Vorrichtung zum Verdichten von Giesserei-Formstoff mittels Druckgas

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verdichten von Gießerei-Formstoff mittels Druckgas, bestehend aus einem einen Vordruckraum bildenden Druckbehälter für das Druckgas, einem darunter angeordneten Formraum aus Formkasten mit Füllrahmen und einer den Formkasten unten abschließenden Modellplatte mit Modell, auf das der Formstoff vor der Verdichtung lose aufgeschüttet wird, und einem zwischen dem Druckbehälter und dem Formraum angeordneten großflächigen Ventil, dessen Verschlußorgan die Ventilöffnung unter Mitwirkung des Drucks im Druckbehälter in einigen Millisekunden freigibt, sich dabei in den Formraum hineinbewegt und mittels eines Druckmittelzylinders in die Schließlage bringbar ist.

[0002] In der gemäß Art. 54 (3) bei der Frage der erfinderischen Tätigkeit nicht zu berücksichtigenden Patentanmeldung EP-A-0 084 627 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verdichten von Gießerei-Formstoff, insbesondere Formsand, mittels Druckgas, z. B. Druckluft oder durch explosive Verbrennung erzeugtes Druckgas, beschrieben, wobei das Druckgas schlagartig aus einem Druckbehälter in den Formraum entspannt wird, dabei auf die freie Formstoff-Oberfläche einwirkt und die Formstoffpartikel unter gegenseitigem Impulsaustausch sowie durch Verzögerung der beschleunigten Formstoffmasse auf der Modelloberseite und der Modellplatte verdichtet, wobei zusätzlich Fluidisierungseffekte unter Reduzierung der Partikelreibung eintreten. Wesentlich ist hierbei ein hoher Gasmassendurchsatz bei schnellstmöglichem Druckanstieg im Formraum. Diese Parameter müssen umso höher liegen, je niedriger der Ausgangsdruck im Druckbehälter ist, wobei Ausgangsdrucke angestrebt werden, die im Bereich des Drucks betrieblicher Druckluftnetze liegen, um einerseits für die Druckgaserzeugung, andererseits für die Beherrschung des Drucks keinen allzu großen konstruktiven Aufwandbetreiben zu müssen. Dies führt dazu, daß die Vorrichtung ein Verschlußorgan aufweisen muß, das einerseits einen größtmöglichen Querschnitt zum Überströmen des Druckgases verschließt, andererseits eine geringstmögliche Masse aufweist, um den Querschnitt schnellstmöglich freizugeben. Ferner erfordert dies Öffnungsantriebe, die das Verschlußorgan in wenigen Millisekunden in die Öffnungslage bringen und somit den Querschnitt freigeben. Mit herkömmlichen Ventilkonstruktionen lassen sich die vorgenannten Voraussetzungen nicht erreichen.

[0003] In den weiteren Patentanmeldungen EP-A-0 129 210 und EP-A-0131 723 von welcher der unabhängige Anspruch 1 ausgeht und die beide der Erfindung näher kommen, aber gleichfalls gemäß Art. 54 (3) bei der Frage der erfinderischen Tätigkeit nicht zu berücksichtigen sind, wird das Druckgefälle zwischen Druckbehälter und Formraum zur Öffnung des Ventils ausgenutzt, indem das Verschlußorgan innerhalb des Druckbehälters geführt und seine Öffnungsbewegung in den Formraum hinein gerichtet ist. Als Schließantrieb für das Verschlußorgan dient ein Druckmittelzylinder, dessen Kolben mit einer Führungsstange des Verschlußorgans verbunden ist. In der Schließlage wird die Führungsstange mittels einer Klemmeinrichtung festgesetzt. Zumindest während der Öffnungsbewegung ist der Druckmittelzylinder von der Führungsstange abgekoppelt, um nicht gegen den Druck im Druckmittelzylinder arbeiten zu müssen. Danach wird die Antriebsverbindung wieder hergestellt und das Verschlußorgan mittels der Führungsstange wieder in die Schließlage gebracht.

[0004] Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die zuvor beschriebene Vorrichtung so weiterzubilden, daß bei geringerem konstruktiven Aufwand eine noch größere Öffnungsgeschwindigkeit für das Verschlußorgan erreicht wird.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der durch einen Kolben begrenzte Arbeitsraum des Druckmittelzylinders an eine Hochdruckquelle angeschlossen ist, und der Kolben mit seiner dem Arbeitsraum gegenüberliegenden Seite den beweglichen Abschluß eines mit Gas beaufschlagten Druckspeichers bildet und der Arbeitsraum einen Abfluß aufweist, der so ausgebildet ist, daß das Druckmittel mit einer Geschwindigkeit ;= 10 m/s abläuft bei gleichzeitiger Beschleunigung durch die Wirkung des Drucks im Druckspeicher sowohl des Kolbens als auch des Verschlußorgans in die Öffnungsstellung.

[0006] Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung übernimmt der Druckmittelzylinder nicht nur die Schließfunktion, sondern auch die Öffnungs- und Dämpfungsfunktion für das Verschlußorgan. Es entfällt die bei der zuvor beschriebenen Vorrichtung notwendige Klemmeinrichtung und Dämpfungsvorrichtung.

[0007] Praktische Versuche mit den bekannten Vorrichtungen haben gezeigt, daß für Formkasten mittlerer Größe der Druckaufbau über der Formstoff-Oberfläche mit einem Druckgradienten von ca. 200 bis 300bar/s erfolgen muß, um eine einwandfreie Verdichtung zu erhalten. Hieraus ergeben sich bei einem großflächigen Verschlußorgan mit optimierter geringer Masse und einem Ausgangsdruck, wie er in betriebsinternen Druckluftnetzen herrscht, eine Geschwindigkeit für das Verschlußorgan, die über 1 m/s liegen muß. Soll, wie dies erfindungsgemäß vorgesehen ist, die Öffnungsbewegung durch den Druckmittelzylinder, der zum Schließen des Verschlußorgans dient, unterstützt werden, so setzt dies bei einem vorgegebenen Druck im Druckspeicher hohe Abflußgeschwindigkeiten für das während der Öffnungsbewegung vom Kolben verdrängte Druckmittelvolumen voraus. Gemäß der Erfindung muß diese Abflußgeschwindigkeit > 10 m/s sein, also in einem Bereich liegen, der um den Faktor 10 höher liegt wie die in der Hydraulik üblichen Rückölgeschwindigkeiten. Diese wesentlich höhere Abflußgeschwindigkeit für das Verdrängungsvolumen läßt sich durch entsprechende konstruktive Maßnahmen erreichen. Die Kolbengeschwindigkeit selbst kann dabei lediglich Werte im Bereich von ca. 5 m/sec. erreichen.

[0008] Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel weist der Arbeitsraum des Druckmittelzylinders ein kleines Verdrängungsvolumen von z. B. 150 bis 500 cm³ auf. Je geringer das Verdrängungsvolumen ist, um so kürzer kann die Abflußzeit bzw. Hubzeit bei gegebenen Querschnitten sein.

[0009] Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Abfluß vom sonstigen Hochdruck-Kreislauf abgekoppelt und über eine Leitung relativ großen Querschnittes an einen Ablauftank angeschlossen.

[0010] Mit diesem Ausführungsbeispiel wird einerseits der Strömungswiderstand für das ablaufende Verdrängungsvolumen so gering als möglich gehalten, andererseits wird durch die Abkopplung vom sonstingen Hochdruck-Kreislauf erreicht, daß die zu verschiebende Druckmittelmenge gering ist. Der Ablauftank gibt die Möglichkeit, abflußseitig einen schnellen Druckabbau zu erhalten.

[0011] In der Praxis hat sich für die Hochdruckquelle ein Druck zwischen 100 und 300 bar als zweckmäßig erwiesen. Diese Drucke lassen sich in der Hydraulik ohne weiteres erreichen.

[0012] Der Druckspeicher, dessen Druck auf die andere Seite des Kolbens wirkt, steht in der Schließlage des Verschlußorgans, also in der angehobenen Endlage des Kolbens unter einem Gasdruck zwischen 50 und 200 bar, der unmittelbar oder mittelbar, z. B. ein Hydraulikpolster, auf den Kolben wirkt. Ab ca. 50 bar steigt der Effekt eines Gasdruckpolsters, der prinzipiell auch schon bei geringeren Drücken vorhanden ist, im Sinne einer zusätzlichen Beschleunigung in vorteilhafter Weise stark an.

[0013] Es hat sich ferner als vorteilhartt erwiesen, wenn das Verhältnis von Druckspeichervolumen und Verdrängungsvolumen des Druckmittelzylinders mindestens 5 : 1 beträgt.

[0014] Praktische Versuche mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung haben ergeben, daß sich die Öffnungsgeschwindigkeit des Verschlußorgans etwa verdoppeln läßt, wobei der konstruktive Aufwand erheblich verringert wird.

[0015] Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich weiterhin aus durch eine gegen Ende der Absenkbewegung des Kolbens wirksam werdende Drossel, die dafür sorgt, daß der Kolben und damit das Verschlußorgan auf kurzer Strecke abgebremst werden.

[0016] In einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, daß die den Kolben mit dem Verschlußorgan verbindende Kolbenstange innerhalb des Druckmittelzylinders einen gegenüber der Zylinderdurchführung der Kolbenstange konisch erweiterten Abschnitt aufweist und daß die Kolbenstange die Zu- und Ablauföffnung des Arbeitsraums durchgreift, die in Verbindung mit dem konisch erweiterten Abschnitt der Kolbenstange die Drossel bildet. Mit zusätzlich in den konischen Absatz eingearbeiteten, axial verlautenden Kerben läßt sich das Dämpfungsverhalten weiter optimieren.

[0017] Die den Kolben abbremsende Drossel ist also in den Druckmittelzylinder integriert.

[0018] Ein schnellstmöglicher Ablauf wird gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel dadurch begünstigt, daß die einen Teil der Drossel bildende Zu-und Ablauföffnung des Arbeitsraums in wenigstens zwei Zu- und Ablaufkanäle mündet.

[0019] Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung weist der Kolben einen in den Raum des Druckspeichers ragenden Ansatz auf, der einen mit einem Endlagenbegrenzer für die Absenkbewegung des Kolbens zusammenwirkenden Anschlag aufweist.

[0020] In bevorzugter Ausführung ist weiterhin vorgesehen, daß die Hochdruckquelle über einen Steuerschieber, ein Rückschlagventil und eine sich danach verzweigende Leitung mit den beiden Kanälen des Druckmittelzylinders verbunden ist, und daß an die Zweigleitungen über ein aufsteuerbares Rückschlagventil der Ablauftank angeschlossen ist. Dabei weisen, wie bereits zuvor angedeutet, die Zweigleitungen einen größtmöglichen Querschnitt auf, um einen schnellen Ablauf des Druckmittels zu ermöglichen.

[0021] Schließlich ist gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel vorgesehen, daß der Steuerschieber in einer ersten Stellung den Druckmittelzylinder mit der Hochdruckquelle verbindet und die Steuerleitung des aufsteuerbaren Rückschlagventils öffnet, so daß dieses schließt und in einer zweiten Stellung die Steuerleitung mit der Hochdruckquelle verbindet. so daß das Rückschlagventil gegen den Druck in der Zweigleitung öffnet und den Druckmittelzylinder mit dem Ablauftank verbindet.

[0022] Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

[0023] Figur 1 einen Schnitt durch eine Ausführungsform der Vorrichtung und

[0024] Figur 2 eine Ausführungsform der Steuerung des Druckmittelzylinders.

[0025] In der Zeichnung sind nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Teile der Verdichtungsvorrichtung einer Gießerei-Formmaschine wiedergegeben. Es sind insbesondere nicht gezeigt der Maschinenständer, die Einrichtung zum Heben und Senken von Formkasten und Füllrahmen sowie gegebenenfalls zum Ausstoßen der fertigen Form aus dem Formkasten. Ebensowenig sind die Einrichtungen zum Heranbringen des Modells und zum Einfüllen des Formsandes wiedergegeben, da diese Bauteile im Gießerei-Maschinenbau bekannt sind.

[0026] Auf einer Modellplatte 1 mit einem Modell 2 sitzt ein Formkasten 3 und auf diesem ein Füllrahmen 4. Oberhalb dieses Formraums ist ein Druckbehälter 5 - beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiel zur Aufnahme von Druckluft - angeordnet, der über einen Anschluß 6 aus einem Druckspeicher oder - bei niedrigem Vordruck- aus dem betrieblichen Druckluftnetz gespeist wird.

[0027] Der Druckbehälter weist als Boden 7 eine Platte auf, die im Bereich oberhalb des Formraums rostartig mit einer Vielzahl von Öffnungen 8 versehen ist. An der Unterseite des Bodens 7 ist ein Rahmen 9 angeflanscht, an den wiederum eine Abluftleitung mit einem Ventil 10 angeschlossen ist. Der Druckbehälter 5 mit dem Rahmen 9 einerseits und die Modellplatte 1 mit Modell 2, Formkasten 3 und Füllrahmen 4 sind gegeneinander beweglich, um den Formraum mit Formstoff füllen zu können. Vor dem Verdichten werden diese beiden Baugruppen zusammengebracht und an ihrer Trennfläche dicht zusammengepreßt.

[0028] Mit dem Boden 7 bzw. dessen die Öffnungen 8 aufweisenden Bereich wirkt ein Verschlußorgan in Form einer starren Ventilplatte 11 zusammen, die gleichfalls eine Vielzahl von Öffungen 12 besitzt. Ferner sitzt auf der Oberseite der Ventilplatte innerhalb des Bereichs der Öffnungen 12, wie auch der Öffnungen 8 im Boden 7, ein Dichtungsbelag 13. Wie aus der linken Hälfte der Darstellung erkennbar, sind die Öffnungen 8 im Boden 7 und die Öffnungen 12 in der Ventilplatte 11 so gegeneinander versetzt, daß sie sich in der Schließlage nicht überdecken.

[0029] Die Ventilplatte 11 sitzt an einer Führungsstange 14, die in die Kolbenstange 16 des Kolbens 15 eines Druckmittelzylinders 17 übergeht. Dieser ist nachfolgend anhand der Figur 2 beschrieben:

[0030] Der Druckmittelzylinder 47, der dem Druckmittelzylinder 17 der Figur 1 entspricht, ist in einem Hochdruck-Kreislauf angeordnet, wobei die Hochdruckquelle mit 41 bezeichnet ist. Hierbei handelt es sich beispielsweise um eine Hydraulikpumpe, die aus einem Tank 66 gespeist wird. Von der Hochdruckquelle 41 gelangt das Druckmittel über einen Steuerschieber 42 und ein Rückschlagventil 43 in Zweigleitungen 44, die an je einen Kanal 48 im Druckmittelzylinder 47 angeschlossen sind. Die Kanäle 48 wiederum münden in eine zentrale Öffnung 49 des Druckmittelzylinders, die die Verbindung zum Arbeitsraum 50 des Druckmittelzylinders herstellt. Der Druckmittelzylinder 47 weist oberhalb des Kolbens 45 einen Druckspeicher 51 auf, der über ein Rückschlagventil 52 an eine Gas-Druckvorlage 53 angeschlossen ist. Dabei bildet der Kolben 45 den unteren, im übringen beweglichen Abschluß des Druckspeichers 51. Innerhalb des Druckspeichers ist eine Trennwand 54 angeordnet, die eine Endlagenbegrenzung für den Kolben 45 und damit für das Verschlußorgan 11 bildet. Die Trennwand 54 ist mit mehreren Öffnungen versehen, um den Druck im Druckspeicher 51 ungehindert auf den Kolben 45 wirken zu lassen. Der Kolben seinerseits ist über einen Ansatz 55 mit einem Anschlag 56 versehen, der in der unteren Endlage des Kolbens 45, also in der Öffnungsstellung des Verschlußorgans 11 auf einem elastischen Element 57 aufliegt.

[0031] Die Kolbenstange 46 ist in ihrem innerhalb des Arbeitsraums 50 liegenden Bereich mit einem konisch erweiterten Abschnitt 58 versehen, der bei der Absenkbewegung des Kolbens 45 in Verbindung mit der Öffnung 49 eine Art Drossel bildet. Ferner kann der Arbeitsraum 50 des Druckmittelzylinders 47 über eine Leitung 59 mit einer weiteren Feindrossel 60 verbunden sein, die wiederum an eine der beiden Zweigleitungen 44 angeschlossen ist.

[0032] Die Zweigleitungen 44 sind über ein aufsteuerbares Rückschlagventil 61, dessen Steuerleitung über den Steuerschieber 42 mit der Hochdruckquelle 41 verbindbar ist, an einen Ablauftank 63 angeschlossen, dessen Abfluß 64 in den Systemtank 66 mündet und der ferner mit einer Entlüftung 65 ausgestattet ist.

[0033] Nachstehend ist die Funktion der Vorrichtung beschrieben:

[0034] Um das Verschlußorgan 11 aus der in Figur 1 rechts wiedergegebenen geöffneten Stellung in die Schließstellung (linke Hälfte der Figur 1) zu bringen, wird der Steuerschieber 42 in die Position "B" gebracht. In dieser Position ist die Verbindung zwischen der Hochdruckquelle 41 und dem Arbeitsraum 50 des Druckmittelzylinders 47 unter Öffnen des Rückschlagventils 43 hergestellt. Zugleich ist die Steuerleitung 62 des aufsteuerbaren Rückschlagventils 61 an den Systemtank angeschlossen, also drucklos, so daß das Rückschlagventil 61 schließt. Das Druckmittel strömt über die Zweigleitungen 44 und die Kanäle 48 in den Arbeitsraum 50 ein, hebt den Kolben 45 und damit die Kolbenstange 46 und die Führungsstange 14 mit dem Verschlußorgan 11, bis dieses schließlich die Schließstellung (linke Hälfte der Figur 1) erreicht hat. Vor oder während dieses Vorgangs wird die Modellplatte 1 mit dem gefüllten Formkasten 3 und Füllrahmen 4 mit dem Rahmen 9 verspannt. Das Ventil 10 befindet sich in der Schließlage. Während des Anhebens des Kolbens 45, das beispielsweise unter einem Druck von ca. 250 bar geschieht, wird gleichzeitig das Medium im Druckspeicher 51 vorgespannt. Eventuelle Leckverluste im Druckspeicher 51 werden durch die Druckvorlage 53 ergänzt. Der Druck im Druckspeicher 51 steigt beispielsweise auf ca. 100 bar.

[0035] Zum schlagartigen Entspannen des Druckbehälters 5 und zum Verdichten, des im Formkasten und Füllrahmen vorhandenen Formstoffs wird das Verschlußorgan 11 in die Öffnungslage (rechte Hälfte der Figur 1) gebracht. Hierzu wird der Steuerschieber 42 in die Stellung "A" umgeschaltet. Es steht dann der Druck der Hochdruckquelle 41 in der Steuerleitung 62 an, so daß das Rückschlagventil 61 öffnet. Über die relativ großen Ablaufquerschnitte der Öffnung 49, der Kanäle 48 und der Zweigleitungen 44 läuft das Druckmittel aus dem Arbeitsraum 50 unter Wirkung des Drucks im Druckspeicher 51 über das Rückschlagventil 61 in den Ablauftank 63 ab. Gegen Ende der Absenkbewegung des Kolbens 45 wird der Ablaufquerschnitt zwischen Kolbenstange 46 und Ablauföffnung 49 durch den konischen Abschnitt 58 an der Kolbenstange 46 reduziert, so daß der Kolben 45 und damit das Verschlußorgan 11 abgebremst werden. Während der Öffnungsbewegung läuft das zu verdrängende Druckmedium aus dem Arbeitsraum 50 mit einer Geschwindigkeit von mehr als 10 m/s, vorzugsweise zwischen 20 und 30 m/s ab.

[0036] Der Ablauftank 63 kann zwischen den Verdichtungstakten über die Leitung 65 entlüftet werden, so daß sein Inhalt in den Systemtank 66 abfließen kann.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Verdichten von Gießerei-Formstoff mittels Druckgas, bestehend aus einem einen Vordruckraum bildenden Druckbehälter (5) für das Druckgas, einem darunter angeordneten Formraum aus Formkasten (3) mit Füllrahmen (4) und einer den Formkasten unten abschließenden Modellplatte (1) mit Modell (2), auf das der Formstoff vor der Verdichtung lose aufgeschüttet wird, und einem zwischen dem Druckbehälter und dem Formraum angeordneten großflächigen Ventil, dessen Verschlußorgan (11) die Ventilöffnung (8) unter Mitwirkung des Drucks im Druckbehälter (5) in einigen Millisekunden freigibt, sich dabei in den Formraum bewegt und mittels eines Druckmittelzylinders in die Schließlage bringbar ist, wobei der durch einen Kolben (45) begrenzte Arbeitsraum (50) des Druckmittelzylinders (47), (45) an eine Hochdruckquelle (41) angeschlossen ist und der Kolben (45) mit seiner dem Arbeitsraum (50) gegenüberliegenden Seite den beweglichen Abschluß eines mit Gas beaufschlagten Druckspeichers (51) bildet und der Arbeitsraum einen Abfluß (44, 48, 61, 63) aufweist, der so ausgebildet ist, daß das Druckmittel mit einer Geschwindigkeit e 10 m/s abläuft bei gleichzeitiger Beschleunigung durch die Wirkung des Drucks im Druckspeicher (51) sowohl des Kolbens (45) als auch des Verschlußorgans (11) in die Öffnungsstellung.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsraum (50) des Druckmittelzylinders (47) ein kleines Verdrängungsvolumen, z. B. zwischen 150 und 500 cm³ aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfluß (44, 48, 49) des Arbeitsraums (50) über Schaltelemente (61,43) vom sonstigen Hochdruck-Kreislauf (41) abgekoppelt und über eine Leitung (44) relativ großen Querschnitts an einen Ablauftank (63) angeschlossen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck der Hochdruckquelle (51) zwischen 100 und 300 bar liegt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckspeicher (51) in der Schließlage des Verschlußorgans (11) unmittelbar oder mittelbar unter einem Gasdruck zwischen 50 und 200 bar steht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Druckspeichervolumen und Verdrängungsvolumen des Druckmittelzylinders (47) mindestens 5 : 1 beträgt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine gegen Ende der Absenkbewegung des Kolbens (45) wirksam werdende Drossel (49, 58, 59, 60).

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kolben (45) mit dem Verschlußorgan (11) verbindende Kolbenstange (46) innerhalb des Druckmittelzylinders (47) einen gegenüber der Zylinderdurchführung der Kolbenstange konisch erweiterten Abschnitt (58) aufweist und daß die Kolbenstange (45) die Zu-und Ablauföffnung (49) des Abeitsraums (50) durchgreift, die in Verbindung mit dem konisch erweiterten Abschnitt (58) der Kolbenstange (46) die Drossel bildet.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zu- und Ablauföffnung (49) des Arbeitsraums (50) in wenigstens zwei Zu- und Ablaufkanäle (48) mündet.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (45) einen in den Raum des Druckspeichers (51) ragenden Ansatz (55) aufweist, der einen mit einem Endlagenbegrenzer (54, 57) für die Absenkbewegung des Kolbens (45) zusammenwirkenden Anschlag (56) aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckquelle (41) über einen Steuerschieber (42), ein Rückschlagventil (43) und eine Ringleitung (44) mit den beiden Kanälen (48) des Druckmittelzylinders (47) verbunden ist, und daß an die Ringleitung (44) über ein aufsteuerbares Rückschlagventil (61) der Ablauftank (63) angeschlossen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (42) in einer ersten Stellung den Druckmittelzylinder (47) mit der Hochdruckquelle (41) verbindet und die Steuerleitung (62) des aufsteuerbaren Rückschlagventils (61) druckentlastet, so daß dieses schließt und in einer zweiten Stellung die Steuerleitung (62) mit der Hochdruckquelle (41) verbindet, so daß das Rückschlagventil (61) gegen den Druck in der Ringleitung (44) öffnet und den Druckmittelzylinder (47) mit dem Ablauftank (63) verbindet.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsraum (50) über ein aufsteuerbares Rückschlagventil (61) an einen Ablauftank (63) angeschlossen ist, der mit einer Entlüftung (65) ausgestattet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablauftank (63) in einen Systemtank (66) abfließt.

Claims

1. Apparatus for compacting foundry-moulding material using pressure gas, consisting of a pressure vessel (5) for the pressure gas, forming a preliminary pressure chamber of a moulding chamber situated thereunder and comprising a moulding box (3) with filling frame (4), and of a pattern plate (1) forming the lower termination of the moulding box and having a pattern (2) onto which the moulding material is loosely deposited before the compacting, and of a large-area valve which is positioned between the pressure vessel the moulding chamber and of which the closure device (11) releases the valve aperture (8), with the cooperation of the pressure in the pressure vessel (5), in a few milliseconds, which said device moves into the moulding chamber in this process and can be moved into the closure position by means of a pressure medium cylinder, while the working space (50) of the pressure-medium cylinder (47), the said space being delimited by a piston (45) is connected up to a high-pressure source (41), while that side of the piston (45) which is opposite to the working space (50) forms the movable termination of a pressure accumulator (51) subjected to gas and working space has a discharge (44),(48),(61),(63), so constucted that the pressure-medium is discharged at a speed of at least 10 m/s, the movement of the piston (45) and also of the closure device (11) into the open position being at the same time accelerated by the effect of the pressure in the pressure accumulator (51).

2. Apparatus in accordance with Claim 1, characterized by the fact that the working space (50) of the pressure-medium cylinder (47) has a small displacement volume, e.g. between 150 and 500 c_m3.

3. Apparatus in accordance with Claim 1 or 2, characterized by the fact that the discharge (44), (48),(49) of the working space (50) is disconnected by switching elements (61), (43), from the remainder of the high-pressure circuit (41) and is connected via a pipe (44) of relatively ample cross section to a discharge tank (63).

4. Apparatus in accordance with one of Claims 1-3, characterized by the fact that the pressure of the high-pressure source (51) amounts to between 100-300 bar. 5. Apparatus in accordance with one of Claims 1-4, characterized by the fact that the accumulator, when the closure device (11) occupies a closed position, is directly or indirectly subjected to a gas pressure of between (50) and 200 bar.

6. Apparatus in accordance with one of Claims 1-5, characterized by the fact that the ratio of the pressure accumulator volume to the displacement volume of the pressure-medium cylinder (47) is at least 5 : 1.

7. Apparatus in accordance with one of Claims 1-6, characterized by a throttle (49), (58),(59),(60), taking effect towards the end of the descending movement of the piston (45).

8. Apparatus in accordance with Claim 7, characterized by the fact that the piston rod (46) connecting the piston (45) with the closure device (11) is provided, inside the pressure-medium cylinder (47), with a portion (58) widened conically in respect of the passage of the piston rod through the cylinder, while the piston rod (45) passes through the feed and discharge aperture (49) of the working space (50), which aperture combines with the conically widened portion (58) of the piston rod (46) to from the throttle.

9. Apparatus in accordance with one of Claims 1-8, characterized by the fact that the feed and discharge aperture (49) of the working space (50) leads into at least two feed and discharge channels (48).

10. Apparatus in accordance with one of Claims 1-9, characterized by the fact that the piston (45) has an attachment (55) extending into the space of the pressure accumulator (51) and provided with a stop (56) interacting with an end position limiting device (54),(57) for the descending movement of the piston (45).

11. Apparatus in accordance with one of Claims 1-10, characterized by the fact that the high-pressure source (41) is connected with both channels (48) of the pressure-medium cylinder (47) via a control slide (42), a non-return valve (43) and a closed circular pipeline (44), while the discharge tank (63) is connected to the closed circular pipeline (44) via a non-return valve (61) which can be actuated.

12. Apparatus in accordance with Claim 11, characterized by the fact that the control slide (42), in a first position, connects the pressure-medium cylinder (47) with the high-pressure source (41) and opens the control line (62) of the non-return valve (61) capable of being actuated, so that the non-return valve (61) opens in opposition to the pressure in the closed circular pipeline (44) and connects the pressure-medium cylinder (47) with the discharge tank (63).

13. Apparatus in accordance with one of Claims 1-12, characterized by the fact that the working space (50) is connected, via a non-return valve (61) capable of being actuated, to a discharge tank (63) provided with a ventilating system (65).

14. Apparatus in accordance with Claim 13, characterized by the fact that the discharge tank (63) discharges it to a tank (66) of the system.

Revendications

1. - Dispositif pour compacter du matériau de moulage de fonderie à l'aide d'un gaz de compression, composé d'un réservoir sous pression (5) constituant une chambre de précompression, d'un volume de moulage disposé en dessous de celle-ci et comprenant un châssis de moulage (3) avec hausse (4) et une plaque-modèle (1) avec modèle (2) qui assure la fermeture inférieure du châssis de moule et sur laquelle le matériau de moulage est versé en vrac avant le compactage, et d'une vanne de grande section placée entre le réservoir sous pression et le volume de moulage, dont l'organe d'obturation (11) libère l'ouverture (8) de la vanne en quelques millisecondes, avec le concours de la pression à l'intérieur du réservoir sous pression (5), en se déplaçant vers l'intérieur du volume de moulage et peut être amené, au moyen d'un cylindre compresseur, dans la position de fermeture, l'espace de travail (50) du cylindre compresseur (47) limité par un piston (45) étant raccordé à une source de haute pression (41), le piston (45) formant, avec sa face opposée à l'espace de travail (50), la fermeture mobile d'un accumulateur de pression (51) alimenté en gaz et l'espace de travail comportant un écoulement (44, 48, 61, 63) qui est conformé de telle façon que le fluide hydraulique s'échappe à une vitesse e 10 m/s, avec accélération simultanée du piston (45) aussi bien que de l'organe d'obturation (11) dans la position d'ouverture sous l'effet de la pression régnant dans l'accumulateur de pression (51).

2. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'espace de travail (50) du cylindre compresseur (47) présente un faible volume de déplacement, par exemple entre 150 et 500 cm3.

3. - Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'écoulement (44, 48, 49) de l'espace de travail (50) est découplé du reste du circuit hydraulique à haute pression (41) par l'intermédiaire d'éléments de commutation (61, 43) et relié à un collecteur (63) par l'intermédiaire d'une conduite (44) ayant une section relativement grande.

4. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la pression de la source de haute pression (51) se situe entre 100 et 300 bars.

5. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, dans la position de fermeture de l'organe d'obturation (11), l'accumulateur de pression (51) est soumis directement ou indirectement à une pression de gaz comprise entre 50 et 200 bars.

6. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le rapport entre le volume de l'accumulateur de pression et le volume de déplacement du cylindre compresseur (47) est d'au moins 5 : 1.

7. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'étranglement (49, 58, 59, 60) qui devient efficace vers la fin du mouvement de descente du piston (45).

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la tige de piston (46) qui relie le piston (45) à l'organe d'obturation (11) présente, à l'intérieur du cylindre compresseur (47), une section (58) évasée de manière conique par rapport à la traversée de cylindre de la tige de piston et que la tige de piston (46) traverse l'ouverture d'admission et d'écoulement (49) de l'espace de travail (50) qui, en combinaison avec la section à évasement conique (58) de la tige de piston (46), constitue le dispositif d'étranglement.

9. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'ouverture d'admission et d'écoulement (49) de l'espace de travail (50) débouche dans au moins deux canaux d'admission et d'écoulement (48).

10. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le piston (45) présente un embout (55) qui dépasse dans le volume de l'accumulateur de pression (51) et qui est pourvu d'une butée (56) laquelle coopère avec un limiteur de fin de course (54, 57) pour le mouvement de descente du piston (45).

11. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la source de haute pression (41) est reliée, par l'intermédiaire d'une vanne-pilote (42), d'un clapet antiretour (43) et d'une conduite circulaire (44), aux deux canaux (48) du cylindre compresseur (47), et que le collecteur (63) est raccordé, par l'intermédiaire d'un clapet antiretour (61) pouvant être commandé dans le sens de l'ouverture, à la conduite circulaire (44).

12. - Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que la vanne-pilote (42) établit, dans une première position, la liaison entre le cylindre compresseur (47) et la source de haute pression (41) et décharge la conduite de pilotage (62) du clapet antiretour (61) pouvant être commandé dans le sens de l'ouverture de telle façon que celui-ci se ferme et relie, dans une deuxième position, la conduite de pilotage (62) à la source de haute pression (41) de sorte que le clapet antiretour (61) s'ouvre contre la pression dans la conduite circulaire (44) et relie le cylindre compresseur (47) au collecteur (63).

13. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'espace de travail (50) communique, par l'intermédiaire d'un clapet antiretour (61) pouvant être commandé dans le sens de l'ouverture, avec un collecteur (63) qui est équipé d'un système de mise à l'atmosphère (65).

14. - Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que le contenu du collecteur (63) s'écoule dans un collecteur (66) du système.

Zeichnung