AT527264A2

AT527264A2 - Vorrichtung zur Abgabe von Schlichten

Info

Publication number: AT527264A2
Application number: ATA50393/2024A
Authority: AT
Original assignee: Hermann Sebald KG
Priority date: 2023-06-07
Filing date: 2024-05-08
Publication date: 2024-12-15
Also published as: AT527264A3; DE102024001283B4; DE102024001283A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abgabe von Schlichten mittels Pressluft aus einem Vorratsbehälter auf eine Oberfläche einer Kokille oder dergleichen, wobei dem Vorratsbehälter für die Schlichte ein Rührwerk zugeordnet ist, und dass der Transport der Schlichte aus dem Vorratsbe- hälter mittels einer Pumpeinrichtung zu einer Sprühvorrichtung mit einem Sprühkopf (1) geführt wird, dabei befindet sich in dem Sprühkopf (1) eine Schlichtendüse (2), die in einem Abstand zu einer Luftblasdüse (4) mit ei- nem Pressluftanschluss ausgebildet ist, wobei die Luftblasdüse (4) und die Schlichtendüse (2) in einem Winkel von etwa 90° oder weniger zuei- nander versetzt angeordnet sind.

Description

wie ein Verfahren zur Ausführung der Abgabe von Schlichte.

Beim Kokillenguss werden zur Erzielung guter Gießergebnisse Schlichten eingesetzt. Dabei wird ein beliebiges Spritzmittel als Schlichte zusammengesetzt und unter Verwendung von Pressliuft auf die Innenflächen von Kokillen oder dergleichen mittels eines kegelförmigen Sprühstrahles flächenmäßig aufgetragen. Dabei wirkt die flüssige Schlichte als Formüberzug, der vollkommen gleichmäßig, und zwar sowohl als eine dünne, als auch in einer dicken Schicht aufgetragen werden kann. Durch den Auftrag der Schlichte werden die Oberflächen der Kokillen so verändert, dass ein Entformen der Kokillen oder dergleichen erleichtert wird, denn durch den Auftrag von Schlichten lassen sich die Oberflächen der Kokillen oder dergleichen angleichen, isolieren und wärmeabführend ausbilden, sodass eine

Entformung des Gussstückes vereinfacht wird.

Durch die DE 10 2005 021 688 A1 wird ein Verfahren zur Herstellung ei-

nes Formteiles mittels Schwerkraftkokillenguss bekannt, dabei wird eine

Kokille mit Gussmaterialien befüllt. Vor dem Befüllen der Kokille mit dem

Gussmaterial wird der Innenbereich der Kokille mit einem Trennmittel beschichtet, wodurch eine gleichmäßige Beschichtung der Innenseite der

Kokille erreicht wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der ein gleichmäßiger Auftrag von unterschiedlichen Schlichten bei unterschiedlichen Anwendungen von Kokillen oder dergleichen gewährleistet

werden kann.

ben dabei eine weitere Ausgestaltung der Erfindung wieder.

Im Kokillenguss bestimmen viele Faktoren den Gießerfolg, so neben der richtigen gießtechnischen Kokillenkonstruktion und dem optimalen Strömungsverlauf der Schmelze beim GieRvorgang, auch die optimale Legierung. Dabei zählt auch der Umgang mit einer Schlichte zu den qualitätsrelevanten Prozessen. Leider wird diesen Prozessen in der Gießereiindustrie oft zu wenig Beachtung geschenkt. Die Schlichte soll nicht nur eine gute Trennung zwischen dem Kokillenwerkstoff und der erstarrenden Legierung oder dergleichen bewirken, sondern auch die Fließfähigkeit des Metalls in die Form optimal beeinflussen, um Kaltläufe oder oxidische Anhäufungen zu vermeiden. Einen wesentlichen Einfluss auf die Erstarrung hat auch die Wärmeführung, die wiederum von der Schlichte stark beein-

flusst wird.

Um diese Ziele zu erreichen, sind Schlichten aus einer Vielzahl unterschiedlicher Bestandteile zusammengesetzt, die entweder die Wärme gut leiten oder isolierend wirken und Partikel enthalten, die in der Lage sind, die Metalloxiydhaut zu fixieren und somit das FlieRßvermögen beim Kokillenguss positiv zu beeinflussen. Schließlich werden die Partikel der Schlichte mit einem Binder, zum Beispiel Wasserglas, zusammengehalten. Nach dem Sprühvorgang auf die Kokillenoberfläche sollen diese dann auch gut fixiert sein. Das Wasser der Schlichte verdunstet beim Kontakt mit der heißen Kokillenwand und zurück bleibt ein strukturierter, glasähnlicher Film auf der Oberfläche, der über viele Abgüsse stabil seine Eigenschaft beibehält. Dies gelingt allerdings nur, wenn die Schlichte optimal

vorbereitet und verarbeitet wird.

Schlichten müssen deshalb zur Verarbeitung in einer Sprühvorrichtung

eine solche Konsistenz aufweisen, dass die Verarbeitung zu jedem

erwartet werden.

Daher werden Schlichten in der Regel als Konzentrat bereitgestellt. Das Schlichtenkonzentrat wird vor dem Versprühen mit Wasser vermischt, bis eine sprühfähige Konsistenz entsteht. Das bedeutet, dass dem Anwender der Schlichte eine wichtige Aufgabe zufällt, er hat das richtige Verdünnungsverhältnis zu wählen und gleichzeitig durch den Mischvorgang von Wasser und Konzentrat eine homogene Mischung herzustellen und diese,

bevor eine Separation eintritt, dann auch noch zu versprühen.

Damit die Schlichte stets die gleiche Konzentration, auch bei einem längeren Stillstand der Anlage, beibehält, ist der Vorratsbehälter mit einem Rührwerk ausgestattet. Ein solches Rührwerk kann im Dauerlauf oder auch nach Bedarf zugeschaltet werden. Durch den Einsatz eines solchen

Rührwerkes wird die Zusammensetzung der Schlichte auch bei einer

schluss an den Vorratsbehälter ist in die Zuleitung zu der mindestens eine Sprühvorrichtung eine Pumpeinrichtung integriert, die dafür sorgt, dass die bereitgestellte Konzentration der Schlichte unter Druck einer Sprühvorrich-

tung zugeführt wird.

Als Pumpeinrichtung hat sich eine Schlauchpumpe als besonders effektiv herausgestellt. Eine Schlauchpumpe hat nur einen geringen Energieverbrauch bei gleichzeitig längerer Lebensdauer, denn Schlauchpumpen benötigen wesentlich weniger Schmiermittel als herkömmliche Pumpeinrichtungen und haben eine ausgezeichnete Abriebfestigkeit bei extrem hoher Saugleistung. Ebenso können Schlauchpumpen unbegrenzt einen Trockenlauf überstehen, falls der Vorrat der bereitgestellten Schlichte aufgebraucht sein sollte. Ferner können abrasive und korrosive Schlichtenzusammenstellungen durch das Schlauchkompressionssystem der Pumpen-

einrichtung befördert werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung für die Abgabe von Schlichte kann mit einem oder mehreren Sprühköpfen ausgestattet sein. Die Sprühköpfe können z.B. auf einer Leiste, die die direkte Breite oder Höhe der Kokille oder dergleichen besprühen, angeordnet werden. In der Vorrichtung befindet sich ein Reservoir für die angeforderte Schlichte, die für das Sprühvorhaben eingesetzt wird. Die nicht verwendete Schlichte wird durch das Pumpsystem wieder in den Vorratsbehälter zurückgepumpt. Das Reservoir ist auch mit einer Schlichtendüse verbunden. In dem Sprühkopf befindet sich auch eine Blasdüse. Die Schlichtendüse arbeitet dabei mit der Luftblasdüse zusammen. Im Ruhezustand wird der Ausgang der Schlichtendüse durch eine Düsennadel verschlossen. Die Position der Schlichtendüse kann durch ein Gewinde stufenlos verändert werden. Damit die eingestellte Position der Schlichtendüse auch beibehalten wird, kann die

Schlichtendüse mit einem Federelement belastet werden, dabei

Pneumatikkolben angeordnet ist.

Die Düsennadel steht in einem direkten Kontakt mit dem Pneumatikkolben, der in seiner relativen Position durch eine Steuerluft innerhalb eines Pneumatikzylinders verändert werden kann. Vor der Ansteuerung des Pneumatikkolbens wird durch einen separaten Schritt gleichzeitig Pressluft als Blasluft in den Sprühkopf zur Luftblasdüse geleitet. Eine solche Steuerung der Pressluft kann so ausgeführt werden, dass zuerst die Blasluft und anschließend der Pneumatikkolben über die Düsennadel die Schlichtendüse öffnet. Dadurch kann die in dem Reservoir vorhandene Schlichte an der Schlichtendüse austreten und wird dort durch die Blasluft in der Kokille oder dergleichen zerstäubt. Um eine gleichmäßige Zerstäubung der Schlichte auf der Kokillenoberfläche oder dergleichen zu bekommen, ist eine wirkungsvolle Versprühung der Schlichte auf die Wandungen der Kokillenoberfläche oder dergleichen notwendig. Dafür befindet sich die Luftblasdüse um etwa 90° oder weniger gegenüber der Schlichtendüse versetzt angeordnet. Dadurch trifft der Luftstrahl der Blasluft direkt vor der Schlichtendüse auf die austretende Schlichte, was zu einer sehr guten

Zerstäubung der Schlichte führt.

Bei größeren Kokillen oder dergleichen ist es auch möglich, dass mehrere der Sprühköpfe nebeneinander oder übereinander angebracht werden. Ferner ist es möglich, dass die Sprühköpfe auch beweglich angeordnet

werden können. Die nicht versprühte Schlichte wird aus dem Reservoir über eine Leitung

wieder dem Vorratsbehälter zugeführt und dort durch das Rührwerk mit

der vorhandenen Schlichte gleichmäßig vermischt.

beispielen näher erläutert.

Figur 1 eine erste bevorzugte Ausführungsform eines Sprühkopfes

für eine Auftragung von Schlichte;

Figur 2 eine weitere bevorzugte Ausführung eines Sprühkopfes.

Ein Sprühkopf 1 nach Figur 1 besteht im Wesentlichen aus einem Verteilerblock 6 mit angedocktem Düsenhalter 5 und einem Luftadapter 16. Der Düsenhalter 5 wird in dem Verteilerblock 6 auswechselbar eingesetzt und durch eine Dichtung 7 in dem Verteilerblock 6 abgedichtet, anschließend wird der Düsenhalter 5 mit dem Verteilerblock 6 verschraubt. Der Verteilerblock 6 enthält einen Blaslufteingang 10, der über einen Kanal 28 mit Blasluft direkt die Luftblasdüse 4 versorgt. Diese Luftblasdüse 4 ist ebenfalls auswechselbar und kann über ein Gewinde 25 in dem Düsenhalter 5 festgesetzt werden. Innerhalb des Düsenhalters 5 befindet sich eine Schlichtendüse 2, die ebenfalls auswechselbar über ein Gewinde 26 in den Düsenhalter 5 eingebracht ist. Die Position der Luftblasdüse 4 und der Schlichtendüse 2 untereinander beträgt etwa 90° oder weniger, damit eine gute Zerstäubung der Schlichte durch die Blasluft ausführbar ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel 37 zwischen den Achsen der Düsen 2 bzw. 4 90°.

Innerhalb des Verteilerblockes 6 befindet sich ein Reservoir 11 für die von einer nicht dargestellten Schlauchpumpe angelieferte Schlichte. Dieses Reservoir 11 wird von einem Schlichtennadelschaft 9 durchdrungen. Dieser Schlichtennadelschaft 9 weist an einem Ende eine Düsennadel 3 auf, die im geschlossenen Zustand eine Düsennadelbohrung 33 der Schlich-

tendüse 2 verschließt. Um einen sicheren Verschluss zu gewährleisten,

tig auch über Dichtungen 24 dort abgedichtet.

Der Sitz der Schlichtendüse 2 kann in einer bevorzugten Ausführungsform durch ein Federelement 8 in Form eine Druckfeder belastet werden, sodass die Schlichtendüse 2 nach der Einstellung sicher in ihrer Betriebsstellung innerhalb des Düsenhalters 5 verbleibt. Innerhalb der Schlichtendüse 2 ist ein Düsennadelraum 27 ausgebildet, über den die Schlichte aus dem Reservoir 11 an die Düsennadel 3 geleitet wird. Ferner befinden sich an dem Verteilerblock 6 auch Zugänge für einen weiteren Presslufteingang, nämlich über einen Rücksteuerlufteingang 20, an den sich ein Kanal 22 anschließt, der zu einer Rücklaufregelung 21 führt. Wird dieser Rücksteuerlufteingang 20 mit Pressluft beaufschlagt, so wird über eine nicht dargestellte Verbindung ein vorderer Druckraum 23 vor dem Pneumatikkolben 13 mit Druckluft befüllt. Die Befüllung des vorderen Druckraumes 23 mit Pressluft bewirkt, dass die Düsennadel 3 aus dem Sitz, nämlich der Verschlussstellung, aus der Schlichtendüse 2 herausgezogen wird und die Schlichte kann aus dem Reservoir 11 über die Düsennadel 27 an der Schlichtendüse 2 austreten. Die Verschlussstellung der Düsennadel 5 in der Schlichtendüse 2 kann zusätzlich durch die Dichtung 34 abgesichert

werden.

Nach einem ausgeführten Sprühvorgang muss die Düsennadel innerhalb

der Schlichtendüse 2 wieder geschlossen werden. Dafür befindet sich hinter dem Pneumatikkolben 13 innerhalb des Pneumatikzylinders 15 ein hinterer Druckraum 14. Dieser hintere Druckraum 14 kann über den Eingang

einer Vorlaufsteuerluft 19 in Verbindung über einen Kanal 17 und einer

Schlichtendüse 2 verschließt.

In der Figur 2 wird eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Sprühkopfes 1 wiedergegeben, bei der Änderungen gegenüber der Ausfüh-

rungsform nach Figur 1 vorgenommen wurden.

Damit die Schlichte gleichmäßig aus der Schlichtendüse 2 austreten kann, weist die Düsennadel 3 seitlich über einen Teil ihrer Länge innerhalb eines Schlichtendüsenschaftes 36 eine Auskehlung 30 auf. Die Auskehlung 30 sorgte dafür, dass nach dem Rückzug der Düsennadel 3 aus der Verschlussposition der Schlichtendüse 2 die Schlichte aus dem Reservoir 11 gezielt in den Düsennadelraum 27 eintreten kann. Dabei werden durch die Auskehlung 30 Pulsationen und Schwankungen der Menge der Schlichte vermieden. Der Schlichtennadelschaft 9 ist dabei in dem Schlichtendüsen-

schaft 36 durch eine Dichtung 32 zusätzlich abgedichtet.

Da die verwendeten Schlichten eine unterschiedliche Zusammensetzung aufweisen, kann es notwendig sein, dass sich bei Bildung von Tropfen oder dergleichen an der Schlichtendüse 2 diese Ansammlungen von Schlichte beseitigt werden müssen, weil sonst ein gleichmäßiger Auftrag der Schlichte in der Kokille oder dergleichen nicht gewährleistet werden kann. Zur Beseitigung dieser Schlichtenansammlungen weist die Schlichtendüse 2 an ihrem Ende eine umlaufende Kehlnut 29 auf. Um eine solche Schlichtenansammlung zu beseitigen und gleichzeitig mit zu versprühen, weist die Luftblasdüse 4 neben dem Luftblasauslass 35 seitlich zwei Seitenbohrungen 31 auf. Die Seitenbohrungen 31 verlaufen horizontal, sodass die in der Kehlnut 29 angesammelte Schlichte mit der übrigen Schlichte verstäubt wird. Die Seitenbohrungen 31 verlaufen als Bypässe

etwa parallel zu dem Luftblasauslass 35.

Bezugszeichen

Sprühkopf Schlichtendüse Düsennadel Luftblasdüse Düsenhalter Verteilerblock Dichtung Federelement Schlichtennadelschaft Blaslufteingang Reservoir

Führung Pneumatikkolben Hinterer Druckraum Pneumatikzylinder Luftadapter

Kanal Vorlaufregelung Vorlaufsteuerluft Rücksteuerlufteingang Rücklaufregelung Kanal

Vorderer Druckraum Dichtung

Gewinde

Gewinde Düsennadelraum Kanal

Kehlnut

Auskehlung

Seitenbohrung Dichtung Düsennadelbohrung Dichtung Luftblasauslass Schlichtendüsenschaft Winkel

10

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Abgabe von Schlichten mittels Pressluft aus einem Vorratsbehälter auf eine Oberfläche einer Kokille oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, dass dem Vorratsbehälter für die Schlichte ein Rührwerk zugeordnet ist, und dass der Transport der Schlichte aus dem Vorratsbehälter mittels einer Pumpeinrichtung zu einer Sprühvorrichtung mit einem Sprühkopf (1) geführt wird, dabei befindet sich in dem Sprühkopf (1) eine Schlichtendüse (2), die in einem Abstand zu einer Luftblasdüse (4) mit einem Pressluftanschluss ausgebildet ist, wobei die Luftblasdüse (4) und die Schlichtendüse (2) in einem Winkel von etwa 90° oder weniger zueinander

versetzt angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprühkopf (1) im Wesentlichen aus einem Düsenhalter (5), der an einem Verteilerblock (6) angeordnet ist, und einem Luftadapter (16) besteht, wobei der Düsenhalter (5) in dem Verteilerblock (6) ange-

ordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlichtendüse (2) und die Luftblasdüse (4) auswechselbar in dem

Düsenhalter (5) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlichtendüse (2) eine Düsennadelbohrung (33) aufweist, die von einer Düsennadel (3) durchdrungen wird, dabei wird die Schlichtendüse (2) durch eine Dichtung (34) in der Ruheposition verschlossen, gleichzeitig weist die Düsennadel (3) einen Schlichtendüsenschaft (9) auf, der

endseits mit einem Pneumatikkolben (13) verbunden ist.

. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlichtendüse (2) einen Schlichtendüsenschaft (36) aufweist, der von dem Schlich-

tendüsennadelschaft (9) mit einem Abstand durchdrungen wird.

. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlichtendüsennadelschaft (9) in dem Teil, der in den Schlichtennadeldüsenschaft (36) eintaucht, eine in Richtung der Schlichtendüse (2) seitlich verlaufende Auskehlung (30) aufweist, wobei durch die Ausbildung der Auskehlung (30) die Menge der in den Düsen-

nadelraum (27) eintretenden Schlichte beeinflussbar ist.

. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass gegen den Schlichtennadelschaft (36) die Schlichtendüse (2) mit ei-

nem Federelement (8) in Form einer Druckfeder angestellt ist.

. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pneumatikkolben (13) in einem Pneumatikzylinder (15) des Luftadapters (16) gelagert wird, und dass vor dem Pneumatikkolben (13) ein vorderer Druckraum (23) und hinter dem Pneumatikkolben (13) ein hinterer Druckraum (14) ausgebildet sind, wobei die relative Position der Düsennadel (3) durch Ansteuerung des vorderen Druckraumes (23)

oder des hinteren Druckraumes (14) veränderbar ist.

. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Verteilerblock (6) ein Reservoir (11) für die zu versprühende Schlichte ausgebildet ist, dabei wird das Reservoir (11) von dem Schlichtennadelschaft (9) durchdrungen, gleichzeitig steht das Reservoir (11) mit einem Düsennadelraum (27) in Verbindung, wobei der Düsennadelraum (27) innerhalb der Schlichtendüse (2) ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeinrichtung als Schlauchpumpe ausgebildet ist und die Schlichte in einem Kreislauf über das Reservoir (11) und den Vorratsbehälter pumpt, wobei dem Vorratsbehälter ein Rührwerk zuge-

ordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprühkopf (1) mehr-

fach neben- oder übereinander anordbar ist.