CH672270A5 - - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verdichten von körnigen Formstoffen, insbesondere Giessereiformstoffen, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei den heute bekannten Verfahren zum Verdichten von körnigen Formstoffen mittels eines Gasdruckstosses wird in der Regel ein Durchlass zwischen dem Druckraum und dem Formraum mittels eines Ventils schlagartig geöffnet. Der. Gasdruck im Druckraum überträgt sich dabei innerhalb sehr kurzen Zeiten als ein einmaliger Verdichtungsschlag in den Formraum auf die Oberfläche des zu verdichtenden Formstoffes. Zwischen Druckraum und Formraum stellt sich ein Ausgleichsdruck ein, der dem Maximaldruck entspricht. In der Regel wird der Druck im Formraum während einer vorbestimmten Zeit gehalten. Danach wird durch Entlüftung des Formraumes der Druck abgebaut. Die fertig verdichtete Form kann dann aus der Vorrichtung entnommen werden.

Einer der wesentlichen Vorteile des bekannten einstufigen Luftschlagverfahrens, der weiche Rücken, ergibt durch die besondere Verdichtungscharakteristik einen vom Modell zum Formrücken hin abnehmenden Formfestigkeitsverlauf.

Durch das heftige Abbremsen der Sandkörner auf der Modellplatte wird ein besonders hart verdichteter Bereich in Modellnähe erreicht. Dieser Vorteil ist jedoch mit folgenden Nachteilen verbunden:

— ungleichmässige Formhärten

— Lärm durch den einmaligen, heftigen Verdichtungsschlag

— Verdichtungsfehler infolge der hohen Sandflussge-schwindigkeit.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit dessen Hilfe die Nachteile bekannter Verfahren eliminiert werden, wobei das Formfestigkeitsprofil der verdichteten Form einen vom Modell her zum Formrük-ken hin abnehmenden Formhärte- resp. Formfestigkeitsverlauf aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Lehre des Anspruches 1 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor. Für die Herstellung einer gut verdichteten Form ist bekanntlich nicht der aufgebrachte Druck ausschlaggebend, sondern der Druckgradient, d.h. der Druckanstieg pro Zeiteinheit. Es wird ein Druckstoss ausgelöst, der mit sehr hoher Geschwindigkeit auf die Formstoffmasse einwirkt und diese beschleunigt. Je steiler der Druckgradient, d.h. je grösser der Winkel a ist, umso grösser ist die Beschleunigung der Formstoffmasse. Dies führt dazu, dass die Formstoffmasse auf der Modellplatte sehr heftig abgebremst wird und damit zu hoher Lärmbelästigung führt (Bedienungspersonal).

Grundsätzlich ist der Verdichtungsgrad im Modellbereich zunächst einmal von der Belegung der Modellplatte abhängig. Je enger die Abstände zwischen einzelnen Modellbereichen oder zwischen Modell und Formkastenwand sind, umso problematischer gestaltet sich die Verdichtung dieser Bereiche. Die Schwierigkeiten beginnen schon beim Einfüllen des Formstoffes in den Formkasten. Modellbereiche mit tiefen Taschen oder geringe Modellabstände bzw. Modell-formkastenabstände können während des Einfüllvorganges nicht immer optimal mit Formstoff versorgt werden. Ein nachfolgender heftiger Verdichtungsschlag mit einem steilen Druckanstieg kann dann zu ungleichmässigen Festigkeitswerten und zu Fehlstellen in der verdichteten Form führen.

Es wurde nun festgestellt, dass ein 2-stufiger Gasdruck-stoss zu einer verbesserten Formqualität führt, die im technischen Massstab reproduzierbar herzustellen ist.

Ein erster Druckstoss Dl wird mit einem relativ flachen Druckanstiegsgradienten auf einen vorgegebenen Druck pl gebracht. Die mit dem Druckstoss eingebrachte Luftmenge durchströmt das Sandvolumen und entweicht mindestens teilweise über ein in der Modellplatte angeordnetes Luftabführungssystem. Durch diesen ersten Druckstoss Dl wird

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die Sandmenge ausreichend bewegt, um im Modellbereich eventuelle Ungleichheiten, die während des Einfüllvorganges entstanden sind, auszugleichen, und um eine ausreichende Verdichtung im Modellbereich zu erreichen. Ein anschliessender zweiter Druckstoss D2 wird mit einem wesentlich steileren Druckgradienten auf die Formstoffmasse aufgebracht. Dieser Druckgradient ist gekennzeichnet durch den Winkel al. Der zweite Druckstoss D2 verdichtet die restliche Sandhöhe. Der jeweils durch die Druckstösse Dl und D2 erreichte Druck pl bzw. p2 liegt in einem Bereich von max. 20 bar. Der zwischen den beiden Druckstössen Dl und D2 erreichte Druck p3 ist immer kleiner als der Druck pl, dies vor allem durch den nach Erreichen des Druckes pl einsetzenden gesteuerten Druckabbaus.

Die Anwendung des beschriebenen Verfahrens führt zu ganz besonderen qualitativen Vorteilen in der Formverdichtung. Dadurch, dass die Festigkeit über die Sandhöhe besser steuerbar ist, können gleichmässige Formfestigkeiten sowohl bei niederen als bei hohen Modellen erreicht werden. Der Formrücken bleibt relativ weich, d.h. die für den Giessvor-gang vorgegebene Gasdurchlässigkeit ist gegeben. Dies ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber Verfahren, die mit mechanischer Nachverdichtung arbeiten.

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Claims (11)

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1. Verfahren zum Verdichten von körnigen Formstoffen, insbesondere Giessereiformstoffen, wobei der Formstoff in eine Formeinrichtung mit einer Modellplatte mit darauf angeordnetem Modell und einem Form- und Füllrahmen eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei zeitlich aufeinanderfolgende Druckstösse Dl und D2 auf die Formstoff-Oberfläche zur Einwirkung gebracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckstösse bei unveränderter Sandmenge zur Einwirkung gelangen.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte, dass

— ein erster Druckstoss Dl mit einem Druckanstiegsgradienten al (dp/dt) auf die Formstoff-Oberfläche zur Einwirkung gebracht wird,

— ein zweiter Druckstoss D2 mit einem Druckanstiegsgradienten a2 (dp/dt) in zeitlicher Folge nach dem ersten Druckstoss Dl auf die Formstoff-Oberfläche zur Einwirkung gebracht wird, wobei der Druckgradient des ersten Druckstosses Dl kleiner ist als der des zweiten Druckstosses D2.

4. Verfahren zum Verdichten von körnigen Formstoffen nach einem der Ansprüche 1—3, mittels eines mehrstufigen Gasdruckstosses in einem Formraum, dadurch gekennzeichnet, dass

— ein erster Druckstoss Dl mit einem Druckanstiegsgradienten al auf die Formstoff-Oberfläche zur Einwirkung gebracht wird,

— ein zweiter Druckstoss D2 mit einem Druckanstiegsgradienten a2 in zeitlicher Folge nach dem ersten Druckstoss Dl auf die Formstoff-Oberfläche zur Einwirkung gebracht wird, wobei der im Formraum durch den Druckstoss Dl aufgebaute Druck pl und der durch den Druckstoss D2 aufgebaute Druck p2 innerhalb eines Bereiches von max. 20 bar liegt, und dass nach Erreichen des Druckniveaus pl ein erster Druckabbau auf einen Druck p2 erfolgt, der kleiner ist als pl, und dass nach erfolgtem Druckaufbau auf p2 ein zweiter Druckabbau auf Normaldruck eingeleitet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass während der Einwirkzeit der Druckstösse Dl und/oder D2 im Modellbereich ein in der Modellplatte vorgesehenes Luftabführungssystem aktiv wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckabbau auf p3 sowie Druckabbau auf Normaldruck, mindestens teilweise gesteuert erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckstösse Dl und D2 aus dem gleichen Druckraum erzeugt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckstösse Dl und D2 aus verschiedenen Druckräumen hergeleitet werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckstösse Dl und D2 aus voneinander unabhängigen Öffnungsorganen hergeleitet werden.

10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckstösse Dl und D2 aus dem gleichen Öffnungsorgan hergeleitet werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass al max. 300 bar/sec. beträgt.