DD225848A3

DD225848A3 - Vorrichtung zum verdichten von giessereiformstoffen mittels druckimpulsen

Info

Publication number: DD225848A3
Application number: DD24769883A
Authority: DD
Inventors: Hasso Hoeber; Heinz Buettner
Original assignee: Giesserei Und Maschinenbau Fer
Priority date: 1983-02-03
Filing date: 1983-02-03
Publication date: 1985-08-07
Also published as: BG44569A1; SU1510978A1; CS266457B1

Abstract

Die Vorrichtung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Giessformen aus ton- oder quellbinderhaltigem Formstoff mittels einem oder mehreren Druckimpulsen. Ziel der Erfindung ist eine Vorrichtung, die mit einfachen maschinellen Mitteln herstellbar ist und die beim Gebrauch einen geringen und leicht bereitstellbaren Energieeinsatz benoetigt. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der bei einem Ausgangsdruck von 0,6 bis 1 MPa Druckimpulse erzeugt werden die durch eine Druckanstiegsgeschwindigkeit von etwa 40 MPa/s bei einer Druckspitze von etwa 0,3 MPa charakterisiert sind. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass in der Bodenplatte (2) eines mit einer Druckgasquelle verbindbaren Speicherbehaelters (1) mehrere schnelloeffnende Ventile angeordnet sind, derart, dass die Bodenplatte (2) aus zwei mittels Rippen (3) verbundenen Ebenen gebildet wird, die obere Ebene als druckdichte Platte (4) mit Bohrungen (5) ausgebildet ist und die untere Ebene aus unter den Bohrungen (5) angeordneten scheibenfoermigen Elementen (6) besteht und die in den Bohrungen (5) gleitenden Ventilkoerper bei geschlossenem Ventil mit ihren unteren Stirnseiten auf den scheibenfoermigen Elementen (6) dichtend aufliegen. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Gießformen aus ton- oder quellbinderhaltigem Formstoff mittels einem oder mehreren Druckimpulsen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Aus der DE-AS 1097622 ist es bekannt, Formstoff durch impulsartiges direktes Beaufschlagen mit Druckluft zu verdichten. Dieses Prinzip findet in der DE-OS 3202395 eine Ausgestaltung, in der zum Auslösen der Druckimpulse eine Verschlußeinrichtüng vorgeschlagen wird, die als großflächiges Teller- oder Klappenventil ausgebildet ist. Mit einem solchen Ventil ist, wie die Praxis gezeigt hat, ein für die Formstoffverdichtung erforderlicher Druckimpuls (Druckanstiegsgeschwindigkeit über dem lose geschütteten Formstoff ca. 40 MPa/s bei einer Druckspitze von mind. 0,3 MPa) auf Grund der Öffnungscharakteristik eines derartigen Ventils kaum zu erreichen. Zur Überwindung dieser Schwierigkeit wird in der genannten OS eine Beschleunigung der als Freistrahl wirkenden Druckweile mittels Lavaldüsen vorgeschlagen. Dadurch entsteht aber ein großer maschinentechnischer Herstellungsaufwand für die Vorrichtung. Weiterhin bewirkt die Anordnung von Lavaldüsen eine Vergrößerung des Entspannungsvolumens, wodurch die Wirksamkeit des Verfahrens gemindert wird und durch erhöhten Energieeinsatz kompensiert werden muß.

Es wurde auch bereits vorgeschlagen, daß die Ventile aus konzentrisch angeordneten, auf ihrer Innenseite mit dem Speicherdruck belasteten Hohlzylindern bestehen, die in mit dem Speicherbehälterfestverbundenen 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 verbunden ist. Eine derartige Ausbildung erfordert jedoch für die Herstellung der Vorrichtung einen relativ großen maschinentechnischen Aufwand.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Verdichten von Gießereiformstoff mittels Druckimpulsen zu schaffen, die mit geringem maschinellem Aufwand herstellbar ist und deren Energiebedarf beim Gebrauch gering ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe es gelingt, bei einem Ausgangsdruck von 0,6 bis 1 MPa solche Druckimpulse auf unverdichteten Formstoff wirken zu lassen, die eine hohe Verdichtung des Formstoffes bewirken.

Dabei soll die Vorrichtung mit einfachen maschinellen Mitteln herstellbar sein.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in der Bodenplatte eines mit einer Druckgasquelle verbindbaren Speicherbehälters mehrere schnellöffnende Ventile derart angeordnet sind, daß die Bodenplatte aus zwei mittels Rippen verbundenen Ebenen gebildet wird, wobei die obere Ebene als druckdichte Platte mit Bohrungen ausgebildet ist und die untere Ebene aus unter den Bohrungen angeordneten scheibenförmigen Elementen besteht und die in den Bohrungen gleitenden Ventilkörper bei geschlossenem Ventil mit ihren unteren Stirnseiten dichtend auf den scheibenförmigen Elementen aufliegen.

Mit einer derartigen Ausbildung gelingt es, in extrem kurzer Zeit eine große Durchströmfläche freizugeben. Durch die Gestaltung der Ventilkörper als auf ihrer Innenseite mit dem Speicherdruck beaufschlagte Hohlzylinder können diese sehr dün; .wandig und damit sehr leicht ausgeführt werden, wodurch wiederum kurze Öffnungszeiten (Massenbeschleunigung) erzielt werden.

Die Vorrichtung ist mit allgemein üblichen Werkzeugmaschinen herstellbar.

Vorteilhaft ist es, wenn die scheibenförmigen Elemente trogartig ausgebildet sind. Dadurch entsteht der Vorteil, daß zu Beginn des Öffnungshubes (geringe anfängliche Hubgeschwindigkeit) der Durchtrittsquerschnitt zunächst noch geschlossen bleibt und erst freigegeben wird, wenn die Unterkante der Hohlzylinder mit höchster Geschwindigkeit die Steuerkante des Troges passiert. Dadurch wird die Öffnungszeit für den Durchströmquerschnitt weiter verkürzt.

Zweckmäßig ist es, wenn die Hohlzylinder in ihrem oberen Bereich am äußeren Durchmesser einen Bund aufweisen, der bei geschlossenem Ventil auf der Platte dichtend aufliegt. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß die Passung zwischen Hohlzylinder und Bohrung mit relativ großem Spiel ausgeführt werden kann.

Vorteilhaft kann es sein, daß die Hohlzylinder an einem gemeinsamen Hubmechanismus befestigt sind. Bei dieser Gestaltung ergibt sich der Vorteil des geringen maschinellen und steuertechnischen Aufwandes für den Hubmechanismus, sowie gleiche Hubcharakteristik für alle Hohlzylinder. Zweckmäßig kann es sein, wenn die Ventilkörper (Hohlzylinder) von nichtkreisförmigem Querschnitt sind.

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Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

In der zugehörigen Zeichnung wird gezeigt:

FIG. 1: Ein Schnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung in geschlossenem Zustand FIG.2: Eine Einzelheit „E" nach FlG. 1

FIG.3: Die Einzelheit „E" bei geöffnetem Ventil

Eine Modellplatte 11 und ein Formkasten 12 mit aufgelegtem Füllrahmen 13 sind druckdicht mit der Auflagefläche 14 des Speicherbehälters 1 verbunden. Der Speicherbehälter 1 weist weiterhin eine Bodenplatte 2 auf, die in zwei durch Rippen 3 verbundenen Ebenen ausgeführt ist. Die obere Ebene sei als Platte 4 bezeichnet, die Bohrungen 5 aufweist, in denen als Ventilkörper Hohlzylinder 7 gleiten. Die untere Ebene der Bodenplatte 2 besteht aus scheibenförmigen Elementen 6, die vorzugsweise trogartig gestaltet sind und auf denen die unteren Stirnseiten der Hohlzylinder 7 bei geschlossenem Ventil dichtend aufliegen. Der obere Rand der trogartig gestalteten scheibenförmigen Elemente 6 umschließt nahezu dichtend die Hohlzylinder 7 und wird als Steuerkante 10 bezeichnet. Bevorzugt weisen die Hohlzylinder 7 an ihrem.oberen Teil einen Bund 8 auf, der bei geschlossenem Ventil dichtend auf der Platte 4 aufliegt. An den Dichtstellen zwischen unterer Stirnseite der Hohlzylinder 7 und den scheibenförmigen Elementen 6 bzw. zwischen den Bünden 8 und der Platte 4 können jeweils Dichtelemente 15 bzw. 16 angeordnet sein. Die Hohlzylinder7 sind über eineTraverse 17 mit dem Hubmechanismus 9 verbunden.

Der Hubmechanismus 9 besteht aus einem Zylinder 18 in dem ein Kolben 19 gleitet. Der Kolben 19 ist mittels einer Kolbenstange 20 mit derTraverse 17 verbunden.

Im Boden des Zylinders 18 ist für den Durchlaß der Kolbenstange 20 eine Durchtrittsbohrung 21 vorgesehen, deren Querschnittsfläche etwas kleiner bemessen ist als die Summe aller Kreisringquerschnitte der Hohlzylinder 7. An der Durchtrittsbohrung 21 ist ein in den Zylinder 18 weisender Vorsprung 22 mit Dichtung 23 vorgesehen. An der der Durchtrittsbohrung 21 gegenüberliegenden Seite des Zylinders 18 ist eine Kolbenbremseinrichtung 24 angeordnet. Der Zylinderraum zwischen Kolben 19 und Kolbenbremseinrichtung 24 ist als Beaufschlagungsraum 25 gekennzeichnet. In den Beaufschlagungsraum 25 mündet eine Steuerleitung 26 und in den Speicherbehälter 1 eine Druckluftleitung 27 für die Zuführung des Arbeitsgases. Der untere Teil des Zylinders 18 ist mit dem Speicherbehälter 1 über eine Leitung 28 und ein Ventil 29 verbunden, so daß Arbeitsgas aus dem Speicherbehälter 1 unter den Kolben .19 geleitet werden kann. Im Bereich der Rippen 3 sind vorteilhafterweise Strömungsbegünstigende Luftleiteinrichtungen 30 angeordnet.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende:

Die von der Modellplatte 11, Formkasten 12, Füllrahmen 13 und Bodenplatte 2 umgrenzte Formkammer sei mit lockerem Formstoff gefüllt. Über die Steuerleitung 26 wird der Beaufschlagungsraum 25 mit Druckluft beaufschlagt, wodurch der Kolben 19 und damit die Hohlzylinder 7 in ihre untere Stellung gelangen. Dabei schließen die Hohlzylinder 7 mittels der Dichtungen 15 und 16 den Innenraum des Speicherbehälters 1 druckdicht von der Formkammer ab. Nachfolgend wird über die Druckluftleitung 27 der Innenraum des Speicherbehälters 1 mit Arbeitsgas bis zum üblichen Netzdruck von 0,6 bis 1,0MPa gefüllt.

Nachfolgend wird der Beaufschlagungsraum 25 entlüftet. Bedingt durch den geringen kreisringförmigen Querschnitt der extrem dünnwandig ausführbaren Hohlzylinder 7 wirkt weiterhin eine kleine Kraft in Schließrichtung, die jedoch in Abhängigkeit von der Bemessung des Querschnittes der Durchtrittsbohrung 21 ausreicht, die Hohlzylinder 7 in ihrer unteren Stellung (Schließstellung) zu halten.

Durch die Betätigung des Ventils 29 wird die untere Seite des Kolbens 19 mit dem Speicherdruck beaufschlagt und dadurch schlagartig nach oben bewegt, wo er durch die Kolbenbremseinrichtung 24 angehalten wird. Damit gelangen auch die Hohlzylinder 7 schlagartig in ihre obere'Stellung, wobei nach dem Passieren der Steuerkanten 10 durch die unteren Stirnseiten der Hohlzylinder 7 das Arbeitsgas impulsartig durch die Bodenplatte 2 auf den Formstoff einwirken kann und diesen dabei verdichtet.

Es kann vorteilhaft sein, wenn die einzelnen Ventile verschiedene Öffnungszeitpunkte aufweisen. Das kann dadurch erreicht werden, daß die Steuerkanten 10 in verschiedenen Höhen angeordnet sind, daß die Hohlzylinder verschieden lang sind, der Abstand zwischen Platte 4 und scheibenförmigem Element 6 entsprechend unterschiedlich groß ist, oder daß einzelnen Ventilen oder Ventilgruppen separate Hubmechanismen 9 zugeordnet sind.

Nachfolgend wird der Kolben 19 über die Steuerleitung 26 beaufschlagt, so daß die Hohlzylinder 7 wieder in ihre untere Stellung gelangen und gleichzeitig wird das Ventil 29 auf „Entlüften" geschaltet. Danach erfolgt das erneute Füllen des Speicherbehälters 1 über die Druckluftleitung 27 mit Arbeitsgas. Im gleichen Zeitraum erfolgt in bekannter Weise der Abtransport der fertigen Form und der erneute Zusammenbau der Formkammer.

Claims

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Erfindungsansprüche:

1. Vorrichtung zum Verdichten von Gießereiformstoffen mittels Druckimpulsen, bestehend aus einem mit einer Druckgasquelle verbindbaren Speicherbehälter, in dessen Bodenplatte ein, vorzugsweise mehrere schnellöffnende Ventile angeordnet sind, deren Veritilkörper als extrem dünnwandige auf ihrer Innenseite mit dem Speicherdruck belastete Hohlzylinder ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (2) aus zwei mittels Rippen (3) verbundenen Ebenen gebildet wird, wobei die obere Ebene als druckdichte Platte (4) mit Bohrungen (5) ausgebildet ist und die untere Ebene aus unter den Bohrungen (5) angeordneten scheibenförmigen Elementen (6) besteht und die in den Bohrungen (5) gleitenden Ventilkörper bei geschlossenem Ventil mit ihren unteren Stirnseiten auf den scheibenförmigen Elementen (6) dichtend aufliegen.
2. Vorrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (6) trogartig ausgebildet sind.
3. Vorrichtung nach Punkt 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlzylinder (7) in ihrem oberen Bereich am äußeren Durchmesser einen Bund (8) aufweisen, der bei geschlossenem Ventil auf der Platte (4) dichtend aufliegt.
4. Vorrichtung nach Punkt 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlzylinder (7) gemeinsam an einem Hubmechanismus (9) befestigtsind.
5. Vorrichtung nach Punkt 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlzylinder (7) und die entsprechenden Bohrungen (5) von nichtkreisförmigem Querschnitt sind.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen