NO803671L - Fremgangsmaate og innretning for sammenpakning av formmateriale - Google Patents

Abstract

Formraateriale (9) rystes tii"en bestemt høyde på en modellplate (1) med modell (2) som er omrammet av en. - formkasse (3) og en fyllramme (4).Et hulrom (10) hvori et brensel antennes,dannes ved påsetning av en tildekning (8). Ved den hurtige forbrenning dannes et trykkstt som sammenpakker fcrm-materialet. Den derved dannede trykkgass kan ved hjelp av en blender (24) eller et spjeld (36) avspennes styrt eller regulert slik at en homogent sammenpakket støpe-form dannes i løpet av kort.tid.

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for sammenpakning av formmateriale, spesielt av støperiformmateriale, som angitt i krav l's overbegrep. Oppfinnelsen angår likeledes en innretning for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 5's overbegrep.

Slike fremgangsmåter oppviser økonomiske fordeler overfor mekaniske fremgangsmåter (rysting, stamping) fordi det er mulig å fremstille f.eks. støpeformer eller kjerner ved hjelp av enkle tekniske midler. En dosert mengde formmateriale blir ganske enkelt rystet på modellen eller i en kjerneboks, hvorefter trykkstøt fra en gass ferdigsammenpakker formmaterialet. Trykkstøtet kan tilveiebringes ved hjelp av en slaglignende innslipping av en høytrykksgass i hulrommet eller ved en hurtig forbrenning av brennbare gasser i hulrommet. Ryste- og pressanordninger kan dermed sløyfes.

En fremgangsmåte og en innretning av den sistnevnte

type er beskrevet i US patentskrift 3170202. Med denne innretning kommer imidlertid de trykkgasser som dannes ved forbrenning av et brensel, uregulert ut i atmosfæren via åpninger i flensen mellom brennkammer og fyllramme, og dette er sunnhetsmessig betenkelig. Mens gassene kommer ut, trykkoppheves disse, og trykket i brennkammeret synker, hvorved den samlede gjennomgangsflate for disse åpninger ikke kan forandres for en gitt anordning.

Det har nu vist seg at trykkopphevelsen hhv. trykksenk-ningen varer for lenge, f.eks. 10 sekunder, når den samlede gjennomgangsflate er for liten, slik at de vanlige takt-tider ikke kan overholdes i flere tilfeller. Dersom imidlertid den samlede gjennomgangsflate gjøres større, kan det minste trykk som er nødvendig for å oppnå en god sammenpak-ning, ikke nås. Dessuten er i et slikt tilfelle trykkopp-hevelsesforløpet. for steilt, og bare defekte støpeformer kan fremstilles som oppviser en istykkerreven formbakside og en over formtverrsnittet målt forskjellig sammenpakning som fører til utilfredsstillende støpegodsoverflater.

Det tas ved oppfinnelsen sikte på å tilveiebringe en fremgangsmåte og en innretning som ikke er beheftet med de ovennevnte ulemper. Fremfor alt skal derved en god, homo- gen sammenpakning og formhardhet og dessuten en jevn formbakside oppnås, hvorved trykkavspenningen til atmosfæretrykk er tilstrekkelig kort.

Denne oppgave løses ved hjelp av de karakteriserende trekk ifølge kravene 1 og 5.

Utførelsesformer fremgår av de øvrige patentkrav.

Det er nu mulig å- regulere hhv. å bestemme trykkfor-løpet for den angjeldende drift slik at også kortere takt-tider kan overholdes. Derved kan trykkavspenningen styres eller også reguleres ved hjelp av tilbakekoblede måleappa-rater. Derved unngås en løsning av de ved den foreliggende fremgangsmåte fremstilte støpeformer, spesielt på formens bakside, som følge av en uegnet avspenning av gassen.

Utførelseseksempler av oppfinnelsesgjenstanden er nedenfor nærmere beskrevet under henvisning til tegningen.

På denne viser

Fig. 1 et vertikalsnitt gjennom en første utførelses-form av en innretning ifølge oppfinnelsen for sammenpakning av formsand, med et styreorgan i en gassutslippsåpning, Fig. 2 styreorganet ifølge Fig. 1 i større målestokk,

Fig. 3 et delsnitt av en annen utførelsesform,

Fig. 4 et delsnitt av en tredje utførelsesform og

Fig. 1 et trykk-tids-diagram.

På Fig. 1 er vist en modellplate 1 med en modell 2. To rammer, en formkasse eller formramme 3 og en fyllramme 4 hvori en dosert mengde formmateriale 9 rystes på modellen 2, ligger an mot modellplaten 1. Derefter påsettes en hette-formig tildekning 8 som sammen med formkassen 3, fyllrammen 4 og modellplaten 1 danner et hulrom 10.

Oppfinnelsen er nedenfor beskrevet ved hjelp av en maskin i overensstemmelse med eksplosjonsprosessen, men den kan selvfølgelig anvendes i forbindelse med alle maskiner som kan frembringe et gasstrykkstøt.

En første ledning 11 for tilførsel av et brensel og dessuten eventuelt en annen ledning 13 for tilførsel av et oxydasjonsmiddel strekker seg gjennom tildekningens 8 øvre del. Mellom ledningene 11 og 13 er et tennelement 12 i form av en tennplugg innsatt i foretrukket stilling. Det eksplosjonslignende trykkstøt dannes på grunn av tenningen av brenslet og er tilstrekkelig til å fortette formmaterialet 9 slik at det er ferdig for støping.

I en sidevegg 18 av tildekningen 8 er et trykkstyre-organ 19 bygget inn i en gassutslippsåpning 20 og tjener til styrt senkning av det trykk som dannes ved forbrenn-ingen av brenselblandingen i hulrommet 10. Alt efter hul-rommets 10 størrelse kan flere styreorganer 19 være anordnet for senkning av trykket. En utslippsledning 21 står i forbindelse med alle utslippsåpninger 20 og oppsamler avgassene.

Ifølge Fig. 2 er en av en fjær 26 belastet blender 24 for det selvstyrende utformede styreorgan 19 forsynt med en boring 25, idet dette er anordnet i en hettelignende tildekning 8 (Fig. 1). Fjæren 26 er innestengt av en hylse 30 som er forsynt med en boring 31 og skrudd inn fra side-veggens 18 ytterside, og av blenderen 24. Eksplosjons-trykket trykker blenderen 24 først mot en avtettende anslags-skulder 32 mot fjærvirkningen, slik at bare boringen 25 blir tilbake som gassutløpsåpning gjennom hvilken gassen kan unn-slippe. Efter at trykket i hulrommet 10 har sunket til en bestemt verdi, trykker fjæren 26 blenderen 24 inn i hulrommet, hvorved utslippsåpningen 20 blir større slik at trykket hurtigere kan synke.

Bortsett fra boringen 25 og utettheter mellom delene 1, 3, 4, 8 kan hulrommet stenges. Et trykkavspcnningsforsøk uten forholdsregler ifølge oppfinnelsen er vist ved kurven a-b-c-d på Fig. 5. Fra trykktoppen a som her ligger ved ca.

6 bar (absolutt), faller trykket på hyperbellignende måte. først sterkt, hvorved det asymptotisk nærmer seg horisontalen. Det har vist seg at ved et plutselig trykkfall ifølge kurven a-b-c-é er formmaterialets tetthet innen visse områder lavere enn ved langsom avspenning fordi gassen som.befinner seg i formmaterialet, avspennes for hurtig og derved igjen oppblåser dette i en viss grad og fører til en løsning. Formenes kvalitet ble vesentlig forbedret ved et på forhånd gitt tids-rom av minst 0,5 sekunder, fortrinnsvis 1 sekund, for av spenningen til atmosfæretrykk under størrelsesøkningen av utslippsåpningen 20.

Ved kontinuerlig avs<p>enning av gassene i hulrommet 10 via boringen 25 følger trykket kurven a-b-c-d. Det mulig-gjøres ved o<p>pfinnelsen ved et bestemt trykknivå å la den videre avspenning forløpe hurtigere enn hva som ville ha vært til-fellet uten spesielle forholdsregler.

De stiplede kurver b-e og c-e ifølge Fig. 5 viser to

av disse trykknivåer b og c, hvorved kurven c-e er dårlig valgt da det derved dannes et ustabilt sted ved punktet c under trykkfallet og som kan føre til opphvirvlinger, og fordi dessuten trykkfallet finner sted for hurtig, i løpet av under 0,5 sekunder, innen området c-e. Det er derfor også å anbefale at frigivelsen hhv. størrelsesøkningen av utslippsåpningens 20 tverrsnitt tidsmessig finner sted lineært.

Ved valg av punktet b som trykknivå for åpning av ventilen 19 fås en mykere overgang fra kurven a-b, den første fase, til kurven b-e, den annen fase, hvorved intet knekkpunkt og ingen for hurtig avspenning oppstår.

Fjæren 26 begynner ved punktet b ifølge diagrammet å trykke blenderen 24 bort, slik at avgassgjennomgangsflaten gradvis blir større, hvorved intet knekkpunkt kan opptre. Tidsrommet a-b bør gunstig ligge mellom 0,5 og 1,5 sekunder for at på den ene side en takttid av f.eks. 3 sekunder skal kunne overholdes og på den annen side en for hurtig avspenning av gassen unngås. Avspenningen til atmosfæretrykk for-løper ifølge oppfinnelsen langs kurven a.-b-e, hvorved avsnittet b-e her forløper temmelig lineært i løpet av en tid av ca. 1,5 sekunder og tilnærmet danner en tangent til kurve-avsnittet a-b-c. Det gis reguleringsmuligheter for trykkav-spenningsforløpet ved hjelp av forskjellige boringer 25, 31, fjærer 26 og fjærlengder. For eksempel ville en sterkere fjær forskyve punktet b, hvorved gassutslippåpningen blir større, mot venstre i diagrammet.

Boringen 25 i blenderen 24 er ikke ubetinget nødvendig. Uten boring er blenderen 24 en tetningsplate som f.eks. også kan være et rettvinklet metallblikk som bare er spent fast

på én side. Trykkfallet over avsnittet a-b ville da forløpe

noe mindre steilt. Avspenningen finner da bare sted mellom delene 1, 3, 4, 8 på grunn av kaldere vegger i hulrommet 10

og utettheter.

På Fig. 3 er tildekningen 8 en flat plate. I utslippsåpningen 20 er et avstengningsspjeld 36 anordnet, og ifølge

Fig. 4 er en støtventil 37 anordnet som kan beveges ved hjelp av ikke viste kammer, en slagsylinder eller en tann-stang 38. Sperreorganets 36 hhv. 37 bevegelseshastigheter kan styres eller reguleres ved hjelp av et sentralt styre-anlegg 39 eller ved hjelp av en prosessregnemaskin. Derved kan også andre avspenningshastigheter oppnås som f.eks. for-løper henimot null innen området for punktet e. Styrean-legget kan også være slik utformet at trykkforløpet er uav-hengig av veggens temperatur da denne kan oppvarmes efter lengre driftstider.

Forløpet er f.eks. ved anvendelse av en eksplosjons-maskin slikt at et brensel, f .eks', jordgass innføres i hulrcmmet 10 via den første dyse 11 og et oxydasjonsmiddel, f.eks. luft eller oxygen, via den annen dyse 13 og blandes til en brensel-blanding, antennes ved hjelp av tennelementet 12 og derved bringes til forbrenning. Alt efter typen av det anvendte brensel kan brenselblandingen også dannes før den innføres i hulrommet, som antydet på Fig. 4. Luftoxygenet i hulrommet 10 kan imidlertid også være tilstrekkelig for for-brenningen, og dysen 13 er da unødvendig.

På den beskrevne måte kan ikke bare støperiformmateri-aler, men også andre kornformige materialer, sammenpakkes.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte ved sammenpakning av formmateriale, spesielt støperiformmateriale, hvor en dosert mengde formmateriale rystes inn i et i det vesentlige stengbart hulr-rom og derefter ferdigsammenpakkes ved hjelp av et trykk-støt fra en gass, idet gassen avspennes efter at maksimaltrykket er blitt nådd, karakterisert ved at en gassutslippsåpning frigis eller gis øket størrelse under avspenningen av gassen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at gassuts1ippsåpningen, utgående fra maksimaltrykket, frigis eller økes når et på forhånd valgbart trykknivå er blitt nådd, og at avspenningen av gassen til atmosfæretrykk fra oppnåelsen av det på forhånd valgbare trykknivå og inntil atmosfæretrykk er blitt nådd, varer minst et'halvt sekund. '

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at frigivelsen hhv. stør-relsesøkningen av gassutslippsåpningens (20) tverrsnitt tidsmessig finner sted i det vesentlige lineært.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, karakterisert ved at trykkforlø pet for avspenningen oppviser to faser, hvorav den første fase forløper i overensstemmelse med en hyperbellignende kurve fra maksimaltrykket (a) til det på forhånd valgbare trykk (b) cg den annen fase forløper i det vesentlige lineært fra trykk-nivået (b) inntil atmosfæretrykk (e) er blitt nådd (Fig. 5).

5. Innretning for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 1-4, med en plate (1) for opptak av formmaterialet med minst en på denne hvilende ramme (3,4)og med en tildekning (8) som sammen danner et hulrom (10), og dessuten med minst én gassutslippsåpning (20), karakterisert ved at utslippsåpningens (20) tverrsnitt kan forandres ved hjelp av et styre- eller re-guleringsorgan (19,36,37).

6. Innretning ifølge krav 5, karakterisert ved at styre- eller reguler-ingsorganet er en tetningsplate (24) som virker sammen med en fjær (26) som ved et bestemt trykknivå forskyver tetningsplaten slik at utslippsåpningen (20) frigis.

7. Innretning ifølge krav 5 eller 6, karakterisert ved at tetningsplaten (24) oppviser en boring (25), og at utslippsåpningen (20) blir øket.

8. Innretning ifølge krav 5-7, karakterisert ved at styre- eller reguler-ingsorganet er et avstengningsspjeld (36) eller en støt-ventil (37).

9. Innretning ifølge krav 5-8, karakterisert ved at utslippsåpningen (20) er anordnet i den flate eller hetteformige tildekning (8).

10. Anvendelse av fremgangsmåten ifølge krav 1-4 for støperimaskiner, hvorved trykkstøtet dannes ved hjelp av en hurtig forbrenning av et brennbart rua teri ale eller ved at en ventil for on trykkbeholder åpnes.