JPS58173056A - 鋳型材料の圧密法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 圧を急激に作用させて、鋳型材料（特に、含水型砂）を
圧密する方法および装置に関する。

この種の圧密法は、多数の実施例として知られており（
例えば、西独公告束１．９６　Ｌ　２３４号、西独公開
第２．９４９．３４０号）、近年、ますます、経済的評
価を得ている、上記の実施例は本質的に、圧力波の生成
態様について相互に異なっている。即ち、ある事例では
、予圧チャンバに含まれる高圧ガスを急激に放圧させ（
上記公告）、別の事例では、可燃性ガス混合物を爆発さ
せて、成形チャンバの面上にガス圧を形成する゛。上記
双方の主要方法以外に、多数の方法が知られているが、
これらは、本発明とは無関係であるので、説明しない。

すべての実施例において、形成された圧力波は、型材料
表面にぶつかり、型材料を圧密する。

この種の型材料圧密の理由および作用は、まだ、最終的
には明確化されていない。しかしながら、流動化作用と
、型材料の粉子に作用する衝撃圧との共働作用によって
圧密が行わｉると云うことは、よく知られている。即ち
、流動化によって、型材相粒子相互間の界面力ならびに
型材料粒子と原型、成形箱または成形フレームとの間の
界面力が減少され、その結果、ガスま°たは隣接粒子か
ら各型材料粒子に加えられる衝撃力が、型材料の充填量
を向上する。

更に、圧密度は、ガス圧力波のパラメータ（圧力、速度
）に依存するのみならず、型材料の充填高さにも依存す
ると云うことが認められている。

即ち、原型上の型材料充填高さには下限があり、この下
限以下では、満足できる圧密度は得られない。一方、上
記充填高さには、上限もあり、この上限以上では、特に
、型背部について、十分な圧密度が得られない。従って
、一般に、過剰の型材料を使用して成形操作を行う。か
（して、前掲第１の事例では、型高さが不必要に大きく
なり、第２の事例では、圧密後余分な型材料を除去しな
げればならない。

本発明の目的は、型材料の使用量を最小として、型の高
さにわたって均一な圧密な行うことができる方法および
装置を提案することにある。

この目的は、本発明にもとづき、型材料の自由表面に通
気性補助部材を載せ、補助部材の自由表面にガス圧を作
用させることによって、達成されろ。

この種の補助部材に関する実験から、対応して最適化す
れば、型の横断面についても高さ方向についても均一な
圧密度を達成できると云うことが判明した。この場合、
原型輪郭上方の型材料充填高さは、型の運搬“所要強度
及び使用所要強度を得るのに必要な寸法に限定できる。

圧密操作時、ガス圧力波は、流動抵抗がそれ程大きくな
い補助部材を通過して、堆積した型材料中に侵入する。

即ち、流動効果は補助部材によって損われることはない
。本来の圧密に役立つ衝撃力は、型材料粒子にも、補助
部材の非通気性部分にも作用する。この場合、この非通
気性部分は、その部分に加えられた衝撃力を型拐刺粒子
に伝達する。

この際、補助部材が、型材料の自由表面に載置されてお
り、型材料表面に勝手には衝突しないことが、肝要であ
る。何故ならば、さもないと、型背部が過早に圧密され
、好ましくないからである。

本発明は、この点において、型材料表面に被覆材（ない
し蓋）を載せる公知の提案と異なる。被覆材が弾性材料
から成る場合も（米国特許第２，８３０，３３９号）、
圧密ピストンの場合と同様、圧密を行うガスが、堆積せ
る型材料中に侵入できず、上記の過早の圧密か起る。爆
発圧密法において型材料表面を完全にまたは部分的に非
通気性被覆材で被う別の公知の提案（西独公開第２．９
４９．５４０号）についても、同様なことが云える。こ
の提案の目的は、型背部における型材料の飛散の防止は
できるがしかし被覆個所はそれほど圧密の高くない領域
を生ずる。

本発明に係る方法によれば、更に、圧密操作後の型材料
表面は、はぼ均一に平担であり、これは公知の方法では
得られなかったものである。型材料の状態が最適化され
ているので、更に、多くの場合に必要な成形制料の余分
な高さを良好に調節でき、特に低くすることができる。

型寸法および型材料充填量が与えられた場合、所定の圧
密度において、補助部材を使用する公知の方法に比して
、ガスエネルギ、即ち、ガス圧及び／又はガス容積を低
減できるので、特に、ガス使用量が減少される。更に、
本発明に係る方法は、型材料を上方から圧密する場合も
下方から圧密する場合も、適用できる。

別の好ましい方策にもとづき、型材料表面に垂直な方向
へ可動な複数の部分により・補助部制を構成することに
よって、各部部分は、圧力波から各部分に加えられる衝
撃力に対応して運動して上記衝撃力を型材料粒子に伝゛
達できる。

別の有利な構成にもとづき、原型輪郭の高い部分の上に
ある型材料の量が、原型輪郭の低い部分の−Ｆにある型
月利の量よりも少なくなるよう、補助部材の各部分は、
原型の輪郭に適合させて配分する。

好ましい構成では、補助部材は、型材料よりも比重の大
きい粒子と、上記粒子を包む通気性で可撓性の外被いと
から構成する。上記補助部材の流動抵抗および−１−記
部材によって作られる推力は、粒子形状および粒子の嵩
比重によってコントロールできるので、補助部材の寸法
ばかりでなく−Ｌ述のパラメータに対して所望の効果を
調節できる。

本発明では、−１−述の方法を実施するため、原型を載
せた原型支持プレートによって一端を閉鎖した成形箱と
、上記成形箱に続く充填フレームと、充填フレーム内の
型月利に急激に作用する高圧ガスを形成または貯蔵する
機構とを有する装置から出発する。

この種の装置は、本発明にもとづき、型材料の自由表面
全体を被う通気性補助部材を上記自由表面に載せること
ができ、圧密処理後、上記自由表面から引離すことがで
きることを特徴とする。

即ち、補助部材は、装置（例えば、成形機）の作動ザイ
クル毎に、成形スペース内に充填した型材料上に載置し
、次いでガス圧力波を作用させ、成形スペースを排気し
た後、圧密された型から引離す。

補助部材は、最も簡単な事例では、多孔板から構成でき
るが、好ましい実施例では、金属粒の集合物と上記集合
物を包む織物とから成る、型材料表面を少くとも部分的
・に被うクッションから構成する。金属粒は、例えば、
顆粒、ショットなどであってよく、一方、織物としては
、合成繊維織物を使用でき、爆発力によって圧密を行い
、対応して昇温する場合は、金属ワイヤの織物を使用す
ればよい。

このような構成の補助部材は、少くなくとも所定範囲内
で可動なよう懸架または支持できるので、降下載置、上
昇離脱でき、またこの部材に作用する力に妨げられるこ
とな゛く追従できる。

本発明を、装置の実施例の縦断面を示す図面を参照して
以下に説明する。

図面に示した如く、原ｍ２を載せた原型支持プレート１
は、成形箱２０下面゛を閉鎖する。成形箱６には、ガス
捕集室５に続く充填フレーム４が載っている。この本来
の成形スペースの−Ｆ方には、閉鎖板６が設けである。

この閉鎖板は、圧密操作前に成形スペースの一部が押圧
されるマンンフレームの固定部材をなす。成形箱６、充
填フレーム４およびガス捕集室の操作に必要な装置なら
びに成形スペースに型砂を充填する装置は、通常の種類
であり、従って、説明しない。

図示の実施例では、高圧ガスを貯蔵するかまたは可燃性
混合ガスを爆発させて高圧ガスを形成する容器７が、導
管８を介して、ガス捕集室５に接続しである。接続導管
８には、場合によっては、開放時に圧力波をガス集合室
に送る弁を設けることができる。

本装置には、更に、圧密操作前に充填フレーム４内の型
材料の自由表面１１に載せる補助部材１０が含まれる。

この補助部材１０は、外側のケーシング１２（例えば、
多孔板、織物、ｅｔｃ、）と、上記ケーシングで囲んだ
、比重の大きい粒子（例えば、金属顆粒、金属ショット
、等）から成る充填材１ろとから構成しである。

図示の実施例では、補助部材１２は、引張ロープ１５を
介して、昇降装置１４に連結してあり、従って、上記昇
降装置によって、型材料表面に降下させ、次いで、圧密
処理した型から引離すことかできる。この場合、引張ロ
ープ１５の長さは、補助部材は、圧密操作時、型部材表
面に垂直な方向へ自由に運動できるよう、十分に余裕を
とる。

補助部材は、上記の如く懸架する代わりに、補助部材に
設けたノツチに係合する対応するツノを介して昇降装置
１４に装着して、完成した型から引上げることができる
。充填せる型材料に補助部材を載せる場合は、」１記ツ
メを外せば、補助部材は、充填せる型材料上に落下する
。

【図面の簡単な説明】

添付の図面は、装置の実施例の縦断面図である。 １・・原型支持プレート、２・・・原型、６・・・成形
箱、４・・・充填フレーム、５・・・ガス捕集室、７・
・・高圧容器、１０・・・補助部材、１１・・・型材料
の自由表面、１２・・・ケーシング、１６・・・粒状充
填材 出願人 ヘーエムテー、ハーテイッンエ、マシーネンファフリー
ク、ドゥルラソ／へ、ケー：、エムベーパー代理人 弁理士　　加　　藤　　朝　　道

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）原型上に堆積させた鋳型材料にガス圧を急激に作用
   させて、鋳型材料（特に、含水型砂）を圧密する方法に
   おいて、型材料の自由表面全体に通気性補助部材を載置
   し、補助部材の自由表面にガス圧を作用させることを特
   徴とする方法。 ２）型材料表面に垂直な方向へ可動な複数の部分から補
   助部材を構成することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の方法。 ６）原型の輪郭に適合する韮う補助部拐の各部分を配分
   して、原型の高い輪郭上にある部分を原型の低い輪郭上
   にある部分よりも小さくすることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の方法。 ４）型材料よりも比重の大きい粒子と、上記粒子を包む
   通気性で可撓性のケーシングとがら補助部材を構成する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１〜３項の−に記載
   の方法。 ５）原型を載せた原型支持プレートによって一端を閉鎖
   した成形箱と、上記成形箱に続く充填フレームと、充填
   フレーム内の鋳型材料に急激に作用する高圧ガスを生成
   または貯蔵する機構とを有する鋳型材料圧密装置におい
   て、型材料の自由表面（１１）全体を被う補助部材を上
   記自由表面に載置可能に配し、圧密処理後に」二記自由
   表面から引離すことができることを特徴とする装置。 ６）補助部材（１０）が、金属粒集合体（１３）と、上
   記集合体を包む織物（１２）とから成り、型材料表面（
   １１）を少くとも部分的に被うクッションから構成しで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の装置
   。 ７）補助部材（１０）が、少（とも一定範囲内で可動な
   よう懸架又は支持しであることを特徴とする特許請求の
   範囲第５項又は第６項記載の装置。