DD210388A3 - Vorrichtung zur verdichtung von koernigen gemischen, vorzugsweise giessereiformstoffen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verdichten von koernigen Gemischen nach dem sogenannten Impulsverfahren, vorzugsweise zur Herstellung von Giessereiformen. Ziel der Erfindung ist eine Vorrichtung, die mit einer leicht verfuegbaren Energieform und hoher Arbeitsproduktivitaet und mit geringem Energiebedarf arbeitet, ohne die Umwelt durch Laerm und/oder Vibration zu belaestigen. Aufgabe der Erfindung ist es, eine nach dem sogenannten Impulsverfahren arbeitende Vorrichtung zu schaffen, bei deren Ventilen die Zeit zur Freigabe des vollen Durchstroemquerschnittes extrem klein ist,die einen kleinvolumigen Impulsraum aufweist u.bei der eine auch teilweise Auskolbung der Formstoffoberflaeche vermieden wird.Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch gekennzeichnet,dass das Ventil als Kolbenlaengsschieberventil ausgebildet ist,das einen Ueberdeckungshub "S" aufweist, welcher so gross ist wie der notwendige Weg zur Beschleunigung des Kolbens aus der Ruhelage bis zur Oeffnungsgeschwindigkeit.

Description

Titel der Erfindung

Vorrichtung zur Verdichtung von körnigen Gemischen, vorzugsweise Gießereiforrastoffen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verdichten von körnigen Geraischen nach dem sogenannten Impulsverfahren, vorzugsweise zur Herstellung von GieSereiforraen.

Charakteristik der bekannten technischen Losungen

Es ist eine Vorrichtung zum Verdienten von Foriistoff durch Einwirkung eines unter Druck stehenden Gases auf den lose geschütteten Formstoff bekannt, bei dem das unter Oberdruck stehende Gas bei seiner Entspannung mittels einer Oberschalldüse in einer Richtung auf bis zu Oberschallgeschwindigkeit beschleunigt wird, wobei die Richtung senkrecht zur Oberfläche des zu verdichteten Formstoffes steht ( DE-OS 31 05 350 ).

Diese Vorrichtung birgt den Nachteil in sich, daß die Gestaltung der Oberschalldüse notwendigerweise ein großes Zusatzvolumen schafft und damit das unter Oberdruck stehende Gas auf einen relativ niedrigen .Vert expandiert wodurch der Wirkungsgrad verschlechtert wird. Es hat sicn gezeigt, daß für den Verdichtungseffekt dis Öffnungszeit der die Gasdurchtrittsöffnungen verschli33enden Ventile wesentlichen Einfluß hat. Die Öffnungszeit der Ventile bzw. des Ventils kann bei dieser Vorrichtung nicht befriedigen. .Weiterhin trifft durch das rechtwinklige Auftreffen der Gasströmung unter jeder Oberschalldüse eine

Auskolkung der Formstoffoberfläche auf, die nachträglich wieder begradigt werden muß.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine Vorrichtung, die mit einer leicht verfügbaren Energieform und hoher Arbeitsproduktivität bei geringem Energiebedarf arbeitet, ohne die Umwelt durch Lärm und/oder Vibration zu belästigen und bei der kostengünstige Formstoffe sowie einfache Formkästen verwendet werden können.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine nach dem sogenannten Impulsverfahren arbeitende Vorrichtung zu schaffen, bei deren Ventilen die Zeit zur Freigabe des vollen Durchströmquerschnitts extrem klein ist, die einen kleinvolumigen Impulsraum aufweist und bei der eine auch teilweise Auskolkung der Formstoffober fläche vermieden wird.

Dazu wird eine Vorrichtung verwendet, bei der über einem mit körnigera Gemisch gefüllten und auf einer Modellplatte abgesetzten Formkasten ein Impulsraum angeordnet ist, der von einem Speicherraum mittels Ventilen getrennt ist, bei der über dem Speicherraum durch eine Trennwand abgegrenzt ein Beaufschlagungsraum angeordnet ist und bei der eine mir dem Ventil verbundene Kolbenstange den Speicherraum durchdringend mit einem im Beaufschlagungsraum befindlichen Steuerkolben verbunden ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Ventil als Kolbenlängsschisberventil ausgebildet ist, das einen uberdeckungshub "S" aufweist, welcher so groß ist wie der notwendige <Veg zur Beschleunigung des Ventil'.colbens aus der Ruhelage bis zur Öffnungsgeschwindigkeit und daß der Steuerkolben mit der Trennwand durch zwei konzentrisch

angeordnete Dichtungen korrespondiert, wobei zwischen den konzentrischen Dichtungen eine erste Steuerleitung mündet und über dem Steuerkolben eine zweite Steuerleitung mündet.

Vorteilhaft ist es, wenn der Steuerkolben einen zylindrischen Vorsprung aufweist, der mit einem ihm entsprechenden Hohlraum im Deckel des Beaufschlagungsraumes korrespondiert.

Zweckmäßig kann es sein, wenn eine Speicherkammer mit mehreren Ventilen oder mehrere Speicherkammern mit je einem oder mehreren Ventilen angeordnet sind.

Ausfuhrunqsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Oie zugehörige Zeichnung zeigt :

Fig. 1: Einen Schnitt durch die Vorrichtung

Eine Modellplatte 1 und ein Formkasten 2 mit aufgelegtem FQllrahmen 17 sind druckdicht mit einem Gehäuse 18 verbunden. Das Gehäuse 13 beinhaltet eine Speicherkammer 9 und den Be'aufschlagungsraum 10. Die Speicherkammer Э ist von dem über dem Formstoff befindlichen Impulsraum 3 durch das Ventil 5 getrennt. Der Formstoff füllt vor dem Verdichten den Formkasten 2 und den Füllrahraen 17 aus. Im Impulsraum sind Luftleiteinrichtungen 4 zur gleichmäßigen Verteilung der impulsartigen Druckwelle angeordnet. Das Ventil 5 ist in geschlossenem Zustand durch den Oberdeckungshub "S" des Kolbens 6 zur Dichtkante 19 des Ventilsitzes gekennzeichnet .

Der Kolben 6 ist durch die Kolbenstange 7 mit dem im Beaufschlagungsraum 10 befindlichen Steuerkolben 3 starr verbunden Zwischen Speicherkammer 9 und Beaufschlagungsraum 10 ist eine Trennwand 11 angeordnet. In der Trennwand 11 ist eine ringförmige mit dem Steuerkolben 8 korrespondierende Dichtung 12 angeordnet, deren Durchmesser kleiner ist, als der Durchmesser des Kolbens 6.

Auf einem größeren Durchmesser, konzentrisch zur Dichtung ist eine weiter« Dichtung 12 am Steuerkolben 8 angeordnet. Zwischen den konzentrisch angeordneten Dichtungen 12 mündet eine erste Steuerleitung 13, die durch die Trennwand 11 geführt ist. Der Steuerkolben 8 weist eine zylindrischen Vorsprung 15 auf, der mit einem ihm maSlich entsprechenden zylindrischen Hohlraum 16 im Deckel des Beaufschlagungsraumes 10 korrespondiert.

Sine zweite Steuerleitung 14 mündet einmal in den Beaufschlagungsraum 10 und ein über ein Drosselventil 20 geführter Abzweig mündet in den zylindrischen Hohlraum In der Speicherkammer Э mündet eine gesteuerte Zuleitung für das Arbeitsgas.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende:

Ober die zweite Steuerleitung 14 wird der Beaufschlagungsraura 10 mit Druckluft gefüllt, so daß der Steuerkolben 3 an der Trennwand 11 anliegt und mittels der inneren Dichtung 12 die Speicherkammer Э nach oben verschließt, gleichzeitig wird mittels der Kolbenstange 7 der Kolben 5 um den Hub "S" über die Dichtkante 19 hinaus nach unten verschoben. Nachfolgend wird über die Zuleitung 21 die Speicherkammer 3 mit Arbeitsgas gefüllt und der Beaufschlagungsraum 10 entlüftet.

Aufgrund der Ourchmesserdifferenz zwischen Kolben 6 und innerer Dichtung 12 bleibt das Ventil 5 durch die Wirkung des Arbeitsgases geschlossen. Nach erfolgter Entlüftung des Beaufschlagungsraumes 10 wird über die erste Steuerleitung 13 die Fläche zwischen den konzentrischen Dichtungen* 12 beaufschlagt. Nach einem geringen Hub wird die inneren Dichtung 12 wirkungslos, das Arbeitsgas wirkt schlagartig auf dis gesamt untere Fläche des Steuerkolbens ein und beschleunigt ihn auf eine hohe Geschwindigksit. Diese hohe Geschwindigkeit ist die Öffnungsgeschwindigkeit des Ventils 5.

Da während dar Beschleunigungsphase des Kolbens 6, die über den Hub "S" erfolgt, das Ventil 5 vorerst noch geschlossen bleibt, erfolgt in einer extrem kurzen Zeit die Freigabe des vollen Durchflußquerschnittes des Ventiles 5 während des restlichen Hubes, zumal sich die öffnungsgeschwindigkeit nach dem Durchlaufen des Hub "S" noch weiter erhöht, da das Arbeitsgas dann auf die untere Seite des Kolbens 6 einwirkt und dadurch auf den Kolben 6 eine weitere Kraft nach oben ausgeübt wird.

Das Arbeitsgas expandiert nun irapulsartig in den Irapulsraum 3, dabei wird mittels der Luftleiteinrichtung 4 eine strömungsgünstige Leitwirkung auf den Gasstrom ausgeübt, so daß die Druckwelle gleichmäßig auf die gesamte Oberfläche des zu verdichtenden Gemisches auftrifft.

Dabei bewirkt das geringe freie Gasvolumen des Impulsraumes 3 einen nur geringen Druckabfall aufgrund der Expansion.

Durch die extrem schnelle Freigabe des vollen Durchflußquerschnitts wirkt ein solcher Druckimpuls auf den Formstoff, daß dieser mit der gewünschten Qualität verdichtet wird.

Mittels des zylindrischen Vorsprungs 15 am Steuerkolben und dem ihm entsprechenden Hohlraum 16 wird ein geräuscharmes Abbremsen der gesaraten bewegten Ventilteile bewirkt.

Danach wird durch die zweite Steuerleitung 14 der Beaufschlagungsraum 10 mit Druckluft gefüllt, so daß das Ventil 5 geschlossen wird. Dabei verbleibt in der Speicherkammer der sich nach der Expansion einstellende Restdruck erhalten, so daß nur bis zum Arbeitsdruck Arbeitsgas durch dia Zuleitung 21 aufgefüllt werden muß.

Nach dem Schließen des Ventils 5 wird der I.upulsraum 3 entlüftet, durch nicht dargestellte Mittel werden Modellplatts Formkasten 2 und Füllrahmen 17 getrennt, sowie ein neuer Formkasten 2 mit Modellplatte 1 und Füllrahmen 17 zusammengefügt, mit Formstoff gefüllt und mit der Vorrichtung in Verbindung gebracht.

Claims (3)

1. - 7 trfindunqsanspruch

   1. Vorrichtung zur Verdichtung von körnigen Gemischen vorzugsweise Gießereiformstoffen - durch Beaufschlagung mit einem unter Druck stehenden Gas, bei der über einem auf einer Modellplatte abgesetzten und mit körnigem Gemisch gefüllten Formkasten (2) ein Impulsraum (3) angeordnet ist, der von einem Speicherraum (Э) mittels Ventil (5) getrennt ist, bei der über dem Speicherraum

   (9) durch eine Trennwand (11) abgegrenzt, ein Beaufschlagungsraum (lOj angeordnet ist und bei der eine mit dem Ventil (5) verbundene Kolbenstange (7) den Speicherraum (9) durchdringend mit einem im Beaufschlagungsraum

   (10) befindlichen Steuerkolben (3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (5) als Kolbenlängsschieberventil ausgebildet ist, das einen Oberdeckungshub "S" aufweist , welcher so groß ist wie der notwendige /Veg zur Beschleunigung des Kolbens (6) aus der Ruhelage bis zur Öffnungsgeschwindigkeit und der Steuerkolben (3) mit der Trennwand (11) durch zwei konzentrisch angeordnete Dichtungen (12) korrespondiert, wobei zwischen den konzentrischen Dichtungen (12) eine erste Stsuerleitung (13) münde*f und über de*» Steuerkolben (3) eine zwa-dts Steuerleitung (14) mündet.
2. 2. Vorrichtung nach Pkt. 1 dadurch gekennzeichnet, daS der Steuerkolben (3) einen zylindrischen Vorsprung (15) aufweist, der mit einem ihm entsprechenden Hohlraum (16) im Oeckel des Beaufschlagungsraumes (10) korrespondiert,
3. 3. Vorrichtung nach Pkt. 1 oder 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicherraum (9) mit mehreren Ventilen (5) oder mehrere Speicherräume (9) mit je einem oder mehreren Ventilen (5) angeordnet sind.

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