DD210530A3

DD210530A3 - Vorrichtung zur erzeugung von druckimpulsen

Info

Publication number: DD210530A3
Application number: DD24582982A
Authority: DD
Inventors: Hasso Hoeber; Heinz Buettner
Original assignee: Giesserei Und Maschinenbau Fer
Priority date: 1982-12-10
Filing date: 1982-12-10
Publication date: 1984-06-13
Also published as: SU1697976A1; CS833283A1; BG46490A1; CS258022B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Druckimpulsen, vorzugsweise zum Verdichten von Giessereiformstoffen, um vorteilhaft Giessformen herstellen zu koennen. Aufgabe der Erfindung ist es, EINE Vorrichtung zu schaffen, mit der bei einem Ausgangsdruck von 6 bis 10 bar, Druckimpulse erzuegt werden, die durch eine Druckanstiegsgeschwindigkeit von ca. 400bar/s bei einer Druckspitze von ca.3 bar charakterisiert sind. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass im Boden eines Speicherbehaelters eines oder mehrere schnelloeffnende Ventile angeordnet sid, wobei die Ventile aus konzentrischen, auf der Innenseite mit dem Speicherdruck belasteten Hohlzylindern bestehen, die in vorzugsweise kegligen, mit dem speichergehaeuse fest verbundenen Fuehrungen gleiten.

Description

Titel der Erfindung Vorrichtung zur Erzeugung von Druckimpulsen Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Druckimpulsen, vorzugsweise zum Verdichten von Gießereiformstoffen, um vorteilhaft Gießformen herstellen zu können.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verdichtung der über einer Modellplatte lose geschütteten Formmasse mittels Druckluft bekannt (DE — AS 1961234). Die bekannte Vorrichtung weist einen mit einer Druckgasquelle verbindbaren Speicherraum auf, der über eine im Gehäuseboden vorgesehene Bohrung mit der Formkammer verbindbar ist. Diese Bohrung ist mit einem Plansitzventil verschlossen, und zwischen Ventil und Formstoff ist eine mit Bohrungen versehene Unterplatte angeordnet, auf der ein kegelförmiger, mit der Spitze der Bohrung zugekehrter Vorsprung vorgesehen ist. Es ist bekannt, daß zur Formstoffverdichtung mittels Druckimpulsen diese mit einer Druckspitze von mind. 3bar bei einer Druckanstiegsgeschwindigkeit von ca. 400 bar/s wirken müssen.

Mit der bekannten Vorrichtung sind diese Parameter, bedingt durch die relativ kleine Bohrung und die schlechte Öffnungscharakteristik des Ventils und nur durch die sehr hoch gespannte Luft im Speicherraum, in der vorgeschriebenen Menge erzielbar. Die Bereitstellung derartig hochgespannter Luft ist durch den zusätzlichen energetischen, maschinellen und personellen Aufwand sehr kostenintensiv.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe Gasdruckimpulse der erforderlichen Parameter mit Druckluft erzeugt werden können, die aus dem betriebsüblichen Druckluftnetz von 6 bis 10 bar Nenndruck entnommen wird und dadurch der energetische, maschinelle und personelle Aufwand gesenkt werden kann.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine aus einem mit einer Druckgasqueile verbindbaren Speicherbehälter bestehende Vorrichtung zu schaffen, in deren Bodenplatte ein bzw. mehrere Ventile angeordnet sind und die bei einem Ausgangsdruck von 6 bis 10 bar solche Gasdruckimpulse erzeugt, die beim Auftreffen auf unverdichteten Formstoff diesen verdichten. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das bzw. die Ventile aus auf der Innenseite mit dem Speicherdruck belasteten dünnwandigen Hohlzy.lindern bestehen, die in mit dem Speicherbehälter festverbundenen dünnwandigen Führungen gleiten, wobei die äußeren und inneren Abmessungen der Führungen mit den inneren und äußeren Abmessungen der Hohlzylinder korrespondieren und die äußerste Führung druckdicht mit dem Gehäuse des Speicherbehälters verbunden ist.

Mit dieser Anordnung ist eine Vorrichtung zur Erzeugung von Druckimpulsen geschaffen, die in extrem kurzer Zeit eine große Durchströmfläche freigibt. Durch die Gestaltung der Ventilkörper als auf der Innenseite mit dem Speicherdruck beaufschlagten Hohlzylindern können diese sehr dünnwandig und damit sehr leicht ausgeführt werden, wodurch kurze Öffnungszeiten (Massenbeschleunigung) erzielt werden

Zweckmäßig kann es sein, daß das Ventil aus nur einem Hohlzylinder sowie einer inneren und einer äußeren Führung

_besteht_ - -' .......

Vorteilhaft ist es, wenn die Hohlzylinder im Querschnitt kreisringförmig sowie die zugehörigen Führungen gestuft zylindrischkeglig-zylindrisch ausgebildet und zueinander konzentrisch angeordnet sind.

Mit einer derartigen Gestaltung wird eine besonders großflächige und strömungsgünstige Durchströmfläche geschaffen. Auch bleibt zu Beginn des Öffnungshubes (geringe Anfangsgeschwindigkeit) der Durchströmquerschnitt zunächst noch geschlossen und wird erst freigegeben, wenn die Unterkante der Hohlzylinder mit höchster Geschwindigkeit die Steuerkante der Führungen passiert. Dadurch wird in extrem kurzer Zeit die gesamte Durchströmfläche freigegeben. Es ist zweckmäßig, wenn für alle Hohlzyiinder ein gemeinsamer Hubantrieb angeordnet ist. Dadurch wird der maschinen-und steuerungstechnische Aufwand gering gehalten.

Es kann aber auch vorteilhaft sein, daß für jeden Hohlzylinder bzw. für Hohlzylindergruppen ein Hubantrieb angeordnet ist.

Zweckmäßig kann es sein, wenn die Hohlzylinder verschieden lang sind und damit die Überdeckungshübe bis zu den Steuerkanten der Führungen verschieden groß sind.

Mit einer derartigen Anordnung ist es möglich, den Durchströmquerschnitt partiell zu verschiedenen Zeiten freizugeben, um eine gewünschte unterschiedliche Verdichtungscharakteristik zu erzielen.

Vorteilhaft kann es sein, daß die äußeren Durchmesser der Führungen in ihrem unteren Bereich einen Vorsprung aufweisen, der bei geschlossenem Ventil mit den Stirnseiten der Hohlzylinder je eine Plansitzdichtung bildet.

Auch kann es vorteilhaft sein, wenn die Hohlzylinder an ihrem oberen Bereich an der Außenseite einen Bund aufweisen, der bei geschlossenem Ventil mit den oberen Stirnseiten der jeweiligen Führung eine Plansitzdichtung bildet. Durch eine derartige Ausbildung ist die Verwendung unproblematischer Dichtungselemente und ein durch Dichtungskräfte ungehindertes Gleiten der Hohizylinder in den Führungen möglich.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

In der zugehörigen Zeichnung zeigt:

Fig. 1: Einen Schnitt durch die Vorrichtung bei geschlossenem Ventil

Fig. 2: Den gleichen Schnitt wie Fig. 1 bei geöffnetem Ventil

Eine Modellplatte 19 und ein Formkasten 20 mit aufgelegtem Füllrahmen 21 sind druckdicht mit der Bodenplatte 2 des Speicherbehälters 1 verbunden. Die Bodenplatte 2 weist eine Kontaktfläche 3 zur dichtenden Auflage auf den Formkasten 20 und vorzugsweise konzentrische kegeiig-kreisringförmige Führungen 4 auf.

Der untere Teii der^;: jhrungen 4 ist zylinderförmig gestaltet, wobei der Übergang zwischen zylindrischem und kegligem Teil

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die Steuerkante 5 bildet. Zwischen den Führungen 4 sind Hohlzylinder 7 jeweils mit ihren Außenseiten an der benachbarten äußeren und mit ihren Innenseiten an der benachbarten inneren Führung 4 gleitend angeordnet. Bevorzugt weisen die Hohlzylinder 7 an ihrem oberen Teil einen Bund 9 auf und die Führungen 4 an ihrem unteren Teil Vorsprünge 6 auf. Der obere Teil der Führungen 4 und die Vorsprünge 6 sind mit Dichtelementen 26 versehen, die mit den Stirnseiten 8 und den Bünden 9 der Hohlzylinder 7 in deren abgesenkter Stellung je eine Plansitzdichtung bilden. Die Hohlzylinder 7 sind mittels einer Traverse 17 an einem Hubantrieb 10 befestigt, der wiederum am Gehäuse des Speicherbehälters 1 befestigt ist. Der Hubantrieb 10 besteht aus einem Zylinder 11, in dem ein Kolben 15 gleitet. Der Kolben 15 ist über eine Kolbenstange 16 mit der Traverse 17 verbunden.

Die Durchtrittsbohrung 12im Boden des Zylinders 11 weist einen mit einer Dichtung 14 versehenen Vorsprung 13auf, wobei der Durchmesser der Durchtrittsbohrung 12 bedeutend größer ist als der Durchmesser der Kolbenstange 16. An der der Durchtrittsbohrung 12 gegenüberliegenden Seite des Zylinders 11 ist eine Kolbenbremseinrichtung 22 angeordnet. Der Zylinderraum zwischen Kolben 15 und Kolbenbremseinrichtung 22 ist als Beaufschlagungsraum 18 gekennzeichnet. In den Beaufschlagungsraum 18 mündet eine Steuerleitung 23 und in den Speicherraum 25 eine Druckluftleitung 24 für das Arbeitsgas. Mit dem unteren Teil des Zylinders 11 ist weiterhin ein Ventil 27 verbunden, mit dem Arbeitsgas aus dem Speicherraum 25 unter den Kolben 15 geleitet werden kann.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende:

In Ausgangsstellung sei die Modellplatte 19, der Füllrahmen 21, der Formkasten 20 mit der Kontaktfläche 3 des Speicherbehälters 1 druckdicht verbunden. Im Formkasten 20 und Füllrahmen 21 befinde sich lose auf das Modell geschütteter Formstoff. Über die Steuerleitung 23 wird der Beaufschlagungsraum 18 gefüllt, wodurch der Kolben 15 auf der Dichtung 14 anliegt und die Hohlzylinder 7 in ihre untere Stellung gelangen, in der sie mittels der Dichtelemente 26 den Speicherraum 25 von der Formkammer dichtend abschließen. Nachfolgend wird über die Druckluftleitung 24 der Speicherraum 25 mit Arbeitsgas bis zum üblichen Netzdruck von 6... 10bar gefüllt.

Bedingt durch den geringen kreisringförmigen Querschnitt des extrem dünnwandigen ausführbaren Hohlzylinders 7 wirkt nur eine geringe Kraft in Schließrichtung. Die Fläche der Durchtrittsbohrung 12 ist etwas kleiner bemessen als die Summe der Hohlzylinderquerschnitte, so daß bei der folgenden Entlüftung des Beaufschlagungsraumes 18 über die Steuerleitung 23 die Hohlzylinder 7 weiterhin in ihrer unteren Stellung verharren. Jetzt wird das Ventil 27 geöffnet und der Kolben 15 schlagartig hach oben bewegt, bis er gegen die Kolbenbremseinrichtung 22 schlägt. Damit gelangen auch die Hohlzylinder 7 in ihre obere Stellung, wobei das Arbeitsgas zwischen den Führungen 4 hindurch impulsartig auf den Formstoff einwirkt und diesen dadurch verdichtet. Nachfolgend wird der Kolben 15 über die Steuerleitung 23 beaufschlagt, so daß die Hohlzylinder 7 wieder in ihre untere Stellung gelangen. Danach wird das Ventil 27 geschlossen, und es kann das erneute Füllen des Speicherraumes 25 erfoigen. In diesem Zeitraum erfolgt der Abtransport der fertigen Form und der erneute Zusammenbau zur Ausgangsstellung.

Claims

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Patentanspruch

1. Vorrichtung zur Erzeugung von Druckimpulsen, bestehend aus einem mit einer Druckgasqueile verbindbaren Speicherbehälter, in dessen Bodenplatte ein schnellöffnendes Ventil angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil aus auf der Innenseite mit dem Speicherdruck belasteten dünnwandigen Hohlzylindern besteht, die in mit dem Speicherbehälter festverbundenen dünnwandigen Führungen gleiten, wobei die äußeren und inneren Abmessungen der Führungen mit den inneren und äußeren Abmessungen der Hohlzylinder korrespondieren und die äußerste Führung druckdicht mit dem Gehäuse des Speicherbehälters verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil nur einen Hohlzylinder sowie eine innere und äußere Führung aufweist.
3. Vorrichtung nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlzylinder im Querschnitt kreisringförmig sowie die zugehörigen Führungen gestuft zylindrisch-keglig-zylindrisch ausgebildet und zueinander konzentrisch angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Punkt 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für alle Hohlzylinder ein gemeinsamer Hubantrieb angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Hohlzylinder bzw. für Hohlzylindergruppen ein Hubantrieb angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Punkt 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlzylinder verschieden lang sind und damit die Überdeckungshübe bis zu den Steuerkanten der Führungen verschieden groß sind.
7. Vorrichtung nach Punkt 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Durchmesser der Führungen in ihrem unteren Bereich einen Vorsprung aufweisen, der bei geschlossenem Ventil mit den Stirnseiten der Hohlzylinder je eine Plansitzdichtung bildet.
8. Vorrichtung nach Punkt 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlzylinder an ihrem oberen Bereich an der Außenseite einen Bund aufweisen, der bei geschlossenem Ventil mit den oberen Stirnseiten der jeweiligen Führung eine Plansitzdichtung bildet.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen