EP0131723A1 - Device for compacting foundry mould material by means of pressurized gas - Google Patents

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EP0131723A1
EP0131723A1 EP84106120A EP84106120A EP0131723A1 EP 0131723 A1 EP0131723 A1 EP 0131723A1 EP 84106120 A EP84106120 A EP 84106120A EP 84106120 A EP84106120 A EP 84106120A EP 0131723 A1 EP0131723 A1 EP 0131723A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
control
opening
section
cross
Prior art date
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Granted
Application number
EP84106120A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0131723B1 (en
Inventor
Norbert Damm
Günter Müller
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 EP0131723A1 publication Critical patent/EP0131723A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0131723B1 publication Critical patent/EP0131723B1/en
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 compressed gas, consisting of a pressure vessel forming a pre-pressure chamber for the compressed gas, a molding space arranged underneath, consisting of a molding box, filling frame and a model plate with a model that closes the molding box below, on which the molding material is placed before Compression is loosely heaped, and a valve with a large opening cross-section arranged between the pre-pressure space and the molding space, the closure member of which opens in the range of milliseconds.
  • the gas mass acting on the free molding material surface which must be in a certain ratio to the molding material mass.
  • the gas mass throughput must be more than 50 kg / s.
  • the temporal pressure increase in the molding space should be more than 300 bar / s with a final pressure of up to approx. 8 bar.
  • the required gas mass throughput, as well as the rise in pressure over time, require not only a quick-opening valve, but also a correspondingly large free cross-section. These demands for a large valve cross section and abrupt valve opening can in turn only be met if, despite the necessarily large closure member, its mass is kept as low as possible. This in turn means that the pressure gradient and the gas mass throughput can essentially only be controlled by the level of the admission pressure.
  • the invention has for its object to develop a device of the structure described above, as is the subject of patent application P 32 43 951, in such a way that the mold hardness is adjustable within wide limits.
  • the compression valve is associated with a control valve, the free opening cross-section is larger than the free cross-section of the valve opening, and which can be adjusted to a predetermined control cross-section by means of a control element before the opening movement of the closing member begins.
  • the control valve is preferably arranged between the upstream pressure chamber and the compression valve, but it can also be connected downstream of the latter.
  • valve between the compressed air tank and the mold space itself as a control valve, that is to say to control the overflow cross sections accordingly, this is practically not possible due to the special requirements mentioned at the outset which are placed on this valve.
  • the invention therefore takes a different route by assigning a further control valve to the valve, the control cross-sections of which can be preset, so that with a given admission pressure the Gas mass flow rate is regulated by the control valve.
  • the actual compression valve is not changed.
  • the shape hardness that can be achieved during the relaxation process can thus be set within wide limits.
  • the free opening cross-section of the control valve should, if possible, be significantly larger than the free cross-section of the compression valve, so that when the control cross-section is completely released, it is ensured that the maximum mold hardness is achieved or - for a given mold hardness - the molding material, even if the mold box is large is sufficiently compressed.
  • control valve can be closed by means of the control member after the opening stroke of the closure member.
  • control valve thus also fulfills a safety function by ensuring that after the compression process and the venting of the molding space and when the molding box is lowered, the compressed gas cannot escape or only in a small amount. This is important because the pressure vessel and valve, on the one hand, and the molding box with filling frame, on the other hand, are separated from one another after the compression stroke in order to remove the compressed mold and to fill the molding box and filling frame again with molding material.
  • the control member can in turn be controlled so that it only comes into the open position when the compression valve has already reached its closing position.
  • an overflow space for the compressed gas is arranged above the valve opening, which is only open to the valve opening and is connected to the pre-pressure chamber via the control valve.
  • the overflow space serves to transfer the compressed gas from the upstream pressure space of the pressure vessel to the valve opening.
  • the overflow space can have a wall which extends vertically upwards and surrounds the valve opening and in which a plurality of openings forming the free cross section of the control valve are provided, the control member being guided on the wall and provided with a corresponding number of openings.
  • This embodiment gives in particular the possibility of arranging the drive for the compression valve within the pressure container.
  • the openings in the vertical wall of the overflow space and in the control member are preferably designed as vertical control slots, the degree of coverage of which determines the gas mass throughput.
  • control slots are arranged on at least two walls of the overflow space that each rise above a rectangular side, and the control member is designed as a displaceable slot plate.
  • the vertical wall of the overflow space can also surround the valve opening in a circle and be provided with control slots at a uniform distance, the control member being designed as a rotatable slot ring.
  • a pressure vessel 5 - in the illustrated embodiment for receiving compressed air - which is connected via a connection 6 from a pressure accumulator or - at low Form - 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 holes 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 an exhaust air line with a valve 10 is in turn 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 whose other clamping part 22 is seated on the guide rod.
  • the clamping parts can be wedges or the like.
  • a presettable control valve is assigned to the compression valve described above, and in this case it is arranged in front of the compression valve because its closure member opens into the molding space.
  • the overflow space is delimited on the circumference by a vertical wall 29 which runs along the outer delimitation of the compression valve 8, 11, 12 starts.
  • the wall can be circular or rectangular and it has coaxial control slots 25, which are overlapped on the outside by a control member 26, which also has slots 27.
  • the control element can be formed from displaceable plates or a ring or from ring parts.
  • the guide rod 14 is braked when the crosshead 18 strikes the damper 17.
  • the valve plate 11 reaches the position shown in the right-hand illustration.
  • the molding sand is accelerated and at the same time braked on model plate 1 and model 2 and compacted in the process.
  • the control member 26 is brought back into the closed position for safeguarding, so that a new filling process can begin without the compressed gas being able to overflow.
  • the guide rod 14 with the valve plate 11 is then raised again via the crosshead 18 and fixed in the closed position (left 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.

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Abstract

1. Device for compacting foundry mould material by means of pressurized gas, comprising a pressure tank (5) for the pressurized gas constituting an admission pressure chamber, a moulding zone positioned below it formed by moulding box (3), sand frame (4) and a pattern plate (1) with pattern (2) terminating the moulding box (3) at the bottom and onto which is loosely poured the moulding material prior to compacting and a valve with a large opening cross-section arranged between the admission pressure chamber and the moulding zone and whose closing member opens in the millisecond range and with which is associated a control valve (25, 26, 27), whose free opening cross-section is larger than the free cross-section of valve opening (8) and which can be adjusted to a given control cross-section by means of a control member (26) prior to the start of the opening movement of closing member (11).

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, Füllrahmen und einer den Formkasten unten abschl ießenden Modellplatte mit Modell, auf das der Formstoff vor der Verdichtung lose aufgeschüttet wird, und einem zwischen dem Vordruckraum und dem Formraum angeordneten Ventil großen Öffnungsquerschnittes, dessen Verschlußorgan im Bereich von Millisekunden öffnet.The invention relates to a device for compressing foundry molding material by means of compressed gas, consisting of a pressure vessel forming a pre-pressure chamber for the compressed gas, a molding space arranged underneath, consisting of a molding box, filling frame and a model plate with a model that closes the molding box below, on which the molding material is placed before Compression is loosely heaped, and a valve with a large opening cross-section arranged between the pre-pressure space and the molding space, the closure member of which opens in the range of milliseconds.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung des vorgenannten Aufbaus sind in der Patentanmeldung P 32 43 951 der Anmelderin, deren Inhalt zum Gegenstand vorliegender Anmeldung gemacht wird, beschrieben. Dabei geht es darum, den auf das Model und die Modellplatte lose aufgeschütteten Formsand ohne weitere Hilfsmittel, z.B. Preßvorrichtungen o.dgl. , allein mittels eines auf die freie Formstoff-Oberfläche wirkenden Druckgases zu verdichten. Eine gleichmäßige und ausreichend hohe Formhärte läßt sich bei diesem Verfahren nur dann erreichen, wenn innerhalb des Formraumes ein schlagartiger Druckanstieg erreicht wird. Die Verdichtung erfolgt dann im wesentlichen durch Impulsaustausch zwischen den Formstoffpartikeln, das Abbremsen derselben auf der Modellplatte und der Oberseite des Modells und durch einen zusätzlichen Fluidisierungseffekt. Ein hoher Druckgradient, also ein schneller Druckaufbau im Formraum, hängt zunächst vom Ausgangsdruck im Vordruckraum ab. Je höher dieser ist, umso eher läßt sich ein hoher Druckgradient erreichen, umso größer aber ist auch der konstruktive Aufwand, um diesen Vordruck herzustellen. Bei einem vertretbar hohen Vordruck, wie beispielsweise in betrieblichen Druckluftnetzen, kann ein hoher Druckgradient nur dadurch erreicht werden, daß das Ventil zwischen Druckbehälter und Formraum in wenigen Millisekunden öffnet. Allein dies erfordert spezielle Ventilkonstruktionen, wie sie in einigen Ausführungsformen in der Patentanmeldung P 32 43 951 beschrieben sind.A method and a device of the aforementioned structure are described in the applicant's patent application P 32 43 951, the content of which is made the subject of the present application. It is about the loose on the model and the model plate heaped molding sand without further aids, for example pressing devices or the like. to compress solely by means of a compressed gas acting on the free surface of the molding material. A uniform and sufficiently high mold hardness can only be achieved with this method if an abrupt pressure increase is achieved within the molding space. The compression then takes place essentially by an exchange of momentum between the molding material particles, the braking of the same on the model plate and the top of the model and by an additional fluidization effect. A high pressure gradient, i.e. a rapid build-up of pressure in the mold space, depends first of all on the outlet pressure in the pre-pressure space. The higher this is, the sooner a high pressure gradient can be achieved, but the greater the design effort required to produce this form. With a reasonably high admission pressure, such as in company compressed air networks, a high pressure gradient can only be achieved by opening the valve between the pressure vessel and the mold space in a few milliseconds. This alone requires special valve constructions, as are described in some embodiments in patent application P 32 43 951.

Ein weiterer maßgeblicher Parameter ist die auf die freie Formstoff-Oberfläche wirkende Gasmasse, die in einem bestimmten Verhältnis zur Formstoffmasse stehen muß. Für übliche Formkastenabmessungen muß der Gasmassendurchsatz bei mehr als 50 kg/s iiegen. Der zeitliche Druckanstieg im Formraum sollte bei mehr als 300 bar/s bei einem Enddruck bis ca. 8 bar liegen. Der geforderte Gasmassendurchsatz, wie auch der zeitliche Druckanstieg, erfordern nicht nur ein schnell öffnendes Ventil, sondern auch einen entsprechend großen freien Querschnitt. Diese Forderungen nach großem Ventilquerschnitt und schlagartiger Ventilöffnung lassen sich wiederum nur verwirklichen, wenn trotz des notwendigerweise großen Verschlußorgans dessen Masse so gering als möglich gehalten wird. Dies wiederum führt dazu, daß der Druckgradient und der Gasmassendurchsatz im wesentlichen nur durch die Höhe des Vordrucks gesteuert werden können. Damit läßt sich auch die Formhärte, die von diesen Parametern unmittelbar abhängig ist, nur über den Vordruck regul ieren. Dies ist angesichts der kurzen Taktzeiten von Formmaschinen sowie angesichts der Tatsache, daß das Druckgas im allgemeinen in einem Speicher konstanten Drucks bereitgestellt oder aber durch exotherme Reaktion eines Brenngasgemisches erzeugt wird, nicht oder nur mit entsprechendem Aufwand möglich.Another important parameter is the gas mass acting on the free molding material surface, which must be in a certain ratio to the molding material mass. For common mold box dimensions, the gas mass throughput must be more than 50 kg / s. The temporal pressure increase in the molding space should be more than 300 bar / s with a final pressure of up to approx. 8 bar. The required gas mass throughput, as well as the rise in pressure over time, require not only a quick-opening valve, but also a correspondingly large free cross-section. These demands for a large valve cross section and abrupt valve opening can in turn only be met if, despite the necessarily large closure member, its mass is kept as low as possible. This in turn means that the pressure gradient and the gas mass throughput can essentially only be controlled by the level of the admission pressure. This means that the mold hardness, which is directly dependent on these parameters, can only be regulated via the form. In view of the short cycle times of molding machines and in view of the fact that the compressed gas is generally provided in a constant pressure store or else is produced by the exothermic reaction of a fuel gas mixture, this is not possible or only with corresponding effort.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung des eingangs geschilderten Aufbaus, wie sie Gegenstand der Patentanmeldung P 32 43 951 ist, dahingehend weiterzuentwickeln, daß die Formhärte in weiten Grenzen einstellbar ist.The invention has for its object to develop a device of the structure described above, as is the subject of patent application P 32 43 951, in such a way that the mold hardness is adjustable within wide limits.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem der Verdichtung dienenden Ventil ein Steuerventil zugeordnet ist, dessen freier Öffnungsquerschnitt größer ist als der freie Querschnitt der Ventilöffnung, und das mittels eines Steuergliedes vor Beginn der Öffnungsbewegung des Verschlußorgans auf einen vorbestimmten Steuerquerschnitt einstellbar ist. Vorzugsweise ist das Steuerventil zwischen Vordruckraum und Verdichtungsventil angeordnet, doch kann es diesem auch nachgeschaltet sein.This object is achieved in that the compression valve is associated with a control valve, the free opening cross-section is larger than the free cross-section of the valve opening, and which can be adjusted to a predetermined control cross-section by means of a control element before the opening movement of the closing member begins. The control valve is preferably arranged between the upstream pressure chamber and the compression valve, but it can also be connected downstream of the latter.

Es läge zwar nahe, das Ventil zwischen Druckluftbehälter und Formraum selbst als Steuerventil auszubilden, also die Überströmquerschnitte entsprechend zu steuern, doch ist dies aufgrund der eingangs genannten besonderen Forderungen, die an dieses Ventil gestellt werden, praktisch nicht möglich. Die Erfindung geht deshalb einen anderen Weg, indem dem Ventil ein weiteres Steuerventil zugeordnet wird, dessen Steuerquerschnitte voreinstellbar sind, so daß bei gegebenem Vordruck der Gasmassendurchsatz durch das Steuerventil regulierbar ist. Das eigentliche Verdichtungsventil hingegen erfährt dabei keine Änderung. Damit läßt sich die bei dem Entspannungsvorgang erreichbare Formhärte in weiten Grenzen einstellen. Der freie Öffnungsquerschnitt des Steuerventils soll nach Möglichkeit bedeutend größer sein als der freie Querschnitt des Verdichtungsventits, so daß bei völliger Freigabe des Steuerquerschnitts sichergestellt ist, daß auch die maximale Formhärte erreicht wird bzw. - bei gegebener Formhärte - der Formstoff auch bei großer Abmessung des Formkastens ausreichend verdichtet wird.Although it would be obvious to design the valve between the compressed air tank and the mold space itself as a control valve, that is to say to control the overflow cross sections accordingly, this is practically not possible due to the special requirements mentioned at the outset which are placed on this valve. The invention therefore takes a different route by assigning a further control valve to the valve, the control cross-sections of which can be preset, so that with a given admission pressure the Gas mass flow rate is regulated by the control valve. The actual compression valve, however, is not changed. The shape hardness that can be achieved during the relaxation process can thus be set within wide limits. The free opening cross-section of the control valve should, if possible, be significantly larger than the free cross-section of the compression valve, so that when the control cross-section is completely released, it is ensured that the maximum mold hardness is achieved or - for a given mold hardness - the molding material, even if the mold box is large is sufficiently compressed.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Steuerventil nach dem Öffnungshub des Verschlußorgans mittels des Steuergliedes verschl ießbar.According to a preferred embodiment, the control valve can be closed by means of the control member after the opening stroke of the closure member.

Damit erfüllt das Steuerventil neben seiner eigentlichen Steuerfunktion noch eine Sicherheitsfunktion, indem gewährleistet ist, daß nach dem Verdichtungsvorgang und dem Entlüften des Formraums sowie bei abgesenktem Formkasten das Druckgas nicht oder in nur geringer Menge austreten kann. Dies ist deshalb wichtig, weil Druckbehälter und Ventil einerseits und Formkasten mit Füllrahmen andererseits nach dem Verdichtungshub voneinander getrennt werden, um die verdichtete Form wegzuführen und Formkasten und Füllrahmen erneut mit Formstoff zu füllen. Das Steuerglied kann dabei seinerseits so angesteuert werden, daß es erst in die Öffnungsstellung gelangt, wenn das Verdichtungsventil seine Schl ießstel lung bereits erreicht hat.In addition to its actual control function, the control valve thus also fulfills a safety function by ensuring that after the compression process and the venting of the molding space and when the molding box is lowered, the compressed gas cannot escape or only in a small amount. This is important because the pressure vessel and valve, on the one hand, and the molding box with filling frame, on the other hand, are separated from one another after the compression stroke in order to remove the compressed mold and to fill the molding box and filling frame again with molding material. The control member can in turn be controlled so that it only comes into the open position when the compression valve has already reached its closing position.

Befindet sich die Ventilöffnung im Boden des Druckbehälters, so ist gemäß einer Ausführungsform oberhalb der Ventilöffnung ein Überströmraum für das Druckgas angeordnet, der nur zu der Ventilöffnung offen und über das Steuerventil mit dem Vordruckraum verbunden ist. Der Überströmraum dient zum Überleiten des Druckgases aus dem Vordruckraum des Druckbehälters zu der Ventilöffnung.If the valve opening is in the bottom of the pressure container, then according to one embodiment, an overflow space for the compressed gas is arranged above the valve opening, which is only open to the valve opening and is connected to the pre-pressure chamber via the control valve. The overflow space serves to transfer the compressed gas from the upstream pressure space of the pressure vessel to the valve opening.

Beispielsweise kann der Überströmraum eine die Ventilöffnung umgebende, sich vertikal nach oben erstreckende Wandung aufweisen, in der eine Mehrzahl von den freien Querschnitt des Steuerventils bildenden Durchbrechungen vorgesehen ist, wobei das Steuerglied an der Wandung geführt und mit einer entsprechenden Anzahl von Durchbrechungen versehen ist. Diese Ausführungsform gibt insbesondere die Möglichkeit, den Antrieb für das Verdichtungsventil innerhalb des Druckbehälters anzuordnen.For example, the overflow space can have a wall which extends vertically upwards and surrounds the valve opening and in which a plurality of openings forming the free cross section of the control valve are provided, the control member being guided on the wall and provided with a corresponding number of openings. This embodiment gives in particular the possibility of arranging the drive for the compression valve within the pressure container.

Vorzugsweise sind die Durchbrechungen in der vertikalen Wandung des Überströmraums und in dem Steuerglied als vertikale Steuerschlitze ausgebildet, deren Überdeckungsgrad den Gasmassendurchsatz bestimmt.The openings in the vertical wall of the overflow space and in the control member are preferably designed as vertical control slots, the degree of coverage of which determines the gas mass throughput.

Um einen größtmöglichen freien Querschnitt am Verdichtungsventil zu erhalten, wird dieser im allgemeinen der Umrißform von Formkasten und Füllrahmen entsprechen, die Ventilöffnung also im wesentlichen rechteckigen Umriß haben. In einem solchen Fall sind gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung an wenigstens zwei über je einer Rechteckseite aufgehenden Wandungen des Überströmraums die Steuerschlitze angeordnet und ist das Steuerglied als verschiebbare Schlitzplatte ausgebildet.In order to obtain the largest possible free cross-section on the compression valve, this will generally correspond to the outline shape of the molding box and filling frame, ie the valve opening will have an essentially rectangular outline. In such a case, according to an embodiment of the invention, the control slots are arranged on at least two walls of the overflow space that each rise above a rectangular side, and the control member is designed as a displaceable slot plate.

Stattdessen kann die vertikale Wandung des Überströmraums die Ventilöffnung auch kreisförmig umgeben und in gleichmäßigem Abstand mit Steuerschlitzen versehen sein, wobei das Steuerglied al s drehbarer Schlitzring ausgebildet ist.Instead, the vertical wall of the overflow space can also surround the valve opening in a circle and be provided with control slots at a uniform distance, the control member being designed as a rotatable slot ring.

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführ ungsbeispiels beschrieben, wobei ein Längsschnitt durch das Verdichtungsaggregat wiedergegeben ist.The invention is described below with reference to an exemplary embodiment shown in the drawing, a longitudinal section through the compression unit being reproduced.

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.In the drawing, only the parts of the compression device of a foundry molding machine necessary for understanding the invention are shown. In particular, the machine stand, the device for lifting and lowering the molding box and filling frame and, if necessary, for ejecting the finished mold from the molding box are not shown. The facilities for bringing up the model and for filling the molding sand are also not shown, since these components are known in foundry mechanical engineering.

Auf einer Modellplatte 1 mit einem Modell 2 sitzt ein Formkasten 3 und auf diesem ein Fül lrahmen 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.On a model plate 1 with a model 2 sits a molding box 3 and on this a filling frame 4. Above the molding space is a pressure vessel 5 - in the illustrated embodiment for receiving compressed air - which is connected via a connection 6 from a pressure accumulator or - at low Form - is fed from the company's compressed air network.

Der Druckbehälter weist als Boden 7 eine ortsfeste Platte auf, die im Bereich oberhalb des Formraums rostartig mit einer Vielzahl von Löchern 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.The pressure vessel has a stationary plate as the bottom 7, which is provided with a plurality of holes 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 an exhaust air line with a valve 10 is in turn 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.

Mit dem Boden 7 bzw. dessen die Löcher 8 aufweisendem Bereich wirkt ein Verschlußorgan in Form einer starren Platte 11 zusammen, die gleichfalls eine Vielzahl von koaxialen Löchern 12 besitzt. Ferner sitzt auf der Oberseite der Ventilplatte innerhalb des Bereichs der Löcher 12, wie auch der Löcher 8 im Boden 7, ein Dichtungsbelag 13. Wie aus der linken Hälfte der Darstellung erkennbar, sind die Löcher 8 im Boden 7 und die Löcher 12 in der Ventilplatte 11 so gegeneinander versetzt, daß sie sich in der Schließlage nicht überdecken.A closure member in the form of a rigid plate 11, which likewise has a large number of coaxial holes 12, interacts with the bottom 7 or its area with the holes 8. Furthermore, on the top of the valve plate within the area of the holes 12, as well as the holes 8 in the bottom 7, there is a sealing coating 13. As can be seen from the left half of the illustration, the holes 8 in the bottom 7 and the holes 12 in the valve plate 11 so offset against each other that they do not overlap in the closed position.

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 Dämpfungszyl inder 17, mit denen ein auf der Führungsstange 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 bewegl ich ist und dessen anderes Klemmteil 22 an der Führungsstange sitzt. Bei den Klemmteilen kann es sich um Keile oder dgl. handeln.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. On the stationary cylinder 16 within the pressure vessel 5 for the reciprocating piston 15 there are damping cylinders 17 with which a crosshead 18 fastened on the guide rod 14 interacts. The upper end face of the lifting piston 15 acts against this crosshead 18 during its upward movement. Furthermore, 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 whose other clamping part 22 is seated on the guide rod. The clamping parts can be wedges or the like.

Dem vorstehend beschriebenen Verdichtungsventil ist ein voreinstellbares Steuerventil zugeordnet, und zwar ist es in diesem Fall vor dem Verdichtungsventil angeordnet, weil dessen Verschlußorgan in den Formraum öffnet. Auf dem Boden 7 des Druckbehälters 5 sitzt ein Tragkörper 23, der zwischen sich und dem Boden 7 einen Überströmraum 24 begrenzt. Der Überströmraum ist umfangsseitig durch eine vertikale Wandung 29 begrenzt, die entlang der äußeren Begrenzung des Verdichtungsventils8,11,12 ansetzt. Die Wandung kann kreisförmig oder rechteckig verlaufen und sie weist koaxial verlaufende Steuerschlitze 25 auf, die außenseitig von einem Steuerglied 26, das gleichfalls Schlitze 27 aufweist, übergriffen sind. Das Steuerglied kann - je nach Verlauf der vertikalen Wandung 29 - aus verschiebbaren Platten oder einem Ring oder aus Ringteilen gebildet sein.A presettable control valve is assigned to the compression valve described above, and in this case it is arranged in front of the compression valve because its closure member opens into the molding space. On the bottom 7 of the pressure vessel 5 there is a support body 23 which delimits an overflow space 24 between it and the bottom 7. The overflow space is delimited on the circumference by a vertical wall 29 which runs along the outer delimitation of the compression valve 8, 11, 12 starts. The wall can be circular or rectangular and it has coaxial control slots 25, which are overlapped on the outside by a control member 26, which also has slots 27. Depending on the shape of the vertical wall 29, the control element can be formed from displaceable plates or a ring or from ring parts.

Nachfolgend ist die Funktionsweise der Vorrichtung beschrieben:

  • In der in Figur wiedergegebenen Schließlage des Ventils, in der auch die Steuerschl itze 25 des Tragkörpers 23 von dem Steuergl ied. 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 Formstoff, z.B. Formsand, lose gefüllt. Zum Einleiten des Öffnungshubs wird zunächst das Steuerglied 26 so verstellt, daß dessen Schlitze 27 mit den Steuerschlitzen 25 des Tragkörpers 23 ganz oder teilweise in Deckungslage kommen (siehe rechte Hälfte der Darstellung), so daß das Druckgas in den Überströmraum 24 gelangen kann. Nachfolgend wird ein mechanischer S icherheitsriegel 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 Löcher 8 auf der Ventilplatte 11 anstehende Druckgas beschleunigt diese schlagartig nach unten, so daß das Druckgas über die Löcher 12 und über den randseitigen Bereich der Ventilplatte in den Formraum entspannen kann. Die überströmende Gasmenge und somit die auf den Formstoff wirkende Gasmasse wird durch den mittels des Steuergliedes 26 voreingestellten Steuerquerschnitt (Ausmaß der Überdeckung der Steuerschlitze 25,27) bestimmt.
The operation of the device is described below:
  • In the closed position of the valve shown in the figure, in which the control slot 25 of the support body 23 of the control member . 26 are closed, the pressure vessel 5 is filled via port 6 with compressed gas. 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 material, for example molding sand. To initiate the opening stroke, the control member 26 is first adjusted so that its slots 27 come fully or partially in register with the control slots 25 of the support body 23 (see right half of the illustration), so that the compressed gas can reach the overflow chamber 24. Subsequently, a mechanical security bolt 28 is extended and the reciprocating piston 15 is lowered when the clamping device 19 is blocked, whereby 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 holes 8 on the valve plate 11 accelerates it suddenly downwards, so that the pressure gas can relax into the molding space via the holes 12 and over the edge area of the valve plate. The overflowing gas quantity and thus the gas mass acting on the molding material is determined by the control cross section preset by means of the control member 26 (extent of coverage of the control slots 25, 27).

Während des Öffnungshubs wird die Führungsstange 14 beim Aufprall des Querhaupts 18 auf die Dämpfer 17 abgebremst. Die Ventilplatte 11 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 Abslcherung das Steuerglied 26 wieder in Schließlage gebracht, so daß ein erneuter Füllvorgang einsetzen kann, ohne daß das Druckgas überströmen kann. Mittels des Hubkolbens 15 wird dann über das Querhaupt 18 die Führungsstange 14 mit der Ventilplatte 11 wieder angehoben und in der Schließlage (linke 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.During the opening stroke, the guide rod 14 is braked when the crosshead 18 strikes the damper 17. The valve plate 11 reaches the position shown in the right-hand illustration. In the meantime, the molding sand is accelerated and at the same time braked on model plate 1 and model 2 and compacted in the process. After completion of the opening stroke, the control member 26 is brought back into the closed position for safeguarding, so that a new filling process can begin without the compressed gas being able to overflow. By means of the lifting piston 15, the guide rod 14 with the valve plate 11 is then raised again via the crosshead 18 and fixed in the closed position (left 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.

Claims (9)

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, Füllrahrnen und einer den Formkasten unten abschließenden Modellplatte mit Modell, auf das der Formstoff vor der Verdichtung lose aufgeschüttet wird, und einem zwischen dem Vordruckraum und dem Formraum angeordneten Venti großen Öffnungsquerschnittes, dessen Verschlußorgan im Bereich von Millisekunden öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ventil ein Steuerventil (25,26,27) zugeordnet ist, dessen freier Öffnungsquerschnitt größer ist als der freie Querschnitt der Ventilöffnung (8), und das mittels eines Steuergliedes (26) vor Beginn der Öffnungsbewegung des Verschlußorgans (11) auf einen bestimmten Steuerquerschnitt einstellbar ist.1.Device for compressing foundry molding material by means of compressed gas, consisting of a pressure vessel for the compressed gas forming a pre-pressure chamber, a molding chamber below, consisting of molding box, filling tubes and a model plate with a model that closes the molding box below, onto which the molding material is loosely poured before compression and a valve with a large opening cross-section arranged between the admission pressure space and the molding space, the closure member of which opens in the range of milliseconds, characterized in that the valve is assigned a control valve (25, 26, 27) whose free opening cross-section is larger than the free cross-section the valve opening (8), and which can be adjusted to a specific control cross section by means of a control member (26) before the opening movement of the closure member (11) begins. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (25,26,27) zwischen dem Vordruckraum (5) und der Ventilöffnung (8) angeordnet ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the control valve (25, 26, 27) is arranged between the admission pressure chamber (5) and the valve opening (8). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (25,27) nach dem Öffnungshub des Verschlußorgans (11) mittels des Steuergliedes (26) verschließbar ist.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the control valve (25,27) after the opening stroke of the closure member (11) can be closed by means of the control member (26). 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer im Boden (7) des Druckbehälters (5) angeordneten Ventilöffnung (8) oberhalb deselben ein Überströmraum (24) für das Druckgas angeordnet ist, der nur zu der Ventilöffnung (8) offen und über das Steuerventil (25,27) mit dem Druckbehälter (5) verbunden ist.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that at an in the bottom (7) of the pressure vessel (5) arranged valve opening (8) above the same an overflow space (24) for the compressed gas is arranged, which only to the valve opening (8) open and connected to the pressure vessel (5) via the control valve (25, 27). 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Überströmraum (24) eine die Ventilöffnung (8) umgebende, sich vertikal nach oben erstreckende Wandung (29) aufweist, in der eine Mehrzahl von den freien Querschnitt des Steuerventils bildenden Durchbrechungen (25) vorgesehen ist, und daß das Steuergl ied (26) an der Wandung (29) geführt und mit einer entsprechenden Anzahl von Durchbrechungen (27) versehen ist.5. The device according to claim 4, characterized in that the overflow space (24) has a valve opening (8) surrounding, vertically upwardly extending wall (29) in which a plurality of openings (25) forming the free cross section of the control valve. is provided, and that the control member (26) on the wall (29) is guided and provided with a corresponding number of openings (27). 6. Vorrichtung nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen in der vertikalen Wandung (29) des Überströmraumes (24) und in dem Steuerglied (26) als vertikale Steuerschlitze (25,27) ausgebildet sind.6. The device according to claim 5, characterized in that the openings in the vertical wall (29) of the overflow chamber (24) and in the control member (26) are designed as vertical control slots (25, 27). 7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer im wesentlichen rechteckigen Ventilöffnung (8) an wenigstens zwei über je einer Rechtecksei te aufgehenden Wandungen (29) des Überströmraumes (24) die Steuerschlitze (25) angeordnet sind und daß das Steuerglied (26) als verschiebbare Schlitzplatte ausgebildet ist.7. Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the control slots (25) are arranged in a substantially rectangular valve opening (8) on at least two te rising walls (29) of the overflow space (24) and that Control member (26) is designed as a slidable slotted plate. 8. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Wandung (29) des Überströmraumes (24) die Ventilöffnung kreisförmig umgibt und in gleichmäßigem Abstand mit Steuerschlitzen (27) versehen ist, und daß das Steuerglied (26) als drehbarer Schlitzring ausgebildet ist.8. Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the vertical wall (29) of the overflow chamber (24) surrounds the valve opening in a circle and is provided with control slots (27) at a uniform distance, and that the control member (26) as a rotatable slot ring is trained. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil als Hubglocke ausgebildet ist, die das der Verdichtung dienende Ventil übergreift und deren Hub voreinstellbar ist.9. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control valve is designed as a lifting bell, which engages over the compression valve and whose stroke can be preset.
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