschlußorgan mit einfacheren konstruktiven Mitteln in der Schließlage halten.
  • Eine dem erfindungsgemäßen Prinzip folgende bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß das Verschlußorgan eine mit einer Vielzahl von Öffnungen, vorzugsweise Schlitzen versehene Ventilplatte ist, die mit einer oberhalb von ihr und zwischen Druckbehälter und Formraum angeordneten ortsfesten Platte mit einer Vielzahl von Öffnungen zusammenwirkt, wobei die Öffnungen von Ventilplatten und ortsfester Platte zur Bildung eines dichten Verschlusses gegeneinander versetzt sind, und daß die Ventilplatte in der Schließlage fixiert und nach Lösen der Fixierung mittels des Druckgases in den Formraum beschleunigbar ist.
  • Ventilplatte und ortsfeste Platte sind also jeweils nach Art eines Rostes ausgebildet, wobei sich in der Schließlage die Öffnungen beider Platten nicht überdecken. Es sind also die Öffnungen der ortsfesten Platte durch die Ventilplatte und deren Löcher durch die ortsfeste Platte verschlossen. Sobald die Ventilplatte auch nur um ein geringes Maß abgesenkt wird, kann das Druckgas durch die Vielzahl von Öffnungen in der ortsfesten Platte und der Ventilplatte in den Formraum überströmen. Damit ergibt sich der Vorteil, daß für die Entspannung des Druckgases in den Formraum das Verschlußorgan nur einen sehr geringen Hub ausführen muß, um einen größtmöglichen Überströmquerschnitt freizugeben.
  • Da in der Regel Formkasten und Füllrahmen rechteckig ausgebildet sind, weist die Ventilplatte mit Vorteil einen dem rechteckigen Querschnitt des Formraums angepaßten rechteckigen Querschnitt auf, um auch dadurch einen größtmöglichen Öffnungsquerschnitt und eine gleichmäßige Verteilung des Druckgases auf die Formstoff-Oberfläche zu erreichen.
  • Um in der Schließtage einen hermetischen Verschluß zu erreichen, sind die Ventilplatte oder die ortsfeste Platte auf den einander zugekehrten Flächen mit einem sämtliche Öffnungen umgebenden Dichtungsbeiag versehen. Vorzugsweise sitzt dieser Dichtunasbelag auf der Ventilplatte. Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist das Verschlußorgan als dünne Ventilplatte aus einem flexiblen Werkstoff ausgebildet, die eine Öffnung zwischen Druckbehälter und Formraum überdeckt, in der Schließlage randseitig dicht fixiert ist und nach Lösen der Fixierung unter Wirkung des Druckgases zur Mitte hin und nach unten in den Formraum verdrängt wird.
  • Diese Ventilplatte kann beispielsweise aus Gummi, gummielastischem Kunststoff oder auch einem Kunststoff mit anderem Elastizitätsverhalten bestehen, wesentlich ist nur, daß Querschnitt und Werkstoff so ausgewählt sind, daß die Ventilplatte nach randseitiger Freigabe unter Wirkung des Druckgases schnellstmöglich in den Formraum hineingeklappt wird und dabei einen größtmögl ichen Querschnitt der Öffnung freigibt. Auch hier wird die Öffnungsbewegung ausschließlich unter Wirkung des Druckgases durchgeführt, falls die randseitige Fixierung der Ventilplatte gelöst ist.
  • Diese Ausführungsform gibt die Möglichkeit, daß die Öffnung zwischen Druckbehälter und Formraum dem freien Querschnitt des Formraums entspricht, wobei die Ventilplatte in der Schließlage im Durckbehälter angeordnet ist und randseitig dessen die Öffnung begrenzenden Boden aufliegt. Aufgrund des hierdurch möglichen großen Öffnungsquerschnittes und dessen schlagartiger Freigabe durch Abklappen der Ventil.platte lassen sich der gewünschte Gasmassendurchsatz und der schnelle Druckanstieg im Formraum in besonders einfacher Weise erreichen.
  • Die flexible Ventilplatte kann mittels eines Rings bzw. Rahmens, der von oben auf ihren Umfangsrand wirkt und dem die Fixierung zugeordnet ist, in der Schließlage gehalten sein. Dieser Ring bzw. Rahmen, der gleichfalls unter Wirkung des Druckgases steht, preßt den Rand der Ventilplatte gegen den die Öffnung begrenzenden Boden des Druckbehälters. Dieser Ring oder Rahmen kann eine relativ geringe Masse aufweisen, so daß er auch mit geringer Antriebskraft abgehoben werden kann, um die Öffnungsbewegung der Ventilplatte einzuleiten.
  • In weiterer bevorzugter Ausgestaltung besitzt der Werkstoff der Ventilplatte ein diese in eine ihrer Schließlage etwa entsprechende Lage bringendes Rückstellvermögen. Die aufgrund ihrer Flexibilität während der Öffnungsbewegung in den Formraum verdrängte Ventilptatte richtet sich nach erreichtem Druckausgleich selbst auf und erreicht eine Lage, in der sie sich wiederum innerhalb des Druckbehälters befindet und mittels eines Schließantriebs, der auf den Ring bzw. Rahmen wirkt, wieder randseitig angedrückt werden kann.
  • Bei den vorgenannten Ausführungsformen ist weiterhin vorgesehen, daß die Ventilplatte an einer zentralen Führungsstange angeordnet ist, mittels deren sie aus der Öffnungslage in die Schließlage bringbar ist, und die mittels einer die Fixierung bildenden Klemmeinrichtung in der Schließlage der Ventilplatte festsetzbar ist.
  • Die Ventilplatte wird also mittels der Führungsstange aus der Öffnungslage in die Schließlage gebracht. Daraufhin wird die Führungsstange mittels der Klemmeinrichtung festgesetzt, so daß der Druckbehälter mit dem Druckgas gefüllt werden kann. Durch Lösen der Klemmeinrichtung kommt die Ventilplatte frei und wird durch das auf ihr anstehende Druckgas schlagartig in die Öffnungsstellung beschleunigt. Die erfindungsgemäß vorgesehene Klemmeinrichtung hat aufgrund ihrer radialen Einwirkung auf die Führungsstange den Vorteil, daß zum Lösen nur sehr geringe Wege notwendig sind, so daß auch dieser Vorgang in kürzester Zeit ablaufen kann.
  • Als Schließantrieb für das Verschlußorgan kann ein auf die Führungsstange wirkender Druckmittelzylinder dienen, der nach Festsetzen der Führungsstange mittels der Klemmeinrichtung zumindest zu Beginn der Öffnungsbewegung von der Führungsstange abgekoppelt ist. Danach wird die Antriebsverbindung wieder hergestellt und die Ventilplatte mittels der Führungsstange wieder in die Schließlage gebracht.
  • Ist die Ventilplatte aus einem flexiblen Werkstoff gebildet, so sitzt der die Ventilplatte randseitig andrückende Ring oder Rahmen an dem unteren Teil einer zweiteiligen Führungsstange, der gegenüber dem oberen Teil begrenzt axial verschieblich geführt ist. Der Ring bzw. Rahmen ist mit Federspeichern versehen, die sich am Öffnungsrand abstützen und bei der Schließbewegung vorgespannt werden, während sie nach Lösen der Klemmeinrichtung den Ring bzw. Rahmen mit dem unteren Teil der Führungsstange unter Freigabe des Ventilplattenrandes nach oben beschleunigen. Unter Wirkung des Druckgases zieht sich die Ventilplatte aus dem Spalt zwischen Ring bzw. Rahmen einerseits und dem die Öffnung begrenzenden Boden des Druckbehälters andererseits heraus und klappt in den Formraum hinein.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Zeichnung, die zwei Ausführungsformen der Vorrichtung wiedergibt. In der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 2 einen der Fig. 1 entsprechenden Längsschnitt mit der Ausführungsform einer flexiblen Ventilplatte.
  • In der Zeichnung sind nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Teile der Verdichtungsvorrichtung einer Gießerei-Formmaschine wiedergegeben. Es sind insbesondere nicht gezeigt der Maschinenständer, die Einrichtung zum Heben und Senken von Formkasten und Füllrahmen sowie ggfs. zum Ausstoßen der fertigen Form aus dem Formkasten. Ebensowenig sind die Einrichtungen zum Heranbringen des Modells und zum Einfüllen des Formsandes wiedergegeben, da diese Bauteile im Gießerei-Maschinenbau bekannt sind.
  • Auf einer Modellplatte 1 mit einem Modell 2 sitzt ein Formkasten 3 und auf diesem ein Füllrahmen 4. Oberhalb des Formraums ist ein Druckbehälter 5 - beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiel zur Aufnahme von Druckluft - angeordnet, der über einen Anschluß 6 aus einem Druckspeicher oder - bei niedrigem Vordruck - aus dem betrieblichen Druckluftnetz gespeist wird.
  • Der Druckbehälter weist als Boden 7 eine ortsfeste Platte auf, die im Bereich oberhalb des Formraums rostartig mit einer Vielzahl von Schlitzen 8 versehen ist. An der Unterseite des Bodens 7 ist ein Rahmen 9 angeflanscht, an den wiederum eine Abluftleitung mit einem Ventil 10 angeschlossen ist. Der Druckbehälter 5 mit dem Rahmen 9 einerseits und die Modellplatte 1 mit Modell 2, Formkasten 3 und Füllrahmen 4 sind gegeneinander beweglich, um den Formraum mit Formstoff füllen zu können. Vor dem Verdichten werden diese beiden Baugruppen zusammen gebracht und an ihrer Trennfläche dicht zusammengepreßt.
  • Mit dem Boden 7 bzw. dessen die Schlitze 8 aufweisenden Bereich wirkt ein Verschlußorgan in Form einer starren Platte 11 zusammen, die gleichfalls eine Vielzahl von Schlitzen 12 besitzt. Ferner sitzt auf der Oberseite der Ventilplatte innerhalb des Bereichs der Schlitze 12, wie auch der Schlitze 8 im Boden 7, ein Dichtungsbelag 13 . Wie aus der linken Hälfte der Darstellung erkennbar, sind die Schlitze 8 im Boden 7 und die Schlitze 12 in der Ventilplatte 11 so gegeneinander versetzt, daß sie sich in der Schi ießlage nicht überdecken.
  • Die Ventilplatte 11 sitzt an einer Führungsstange 14, die mittels eines auf ihr gleitenden Hubkolbens 15 aus der rechts wiedergegebenen Öffnungslage der Ventilplatte in die links gezeigte Schließlage anhebbar ist. Auf dem innerhalb des Druckbehälters 5 ortsfesten Zylinder 16 für den Hubkolben 15 sitzen Dämpfungszylinder 17, mit denen ein auf der Führungs- stange 14 befestigtes Querhaupt 18 zusammenwirkt. Gegen dieses Querhaupt 18 wirkt die obere Stirnseite des Hubkolbens 15 bei seiner Aufwärtsbewegung. Ferner ist der Führungsstange 14 eine insgesamt mit 19 bezeichnete Klemmeinrichtung zugeordnet, deren eines Klemmteil 20 innerhalb eines am Boden abgestützten Gehäuses 21 axial beweglich ist und dessen anderes Klemmteil 22 an der Führungsstange sitzt. Bei den Klemmteilen kann es sich um Keile oder dgl. handeln.
  • Auf dem Boden 7 sitzt schließlich noch ein Tragkörper 23, der zwischen sich und dem Boden 7 einen Überströmraum 24 begrenzt. Der Tragkörper weist umfangseitig koaxial verlaufende Schlitze 25 auf, die außenseitig von einem drehbaren Ring 26, der wiederum Schlitze 27 aufweist, übergriffen sind.
  • Nachfolgend ist die Funktionsweise der Vorrichtung beschrieben:
    • In der in Fig. 1 wiedergegebenen Schließlage des Ventils, in der auch die Schlitze 25 des Tragkörpers 23 von dem Ring 26 verschlossen sind, wird der Druckbehälter 5 über den Anschluß 6 mit Druckgas gefüllt.
  • Die Klemmeinrichtung 19 befindet sich in der Klemmlage, so daß also die Ventilplatte 11 dicht gegen den Boden 7 angepreßt ist. Formkasten 3 und Füllrahmen 4 sind mit Formsand lose gefüllt. Zum Einleiten des Öffnungshubs wird zunächst der Ring 26 so verdreht, daß dessen Schlitze 27 mit den Schlitzen 25 des Tragkörpers 23 in Deckungslage kommen (s. rechte Hälfte der Darstellung), so daß das Druckgas in den Überströmraum 24 gelangen kann. Nachfolgend wird ein mechanischer Sicherheitsriegel 28 ausgefahren und der Hubkolben 15 bei blockierter Klemmeinrichtung 19 abgesenkt, wobei er auf der Führungsstange 14 nach unten gleitet. Anschließend wird die Klemmeinrichtung 19 hydraulisch gelöst und damit werden die Führungsstange 14 und die Ventilplatte 11 freigegeben. Das über die Schlitze 8 auf der Ventilplatte 11 anstehende Druckgas beschleunigt diese schlagartig nach unten, so daß das Druckgas über die Schlitze 12 und über den randseitigen Bereich in den Formraum entspannen kann. Während des Öffnungshubs wird die Führungsstange 14 bei Aufprall des Querhauptes 18 auf die Dämpfer 17 abgebremst. Die Ventilplatte erreicht die in der rechtenDarstellung wiedergegebene Lage. Währenddessen wird der Formsand beschleunigt und zugleich auf Modellplatte 1 und Modell 2 abgebremst und dabei verdichtet. Nach Abschluß des Öffnungshubs wird zur Absicherung der Ring 26 wieder verdreht, so daß ein erneuter Füllvorgang einsetzen kann, ohne daß das Druckgas überströmen kann. Mittels des Ringes 26 läßt sich im übrigen der Gasmassendurchsatz voreinstellen und dadurch die Formhärte bestimmen. Mittels des Hubkolbens 15 wird dann über das Querhaupt 18 die Führungsstange 24 mit der Ventilplatte 11 wieder angehoben und in der Schließlage (I inke Hälfte der Darstellung) mittels der Klemmeinrichtung festgesetzt. Der Sicherungsriegel 28 wird eingefahren. Während dieses Ablaufs wird das im Formraum noch vorhandene Druckgas über das Ventil 10 abgeblasen.
  • Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist der Boden 7 des Druckbehälters 5 mit einer etwa der lichten Weite des Füllrahmens entsprechenden, also rechteckigen oder mit einer größtmöglichen kreisförmigen Öffnung 29 versehen. Diese Öffnung 29 wird von einer flexiblen Ventilplatte 30 übergriffen, die in ihrem Zentrum an dem unteren Teil 14' der hier zweiteiligen Führungsstange 14 eingespannt ist. In der Schließlage verläuft die Ventilplatte 30 etwa horizontal und. ist mit ihrem Rand 31 mittels eines Rings bzw. Rahmens 32 dichtend an den die Öffnung begrenzenden Boden 7 des Druckbehälters 5 gepreßt. Auch der Ring bzw. Rahmen 32 sitzt an den unteren Teil 14' der Führungsstange 14 und ist mit dieser axial verschieblich, wobei der Axialhub durch Dämpfer 33, die am oberen Teil 14" der Führungsstange 14 befestigt sind, begrenzt ist. Ferner ist der Führungsstange eine Klemmeinrichtung 19, ähnlich der Fig. 1, zugeordnet. Schließlich besitzt die Führungsstange 14 einen Hubantrieb 34, der die gleiche Funktion hat wie der Hubkolben 15 gemäß Fig. 1. Dem Ring bzw. Rahmen 32 sind umfaragsseitig mehrere Federspeicher 35 zugeordnet die beim Andrücken des Rings 32 an den ventilplattenrand 31 bzwden Boden 7 vorgocapann nach unten reichenden, auf die Feder wirdenden Bolzen 36 auf, der sich auf dem Boden 7 des Druckbehälters 5 abstützt.
  • Bei der in Fig. 2 links wiedergegebenen Schließlage befindet sich das Teil 14' der Führungsstange 14 in ihrer unteren Stellung. Die Ventilplatte 30 ist im Bereich ihres Randes 31 mittels des Rings 32 dicht an den Boden 7 angepreßt. Die Federspeicher 35 sind vorgespannt. Die Führungsstange 14 ist mittels der Klemmeinrichtung 79 festgesetzt. Zur Einleitung der Offnungsbewegung werden zunächst die Klemmeinrichtung und dadurch die Federspeicher 35 freigegeben, so daß der Ring bzw. Rahmen 32 schlagartig nach oben abhebt und gegen die Dämpfer 33 anläuft. Zugleich wird die gesamte Führungsstange 14 mittels des Hubantriebs 34 angehoben. Unter Wirkung des auf der Ventilplatte 30 anstehenden Druckgases kann sich diese zwischen Ring 32 und Boden 7 herausziehen. Sie wird dann durch das Druckgas zur Mitte und nach unten hin in die in Fig. 2 rechtswiedergegebene Lage verdrängt, so daß der größte Teil des Öffnungsquerschnittes freigegeben wird. Während dieses Öffnungsvorgangs wird der Formsand im Formkasten 3 und Füllrahmen 4 verdichtet. Sobald vollständiger Druckausgleich stattgefunden hat, richtet sich die Ventilplatte wieder auf und gelangt aufgrund ihres Rückstellvermögens zur Anlage an den Ring 32 (s. obere Stellung der Ventilplatte in der rechten Darstellung der Fig. 2). Anschließend fährt die Führungsstange 14 zusammen mit dem Ring 32 nach unten, bis die Bolzen 36 der Federspeicher 35 auf den Boden 7 treffen und dabei vorgespannt werden. Schließlich klemmt der Ring 32 wiederum den Rand 31 der Ventilplatte 30 gegen den Boden 7 dicht an. Der obere Teil 14" der Führungsstange wird mittels des Hubantriebs wieder etwas angehoben, so daß der Ring bzw. Rahmen 32 wieder das notwendige Spiel gegenüber den Dämpfern 33 hat.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Verdichten von Gießerei-Formstoff mittels Druckgas, bestehend aus einem einen Vordruckraum bildenden Druckbehälter für das Druckgas, einem darunter angeordneten Formraum aus Formkasten mit Füllrahmen und einer den Formkasten unten abschließenden Modellplatte mit Modell, auf das der Formstoff vor der Verdichtung lose aufgeschüttet wird, und einem zwischen dem Druckbehälter und dem Formraum angeord neten Ventil, dessen Verschlußorgan den Öffnungsquerschnitt des Ventils vorwiegend unter Wirkung des Drucks im Druckbehälter schlagartig freigibt, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußorgan (11, 30) innerhalb des Druckbehälters (5) geführt und seine Öffnungsbewegung zumindest weitgehend in den Formraum (3, 4) hineingerichtet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußorgan eine mit einer Vielzahl von Öffnungen, vorzugsweise Schitzen (12) versehene Ventilplatte (11) ist, die mit einer oberhalb von ihr und zwischen Druckbehälter (5) und Formraum (3, 4) angeordneten ortsfesten Platte (7) mit einer Vielzahl von Öffnungen (8) zusammenwirkt, wobei die Öffnungen (12, 8) von Ventilplatte (11) und ortsfester Platte (7) zur Bildung eines dichten Verschlusses gegeneinander versetzt sind, und daß die Ventilplatte (11) in der Schließlage fixiert und nach Lösen der Fixierung (19) mittels des Druckgases in den Formraum (3, 4) beschleunigbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilplatte (11) einen dem rechteckigen Querschnitt des Formraumes (3,4) angepaßten rechteckigen Querschnitt aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilplatte (11) oder die ortsfeste Platte (7) auf den einander zugekehrten Flächen mit einem sämtliche Öffnungen (8 , 12) umgebenden Dichtungsbelag (13) versehen ist. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußorgan als dünne Ventilplatte (30) aus einem flexiblen Werkstoff ausgebildet ist, die eine Öffnung (29) zwischen Druckbehälter (5) und Formraum (3,4) überdeckt, in der Schließlage randseitig dicht fixiert ist und nach Lösen der Fixierung (19,32) unter Wirkung des Druckgases zur Mitte hin und nach unten in den Formraum (3,4) verdrängt wird. -
6. Vorrichtung nach Amspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (29) zwischen Druckbehälter (5) und Formraum (3,4) dem freien Querschnitt des Formraums entspricht, die Ventilplatte (30) in der Schließlage im Druckbehälter (5) angeordnet ist und randseitig dessen die Öffnung begrenzenden Boden (7) aufl iegt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Ventilplatte (30) mittels eines Rings bzw. Rahmens (32), der von oben auf ihren Umfangsrand wirkt und dem die Fixierung (19) zugeordnet ist, in der Schließlage gehalten ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff der Ventilplatte (30) ein diese in eine ihrer Schließlage etwa entsprechende Lage bringendes Rückstellvermögen besitzt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüch 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilplatte (11,30) an einer zentralen Führrungsstange (14) angeordnet ist, mittels derer sie aus der Öffnungslage in die Schließlage bringbar ist und die mittels einer die Fixierung bildenden Klemmeinrichtung (19) in der Schließlage der Ventilplatte festsetzbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Schließantrieb ein auf die Führungsstange (14) wirkender Druckmittelzylinder (15, 16 bzw. 34) dient, der nach Festsetzen der Führungsstange (14) mittels der Klemmeinrichtung (19) zumindest zu Beginn der Öffnungsbewegung von der Führungsstange (14) abgekoppelt ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß der die Ventilplatte (30) randseitig andrückende Ring oder Rahmen (32) an dem unteren Teil (14') einer zweiteiligen Führungsstange (14), der gegenüber dem oberen Teil (14'') begrenzt axial verschiebl ich geführt ist, sitzt und mit Federspeichern (35) versehen ist, die sich am Öffnungsrand des Bodens (7) abstützen und bei der Schließbewegung vorgespannt werden, während sie nach Lösen der Klemmeinrichtung (19) den Ring bzw. Rahmen (32) mit dem unteren Teil (14") unter Freigabe des Ventilplattenrandes (31) nach oben beschleunigen.
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