EP0271513A1 - Process and device for compacting powdery materials - Google Patents

Process and device for compacting powdery materials

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Publication number
EP0271513A1
EP0271513A1 EP87903237A EP87903237A EP0271513A1 EP 0271513 A1 EP0271513 A1 EP 0271513A1 EP 87903237 A EP87903237 A EP 87903237A EP 87903237 A EP87903237 A EP 87903237A EP 0271513 A1 EP0271513 A1 EP 0271513A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure surge
molding
molding material
model
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP87903237A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hans Leutwiler
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.)
Georg Fischer AG
Original Assignee
Georg Fischer AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from CH240486A external-priority patent/CH671715A5/en
Priority claimed from CH299286A external-priority patent/CH671349A5/en
Application filed by Georg Fischer AG filed Critical Georg Fischer AG
Publication of EP0271513A1 publication Critical patent/EP0271513A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C15/00—Moulding machines characterised by the compacting mechanism; Accessories therefor

Definitions

  • the present invention relates to a method for compacting granular molding materials, in particular foundry molding materials, by means of pressurization, the molding material being introduced into a molding device with a model plate with a model arranged thereon, a filling and molding frame.
  • a compression process is known from US Pat. No. 3,170,202, which takes place by means of a gas pressure.
  • a gas mixture is ignited to produce an exothermic reaction.
  • the resulting gas pressure then compresses the molding material so that a sand mold is created.
  • DE-PS 1097622 a compression process has become known in which the compression of the molding material is accomplished by expanding a high-pressure gas.
  • Gas pressure molding machines that are used to carry out these compression processes work exclusively on the principle of acceleration compression.
  • a pressure surge is triggered, which acts on the molding material mass at high speed and accelerates it.
  • the compression takes place by braking on the model device.
  • every grain of sand would have to be hit by the pressure wave and the acceleration energy absorbed should be transferred to the next grain layer up to the model set-up. This would result in a uniformly compressed form with high hardness, with the help of which dimensionally accurate castings with high quality properties could be produced.
  • Foundry molding material is poured in loosely in a mold box arrangement.
  • the surface of the molding material is essentially flat and extends into the filling frame.
  • a pressure surge is triggered for the purpose of compressing the filled molding material.
  • a first pressure surge G 1 hits the free molding material surface at time t 1 and begins to push the molding material layer in the direction of the model device layer by layer.
  • a second or a further pressure surge G 2 is brought into effect on a molding material area A at time t 2 .
  • This molding area A is part of the filled molding compound and is arranged at a distance from the free surface of the molding compound in the model direction.
  • the pressure surge G 2 is generally brought into effect before the pressure surge G 1 acts on the molding material surface in the molding material area A. However, it is also possible for this pressure surge G 2 of the pressure surge G 1 already acting to be conducted into the molding material region A.
  • the pressure surges G 1 and G 2 can be derived from one and the same pressure source. However, pressure sources arranged independently of one another can also be used.
  • the pressure surge G1 hits the free surface of the molding material, the upper layer of the molding material mass is compressed, ie compressed. This compression takes place suddenly, with the compressed areas below Move the effect of the pressure towards the model device.
  • the pressure surge G 2 strikes the molding material mass in the molding material area A, ie at a certain distance from the free molding material surface.
  • the flow behavior of the molding material area A is influenced by the pressure surge.
  • the sand grains in this molding material area A are pushed away from the molding box wall, so that the friction between the sand grains and the molding box wall is almost eliminated.
  • the pressure surge G 1 can already reach the surface of the molding material.
  • the molding material mass is set into a compression movement.
  • the effect of this compression movement also sets the molding material area A in motion and moves it in the direction of the model arrangement. This shift lasts until the pressure surge G 1 catches up with the area of influence of the pressure surge G 2 .
  • the duration of the pressure surge G 2 means the time that G 1 and G 2 need to equalize the pressure, ie until the pressure wave G 1 has reached the molding material area A or the area of action of G 2 .
  • the figure shows a section through a molding device.
  • a model 2 is arranged on a model plate 1 and is surrounded by a molding frame 3.
  • a filling frame 4 is seated on the molding frame 3.
  • a pressure chamber, not shown, is indicated with the wall 5.
  • a series of openings 9 is arranged between the mold box wall 3 and the model 2. Before the compacting process, molding sand 6 is filled into the molding combination.
  • a pressure surge D 1 is applied to the molding material surface 8 at time t 1 .
  • a pressure surge D2 is applied in the molding material region A on the molding sand on. Since the molding material is not compressed in area A at time t 2 , this area is fluidized and moves to the same extent in the direction of the model plate as the pressure wave front, triggered by the pressure surge D 1 , moves in the direction of the model plate.
  • the additional air quantity introduced in the molding material area A is discharged via the openings 9 when the model plate 1 is reached. The discharged air can escape from the molding system via a channel 10, which can be connected to the ambient atmosphere.
  • the additional amount of air is led out of the molding material or the molding space during the duration of the pressure surge D 1 , because air quantities enclosed in a molding material are compressed when the molding material is compressed and thus prevent the molding material from being brought to these points, which, as already mentioned, leads to a bad result Shape quality leads.
  • the openings 9 are intended to counteract this and serve to accommodate the amount of air displaced by the molding material. If the pressure prevailing in line 10 is lower than the ambient pressure, a suction effect is created which further supports the removal of the additional air quantity from the molding material mass in the area between molding box wall 3 and model 2.
  • the openings 9 are advantageously arranged along the mold box wall in the model plate. Depending on the distance from the mold box wall 3 and the model 2 or depending on the degree of complexity of the model, the openings can be arranged more densely or their diameters can be varied. In any case, it is important that the openings are arranged in the area of the vertical projection 11 of the effective area of the pressure surge D 2 on the model plate. Tests have shown that this arrangement already has a positive effect when the sum of the cross-sectional areas of the openings 9 is at least 1% of the area between the molding box 3 and the model wall 2a.
  • the proposed method ensures that in the critical molding material areas, namely between the model and the molding box, by reducing the friction between the molding material mass and the molding box wall, the compressibility of the molding material mass in these areas is optimized by the improved flow behavior.

Abstract

Dans le procédé de compactage de matériaux pulvérulents, le processus de compactage suivant est déclenché par un choc: un choc D1 agit au moment t1 sur la surface de matériau pulvérulent et simultanément on fait agir un choc D2 au moment t2 sur une région de la masse pulvérulente qui est distante de ladite surface et du modèle de façon que l'air amené dans la masse pulvérulente par le choc D2 ait le temps de s'échapper avant que le choc D1 n'atteigne la plaque-modèle. A cet effet, des ouvertures (9) sont prévues dans la plaque-modèle (2). Ces ouvertures sont disposées le long de toute la paroi (3) du moule et leurs grandeurs et nombre varient en fonction de la distance entre la paroi (3) et le modèle (2) ou en fonction de la forme du modèle. L'avantage de ce procédé est que des espaces réduits entre la paroi du moule et le modèle peuvent être compactés de façon efficace, ce qui a pour résultat un meilleur remplissage du moule. Ainsi, les avantages économiques du procédé sont évidents.In the process of compacting pulverulent materials, the following compaction process is triggered by a shock: a shock D1 acts at time t1 on the surface of pulverulent material and simultaneously a shock D2 is made to act at time t2 on a region of the mass pulverulent which is distant from said surface and from the model so that the air brought into the pulverulent mass by the shock D2 has time to escape before the shock D1 reaches the model plate. For this purpose, openings (9) are provided in the pattern plate (2). These openings are arranged along the entire wall (3) of the mold and their size and number vary according to the distance between the wall (3) and the model (2) or according to the shape of the model. The advantage of this process is that small spaces between the mold wall and the model can be effectively compacted, resulting in better filling of the mold. Thus, the economic advantages of the process are obvious.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Verdichten von körnigen FormstoffenMethod and device for compacting granular molding materials
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verdichten von körnigen Formstoffen, insbesondere Giessereiformstoffen, mittels einer Druckbeaufschlagung, wobei der Formstoff in eine Formeinrichtung mit einer Modellplatte mit darauf angeordnetem Modell, einem Füll- und Formrahmen eingebracht wird.The present invention relates to a method for compacting granular molding materials, in particular foundry molding materials, by means of pressurization, the molding material being introduced into a molding device with a model plate with a model arranged thereon, a filling and molding frame.
Das Verdichten von körnigen Formstoffen zum Zwecke der Herstellung von Giessereisandformen ist aus verschiedenen Verfahren bekannt.The compression of granular molding materials for the purpose of producing foundry sand molds is known from various processes.
Aus der US-PS 3,170,202 ist ein Verdichtungsvorgang bekannt, der mittels eines Gasdruckes erfolgt. Dabei wird ein Gasgemisch durch Zündung zu einer exothermen Reaktion geführt. Der entstehende Gasdruck verdichtet in der Folge den Formstoff, so dass eine Sandform entsteht. Aus DE-PS 1097622 ist ein Verdichtungsvorgang bekannt geworden, bei dem die Verdichtung des Formstoffes durch Entspannung eines hochgespannten Druckgases bewerkstelligt wird.A compression process is known from US Pat. No. 3,170,202, which takes place by means of a gas pressure. A gas mixture is ignited to produce an exothermic reaction. The resulting gas pressure then compresses the molding material so that a sand mold is created. From DE-PS 1097622 a compression process has become known in which the compression of the molding material is accomplished by expanding a high-pressure gas.
Gasdruckformmaschinen, die zur Durchführung dieser Verdichtungsvorgänge verwendet werden, arbeiten ausschliesslich nach dem Prinzip der Beschleunigungsverdichtung. Es wird ein Druckstoss ausgelöst, der mit hoher Geschwindigkeit auf die Formstoffmasse einwirkt und diese beschleunigt. Durch Abbremsen auf der Modelleinrichtung erfolgt die Verdichtung. Im Idealfall müsste jedes Sandkorn von der Druckwelle getroffen werden und die aufgenommene Beschleunigungsenergie auf die nächstfolgende Körnerschicht übertragen bis zur Modelleinrichtung. Daraus wärde eine gleichmässig verdichtete Form mit hoher Härte, resultieren, mit deren Hilfe massgenaue Gussstücke mit hohen Güteeigenschaften zu fertigen wären.Gas pressure molding machines that are used to carry out these compression processes work exclusively on the principle of acceleration compression. A pressure surge is triggered, which acts on the molding material mass at high speed and accelerates it. The compression takes place by braking on the model device. Ideally, every grain of sand would have to be hit by the pressure wave and the acceleration energy absorbed should be transferred to the next grain layer up to the model set-up. This would result in a uniformly compressed form with high hardness, with the help of which dimensionally accurate castings with high quality properties could be produced.
Zur Verdichtung gelangen in der Praxis überwiegend tongebundene Formsande, die im Betrieb einen Transportweg von der Aufbereitungsstation bis zum Formkasten durchlaufen müssen.In practice, mainly clay-bound molding sands are used for compaction, which have to pass through a transport route from the processing station to the molding box.
Wenn die Formstoffmasse den Formkasten erreicht, ist sie zunächst keine vollständig homogene Masse, denn auf dem langen Transportweg kommt es schon zu knollenartigen Zusammenprallungen als Folge von leichten Verdichtungsvorgängen, die auf die Ueberwindung der beträchtlichen Fallhöhen zurückzuführen sind, die auf dem langen Transportweg in den Formkasten überwunden werden müssen. Darüber hinaus gebietet die Forderung nach wirtschaftlicher Fertigung einen hohen Belegungsgrad der Modellplatten. Das führt dazu, dass der Abstand von der Formkastenwand zum Modell immer kleiner wird. Um eine brauchbare und qualitativ hochwertige Form herzustellen, müssen aber diese immer kleiner werdenden Zwischenbereiche homogen mit Sand ausgefüllt werden. Durch die beschriebenen Umstände ist dies jedoch nicht immer möglich, so dass die gefürchteten Brückenbildungen schon beim Einfüllen der Formstoffmasse in den Formkasten vorprogrammiert werden.When the molding material reaches the molding box, it is initially not a completely homogeneous mass, because on the long transport path there are already bulbous collisions as a result of slight compression processes, which can be attributed to overcoming the considerable drop heights that occur on the long transport path into the molding box must be overcome. In addition, the demand for economical production requires a high degree of occupancy of the model plates. This means that the distance from the mold box wall to the model is getting smaller and smaller. In order to produce a usable and high-quality shape, these increasingly smaller intermediate areas must be filled homogeneously with sand. However, due to the circumstances described, this is not always possible, so that the dreaded formation of bridges is pre-programmed when the molding material is poured into the molding box.
Wird nun ein Druckstoss ausgelöst, um eine Verdichtung der eingeführten Formstoffmasse herbeizuführen, so wirkt die Druckwelle, sobald sie die Brückenbereiche erreicht, mit gleichmässigen Kräften auf diese Bereiche ein. Da die Verdichtungskräfte gleichmässig auf die Stützbereiche der Brücken einwirken, werden sie in ihren Positionen verfestigt.If a pressure surge is now triggered in order to compress the introduced molding material mass, the pressure wave acts on these areas with uniform forces as soon as it reaches the bridge areas. Since the compaction forces act evenly on the support areas of the bridges, they are consolidated in their positions.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bekannten Verfahren dahingehend zu verbessern, dass gleichmässig verdichtete Formen mit hoher Härte reproduzierbar gewährleistet werden. Es sollen insbesondere schmale Randbereiche Formfestigkeitswerte erreicht werden können, wie diese in der industriellen Fertigung Voraussetzung sind. Zudem soll eine wirtschaftliche Arbeitsweise innerhalb der vorgegebenen kurzen Taktzeiten möglich sein.It is therefore the object of the present invention to improve the known methods in such a way that uniformly compressed shapes with high hardness are reproducibly guaranteed. In particular, narrow edge areas should be able to achieve dimensional stability values, which are a prerequisite in industrial production. In addition, it should be possible to work economically within the specified short cycle times.
Erf indungsgemäss wird diese Aufgabe durch die Lehre des kennzeichnenden Teils der Ansprüche 1 und 13 gelöst.According to the invention, this object is achieved by the teaching of the characterizing part of claims 1 and 13.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor. Das Verfahren arbeitet mit der Umsetzung von grossen Mengen von Druckluft pro Zeiteinheit, wobei Drücke im Bereich von 1 bis 10 bar zur Anwendung kommen.Further preferred embodiments emerge from the dependent claims. The process works with the conversion of large amounts of compressed air per unit of time, using pressures in the range from 1 to 10 bar.
In eine Formkastenanordnung wird Giessereiformstoff lose eingefüllt. Die Oberfläche der Formstoffmasse ist im wesentlichen eben und reicht in den Füllrahmen hinein.Foundry molding material is poured in loosely in a mold box arrangement. The surface of the molding material is essentially flat and extends into the filling frame.
Zum Zwecke der Verdichtung der eingefüllten Formstoffmasse wird ein Druckstoss ausgelöst. Bei der Auslösung eines Druckstosses trifft ein erster Druckstoss G1 im Zeitpunkt t1 auf die freie Formstoffoberfläche auf und beginnt die Formstoffmasse in Richtung Modelleinrichtung Schicht um Schicht vor sich her zu schieben. Ein zweiter bzw. ein weiterer Druckstoss G2 wird im Zeitpunkt t2 auf einen Formstoffbereich A zur Einwirkung gebracht. Dieser Formstoffbereich A ist ein Teil der eingefüllten Formstoffmasse und ist von der freien Oberfläche der Formstoffmasse in Modellrichtung beabstandet angeordnet. Der Druckstoss G2 wird in der Regel vor der Einwirkung des Druckstosses G1 auf die Formstoffoberfläche im Formstoffbereich A zur Wirkung gebracht. Es ist aber auch möglich, dass dieser Druckstoss G2 des schon wirkenden Druckstosses G1 in den Formstoffbereich A geleitet wird.A pressure surge is triggered for the purpose of compressing the filled molding material. When a pressure surge is triggered, a first pressure surge G 1 hits the free molding material surface at time t 1 and begins to push the molding material layer in the direction of the model device layer by layer. A second or a further pressure surge G 2 is brought into effect on a molding material area A at time t 2 . This molding area A is part of the filled molding compound and is arranged at a distance from the free surface of the molding compound in the model direction. The pressure surge G 2 is generally brought into effect before the pressure surge G 1 acts on the molding material surface in the molding material area A. However, it is also possible for this pressure surge G 2 of the pressure surge G 1 already acting to be conducted into the molding material region A.
Die Druckstösse G1 und G2 können aus ein und derselben Druckquelle hergeleitet werden. Es können aber auch unabhängig voneinander angeordnete Druckquellen zum Einsatz gelangen.The pressure surges G 1 and G 2 can be derived from one and the same pressure source. However, pressure sources arranged independently of one another can also be used.
Beim Auftreffen des Druckstosses G1 auf die frei Formstoffoberfläche wird die obere Schicht der Formstoffmasse verdichtet, d.h. zusammengedrückt. Diese Verdichtung erfolgt schlagartig, wobei die verdichteten Bereiche sich unter der Wirkung des Druckes in Richtung Modelleinrichtung bewegen. Der Druckstoss G2 trifft im Formstoffbereich A auf die Formstoffmasse, d.h. in einem bestimmten Abstand von der freien Formstoffoberfläche entfernt. Der Formstoffbereich A wird durch den Druckstoss in seinem Fliessverhalten beeinflusst. Die Sandkörner in diesem Formstoffbereich A werden von der Formkastenwand weggedrückt, so dass die Reibung zwischen den Sandkörnern und der Formkastenwand nahezu aufgehoben wird.When the pressure surge G1 hits the free surface of the molding material, the upper layer of the molding material mass is compressed, ie compressed. This compression takes place suddenly, with the compressed areas below Move the effect of the pressure towards the model device. The pressure surge G 2 strikes the molding material mass in the molding material area A, ie at a certain distance from the free molding material surface. The flow behavior of the molding material area A is influenced by the pressure surge. The sand grains in this molding material area A are pushed away from the molding box wall, so that the friction between the sand grains and the molding box wall is almost eliminated.
Während der Einwirkung des Druckstosses G2 kann der Druckstoss G1 bereits die Oberfläche der Formstoffmasse erreichen. Unter der Wirkung von G1 wird die Formstoffmasse in eine Verdichtungsbewegung versetzt. Durch die Auswirkung dieser Verdichtungsbewegung wird auch der Formstoffbereich A in Bewegung versetzt und in Richtung Modellanordnung verschoben. Diese Verschiebung dauert so lange, bis der Druckstoss G1 den Einwirkungsbereich des Druckstosses G2 einholt.During the action of the pressure surge G 2 , the pressure surge G 1 can already reach the surface of the molding material. Under the effect of G 1 , the molding material mass is set into a compression movement. The effect of this compression movement also sets the molding material area A in motion and moves it in the direction of the model arrangement. This shift lasts until the pressure surge G 1 catches up with the area of influence of the pressure surge G 2 .
Während der Dauer des Druckstosses G2 wird entlang des Verschiebeweges der Formstoffmasse, die sich infolge der Einwirkung des Druckstosses G1 in Bewegung befindet, die Reibung zwischen der Formkastenwand und dem Formstoff nahezu aufgehoben. Die Dauer des Druckstosses G2 bedeutet die Zeit, die G1 und G2 zum Druckausgleich benötigen, d.h. bis die Druckwelle G1 den Formstoffbereich A bzw. den EinWirkungsbereich von G2 erreicht hat.During the duration of the pressure surge G 2 , the friction between the molding box wall and the molding material is almost eliminated along the displacement path of the molding material mass which is in motion as a result of the action of the pressure surge G 1 . The duration of the pressure surge G 2 means the time that G 1 and G 2 need to equalize the pressure, ie until the pressure wave G 1 has reached the molding material area A or the area of action of G 2 .
Um die Wirkung der Druckstösse G1 und G2 optimal aufeinander abzustimmen, hat sich ein Unterschied in der Einwirkungszeit der beiden Druckstösse von maximal 195 millisec (ms), z.B. für eine Formkastenhöhe von 1'000 mm bewährt. Es wurden auch gute Resultate erzielt bei Versuchen, bei denen der Druckstoss G2 in etwa 5 Sekunden vor dem Druckstoss G1 in den Formstoff eingeleitet wurde.In order to optimally coordinate the effects of the pressure surges G 1 and G 2 , a difference in the exposure time of the two pressure surges of a maximum of 195 millisec (ms), for example for a mold box height of 1,000 mm, has proven useful. Good results have also been obtained in experiments in which the pressure surge G 2 was introduced into the molding material in about 5 seconds before the pressure surge G 1 .
Durch die beschriebenen Massnahmen, die zur Herabsetzung der Reibung zwischen den Sandkörnern und der Formkastenwand führen, wird die Fliessfähigkeit der Formstoffmasse direkt beeinflusst, was wiederum eine direkte Auswirkung auf die Verdichtungsfähigkeit der Formstoffmasse hat. Voraussetzung für eine gute Verdichtung ist eine gute Fliessfähigkeit, die sich wiederum nur dann ergibt, wenn sich die Formstoffmasse in einem mehr oder weniger homogenen Zustand befindet.The measures described, which lead to a reduction in the friction between the sand grains and the molding box wall, directly influence the flowability of the molding material, which in turn has a direct effect on the compressibility of the molding material. A prerequisite for good compaction is good flowability, which in turn only arises when the molding material is in a more or less homogeneous state.
Die Figur zeigt einen Schnitt durch eine Formeinrichtung. Auf einer Modell-platte 1 ist ein Modell 2 angeordnet, das von einem Formrahmen 3 umgeben ist. Auf dem Formrahmen 3 sitzt ein Füllrahmen 4 auf. Eine nicht dargestellte Druckkammer ist mit der Wand 5 angedeutet. Zwischen der Formkastenwand 3 und dem Modell 2 ist eine Reihe von Oeffnungen 9 angeordnet. Vor dem Verdichtungsvorgang wird Formsand 6 in die Formkombination eingefüllt.The figure shows a section through a molding device. A model 2 is arranged on a model plate 1 and is surrounded by a molding frame 3. A filling frame 4 is seated on the molding frame 3. A pressure chamber, not shown, is indicated with the wall 5. A series of openings 9 is arranged between the mold box wall 3 and the model 2. Before the compacting process, molding sand 6 is filled into the molding combination.
Bei der Auslösung des Verdichtungsvorganges wird ein Druckstoss D1 um Zeitpunkt t1 auf die Formstoffoberfläche 8 zur Einwirkung gebracht. Zum Zeitpunkt t2 trifft der Druckstoss D2 im Formstoffbereich A auf den Formsand auf. Da im Zeitpunkt t2 der Formstoff im Bereich A nicht verdichtet ist, wird dieser Bereich fluidisiert und bewegt sich in dem Masse in Richtung Modellplatte wie die Druckwellenfront, ausgelöst durch den Druckstoss D1, sich in Richtung Modellplatte bewegt. Die im Formstoffbereich A eingebrachte zusätzliche Luftmenge wird beim Erreichen der Modellplatte 1 über die Oeffnungen 9 abgeführt. Die abgeführte Luft kann über einen Kanal 10, der mit der Umgebungsatmosphäre verbunden sein kann, aus dem Formsystem entweichen.When the compression process is triggered, a pressure surge D 1 is applied to the molding material surface 8 at time t 1 . At time t 2 applies the pressure surge D2 in the molding material region A on the molding sand on. Since the molding material is not compressed in area A at time t 2 , this area is fluidized and moves to the same extent in the direction of the model plate as the pressure wave front, triggered by the pressure surge D 1 , moves in the direction of the model plate. The additional air quantity introduced in the molding material area A is discharged via the openings 9 when the model plate 1 is reached. The discharged air can escape from the molding system via a channel 10, which can be connected to the ambient atmosphere.
Die zusätzliche Luftmenge w i rd während der Wirkungsdauer des Druckstosses D1 aus der Formstoffmasse respektive dem Formraum herausgeführt, denn in eine Formstoffmasse eingeschlossene Luftmengen werden beim Verdichten der Formstoffmasse komprimiert und verhindern damit das Zubringen von Formstoff an diese Stellen, was wie schon erwähnt zu einer schlechten Formqualität führt. Die Oeffnungen 9 sollen genau dem entgegenwirken und dienen zur Aufnahme der durch die Formstoffmasse verdrängten Luftmenge. Wenn der in der Leitung 10 herrschende Druck kleiner ist als der Umgebungsdruck entsteht eine Saugwirkung, die das Abführen der zusätzlichen Luftmenge aus der Formstoffmasse im Bereich zwischen Formkastenwand 3 und Modell 2 noch unterstützt.The additional amount of air is led out of the molding material or the molding space during the duration of the pressure surge D 1 , because air quantities enclosed in a molding material are compressed when the molding material is compressed and thus prevent the molding material from being brought to these points, which, as already mentioned, leads to a bad result Shape quality leads. The openings 9 are intended to counteract this and serve to accommodate the amount of air displaced by the molding material. If the pressure prevailing in line 10 is lower than the ambient pressure, a suction effect is created which further supports the removal of the additional air quantity from the molding material mass in the area between molding box wall 3 and model 2.
Die Oeffnungen 9 werden mit Vorteil entlang der Formkastenwand in der Modellplatte angeordnet. Je nach Abstand von der Formkastenwand 3 und dem Modell 2 bzw. je nach Kompliziertheitsgrad des Modelles können die Oeffnungen dichter angeordnet werden bzw. in ihren Durchmessern variiert werden. Wichtig ist jedenfalls, dass die Oeffnungen im Bereich der vertikalen Projektion 11 des Wirkbereiches des Druckstosses D2 auf der Modellplatte angeordnet sind. Versuche haben gezeigt, dass eine positive Wirkung dieser Anordnung bereits schon dann eintritt, wenn die Summe der Querschnittsflächen der Oeffnungen 9 mindestens 1 % der Fläche zwischen Formkasten 3 und Modellwand 2a beträgt. Das vorgeschlagene Verfahren bietet Gewähr dafür, dass in den kritischen Formstoffbereichen, nämlich zwischen Modell und Formkasten, durch Herabsetzung der Reibung zwischen Formstoffmasse und Formkastenwand die Verdichtungsfähigkeit der Formstoffmasse in diesen Bereichen durch das verbesserte Fliessverhalten optimiert wird. The openings 9 are advantageously arranged along the mold box wall in the model plate. Depending on the distance from the mold box wall 3 and the model 2 or depending on the degree of complexity of the model, the openings can be arranged more densely or their diameters can be varied. In any case, it is important that the openings are arranged in the area of the vertical projection 11 of the effective area of the pressure surge D 2 on the model plate. Tests have shown that this arrangement already has a positive effect when the sum of the cross-sectional areas of the openings 9 is at least 1% of the area between the molding box 3 and the model wall 2a. The proposed method ensures that in the critical molding material areas, namely between the model and the molding box, by reducing the friction between the molding material mass and the molding box wall, the compressibility of the molding material mass in these areas is optimized by the improved flow behavior.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Verfahren zum Verdichten von körnigen Formstoffen, insbesondere Giesssereiformstoffen, mittels einer Druckbeaufschlagung, wobei der Formstoff in eine Formeinrichtung mit einer Modellplatte mit darauf angeordnetem Modell, einem Füll- und Formrahmen eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckstoss G1 im Zeitpunkt t1 auf die freie Formstoffoberfläche der Formmasse zur Einwirkung gebracht wird und die Formstoffmasse in Fliessbewegung in Richtung Modelleinrichtung versetzt und dass mindestens ein zweiter Druckstoss G2 auf mindestens einen von der Oberfläche der Formstoffmasse in Modellrichtung beabstandeten Formstoffbereich zur Einwirkung gebracht wird, derart, dass der Druckstoss G2 vor und/oder während der Einwirkung des Druckstosses G1 auf die Formstoffoberfläche des Formstoffbereiches A auftrifft.1. A method for compacting granular molding materials, in particular foundry molding materials, by means of pressurization, the molding material being introduced into a molding device with a model plate with a model arranged thereon, a filling and molding frame, characterized in that a pressure surge G 1 at time t 1 is brought into effect on the free molding material surface of the molding material and the molding material mass is set in a flowing movement in the direction of the model device and that at least one second pressure surge G 2 is brought into effect on at least one molding material area spaced from the surface of the molding material mass in such a way that the pressure surge G 2 strikes the molding material surface of the molding material area A before and / or during the action of the pressure surge G 1 .
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckstoss durch ein gasförmiges Medium ausgelöst wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the pressure surge is triggered by a gaseous medium.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckstoss G1 und der Druckstoss G2 aus ein und derselben Druckquelle hergeleitet werden.3. The method according to claim 1, characterized in that the pressure surge G 1 and the pressure surge G 2 from and be derived from the same pressure source.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckstoss G1 und der Druckstoss G2 von voneinander unabhängigen Druckquellen hergeleitet werden.4. The method according to claim 1, characterized in that the pressure surge G 1 and the pressure surge G 2 are derived from mutually independent pressure sources.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungszeit von t2 gegenüber t1 maximal 80 millisec (ms) beträgt.5. The method according to claim 1, characterized in that the delay time of t 2 compared to t 1 is a maximum of 80 millisec (ms).
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckstoss G2 höchstens 55 Sekunden vor dem Druckstoss G1 eingeleitet wird und solange aufrechterhalten wird bis der Druckstoss G1 den Formsttoffbereich A des Druckstosses G2 erreicht.6. The method according to claim 1, characterized in that the pressure surge G 2 is initiated at most 55 seconds before the pressure surge G 1 and is maintained until the pressure surge G 1 reaches the molding material area A of the pressure surge G 2 .
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckstoss G2 5 Sekunden vor dem Druckstoss G1 eingeleitet wird und solange aufrechterhalten wird bis der Druckstoss G1 den Formstoffbereich A des Druckstosses G2 erreicht.7. The method according to claim 6, characterized in that the pressure surge G 2 is initiated 5 seconds before the pressure surge G 1 and is maintained until the pressure surge G 1 reaches the molding material area A of the pressure surge G 2 .
8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckstoss G2 mit einer maximalen Zeitverzögerung von 195 millisec (ms) gegebenüber dem Druckstoss G1 auf die Formstoffoberfläche zur Einwirkung gebracht und solange aufrechterhalten wird bis der Druckstoss G1 den Formstoffbereich A des Druckstosses G2 erreicht.8. The method according to claim 5, characterized in that the pressure surge G 2 with a maximum time delay of 195 millisec (ms) given above the pressure surge G 1 on the molding material surface and is maintained until the pressure surge G 1 the molding area A of the pressure surge G 2 reached.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einwirkungsdauer des Druckstosses G2 variiert wird.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the duration of action of the pressure surge G 2 is varied.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des Druckstosses G2 während seiner Einwirkungszeit variiert wird.10. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the pressure of the pressure surge G 2nd is varied during its exposure time.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckstoss G2 pulsierend zur Einwirkung gebracht wird.11. The method according to claim 10, characterized in that the pressure surge G 2 is pulsed.
12. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einwirkungsdauer des Druckstosses G2 nur während einer vorbestimmten Zeit des Verdichtungsvorganges aufrechterhalten wird.12. The method according to claim 8, characterized in that the duration of action of the pressure surge G 2 is maintained only during a predetermined time of the compression process.
13. Verfahren zum Verdichten von körnigen Formstoffen, insbesondere Giessereiformstoffen, mittels eines Gasdruckstosses, wobei der Formstoff in eine Formeinrichtung mit einer Modellplatte mit darauf angeordnetem Modell, einem Form- und Füllrahmen eingebracht wird, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte,13. A method for compacting granular molding materials, in particular foundry molding materials, by means of a gas pressure surge, the molding material being introduced into a molding device with a model plate with a model arranged thereon, a molding and filling frame, characterized by the method steps,
- dass auf die Oberfläche der Formstoffmasse ein Druckstoss D1 zum Zeitpunkt t1 zur Einwirkung gebracht wird,that a pressure surge D 1 is brought into effect at time t 1 on the surface of the molding material,
- auf einen von der Oberfläche des Formstoffes in Modellrichtung beabstandeten Formstoffbereich A ein Druckstoss D2 zum Zeitpunkt t2 zur Einwirkung gebracht wird,a pressure surge D 2 is brought into effect at time t 2 on a molding material area A spaced from the surface of the molding material in the model direction,
das durch den Druckstoss D2 in die Formstoffmasse zugeführte Medium aus der Formstoffmasse mindestens teilweise abgeführt wird. the medium fed into the molding material mass by the pressure surge D 2 is at least partially removed from the molding material mass.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft solange abgeführt wird bis der Druckstoss D1 die Modellplatte erreicht.14. The method according to claim 13, characterized in that the air is discharged until the pressure surge D 1 reaches the model plate.
15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das zugeführte Medium aus dem Formraum herausgeführt wird.15. The method according to claim 13, characterized in that the supplied medium is led out of the molding space.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das zugeführte Medium aus dem Formraum abgesaugt rfird.16. The method according to claim 15, characterized in that the supplied medium is sucked out of the molding space.
17. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 13 bis 16, mit einer Formeinrichtung, die eine Modellplatte mit einer Modellanordnung, einen Formrahmen und einen Füllrahmen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im Füll- und/oder Formrahmen Mittel angeordnet sind zur Einleitung des Druckstosses D2, und dass in der Modellplatte Oeffnungen zur Abführung des durch den Druckstoss D2 zugeführten Mediums vorhanden sind.17. Device for performing the method according to claims 13 to 16, with a molding device having a model plate with a model arrangement, a molding frame and a filling frame, characterized in that means are arranged in the filling and / or molding frame for initiating the pressure surge D 2 , and that there are openings in the model plate for removing the medium supplied by the pressure surge D 2 .
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Oeffnungen in der Modellplatte zwischen Formkastenwand und Modellanordnung vorgesehen sind.18. The apparatus according to claim 17, characterized in that the openings are provided in the model plate between the mold box wall and the model arrangement.
19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Oeffnungen innerhalb der vertikalen Projektion des Wirkbereiches des Druckstosses D2 auf der Modellplatte angeordnet sind. 19. The apparatus according to claim 17, characterized in that the openings are arranged within the vertical projection of the effective range of the pressure surge D 2 on the model plate.
20. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Querschnittsflächen der Oeffnungen mindestens 1% der Fläche zwischen Formkasten und Modellwand beträgt.20. The apparatus according to claim 17, characterized in that the sum of the cross-sectional areas of the openings is at least 1% of the area between the molding box and the model wall.
21. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Oeffnungen Abzugsspalten sind.21. The apparatus according to claim 17, characterized in that the openings are withdrawal columns.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Spalten kleiner ist als der Durchmesser eines Formstoffpartikels.22. The apparatus according to claim 21, characterized in that the diameter of the columns is smaller than the diameter of a molding particle.
23. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 22 für die Verdichtung von Sandformen, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckstoss durch einen Impulsgeber erzeugt wird.23. Use of the device according to one of claims 17 to 22 for the compression of sand molds, characterized in that the pressure surge is generated by a pulse generator.
24. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 22 für die Verdichtung von Sandformen, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckstoss durch eine schnelle Verbrennung erzeugt wird. 24. Use of the device according to one of claims 17 to 22 for the compression of sand molds, characterized in that the pressure surge is generated by rapid combustion.
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