JPS6012254A - 高圧ガス式鋳型材料圧密装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、前加圧室を形成する高圧ガス用高圧容器と、
上記容器の下に設けてあって、成形箱と、充填フレーム
と、圧密前の鋳型材料゛がゆるく堆積した原型を備え成
形箱下面を閉鎖する原型プレートとから成る成形室と、
ｍｓの範囲でＭ″放する開閉機構を鳴し前加圧室と成形
室とめ間に設けた開口断面積の大きい弁とから成り、高
圧ガスで鋳型材料を圧密する装置に関する。

［背景技術］ 上記の構成の方法および装置は、本出願の対象に関連す
る内容を有する本出願人の西独特許出願第Ｐ　３２４Ｈ
５１号に記載しである。上記出願の場合、補助手段（例
えば、プレス装置）を使用せずに、鋳型材料の自由表面
に作用する高圧ガスのみによって、原型および原型プレ
ート上にゆるく堆積させた内型砂を圧密する。この方法
の場合、均一で十分な鋳型硬さを得るには、成形室の圧
力を急激に増大する必要がある。この場合、圧密は、鋳
型材料粒子間の衝撃交換と、原型および原型プレートに
よる鋳型材料粒子の制動と、補助的な流動効果とによっ
て行われる。成形室における大きな圧力勾配、即ち、急
速な圧力形成は、第１に、前加圧室の初期圧力（前圧力
）に依存する。即ち、この初期圧力が高ければ高い程、
大きな圧力勾配が得られるが、この初期圧力を形成する
ために必要な設備費も高くなる。前圧力（例えば、工場
の高圧空気系の圧力）が妥当な大きさである場合は、大
きな圧力勾配を得るには、高圧容器と成形室との間の弁
を数ｍｓで開閉する必要がある。

このためには、前記西独特許出願第Ｐ　３２４３９５１
号に記載の如き特殊な構造の弁が必要となる。

〔課　題〕

基準となる別のパラメータは、鋳型材料の自由表面に作
用するガス量であり、このガス量と鋳型材料の量との比
は所定値としなければならない。

例えば、通常の寸法の成形箱の場合、ガス流量は５０ｋ
ｇ／　’ｓよりも大きくしなければならず、最終圧が約
８　ｂａｒの場合、成形室の昇圧速度は３００ｂａｒ／
ｓよりも大きくしなければならない。所要のカス流量お
よびＡ圧速度を得るには、迅速に開閉する弁が必要であ
るのみならず、自由断面積も対応して大きくしなけれ、
ばならない。大きな弁断面および急激な弁開閉に関する
上記条件を満足するには、開閉機構が必然的に大形化す
るにも拘らず開閉機構の質量はできる限り小さくする必
要がある。従って、圧力勾配およびガス流量の制御は、
本質的に、前圧力の調節によって行わざるを得ない。従
って、上記パラメータに直接的に依存する鋳型硬さのｔ
Ｒ整も前圧力によらざるを得ない。このような操作は、
成形機のサイクル時間が短いことから云って、且つまた
、高圧ガスは、一般に、圧力一定のタンクに貯えるが、
燃焼ガス混合物の発熱反応により形成すると云う事実に
鑑み、実現不可能であるか、可能であったとしても、対
応して設備費が高くなる。

本発明の目的は、鋳型硬さを広い範囲に調節できるよう
、冒頭に述べた構造の装置（例えば、特許出Ｍ　Ｐ　３
２４３９５１の対象をなす装置）を改良することにある
。

［発明の開示］ この目的は１本発明にもとづき、圧密に使用する弁に、
−上記弁の開口の自由断面積よりも大きい自由開口断面
積を有し、開閉機構の開放動作の開始前に制御機構によ
って所定の制御断面積に調節できる制御弁を配すること
によって、達成される。制御弁は、前加圧室と圧密弁と
の間に配置するのが好ましいが、圧密弁の後ろに配置す
ることもできる。

高圧容器と成形室との間の弁口体を制御弁として構成し
てフロー断面積を対応して制御することも考えられるが
、このような構成は、上記弁には冒頭に述べた要件が課
せられるので、実際には不可能である。従って、本発明
では別の方策を取る。即ち、上記弁に、所与の前圧力に
おいてガス流量を調節できるよう制御断面積を前調節で
きる別の制御弁を配する。この場合、本来の圧密弁を変
更する必要はない。従って、放圧により達成可能な鋳型
硬さを広い範囲に調整できる。制御断面積を完全に開放
した際に最大の鋳型硬さが得られるよう、あるいは、鋳
型硬さが定められている場合、成形箱の寸法が大き′く
ても鋳型材料を十分に圧密できるよう、制御弁の自由開
口断面積は、圧密弁の自由開口断面積よりもできる限り
大きくすべきである。

好まいぐ実施例では、開閉機構の開放後、制御ａｍによ
って制御弁を閉鎖できる。

かくして、制御弁は、本来の制御機能以外に、安全機能
も果す。即ち、圧密および成形室の排気後且つまた成形
室の下降時、高圧ガスの逸出は、起らないか、起っても
極く少量である。この条件は重要である。何故ならば、
圧密操作後、圧密ずみの鋳型を取出し、成形箱および充
填フレームにあらためて鋳型材料を充填するため、高圧
容器および弁と成形箱および充填フレームとを相互に分
離するからである。この場合、制御弁は、圧密弁が閉鎖
状態になってから開放位置に達するよう、作動させるこ
とができる。

弁開口を高圧容器の底部に設ける場合は、　１つの実施
例にもとづき、制御弁を介して前加圧室に接続してあり
弁開口の方向へのみ開放した高圧ガス用フローチャンバ
を底部の上方に設ける。このフローチャンバは、高圧容
器の前加圧室から弁開口まで高圧ガスを導入するのに使
用する。

ブローチャンバには、例えば、上方へ垂直に延び、弁開
口を囲み、制御弁の自由断面を形成する多数の開口を備
えた壁を設けることができる。この場合、制御機構は、
壁に沿°って案内し、対応する数の開口を設ける。この
実施例では、特に、圧密弁の駆動機構を高圧容器内に設
けることができる。

フローチャンバの垂直な壁の開口および制御機構の開口
は、垂直方向制御スリットとして構成して、その重なり
度合でガス流量を決定するのが好ましい。

圧密弁の自由断面積を最大限に大きくするため、圧密弁
の自由断面は、一般に、成形箱および充填フレームの輪
郭形状に対応させる。即ち、弁開口の輪郭は、木質的に
、長方形とする。この場合、本発明の１つの実施例にも
とづき、長方形の各辺上に立つフローチャンバの少なく
とも２つの壁に制御スリットを設け、制御機構を変位自
在のスリント付プレートとして構成する。

別の方法として、弁開口を囲むフローチャンバの垂直壁
を円形に構成し、上記壁に等間隔を置いて制御スリット
を設けることもできる。この場合、制御機構は、回転自
在のスリット付リングとして構成する。

［発明を実施するための最良の形態１ 図示の実施例を参照して以下に本発明の詳細な説明する
。

図面には、鋳型成形機の圧密装置のうち本発明の理解に
必要な部分のみを示した。マシン架台、成形箱および充
填フレームの昇降装置、完成せる鋳型を成形箱から押出
す装置などは示していない。更に、原型取付装置および
鋳型硬装入装置も、鋳型成形機の分野で公知であるので
、示していない。

原型２を備えた原型プレート　１には、成形箱３が載っ
ており、上記成形箱には、充填フレーム４が載っている
。成形室の上方には、高圧容器５が設けである。図示の
実施例では、高圧容゛器５は、接続８を介して蓄圧器か
ら来る高圧空気または工場の高圧空気系から来る高圧空
気（前圧力が低い場合）を受容する。

高圧容器の底部７は、成形室上方の範囲にロスドル状に
多数の孔８を備えた不動のプレートとして構成しである
。底部７の下面には、弁１０を備えた排出導管を接続し
たフレーム９がフランジ止めしである。フレーム　８を
取付けた高圧容器５と、原型２を設けた原型プレー）１
、成形箱３および充填フレーム４とは、成形室に鋳型材
料を充填するため、相対運動できる。これら双方の構造
グループは、圧密操作前に、統合、押圧し、境界面を密
着させる。

底部７または孔８を備えた底部範囲には、同じく同軸の
多数の孔１２を設けた剛なプレー）１１の形の開閉機構
が共働する。図面の左半部から明らかな如く、底部７の
孔８と弁板１２の孔１２とは、相互にずれており、従っ
て、閉鎖位置において一致しない。

弁板１１は、案内ロッド１４に取付けてあり、この案内
ロッドは、この案内ロッドに沿って摺動する作動ピスト
ン１５によって、弁板の開放位置（図面の右半部に示し
である）から閉鎖位置（図面の左半部に示しである）へ
上昇させることができる。

作動ピストン１５のための、高圧容器５内に固定したシ
リンダ１６には、案内ロッド１４に固定した頂部ビーム
１８と共働する減衰シリンダ１７が設けである。作動ピ
ストン１５の上昇時、上記作動ピストンの上面が上記の
頂部ビーム１８に作用する。案内、ロッド１４には、更
に、底部に支持したハウジング２１内を軸線方向へ運動
できるクランプ部材２ｏと、案内ロッドに設けた別のク
ランプ部材２２とを有するクランプ装置１８が配しであ
る。クランプ部材は、くさびまたは同様のものであって
よい。

上述の一圧密弁には、−調節自在の制御弁が配しである
。図示の実施例の場合、圧密弁の開閉機構は成形室側で
開放しているので、制御弁は圧密弁の前に設けである。

高圧容器５の底部７には、底部７とそれ自体との間にフ
ローチャンバ２３を形成する支持部材２３が設けである
。フローチャンバの周面は、圧密弁８．１１．１２の外
面に沿って立上がる垂直な壁２８によって形成されてい
る。この壁は、円形または長方形に構成でき、同じくス
リット２７を有する制御機構２θによって外側から囲ま
れた同軸の制御スリット２５を有している。制御機構は
、垂直壁２８の形状に応じて、変位自在なプレートまた
はリング部分から構成できる。

以下に装置の作動態様を説明する。

弁の図示の閉鎖位置では、支持部材２３の制御スリット
２５も制御機構２８によって閉鎖され、高圧容器５には
接続６を介して高圧ガスが充填される。

クランプ装置１８はクランプ位置にあるので、弁板１１
は、底部７に押圧、密封される。成形箱３および充填フ
レーム４には、鋳型材料（例えば、鋳型砂）がゆるく充
填されている。開放動作を開始するには、まず、制御機
構２５を変位させて、そのスリット２７を支持部材２３
の制御スリット２５と完全に、または部分的に一致させ
（図面右半部参照）、かくして、高圧ガスをフローチャ
ンバ２４に送る。次いで、機械式安全ロック機構２８を
引出し、クランプ装置１８をブロックした状態において
作動ピストン１５を案内ロッド１４に沿って下方へ摺動
させる。次いで、クランプ装置１８を油圧により開放し
、かくして、案内ロッド１４および弁板１１を開放する
。孔８を介して弁板１１に達した高圧ガスが、弁板１１
を急激に下方へ加速し、その結果、高圧ガスは、孔１２
および弁板の縁部を介して成形案内に流入できるように
なる。フローするガス量、即ち、鋳型材料に作用するガ
ス量は、制御機構２６によって設定した制御断面積（制
御スリット２５゜２７の重なり度合）によって決まる。

開放動作中、案内ロッド１４は、頂部ビーム１８に当接
すると減衰器１７によって制動される。弁板１１は、図
面右半部に示した位置に達する。この間に、鋳型砂は、
加速されるとともに、原型プレート　１および原型２に
よって制動されて圧密される。開放動作の終了後、制御
機構２Ｂは、安全のため、閉鎖位置にもどされる。かく
して、次の充填操作を開始することができ、この場合、
しかも、高圧ガスがフローすることはない。次いで、案
内ロッド１４が、弁板１１とともに、頂部ビーム１８を
介して作動ピストン１５によって上昇され、クランプ装
置によって閉鎖位置に保持される（図面左半部）。安全
ロック機構２８が挿入される。この間に。

成形室になお残存する高圧ガスが弁１０を介して放出さ
れる。

【図面の簡単な説明】

波付の図面は、圧密ユニットの縦断面図である。 ｌ・・・原型プレート、２・・・原型、３・・・成形箱
。 ４・・・充填フレーム、５・・・高圧容器（前加圧室）
８・・・弁開口、１１・・・開閉機構。 ２５、２６：　２７・・・制御弁 出願人　ベーエムデー・バーディッシェ・マシーネンフ
ァブリーク・ ドウルラッハ・ゲーエムベーハー 代理人　弁理士　加　藤　朝　道

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）前加圧室を形成する高圧ガス用高圧容器と、上記容
   器の下に設けてあって、成形箱゛と、充填フレームと、
   圧密前の鋳型材料がゆるく堆積した原型を備え成形箱下
   面を閉鎖する原型プレートとから成る成形室と、ｍＳの
   範囲で開放する開閉機構を有し前加圧室と成形室との間
   に設けた開口断面積の大きい弁とから成る、高圧ガスで
   鋳型材料を圧電する装置において、弁には、弁開口（８
   ）の自由断面積よりも大きい自由開口断面積を有し、開
   閉機構（１１）の開放動作前に制御機構（２６）によっ
   て調節できる制御弁（２５，２６，２７、）が配しであ
   ることを特徴とする装置。 ２）制御弁（２５，２６，２７）が、前加圧室（５）と
   弁開口（８）との間に設けであることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の装置。 ３）制御弁（２５，２７）は、開閉機構（１１）の開放
   動作後に、制御機構（２６）によって閉鎖できることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の装
   置。 ４）高圧容器（５）の底部（７）に弁開口（８）を設け
   た場合は、制御弁（２５，２７）を介して高圧容器（５
   ）に接続してあって弁開口（８）の方向へのみ開放した
   高圧ガス用フローチャンバ（２４）が上記底部の上方に
   設けであることを特徴とする特許請求の範囲第１〜３項
   の−に記載の装置。 ５）フローチャンバ（２４）が、弁開口（８）を囲み、
   上方へ垂直に延び、制御弁の自由断面を形成する多数の
   開口を備えた壁（２９）を有し、制御機構（２６）が、
   壁（２９）に沿って案内してあり、対応する数の開口（
   ２７）を備えていることを特徴とする特許請求の範囲第
   ４項記載の装置。 ６）フローチャンバ（２４）の垂直な壁（２９）の開口
   および制御機構（２６）の開口が、制御スリット（２５
   ，２７）として構成しであることを特徴とする特許請求
   の範囲第５項記載の装置。 ７）弁開口（８）が本質的に長方形の場合は、長方形の
   各辺上に文士がるフローチャン への少なくとも　２つの壁（２９）に制御スリット（２
   Ｂ）を設け、制御機構（２Ｂ）を変位自在のスリット付
   プレートとして構成したことを特徴とする特許請求の範
   囲第４項または第５項記載の装置。 ８）フローチャンバ（２４）の垂直な壁（２９）が、弁
   開口を円形に囲み、等間隔に配置した制御スリット（２
   ７）を備えており、制御機構（２８）が、回転自在なス
   リット付リングとして構成しであることを特徴とする特
   許請求の範囲第４項または第５項記載の装置。 ９）制御弁が、圧密に使用する弁を囲み、昇降ストロー
   クを一前調節できる昇降自在の鐘状体として構成しであ
   ることを特徴とするクレーム第４項または第５項記載の
   装置。