DE4318384A1

DE4318384A1 - Apparatus for compacting moulding sand

Info

Publication number: DE4318384A1
Application number: DE19934318384
Authority: DE
Inventors: Norbert Damm; Thomas Dr Ing Parr
Original assignee: Badische Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Badische Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 1993-06-03
Filing date: 1993-06-03
Publication date: 1994-12-08

Abstract

The invention relates to an apparatus for compacting moulding sand by precompaction by means of an air pulse and subsequent further compaction by mechanical means. The air-tight closure of the mould cavity is here achieved by means of a covering element which includes a pressing ram. The essential point is that the sealing between the covering element and the pressing ram is achieved by means of an inward-projecting strip on the cover, the said strip bearing on its underside a seal which corresponds to the topside of the pressing element.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verdichten von Formsand in einem das Modell aufnehmenden Formka sten mit Füllrahmen, durch Vorverdichten mittels Gas druck und anschließendes mechanisches Nachverdichten, wobei der Füllrahmen mit einer rahmenartigen Abdeckung zusammenfahrbar ist, die ihrerseits zumindest ein Preß element umfaßt, das mit der Abdeckung über zumindest ein zwischengeschaltetes Dichtelement eine Abdichtung des Formraumes bewirkt, und der Formraum an eine Ver sorgungseinrichtung zum Einleiten von Druckluft ange schlossen ist.The invention relates to a device for compaction of molding sand in a mold containing the model with filling frame, by pre-compression using gas pressure and subsequent mechanical post-compression, the filling frame with a frame-like cover can be moved together, which in turn is at least one press element includes that with the cover over at least an intermediate sealing element a seal of the molding space, and the molding space to a ver care device for introducing compressed air is closed.

Mit derartigen Verdichtungsanlagen lassen sich gute und gleichmäßige Formfestigkeiten erreichen, weil der Luft impuls vor allem die modellnahen Bereiche und das mechanische Nachpressen vor allem den Formrücken ver dichtet. Soweit hier und im folgenden von Gasdruckvor verdichtung gesprochen wird, soll damit sowohl das Ver dichten von lose eingefülltem Formsand durch plötzliche Gasdruckbeaufschlagung als auch das sogenannte Schieß pressen verstanden werden, bei dem der Sand durch einen Druckluftstoß in den Formraum eingeschossen wird.With such compression systems, good and achieve uniform dimensional stability because of the air especially the model-related areas and that mechanical repressing especially the ver seals. So far here and in the following from Gasdruckvor compression is spoken, so that both the Ver sealing of loose filled molding sand due to sudden Gas pressurization as well as the so-called shooting presses in which the sand is Blast of compressed air is shot into the mold space.

Die vorliegende Erfindung geht von einer Vorrichtung aus, wie sie durch die DE-OS 29 39 409 bekannt geworden ist. Dabei ist die Abdeckung vertikal verschiebbar am Preßelement bzw. dem damit verbundenen Druckraum ge führt, damit sie beim mechanischen Nachpressen von dem nach oben fahrenden Formkasten mitgenommen werden kann, während das Preßelement in Ruhe bleibt und dadurch die Verdichtung vom Formrücken her bewirkt. Längs den Füh rungsflächen zwischen Druckraum und Abdeckung sind Gleitdichtungen angeordnet, damit der in den Druckraum eingeleitete Luftstoß nicht nach außen in die Atmo sphäre entweicht sondern in den Formraum strömt.The present invention is based on a device from how they became known by DE-OS 29 39 409 is. The cover is vertically slidable on Press element or the associated pressure space ge leads, so that during mechanical repressing of the molding box can be taken up, while the press element remains at rest and thereby the Compression caused by the back of the mold. Along the Füh areas between the pressure chamber and cover Sliding seals arranged so that in the pressure chamber The air blast introduced into the atmosphere does not go out sphere escapes but flows into the mold space.

Hiervon ausgehend liegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die bekannte Vorrichtung hinsichtlich der Wirksamkeit und Zuverlässigkeit des Luftimpulses zu verbessern. Außerdem soll sich die Verdichtungsanlage durch einfachen und kostengünstigen Aufbau auszeichnen.The task of the present is based on this Invention in terms of the known device the effectiveness and reliability of the air pulse improve. In addition, the compression system is said to be characterized by simple and inexpensive construction.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die rahmenartige Abdeckung an ihrer vom Formkasten ab gewandten Seite eine nach innen ragende, in Umfangs richtung umlaufende Leiste aufweist und die Abdichtung gegenüber dem Preßelement längs einer Horizontalfläche dieser Leiste erfolgt.This object is achieved in that the frame-like cover on her from the molding box facing side an inwardly projecting, in circumference direction surrounding strip and the seal opposite the pressing element along a horizontal surface this bar is done.

Auf diese Weise läßt sich die Gleitdichtung zwischen Abdeckung und Preßelement, die bei jedem Preßvorgang einer schleifenden Bewegung unterliegt und demzufolge rasch verschleißt, ersetzen durch eine statische Dich tung, die keinerlei Reibung ausgesetzt ist. Der kon struktive Aufbau und die Zuverlässigkeit der Anlage und nicht zuletzt die Abdichtwirkung werden dadurch wesent lich verbessert. In this way, the sliding seal between Cover and press element, with each pressing process is subject to a grinding movement and consequently wears out quickly, replace with a static you tion that is not exposed to any friction. The con structural design and the reliability of the system and not least, the sealing effect is essential Lich improved.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß es für die Durchführung der mechanischen Nachverdichtung nicht notwendig ist, den Formraum noch unter einem von der vorangegangenen Impulsverdichtung anstehenden Rest druck zu halten, sondern daß vielmehr dieser Druck total abgebaut sein kann, wenn das Nachpressen beginnt. Dadurch kann die Abdichtung an Horizontalflächen des Preßelements und der Abdeckung verlegt werden, die sich beim Beginn der mechanischen Nachverdichtung automa tisch voneinander entfernen und die Abdichtung somit aufheben.The invention is based on the knowledge that it for performing mechanical post-compaction it is not necessary to place the mold space under one of of the previous pulse compression pending rest to hold pressure, but rather that pressure can be completely degraded when the re-pressing begins. This allows the seal on horizontal surfaces of the Pressing element and the cover to be moved, which at the start of mechanical post-compaction automa Remove the table from each other and thus the seal cancel.

Die für die Abdichtung maßgeblichen Dichtelemente können an der Unterseite der genannten Leiste oder an der gegenüberliegenden Oberseite des Preßelementes oder an beiden Teilen angeordnet sein. Bevorzugt wird die zuerst genannte Alternative, weil die Dichtelemente, bei denen es sich um einfache Rundschnurringe handeln kann, leichter sauberzuhalten sind.The sealing elements relevant for sealing can at the bottom of the bar or at the opposite top of the pressing element or be arranged on both parts. The is preferred first-mentioned alternative because the sealing elements, which are simple round cord rings can be easier to keep clean.

Die Abdeckung kann entweder nur durch ihr Eigengewicht in der unteren Dichtlage gehalten werden oder durch eine Druckmittel-Betätigungseinrichtung gegen den Füll rahmen gepreßt werden
Für die Ausbildung des Preßelementes kommt eine einfa che Preßplatte ebenso aber auch eine Hohlplatte in Be tracht. Wird die Druckluft für den Luftimpuls nicht unterhalb des Preßelementes in den Formraum eingelei tet, etwa mittels über den Umfang der Abdeckung ver teilte Durchtrittsbohrungen, sondern oberhalb dessel ben, so empfiehlt es sich, das Preßelement mit einer Vielzahl von Durchströmöffnungen auszubilden, damit sich die Druckluftwelle möglichst gleichmäßig oberhalb des Formrückens verteilt. Besonders zweckmäßig ist es dabei, wenn der Formraum zum Druckabbau nach der Ein wirkung des Luftimpulses über ein Ventil entlüftet werden kann. Dadurch ist sichergestellt, daß zu Beginn des mechanischen Nachpressens kein Überdruck mehr im Formraum ansteht.The cover can either be held in the lower sealing position only by its own weight or can be pressed against the filling frame by a pressure medium actuating device
For the formation of the pressing element comes a simple press plate as well as a hollow plate in Be traditional. If the compressed air for the air pulse is not introduced into the mold space below the pressing element, for example by means of through-holes distributed over the circumference of the cover, but above the same, it is advisable to design the pressing element with a large number of through-openings so that the compressed-air shaft forms distributed as evenly as possible above the back of the mold. It is particularly expedient if the mold space for pressure reduction after the action of the air pulse can be vented through a valve. This ensures that there is no longer any excess pressure in the mold space at the start of the mechanical re-pressing.

Schließlich hat es sich als günstig erwiesen, daß das Preßelement gestellfest montiert ist und die Preßbewe gung durch einen ohnehin vorhandenen Hubtisch erfolgt, der den Formkasten trägt. Ein oberer Preßzylinder er übrigt sich auf diese Weise.Finally, it has proven to be beneficial that the Press element is mounted fixed to the frame and the press movement by an already existing lifting table, who carries the molding box. An upper press cylinder he remains in this way.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausfüh rungsbeispiele anhand der Zeichnung; dabei zeigtFurther features and advantages of the invention result from the following description of two versions Rungsbeispiele based on the drawing; shows

Fig. 1 einen Vertikalabschnitt einer Verdichtungsein richtung, und zwar auf der rechten Hälfte in Arbeitsstellung nach dem Sandeinfüllen und auf der linken Hälfte in Endstellung nach dem Luftimpuls und dem mechanischen Pressen; Figure 1 shows a vertical section of a Verdichtungein direction, on the right half in the working position after the sand filling and on the left half in the end position after the air pulse and mechanical pressing.

Fig. 2 den gleichen Schnitt bei einer alternativen Bauform. Fig. 2 shows the same section in an alternative design.

Ein ortsfestes Joch 1 trägt an seiner Unterseite über ein Rohr 2 eine hohle Preßplatte 3. Diese Preßplatte 3 weist an ihrer Oberseite zumindest eine Druckluftan schlußleitung 4 auf, die unten in den Hohlraum des Preßstempels mündet und oben über ein Ventil 5 mit einem Druckreservoir 6 verbunden ist. Außerdem kann der Hohlraum über eine Entlüftungsleitung 7 und ein Ventil 8 mit der Atmosphäre verbunden werden. An seiner Unter seite weist der Preßstempel 3 schließlich eine mit zahlreichen Öffnungen 3a versehene Platte auf, die den Durchtritt der Druckluft in den Formraum gestattet.A fixed yoke 1 carries a hollow press plate 3 on its underside via a tube 2 . This press plate 3 has on its upper side at least one Druckluftan circuit line 4 , which opens at the bottom into the cavity of the ram and is connected above via a valve 5 to a pressure reservoir 6 . In addition, the cavity can be connected to the atmosphere via a ventilation line 7 and a valve 8 . On its lower side with 3 finally comprises a plurality of openings 3 a plate provided on the dolly that allows the passage of the compressed air into the mold space.

Außerdem trägt das Joch 1 über zwei Hydraulikstempel 9 und 10 eine rahmenartige Abdeckung in Form eines Dicht flansches 11. Er besteht aus einer vertikalen Seiten wand, die an ihrem unteren Rand eine umlaufende Dich tung 11b aufweist, die mit dem Füllrahmen 17 korrespon diert, während an ihrer vom Formkasten abgewandten Sei te eine nach innen ragende, in Umfangsrichtung umlau fende Leiste 11a angeordnet ist. An der Unterseite die ser Leiste 11a ist eine umlaufende Dichtung 12 angeord net, die mit dem oberseitigen Rand des Preßstempels 3 korrespondiert. Der Dichtflansch 11 ist in seiner Höhe so bemessen, daß seine Dichtungen 11b und 12 gleichzei tig am Füllrahmen 17 bzw. am Preßstempel 3 abdichten, wenn der Luftimpuls ausgelöst wird.In addition, the yoke 1 carries two frame 9 and 10 a frame-like cover in the form of a sealing flange 11th It consists of a vertical side wall, which has a circumferential sealing device 11 b at its lower edge, which corresponds to the filling frame 17 , while on its side facing away from the molding box, an inwardly projecting, circumferentially circumferential strip 11 a is arranged is. At the bottom of the water strip 11 a is a circumferential seal 12 is angeord net, which corresponds to the upper edge of the ram 3 . The sealing flange 11 is dimensioned in such a way that its seals 11 b and 12 seal at the same time on the filling frame 17 and on the ram 3 when the air pulse is triggered.

Unterhalb des Joches 1 befindet sich ein Hydraulik zylinder 13, der den Modellplattenträger 14, das Modell 15, den Formkasten 16 und den Füllrahmen 17 trägt. Dabei ist die Modellplatte 14 in bekannter Weise mit zahlreichen Durchströmöffnungen 14a versehen, damit die bei der Impulsverdichtung eingeleitete Druckluft nach unten ins Freie abströmen kann.Below the yoke 1 is a hydraulic cylinder 13 which carries the model plate carrier 14 , the model 15 , the molding box 16 and the filling frame 17 . The model plate 14 is provided in a known manner with numerous flow openings 14 a so that the compressed air introduced during the pulse compression can flow down into the open.

Die Funktion ist folgende: Nach dem Einfüllen des San des in den Formraum, was meist außerhalb der abgebilde ten Verdichtungsstation erfolgt, fährt der Hydraulikzy linder 13 den Formkasten nach oben, bis er am Dichtrah men 11 anliegt. Der Dichtrahmen 11 wird seinerseits durch die Hydraulikzylinder 9 und 10 nach unten gegen die gestellfeste Preßplatte 3 gedrückt, so daß die um laufenden Dichtungen 11b und 12 den Formraum zur Atmo sphäre hin abdichten.The function is as follows: after filling the san in the molding space, which usually takes place outside the compression station shown, the hydraulic cylinder 13 moves the molding box upwards until it bears against the sealing frame 11 . The sealing frame 11 in turn is pressed by the hydraulic cylinders 9 and 10 downwards against the pressing plate fixed to the frame 3, so that the current to seals 11 b and 12 the mold space to atmo sphere seal out.

Sodann wird das Ventil 5 geöffnet und der Formraum mit Druckluft von 1 bis 6 bar Überdruck beaufschlagt. Die Druckeinwirkung dauert etwa 0,1 bis 1 Sekunde.The valve 5 is then opened and the molding space is pressurized with compressed air of 1 to 6 bar overpressure. The pressure takes about 0.1 to 1 second.

Die Druckluft wird über die Öffnungen 3a, die etwa 5% bis 30% der Preßplattengrundfläche ausmachen, mög lichst gleichmäßig über den Formkasten verteilt, damit jede Kraterbildung ausgeschlossen ist. Sie bewirkt in bekannter Weise die Vorverdichtung des eingefüllten Formsandes und strömt über die Öffnungen 14a in der Modellplatte in die Atmosphäre ab. Zur Verkürzung der Druckeinwirkzeit kann außerdem das Ventil 8 geöffnet werden.The compressed air is distributed as evenly as possible over the molding box through the openings 3 a, which make up about 5% to 30% of the pressure plate base, so that any crater formation is excluded. It brings in a known manner, the pre-compression of the filled molding sand and flows through the openings 14 a in the pattern plate into the atmosphere. In order to shorten the pressure exposure time, the valve 8 can also be opened.

Zur anschließenden mechanischen Nachverdichtung werden zunächst die Hydraulikzylinder 9 und 10 drucklos ge stellt und anschließend fährt der Hydraulikzylinder 13 den Formkasten nach oben, so daß der Formrücken an der gestellfesten Preßplatte 3 anstößt und die Form ihre endgültige Verdichtung erhält. Dieser Zustand ist auf der linken Hälfte der Figur dargestellt.For the subsequent mechanical recompression, the hydraulic cylinders 9 and 10 are first depressurized and then the hydraulic cylinder 13 moves the molding box upward, so that the mold back abuts the press plate 3 fixed to the frame and the shape receives its final compression. This state is shown on the left half of the figure.

Die Endverdichtung des Sandes erfolgt mit Preßdrücken von etwa 6 bis 15 bar und dauert etwa 1 bis 2 Sekunden. The final compaction of the sand takes place with press presses from about 6 to 15 bar and takes about 1 to 2 seconds.

Während des Hochfahrens des Formkastens wird der Dicht flansch 11 mitgenommen. Seine Dichtung 12 wird dabei ohne jede Reibung von der Preßplatte 3 abgehoben.During the start-up of the molding box, the sealing flange 11 is taken along. His seal 12 is lifted from the press plate 3 without any friction.

Es liegt dabei im Rahmen der Erfindung, den Dicht flansch 11 über die Zylinder 9 und 10 mit einem leich ten Gegendruck zu beaufschlagen, damit er stets in ge ordneter Anlage am Füllrahmen 17 bleibt.It is within the scope of the invention to apply the sealing flange 11 via the cylinders 9 and 10 with a slight back pressure so that it always remains in an orderly arrangement on the filling frame 17 .

Nach der Endverdichtung fährt der Hydraulikzylinder 13 ganz nach unten in eine nicht gezeigte Endstellung, die das seitliche Herausfahren des Formkastens 16 gestat tet. Dabei erreicht der Dichtflansch 11 wieder seine untere Endstellung. Der Vorgang wiederholt sich dann mit dem nächsten Formkasten.After the final compression, the hydraulic cylinder 13 moves all the way down to an end position, not shown, which allows the mold box 16 to be moved out laterally. The sealing flange 11 again reaches its lower end position. The process is then repeated with the next molding box.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das beschriebe ne Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern erstreckt sich insbesondere auch auf eine solche Vorverdichtung, bei der der Sand nicht lose eingefüllt, sondern mit Hilfe von Druckluft eingeschossen wird, denn auch in diesem Fall ist es notwendig, eine luftdichte, aber längenveränderliche Verbindung zwischen dem Füllrahmen und dem Verdichtungsaggregat herzustellen.The present invention is not as described ne embodiment limited, but extends in particular also on such pre-compression, where the sand is not filled in loosely, but with Help is injected with compressed air, because also in In this case it is necessary to be airtight, however variable length connection between the filling frame and to manufacture the compression unit.

Eine derartige Alternative ist in Fig. 2 dargestellt. Gleiche Teile sind dabei durch die gleichen Bezugszei chen wie in Fig. 1 bezeichnet. Der Unterschied besteht vor allem darin, daß das Joch 1 einen sogenannten Schießkopfträgt, der sowohl mit dem Formsand zu füllen wie auch mit Druckluft zu beaufschlagen ist. An seinem unteren Ende befindet sich ein Schießrost 21. Seine Öffnungen 21a sind groß genug, daß der im Schießkopf vorhandene Formsand beim Öffnen des Ventiles 22 und Be aufschlagen mit einem Gasdruck von 0,8 bis 3 bar zusam men mit der sich entspannenden Luft in den Formraum geschossen bzw. geblasen wird.Such an alternative is shown in FIG. 2. The same parts are designated by the same reference numerals as in Fig. 1. The main difference is that the yoke 1 carries a so-called shooting head, which is both to be filled with the molding sand and to be pressurized with compressed air. There is a shooting grate 21 at its lower end. Its openings 21 a are large enough that the molding sand present in the shooting head when opening the valve 22 and Be open with a gas pressure of 0.8 to 3 bar together with the relaxing air in the mold space is shot or blown.

Nach dem Einschießen des Formsandes fungiert der orts fest montierte Schießrost als Preßplatte für die mecha nische Nachverdichtung. Diese Nachverdichtung wird in gleicher Weise wie bei dem zuvor beschriebenen Ausfüh rungsbeispiel realisiert, also durch Hochfahren des Hydraulikzylinders 13.After the molding sand has been shot in, the permanently installed shooting grate acts as a press plate for mechanical re-compaction. This post-compression is carried out in the same manner as in the exemplary embodiment described above, that is to say by starting up the hydraulic cylinder 13 .

Damit die Öffnungen 21a die Funktion des Schießrostes als Preßplatte nicht nennenswert beeinträchtigen, ver jüngen sie sich konisch nach unten, so daß dem Form rücken eine möglichst große Preßfläche gegenübersteht.So that the openings 21 a do not significantly impair the function of the shooting grate as a press plate, they taper conically downwards, so that the shape of the mold faces as large a press surface as possible.

Die Abdichtung des Formraumes während des Sand-Ein schießens erfolgt in gleicher Weise wie in Fig. 1 wäh rend des Druckimpulses, nämlich durch den Dichtflansch 11, der mit seinen Dichtungen 11b und 12 über die Druckzylinder 9 und 10 jeweils vertikal von oben gegen den Füllrahmen 17 bzw. den Schießrost 21 gepreßt wird.The sealing of the mold space during the sand-shooting takes place in the same way as in Fig. 1 during the pressure pulse, namely through the sealing flange 11 , with its seals 11 b and 12 via the pressure cylinders 9 and 10 each vertically from above against the Filling frame 17 or the shooting grate 21 is pressed.

Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, mit mehreren nebeneinander angeordneten Preßstempeln, die gegebenen falls elastisch abgestützt werden, zu arbeiten. Zweck mäßig sind diese Stempel an einer gemeinsamen Tragplat te angeordnet, die an ihrem oberen Rand - ähnlich der Preßplatte 3 - die Abdichtung mit der Leiste 11a be wirkt.It is also within the scope of the invention to work with a plurality of press rams arranged side by side, which are optionally supported elastically. Appropriately, these stamps are arranged on a common Tragplat te, which acts on its upper edge - similar to the press plate 3 - the seal with the bar 11 a be.

Claims

1. Device for compacting molding sand in a model ( 15 ) receiving mold box ( 16 ) with filling frame ( 17 ) by pre-compression by means of gas pressure and subsequent mechanical re-compression, the Füllrah men ( 17 ) together with a frame-like cover ( 11 ) is, which in turn comprises at least one Preßele element ( 3 ) which with the cover ( 11 ) via at least an intermediate sealing element ( 12 ) permits sealing of the molding space, and the molding space is connected to a supply device ( 6 ) for introducing compressed air , characterized in that the frame-like cover ( 11 ) on its side facing away from the mold box ( 16 ) has an inwardly projecting, circumferential bar ( 11 a) and the seal against the pressing element ( 3 ) along a lower horizontal surface of this bar ( 11 a) he follows.

2. Device according to claim 1, characterized in that the sealing element ( 12 ) is arranged on the underside of the bar ( 11 a).

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the frame-like cover ( 11 ) can be pressed against the pressing element ( 3 ) by means of a pressure medium actuating device ( 9 , 10 ).

4. The device according to claim 1, characterized in that the pressing element ( 3 ) is designed as a pressing plate with a large number of flow openings ( 3 a).

5. The device according to claim 1, characterized in that the mold space for pressure reduction via a valve ( 8 ) can be vented.

6. The device according to claim 1, characterized in that the pressing element ( 3 ) is designed as a hollow plate with an air supply connection ( 4 ) and an air discharge connection ( 7 ).

7. The device according to claim 1, characterized in that the pressing element ( 3 ) is fixed to the frame and the molding unit consisting of model plate ( 14 ), model ( 15 ), molding box ( 16 ) and filling frame ( 17 ) rests on a lifting cylinder ( 13 ) .