JPS646855B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はゆるく注加した鋳型成形砂を圧縮する
方法に関するものであり、この方法を実施するた
めの装置に関するものである。

従来、鋳型成形砂を圧縮するには圧縮性ガスの
パルスを用いる装置が知られている。例えば西独
国特許1097622号明細書には鋳型成形砂を圧縮空
気で圧縮する装置が示されている。圧縮空気ベル
の下部取付板には、レバーによつて急に開口する
ことができるバルブを備えた開口部があり、加圧
下の空気のサージングが空気ベルの下にある充て
んフレーム内の砂に作用し、これにより空気のサ
ージングが砂を圧縮する。しかし、この装置で
は、下部取付板を通過した空気により得られる圧
力をロスする欠点があり、また発生した乱流のた
め流速のロスを生じる欠点がある。さらに、圧力
波が充てんフレームの側壁方向に継続し、その結
果エネルギーの損失がある。

従つて、本発明の目的は前記欠点を解消し、エ
ネルギーの損失を最小に減ずると共に所望の表面
に正確に衝突する有効な加圧作用を可能にする方
法と装置を提供するにある。

また本発明の目的は圧縮ガスが膨張する間に鋳
型成形砂の露出平面に垂直な方向にこのガスを超
音速まで加速して鋳型成形砂を圧縮する方法を提
供するにある。

さらに本発明の目的は鋳型成形砂の表面に垂直
に配列した中心軸を備えた１個またはこれ以上の
超音速転換−発散ノズルに圧縮ガスを通過させる
装置を提供するにある。

この種のノズルはラバル（Laval）ノズルとし
て知られているが、これはガスの圧力エネルギー
をガスが高速でノズルから出るような運動エネル
ギーに転換する超音速転換−発散ノズルである。
急速に移動するガスは砂の表面に衝突してその表
面でエネルギーを速かに運ぶ。衝撃ガスの圧力の
結果、突然砂を転置して圧縮する。

エネルギーの転換は極めて小さいロスでラバル
ノズル内で起る。98％までの効率度合でラバルノ
ズルを設けることが知られている。

ガスの圧力波を造形砂の表面に垂直に向けるの
で、ガスの運動エネルギーは砂に殆んど完全に吸
収され、砂を入れた成形箱の壁には吸収されな
い。

摩擦および流れによる著しいロスのない膨脹の
結果として、圧力ガス室の初期圧を既知の装置よ
りも低くすることができ、装置のコストを減らす
ことができる。さらに、この圧力ガス室を低圧用
に設計することができる。

簡単に述べると、本発明は、露出面を有するゆ
るく注加した鋳型成形砂の容器を設け、過剰圧力
下のガスが超音速ノズルを通過して膨脹する間に
露出面に向つて垂直な方向にこのガスを超音速ま
で加速する各工程から成る過剰圧力下のガスの作
用による鋳型成形砂の圧縮方法を含むものであ
る。

また本発明は、圧縮ガス源と、このガス源に結
合し少なくとも１個の密封可能のガス通過開口部
を限定する手段を備えた出口プレートを有する圧
縮ガス室と、充てんフレームと、鋳型成形砂とパ
ターンを受け取る真空箱とを含み、充てんフレー
ムと真空箱が出口プレートに連結可能であるゆる
く注加した鋳型成形砂の塊を圧縮する装置におい
て、少なくとも１個の密封可能のガス通過開口部
を限定する手段が超音速転換−発散ノズルを含み
その中心流れ軸を鋳型成形砂の露出した表面に垂
直に配列することを特徴とするものである。

以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説
明する。

第１図において、成形箱２の上部に充てんフレ
ーム３、下部には鋳型５を備えたマスタープレー
ト４を設ける。プレート４をピストン運転で駆動
するスラストピストン９上に支持し、これにより
プレート４、成形箱２および充てんフレーム３を
第１図に示した位置まで上方に移動させ、充てん
箱の上端を底部または出口プレート１０の下部と
接触させるようにすることができる。充てんフレ
ーム、成形箱およびマスタープレートを引続き低
くして連続して切離し、それぞれ符号１３，１４
および１５で図式的に示した複数対のローラーで
支持するようにする。底部または出口プレート１
０は継ぎ目なしに形成し、複数個のガス通過開口
部１９を備える。この開口部１９をラバルノズル
として知られている超音速転換−発散ノズルの形
にする。出口プレートは圧縮空気室２０の底部を
構成する。圧縮空気室２０を、弁３３を備えた密
閉可能なフイードライン２１によつて圧縮空気源
２５に連結する。開口部１９を弁２６によつて密
閉することができ、弁操作プレート２８の駆動で
操作することができる弁タペツト２７にこれらの
弁を連結する。好ましくは、ナツト２９によつて
弁タペツト２７の高さを個々に調節する。この調
節はすべての弁タペツト２７の同時操作を保証す
るように行なうことができる。

弁２６を閉じる場合、源２５からの圧縮空気を
室２０の圧力と源２５の圧力が等しくなるまで室
２０に送り込む。その後でライン２１の弁３３を
閉じる。次いで、ピストンに流体圧を加えて弁操
作プレート２８を急激に持上げる。ピストン３４
を含むシリンダ組立部を弁プレートに結合し、ピ
ストンを急に持上げて開口部１９の上端の弁を全
部急激に開口させるようにする。すると室２０内
の圧縮空気がラバルノズルを通過して拡散する。
このノズルは充てんフレーム３内にゆるく注加し
た成形砂の露出した上面に対して垂直に配列さ
れ、従つてガスを拡散する。同時に、臨界を越え
たガス放出が起こり、ラバルノズルの最狭断面を
もつのど部に対し流れ方向に広がつた断面で圧力
が減少し、最狭断面で優勢な音速を越えたガスの
加速がさらに起こる。

１個の通過開口部１９だけで満足な結果を得る
ことができるが、開口部１９をプレートの殆んど
全面にわたつて設け、第２図に少し示したよう
に、できるだけ互いに密接させるようにすると、
一層有利に出口プレート１０を構成することがで
きる。これにより、成形材料の全面にわたつてガ
ス流の効果をおよぼすことができる。第２図に示
したラスターシステムに従つて開口部１９を配列
し、ラスターは互いに垂直な交叉線３６，３７か
ら成り、この配列は出口プレート１０の全面の有
効利用を可能にする。

上記実施例では、圧縮ガスは圧縮空気である。
しかし、代りに蒸気または他のガスを用いること
ができる。室２０で約8.16Kg／cm²（約８バール）
の比較的低圧を用いると、約2.04Kg／cm²（20N／
cm²）の圧縮強さの鋳型を生成することができる。

鋳型成形砂の平らな上面を拭きとりによつて簡
単に形成することができるような方法で、鋳型成
形砂を充てんフレーム３の上端まで有利に充てん
する。このように鋳型成形砂の平らな露出面を形
成すると、互いに接触し、流れが相互に邪魔し合
う位置まで上昇するラバルノズルからの個々の空
気流によつて生ずる問題を回避する。

空気流をさらにうまく分離するには、出口プレ
ート１０に張出し４０を設け、この張出しは充て
んフレーム３の殆んど全横断面にわたつて伸び、
第４図で符号４１で示した高さを有する。これら
の張出し４０を充てんフレームに張出させ、従つ
て鋳型成形砂に張出させる。しかし、張出しによ
るこれらの区域の鋳型成形砂の機械的圧縮を避け
るため張出しを鋭い下縁部４２で形成する。これ
は個々の縁部４２間および縁部４２と充てんフレ
ーム３と間の部分４３を張出し４０の高さ４１で
再置換することにより達成される。

出口プレート１０のさらに有利な実施例を第４
図に示す。この実施例では、出口プレートをフレ
ーム状ハウジングとして形成し、この中にラバル
ノズル挿入物４６を設ける。ハウジングは上部が
閉鎖しているプレート４７を有し、その露出面は
ノズル挿入物４６の入口端部と殆んど同じ高さで
あり、下部プレート４８は高さ４１の間隔でプレ
ートを越えて張出して張出し４０を形成している
ノズル挿入物４６の放出端部を備えた充てんフレ
ーム３に面しており、このためこの実施例ではま
た、分流の効果的な分離を保証する。

ノズル開口部を円錐状にして横断面を円形にす
ることができる。しかし正方形のような多角形の
横断面または種々の形状を組合せた横断面も可能
である。以上のように緻密にする必要のあるゆる
く注加した種々の成形物質を圧縮するために本発
明を用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による装置の概略断
面図であり、第２図は第１図の線−における
横断面図であり、第３図は第１図の線−にお
ける横断面図であり、第４図は第１図の構造にお
いて用いることができる装置の一部の他の実施例
による部分断面図である。 ２……成形箱、３……充てんフレーム、４……
マスタープレート、５……鋳型、９……スラスト
ピストン、１０……出口プレート、１３，１４，
１５……ローラー、１９……ガス通過開口部、２
０……圧縮空気室、２１……フイードライン、２
５……圧縮空気源、２６……弁、２７……弁タペ
ツト、２８……弁操作プレート、２９……ナツ
ト、３３……弁、３４……ピストン、３６，３７
……交叉線、４０……張出し、４１……高さ、４
２……下縁部、４３……部分、４６……ノズル挿
入物、４７，４８……プレート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 露出面を有するゆるく注加した鋳型成形砂の
   容器を設け、過剰圧力下のガスが超音速ノズルを
   通過して膨脹する間に露出面に向つて垂直な方向
   にこのガスを超音速まで加速する各工程から成る
   過剰圧力下のガスの作用による鋳型成形砂の圧縮
   方法。 ２ 圧縮前に材料の露出面を平らにし、ガスを通
   して加速する前に材料中に超音速ノズルの放出端
   部を僅かに浸すようにした特許請求の範囲第１項
   記載の方法。 ３ 圧縮ガス源と、このガス源に結合し少なくと
   も１個の密封可能のガス通過開口部を限定する手
   段を備えた出口プレートを有する圧縮ガス室と、
   充てんフレームと、鋳型成形砂とパターンを受け
   取る真空箱とを含み、充てんフレームと真空箱が
   出口プレートに連結可能であるゆるく注加した鋳
   型成形砂の塊を圧縮する装置において、少なくと
   も１個の密封可能のガス通過開口部を限定する手
   段が超音速転換−発散ノズルを含みその中心流れ
   軸を鋳型成形砂の露出した表面に垂直に配列する
   ことを特徴とする鋳型成形砂の圧縮装置。 ４ 出口プレートにこのプレートの殆んど全表面
   を占める複数個の密接して配置したガス通過開口
   部を備えるようにした特許請求の範囲第３項記載
   の装置。 ５ 開口部を、垂直線を交差させて形成したラス
   ターシステムパターンに集中させるようにした特
   許請求の範囲第４項記載の装置。 ６ 出口プレートを継ぎ目なしに形成する特許請
   求の範囲第３乃至５項のうちのいずれか一項に記
   載の装置。 ７ 出口プレートが充てんフレームに張出した張
   出部を含み、この張出部を前記プレート領域上に
   分布させる特許請求の範囲第３乃至５項のうちの
   いずれか一項に記載の装置。 ８ 個々の縁部間および縁部と充てんフレームと
   の間の部分を少なくとも張出部の高さで再置換す
   る特許請求の範囲第７項記載の装置。 ９ 出口プレートがその中にノズルを取付けたハ
   ウジングから成る特許請求の範囲第３乃至５項の
   うちのいずれか一項に記載の装置。 １０ ハウジングは下部カバープレートを含みノ
   ズルの入口端部は予定した間隔でハウジングを越
   えて張出している特許請求の範囲第９項記載の装
   置。 １１ 開口部の横断面が円形および／または多角
   形である特許請求の範囲第３乃至５項のうちのい
   ずれか一項に記載の装置。 １２ さらに開口部を閉鎖する複数の弁部材、お
   よび弁部材の全部に結合した弁操作プレートを含
   み、弁プレートの操作で弁部材の全部を同時に開
   口させるようにした特許請求の範囲第４項または
   ５項記載の装置。