JP3900447B2 - 鋳物砂の圧縮装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋳物砂を圧縮する装置に関する。特に、本発明は、排気ベントを備えた模型板の上に、模型と、この模型から離間した状態でこれを側方で取り囲む鋳枠とが置かれ、鋳物砂が鋳枠を充填すべく注入され、この鋳枠内の鋳物砂上部全面に対し、多数の圧縮ガス導管を介して圧縮ガスを流出させる鋳物砂の圧縮装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上述の方法とこれを実施する装置の両方が公知となっている（たとえば、欧州特許公報EP 0 263 977号）。この公報によれば、鋳枠を充填すべく注入された鋳物砂は、模型板上に置かれた模型を取り囲んでいる。この鋳物砂を圧縮するため、鋳枠の上には、スクイ−ズフットおよび複数の圧縮ガス導管を備えるとともに鋳枠に適合したスクイ−ズ装置が置かれる。
【０００３】
その後、まず、圧縮ガスが均等な流量で圧縮ガス導管を介して鋳物砂に供給される。その際、このガスは、スクイ−ズ装置のすべての導管を同時に通過して鋳物砂の中に流入する。鋳物砂はその後、スクイ−ズフットを介して機械的に押圧される。このようにして、模型に忠実に、鋳型の圧縮が、鋳枠全体にわたって達成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特に高さの差が大きい模型で鋳型を作る場合、模型の高い部分と低い部分とを、模型に忠実に圧縮すると、圧縮に引き続いて抜型する際に、ポケット部に生じる鋳型凸部の破断などの抜型不良を起こす惧れがある。本発明は上記の問題に鑑みて成されたもので、本発明は、鋳型の互いに異なる領域において別々の圧縮を達成するとともに、鋳物砂を圧縮すべく費やされるエネルギーを最小限に抑えることができるような、鋳物砂を圧縮する装置を提案することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明における鋳物砂の圧縮装置は、圧縮ガス導管が鋳物砂のほぼ全断面にわたって分散配置されていることと、圧縮ガス導管の少なくとも幾つかからの圧縮ガスの流出が、個別に制御可能であることによって、上記課題が解決される。
【０００６】
本発明による装置によれば、鋳枠の中に配置された鋳型の様々な領域を個別に圧縮することが可能となる。
【０００７】
このように、模型が複雑な場合にも、局所的に最適な圧縮を有効に達成することができる。その時々の要求に応じて、製造すべき鋳型の強度は、様々な領域において幅広い範囲で自由に選択することができる。したがって、模型から鋳型をきれいに抜型することが確実になり、ポケット部に生じる鋳型凸部の破断などの抜型不良を確実に防止することができる。
【０００８】
また、鋳物砂において高い圧縮率での圧縮が不要な領域では、圧縮ガスを所望の強さで予め決定・定義された鋳物砂の箇所に導くことを省略することにより、圧縮に費やされるエネルギーを公知の方法に対して大幅に低減することができる。
【０００９】
複数の圧縮ガス開口の各々またはグループが順々に圧縮ガスにより制御される場合、本発明の有効な発展形成例にしたがって、特に均一な圧縮過程が達成される。これにより、鋳型の内部における圧力上昇を実に様々な程度に設定することができる。
【００１０】
バルブピストンを操作することにより、開口領域または圧縮ガス開口の導管に配置されたオープニングバルブにより圧縮ガス開口が圧縮ガスで制御される場合、圧縮ガス開口の調整が有効に、特に簡単に実施される。好適には圧縮ガス開口の各々が、あるいは圧縮ガス開口のグループが、様々な圧力および／または様々な体積流量の圧縮ガスにより制御される場合、本発明に従った方法は、高度な可変性および自由度を保証する。多数の軽量のバルブピストンは可動性が優れるため、通常の予想に反し、全体として高度の可変性及び自由度を保証する。さらに、バルブが軽量になることで騒音も減少させることができる。なお、バルブピストンを全部同じように作動させることができるのも当然である。
【００１１】
圧縮ガスによる圧縮ガス開口の制御、ならびにこれによる鋳物砂の圧縮のみによって、1つの鋳型が製造されるのを想像することも可能であろう。しかしながら、それ以外にスクイ−ズフットを用いて鋳物砂を圧縮するようにすれば特に有効であり、圧縮度を高めることができる。
【００１２】
その際、スクイ−ズフットの操作を圧縮ガスによる圧縮ガス開口の制御と同時および／またはその後に行うのが、有効である。このようにして、圧縮ガスにより鋳物砂を細やかに、また所望の程度に予備圧縮するとともに、例えば油圧駆動式で高圧を発生することのできるスクイ−ズフットを用いて後工程の圧縮を行うことが可能となる。
【００１３】
簡単な方法においては、これらのスクイ−ズフットは、同じ仕様であり、同じように駆動される。その結果、これらのスクイ−ズフットは、鋳型に均一な圧力を及ぼす。しかしながら、圧縮ガスによる制御の程度を異ならせることにより、鋳型の様々な領域において様々な圧縮が引き起こされることを促進するには、スクイ−ズフットの各々またはグループが、互いに独自のスクイ−ズ圧を発生するようになっていれば、特に有効である。
【００１４】
特に、模型に忠実な鋳型を製造する場合には、造型困難な境界領域に配設された圧縮ガス開口のみを個別に調整できるように構成することが考えられる。しかしながら、本発明に従った装置の使用帯域幅を広げつつ、すべての圧縮ガス開口からの圧縮ガスの流出を個別に制御できるようにするのが、好適である。このようにすれば、縁部領域においても、またどのような任意の模型に対しても、鋳物砂の圧縮を最適に行うことができる。
【００１５】
本発明の有効な発展形成例にしたがえば、装置の製造コストを低減するとともにその構造を簡素化すべく、少なくとも個別に調整可能な圧縮ガス開口は、その開口領域または導管において、圧縮ガスの流出を制御するオープニングバルブを1つずつ有している。各圧縮ガス開口が好適にも、その開口領域または導管においてオープニングバルブを有する場合、この装置を特にフレキシブルに使用することができる。
【００１６】
また、オープニングバルブが制御可能なバルブピストンを1つずつ有していれば、バルブの構造および動作の安全性にとって特に有効である。
【００１７】
本発明の有効な発展形成例にしたがえば、バルブピストンは、バルブの排気側に向けられたピストンヘッドとピストン側壁との間の遷移領域において、傾斜したリング面を1つずつ有している。その結果、バルブピストンの内部空間を、圧縮ガスポート（特により簡単なのは、オープニングバルブまたはその一部の周囲に配設された圧力容器である）から得られる圧力よりも低い圧力のガスで制御することにより、バルブの操作が特に簡単になる。ピストン外面における傾斜したリング面に圧縮ガスが作用することにより、この場合、各バルブの簡単かつ迅速な開放が保証される。かくして、バルブピストンヘッドの外縁のリング面が傾斜しているため、バルブピストンの内部空間の排気を行いつつ圧縮ガスによる制御を行うと、バルブが開くようになっている。
【００１８】
バルブの排気側に向けられたバルブピストンのヘッド面が、ピストンの中央に対して対称に配置された領域に向かって、ピストンヘッドから離れるように凹状に湾曲している場合、圧縮ガス開口から流出する圧縮ガスの流れは、層流状態になっている。
【００１９】
本発明の他の有効な発展形成例にしたがえば、スクイ−ズフットは、互いに独立に操作可能となっており、鋳型が予め定められた目的に適った程度に圧縮強化されるように、使用することができる。さらに配管装置の上部に多数の圧縮ガス導管の上端の開口に共通連通させて設けた圧力容器に加えて、さらに、単独若しくは少数の圧縮ガス導管に連通した別個の単独又は複数の圧力容器を有し、該圧力容器内のガス圧よりも低いガス圧の圧縮ガスに減圧して該上部開口を開放させる制御弁に連通するオ−プニングバルブをそれぞれ配設してもよい。このようにすれば、たとえば、鋳枠の四隅のみを別の構成で制御することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明は、幾つもの実施形態を許容するものである。以下、添付図面に基づき発明を説明する。図１は、鋳物砂を圧縮する本発明にしたがった装置の側方断面図である。図２は、図1のバルブピストンの拡大図である。
【００２１】
図1は、鋳物砂を圧縮する装置を示す側方断面図である。この装置は模型板3を有しており、その上には、模型4が置かれている。模型4は、同様に模型板3の上に置かれた鋳枠6の中に配置された鋳物砂5によって囲まれている。模型板4は、その縁部領域に排気ベント2を備えている。
【００２２】
配管装置1のチャンバ22が、鋳枠6の上に配置された盛枠21の上に載っている。鋳枠6の他、盛枠21にも鋳物砂5を投入することができる。チャンバ22は、圧力シールされた状態で盛枠21の上に置かれる。盛枠21は、同様に圧力シールされた状態で、鋳枠6および模型板3と結合されている。
【００２３】
チャンバ22は、配管装置1および鋳枠6とは反対側の端部において、例えば圧縮空気のような圧縮ガスで満たされた圧力容器18と連通している。圧力容器18は、配管装置1に隣接している。配管装置1の中には、圧縮ガス開口7を備えた複数の圧縮ガス導管9と、スクイ−ズフット8および図示されないプランジャピストンを備えた複数のスクイ−ズ機構とが配設されている。
【００２４】
圧縮ガスは、圧力容器18から直接圧縮ガス導管9に供給される。その際、圧力容器18の底部領域に配設されたオープニングバルブ10は、開口7からの圧縮ガスの流出を制御する。オープニングバルブ10は、制御配管17を介して制御弁16により空気式に操作されるバルブピストン11を備えている。ここで、バルブピストン11は、互いに独立に操作できるようになっている。
【００２５】
オープニングバルブ10の構成を明らかにするため、図1の細部を拡大して図２に示してある。図２を参照すると、バルブピストン11が壷状に構成されており、側壁12ならびに底部15を有することが分かる。側壁12から底部15にかけての遷移部は、傾斜したリング面13により形成されている。バルブの排気側に向けられた底面14は、ピストンの中央に対して対称に配置された領域25に向かって、底部15から離れるように凹状に湾曲している。
【００２６】
配管装置1は、盛枠21の上に置いたり、圧縮工程終了後に盛枠21から再び取り除いたりすることができるように、高さ方向にスライド調整可能となるように配設するのが有効である。スクイ−ズ工程を開始する前に、配管装置1を盛枠21の上に置くことにより、まず、配管装置1と盛枠21と鋳枠6と模型板3との間において、圧力シールされた結合状態が得られる。
【００２７】
次に、制御弁16と制御配管17を利用して、圧力容器18において使用される圧力よりも低い圧力を、ピストン内部空間26を減圧することで生ぜしめることにより、バルブ10のバルブピストン11が押し上げられて開かれる。その際、バルブピストン11の傾斜したリング面13に作用を及ぼす圧縮ガスにより、バルブ10は迅速に開かれる。各バルブ10は制御配管17を介して1つの制御弁16と結合されているため、−制御弁16が互いに独立に操作可能である場合−鋳物砂5の所定領域を圧縮するための圧縮ガス開口7のみが、圧縮ガスを流出させる。
【００２８】
例えば、プログラム制御を利用して、圧縮ガスの圧縮ガス開口7からの流出の位置、時点、継続時間および順序を予め定めておき、このようにして圧縮過程を決定することが考えられる。このように、目的に適った圧縮が可能となる。
【００２９】
また、バルブ10に互いに異なるオープニングストロークを持たせることも考えられる。例えば、最小のオープニングストロークを有するバルブ１０においてバルブ１０の開放が開始され、続いて、より大きなオープニングストロークを有するバルブ１０が開き方向に切り替えられる場合、最初はゆるやかであるがその後上昇勾配が増していくような圧力上昇曲線が得られる。
【００３０】
これに対して、同じオープニングストロークを有するバルブが相前後して開かれる場合、曲線はリニアに上昇する。高い圧縮率を得るため、すべてのオープニングバルブ10を同時に開く際に、空気の圧力上昇が鋳型空間内で達成できるように、圧縮ガス導管9および圧縮ガス開口7が設計されていれば、好ましい。
【００３１】
開口7から流出する圧縮ガスは、鋳物砂5を圧縮して、模型板3の排気ベント2を通って装置から排出される。
【００３２】
圧縮ガスが排出された後、スクイ−ズ機構のスクイ−ズフット８を利用して鋳物砂5をさらに圧縮することができる。その際、スクイ−ズフット8は鋳物砂5をまとめて押圧する。その際、圧縮ガス開口7からさらに圧縮ガスが流出される場合には、スクイ−ズ作用を強化すべく開口7から流出する圧縮ガスによってさらに付勢される様に、面積の大きな面を、各スクイ−ズフット8に持たせるのが好ましい。
【００３３】
しかしながら、圧縮工程を比較的低い強度で均一に行うには、スクイ−ズ機構を介した圧縮を省略して、その代わりに、可能な限り多くの圧縮ガス開口7から圧縮ガスを流出させることを選択するのが、特に有効な場合もある。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は上記の説明から明らかなように、本発明によれば、鋳枠のほぼ全断面にわたって分散配置された複数の圧縮ガス導管の各々またはグループが、圧縮ガスポートで分離された圧縮ガスにより制御されることと、これらの圧縮ガス導管から流出する圧縮ガスが、圧縮ガスにより制御される開口に対向する領域において鋳物砂を圧縮するようにしたため、鋳型全体を、様々な領域において様々な程度で圧縮することができる。鋳枠の中に配置された鋳型の様々な領域を個別に圧縮することが可能となる。
【００３５】
このように、模型が複雑な場合にも、局所的に最適な圧縮を有効に達成することができる。その時々の要求に応じて、製造すべき鋳型の強度は、様々な領域において幅広い範囲で自由に選択することができる。したがって、模型から鋳型をきれいに抜型することが確実になり、ポケット部に生じる鋳型凸部の破断などの抜型不良を確実に防止することができるなど本発明の産業界に与える効果は著大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 鋳物砂を圧縮する本発明にしたがった装置の側方断面図である。
【図２】 図1のバルブピストンの拡大図である。
【符号の説明】
1 配管装置
2 排気ベント
3 模型板
4 模型
5 鋳物砂
6 鋳枠
7 圧縮ガス開口
8 スクイ−ズフット
9 圧縮ガス導管
10 オープニングバルブ
11 バルブピストン
12 ピストン側壁
13 リング面
14 凹状の底面
15 底部
16 制御弁
17 制御配管
18 圧力容器
21 盛枠
22 チャンバ

Claims (3)

1. 上下端に開口を有する多数の圧縮ガス導管９，９を上下に貫通して設けた配管装置１の上部に、前記圧縮ガス導管９，９の上端のそれぞれの開口に共通連通させて圧力容器１８を設け、前記各上端開口上部に、前記圧力容器１８内のガス圧よりも低いガス圧の圧縮ガスに減圧して該上端開口を開放させる制御弁１６，１６に連通するオ−プニングバルブ１０，１０をそれぞれ配設し、前記配管装置１として多数の圧縮ガス導管９，９に加えて多数のスクイ−ズフット８、８を含むスクイ−ズ機構を備え、前記オ−プニングバルブ１０，１０が全て別々に操作される前記制御弁１６，１６に連通されており、前記圧縮ガス導管９，９の下端の開口に対向する鋳物砂の領域を圧縮ガスにより圧縮することを特徴とする鋳物砂の圧縮装置。
2. 前記オ−プニングバルブ１０が断面Ｕ字状に形成され、その側壁１２をバルブピストン１１に構成したことを特徴とする請求項１に記載の鋳物砂の圧縮装置。
3. 前記オ−プニングバルブ１０の側壁１２から底部１５にかけての遷移部が傾斜したリング面１３に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項２のいずれかに記載の鋳物砂の圧縮装置。

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