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Die
Erfindung betrifft eine Kernschießmaschine zur Herstellung
von Kernen aus einem Formstoff, mit einem eine Kernform und zumindest
eine Durchbrechung aufweisenden Formwerkzeug und mit zumindest einer
in die Durchbrechung einführbaren Düse, mittels
welcher ein Medium in die Kernform einleitbar ist.
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Bei
der konventionellen Herstellung von für das Vergießen
von Metallschmelzen bestimmten Kernen wird ein Formstoff, sogenannter
Kern- oder Formsand, in die die Endform des herzustellenden Kerns
bestimmende Kernform eines Formwerkzeugs gefüllt. Um eine
gleichmäßige Befüllung der Kernform zu
gewährleisten, wird der Formstoff über eine ausreichende,
in geeigneter Weise verteilt angeordnete Anzahl von Durchbrechungen,
den sogenannten Schussöffnungen, in das Formwerkzeug bzw.
die als Hohlraum ausgebildete Kernform eingebracht. Hierzu wird
in jede dieser Durchbrechungen eine Düse eingeführt, über
welche dann der mit einem Druck beaufschlagte Formstoff in die Kernform
eingeschossen wird. Üblicherweise werden die Düsen gemeinsam
von einer höhenverstellbaren Schießkopfplatte
getragen, mittels welcher die Düsen gemeinsam in die Durchbrechungen
des Formwerkzeugs eingefahren und aus ihr herausgefahren werden.
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Hierbei
erweist es sich als besonders nachteilig dass derartig hergestellte
Kerne im Bereich der Durchbrechungen des Formwerkzeugs Erhebungen, sogenannte
Schussmarken, aufweisen, welche insbesondere beim Gießen
eine Motorblocks oder eines Zylinderkopfs nicht erwünscht
sind. Derartige Schussmarken erfordern eine meist manuelle Nachbearbeitung
des Kernes. Bei komplexen Geometrien des Kerns führt eine
manuelle Nachbearbeitung zur Zerstörung bzw. Unterbrechung
der gewünschten Konturlinie des Kerns in diesem Bereich.
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Vor
diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine
Kernschießmaschine der eingangs genannten Art derart zu
verbessern, dass das Entstehen von Schussmarken bei der Herstellung
von Kernen verhindert wird.
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Diese
Aufgabe wird gelöst mit einer Kernschießmaschine
gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die
Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige
Weiterbildungen der Erfindung.
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Erfindungsgemäß ist
also eine Kernschießmaschine vorgesehen, bei welcher eine
der Kernform zugewandte stirnseitige Oberfläche der Düse eine
dreidimensional ausgebildete Kontur aufweist, welche als Negativform
eines der Durchbrechung zugeordneten Kernbereichs ausgebildet ist.
Hierdurch wird die Konturlinie der Kernform bzw. die Kontur des in
der Kernform hergestellten Kerns im Bereich der Durchbrechung weitergeführt
und eine konturnahe Einleitung des Mediums ermöglicht.
Bei der Herstellung eines Kerns entsteht durch die dreidimensional geformte
Kontur der Düse eine dreidimensional ausgebildete Schussfläche
am Kern und die Entstehung von Schussmarken wird wirksam verhindert.
Eine manuelle Nachbearbeitung der Schussfläche ist nicht erforderlich.
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Dabei
erweist es sich als besonders vorteilhaft, dass das Medium einen
den Kern bildenden und aus Kern- oder Formsand bestehenden Formstoff aufweist
und/oder dass das Medium ein Gas ist, mittels welchem der in der
Kernform angeordnete Kern beaufschlagbar ist. Hierdurch kann einerseits
der Formstoff in die Kernform eingeleitet und ein Kern mit einer
dreidimensional ausgebildeten Schussfläche zur Verfügung
gestellt werden, andererseits kann mit der Düse ein Gas
zur schnelleren Aushärtung des in der Kernform angeordneten
Formstoffs in die Kernform eingeleitet werden.
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Eine
andere besonders vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung
wird auch dadurch geschaffen, dass in einer der Kernform zugewandten
Düsenöffnung eine Schlitzdüse angeordnet ist,
wobei eine dem Kern zugewandte Oberfläche der Schlitzdüse
eine dreidimensional ausgebildete Kontur aufweist, welche als Negativform
eines der Düsenöffnung zugeordneten Kernbereichs
ausgebildet ist. Hierdurch werden die nach der Herstellung des Kerns
eventuell noch hervorstehenden Formstoff-Reste im Bereich der Durchbrechung
plan gedrückt und die Aushärtung des in der Kernform
angeordneten Formstoffs wird positiv beeinflusst.
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Erfindungsgemäß ist
weiter vorgesehen, dass die Düse lösbar in einer
Schießkopfplatte fixiert ist, wobei die Düse durch
eine Relativbewegung zwischen der Schießkopfplatte und
dem Formwerkzeug in die Durchbrechung einführbar bzw. aus
der Durchbrechung entfernbar ist. Durch die lösbare Fixierung wird
eine einfache Möglichkeit geschaffen, die Düse welche
den Formstoff in den Formkern eingeleitet hat, gegen eine Düse
auszutauschen, mittels welcher der in der Kernform angeordnete Formstoff
mit einem Gas beaufschlagbar ist. Die Schießkopfplatte stellt
sicher, dass wenn die Kernschießmaschine mehrere Düsen
aufweist, diese gemeinsam und zeitgleich in die vorgesehenen Durchbrechungen
eingebracht werden.
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Weiterhin
hat es sich als besonders praxisnah erwiesen, dass die Düse
mittels einer Überwurfschraube in einer Durchbrechung der
Schießkopfplatte fixiert ist. Hierdurch wird die Montage
bzw. Demontage der Düse erleichtert.
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Eine
weitere Vereinfachung der Montage und Demontage der Düse
wird auch dadurch erreicht, dass die Überwurfschraube von
einer dem Formwerkzeug zugewandten Seite in die Schießkopfplatte
einschraubbar ist. Hierdurch besteht die Möglichkeit die
Düse zu montieren bzw. zu demontieren während
die Schießkopfplatte in der Kernschießmaschine
eingebaut ist.
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Eine
weitere besonders zweckmäßige Weiterbildung der
vorliegenden Erfindung wird auch dadurch erreicht, dass ein in der
Schießkopflatte angeordneter Düsenabschnitt eine
Verdrehsicherung aufweist. Durch die Verdrehsicherung wird ein Drehen der
Düse um eine Längsachse verhindert und die definierte
Lage, insbesondere der dreidimensional ausgebildeten Stirnseite,
der Düse gesichert.
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Dabei
erweist es sich als besonders praxisnah, dass die Verdrehsicherung
zumindest einen sich radial erstreckenden Zylinderstift umfasst,
welcher in eine Aussparung eingreift, die in einer die Durchbrechung
begrenzenden Innenwandfläche der Schießkopfplatte
angeordnet ist. Hierbei ist der Zylinderstift mit dem Düsenabschnitt
verbunden und greift derart in eine als Ausfräsung ausgebildete
Aussparung in der Durchbrechung der Scheißkopflatte ein, dass
ein Verdrehen der Düse relativ zu der die Düse aufnehmenden
Schießkopfplatte verhindert wird.
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Eine
andere ebenfalls besonders zweckmäßige Weiterbildung
der Kernschießmaschine wird auch dadurch geschaffen, dass
der in der Schießkopfplatte angeordnete Düsenabschnitt
eine Vertauschsicherung aufweist. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft,
wenn das Medium über mehrere in geeigneter Weise verteilt
angeordnete Düsen bzw. Durchbrechungen in das Formwerkzeug
bzw. die Kernform eingeleitet werden. Die Düsen weisen
dann je nach örtlicher Anordnung jeweils unterschiedlich ausgebildete
dreidimensionale Konturen auf. Ein Vertauschen von Düsen
würde dann unweigerlich zu einer Unterbrechung der Konturlinie
der Kernform und damit zu einer ungewünschten Form des
Kerns in diesen Bereichen führen. Die Vertauschsicherung stellt
sicher, dass ausschließlich die für die jeweilige Durchbrechung
vorgesehene Düse in der Schießkopfplatte montiert
werden kann.
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Dieser
Erfindungsgedanke lässt sich dadurch ergänzen,
dass die Vertauschsicherung zumindest zwei sich radial erstreckende
Zylinderstifte umfasst, welche jeweils in eine Aussparung eingreifen, wobei
die Aussparungen in einer die Durchbrechung begrenzenden Innenwandfläche
der Schießkopfplatte angeordnet sind. Dabei sind die Zylinderstifte
in einem definierten Winkelabstand zueinander mit der Düse
verbunden und greifen in entsprechend angeordnete Aussparungen in
der Schießkopfplatte. Hierdurch lässt sich in
einer bestimmten Durchbrechung der Schießkopfplatte ausschließlich
diejenige Düse montieren, bei welcher die Zylinderstifte
und die Aussparungen den identischen Winkelabstand aufweisen. Die
Vertauschsicherung kann gleichzeitig auch als Verdrehsicherung wirken.
Selbstverständlich können zur Realisierung der
Vertauschsicherung auch mehr als zwei Zylinderstifte eingesetzt
werden.
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Hierbei
erweist es sich als besonders praxisnah, dass der Düsenabschnitt
mehrere auf dem Umfang angeordnete Aufnahmeöffnungen für
die Zylinderstifte aufweist, wobei die Aufnahmeöffnungen
untereinander einen identischen Abstand aufweisen. Hierdurch wird
eine einfache Möglichkeit geschaffen, die Zylinderstifte
in unterschiedlichen Winkelabständen an der Düse
anzuordnen. Beispielweise können die Aussparungen jeweils
in einem Winkelabstand von 30° auf dem Umfang angeordnet
werden.
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Dabei
hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass die Zylinderstifte lösbar
in den Aufnahmeöffnungen fixiert sind. Dies ermöglicht
ein Montage und Demontage der Zylinderstifte in Abhängigkeit
des jeweiligen Einsatzfalls.
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Eine
andere besonders zweckmäßige Ausgestaltung der
Erfindung wird auch dadurch erreicht, dass zwischen der Schießkopfplatte
und dem Formwerkzeug eine Führung vorgesehen ist. Durch
die Führung wird eine Vorzentrierung der Düse
relativ zu der Durchbrechung in dem Formwerkzeug während der
Relativbewegung zwischen der Schießkopfplatte und dem Formwerkzeug
vorgenommen.
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Erfindungsgemäß ist
weiterhin vorgesehen, dass die Führung einen mit der Schießkopfplatte
verbundenen Zylinderstift umfasst, welcher während der Relativbewegung
zwischen der Schießkopfplatte und dem Formwerkzeug in eine
in dem Formwerkzeug angeordnete Aussparung einführbar ist.
Hierdurch wird eine kostengünstige und sehr prozesssichere Führung
zwischen der Schießkopfplatte und dem schwimmenden Formwerkzeug
zur Verfügung gestellt.
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Eine
andere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kernschießmaschine
zeichnet sich dadurch aus, dass die Düse jeweils ein Zentriermittel zur
Zentrierung der Düse in den Durchbrechungen der Schießkopfplatte
und des Formwerkzeugs aufweist. Die Zentriermittel gewährleisten
die lagegenaue Anordnung der Düse relativ zur Schießkopflatte und
zum Formwerkzeug bzw. zur Durchbrechung im Formwerkzeug durch welche
ein Verkanten der Düse während der Montage in
der Schießkopfplatte und eine Beschädigung der
Düse während der Relativbewegung zwischen der
Schießkopfplatte und dem Formwerkzeug verhindert werden
kann.
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Der
Erfindungsgedanke lässt sich dadurch ergänzen,
dass das Zentriermittel zur Zentrierung der Düse in der
Durchbrechung des Formwerkzeugs einen konisch ausgebildeten Düsenabschnitt
aufweist, wobei ein zugeordneter Bereich der Durchbrechung ebenfalls
konisch ausgebildet ist. Bei einer Relativbewegung zwischen der
Schießkopfplatte und dem Formwerkzeug kommt es zunächst
zu einem Eintauchen der Düsenspitze in die Durchbrechung.
Im Anschluss kommt es dann zu einem Kontakt des konischen Düsenabschnittes
mit dem konischen Bereich der Durchbrechung. Der konische Düsenabschnitt bewegt
sich bei weiterem Absenken der Schießkopfplatte entlang
des konischen Bereichs der Durchbrechung in Folge welcher die Düse
bzw. die Düsenspitze zentriert wird.
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Weiterhin
erweist es sich als vorteilhaft, dass das Zentriermittel zur Zentrierung
der Düse in der Durchbrechung der Schießkopfplatte
einen radialen Vorsprung aufweist, welcher in eine Nut in der Innenwandfläche
der Durchbrechung eingreift.
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Eine
weitere zweckmäßige Abwandlung der Erfindung wird
auch dadurch erreicht, dass eine Dichtung zwischen der Düse
und dem Formwerkzeug vorgesehen ist. Durch die Dichtung wird ein Entweichen
des Mediums aus dem Formkern verhindert. Dies ist insbesondere dann
besonders sinnvoll, wenn die Düse zu Begasung des in dem
Formkern angeordneten Formstoffs ausgestaltet ist.
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Dabei
lässt sich eine besonders effektive Dichtwirkung erzielen,
wenn die Dichtung zwischen dem konisch ausgebildeten Düsenabschnitt
und dem konisch ausgebildeten Bereich der Durchbrechung im Formwerkzeug
angeordnet ist.
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Die
Dichtung kann an der Innenfläche der Durchbrechung in dem
Formwerkzeug oder an der Düse angeordnet sein. Besonders
vorteilhaft erweist sich jedoch, dass die Düse eine Nut
zur Aufnahme der Dichtung aufweist. Hierdurch wird insbesondere die
Montage der Dichtung erleichtert.
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Die
Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu.
Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in
der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese
zeigt in
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1 einen
teilweise geschnittenen Ausschnitt einer Kernschießmaschine;
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2 eine
vergrößerte Darstellung der in 1 dargestellten
Einzelheit X;
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3 mehrere
Düsen und die an den Düsen angeordneten Zylinderstifte
in einer Prinzipdarstellung.
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1 zeigt
einen teilweise geschnittenen Ausschnitt einer Kernschießmaschine 1 zur
Herstellung von Kernen 2 aus einem Formstoff 3 und 2 eine
vergrößerte Darstellung der in 1 dargestellten
Einzelheit X. Der dargestellte Ausschnitt zeigt ein eine Kernform 4 aufweisendes
Formwerkzeug 5, welche bereits mit Formstoff 3 befüllt
ist. Im Formwerkzeug 5 ist eine Durchbrechung 6 vorgeshen,
in welcher eine Düse 7 zur Einleitung eines Mediums
in die Kernform 4 des Formwerkzeugs 5 angeordnet
ist. Eine der Kernform 4 zugewandte stirnseitige Oberfläche 8 der
Düse 7 weist eine dreidimensional ausgebildete
Kontur auf, welche als Negativform eines der Durchbrechung 6 zugeordneten
Kernbereichs 9 ausgebildet ist. Hierdurch wird eine Konturlinie 10 der Kernform 4 bzw.
die Kontur 11 des in der Kernform 4 angeordneten
Kerns 2 im Bereich der Durchbrechung 6 des Formwerkzeugs 5 weitergeführt.
Zur Zentrierung der Düse 7 in der Durchbrechung 6 des Formwerkzeugs 5 ist
ein Zentriermittel 12 vorgesehen. Das Zentriermittel 12 wird
durch einen konisch ausgebildeten Düsenabschnitt 13 und
einen ebenfalls konisch ausgebildeten Bereich 14 der Durchbrechung 6 gebildet.
In einer in diesem Düsenabschnitt 13 verlaufenden
Nut 15 ist eine Dichtung 16 angeordnet.
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Weiterhin
weist die Kernschießmaschine 1 eine relativ zum
Formwerkzeug 5 verfahrbare Schießkopfplatte 17 auf.
Die Düse 7 ist mittels einer Überwurfschraube 18 in
einer Durchbrechung 19 der Schießkopfplatte 17 fixiert.
Zur Zentrierung der Düse 7 in der Durchbrechung 19 der
Schießkopfplatte 17 ist ein Zentriermittel 20 vorgesehen.
Dieses wird durch einen an der Düse 7 angeordneten
Vorsprung 21 und eine in der Innenwandfläche 22 der Durchbrechung 19 angeordnete
Nut 23 gebildet. Weiterhin ist zwischen der Schießkopfplatte 17 und
dem Formwerkzeug 5 eine Führung 24 vorgesehen.
Die Führung 24 weist einen an der Schießkopfplatte 17 fixierten
Zylinderstift 25 auf, welcher in eine in dem Formwerkzeug 5 angeordnete
Aussparung 26 eingreift. Weiterhin sind zwischen der Schießkopfplatte 17 und der
Düse 7 eine Verdrehsicherung 27, sowie
eine Vertauschsicherung 28 angeordnet, welche aus einem
oder mehreren mit der Düse 7 verbundenen sich radial
erstreckenden Zylinderstiften 29 besteht, die in entsprechende
Aussparungen 30 in der Innenwandfläche 22 der
Durchbrechung 19 eingreifen. Zur Fixierung der Zylinderstifte 29 weist
die Düse 7 in einem in der Schießkopfplatte 17 angeordneten
Düsenabschnitt 31 mehrere, auf dem Umfang verteilte
Aufnahmeöffnungen 32 auf.
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Zur
Beaufschlagung des bereits in den Formkern 4 eingeleiteten
Formstoffs 3 mit einem Gas, wird eine Düse 7 verwendet,
bei welcher in einer Düsenöffnung 33 eine
Schlitzdüse 34 angeordnet ist (2).
Hierdurch wird die Aushärtung des Formstoffs 3 positiv
beeinflusst und eventuell vorstehende Formstoffreste im Bereich
der Durchbrechung 6 werden plan gedrückt.
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Die 3 zeigt
mehrere Düsen 7 und die an den Düsen 7 angeordneten
Zylinderstifte 29 in einer Prinzipdarstellung. Zur Realisierung
der Vertauschsicherung 28 werden entweder zwei Zylinderstifte 29 (obere
Reihe) oder drei Zylinderstifte 29 (unter Reihe) in unterschiedlichen
Winkelabständen 35 zueinander angeordnet.
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- 1
- Kernschießmaschine
- 2
- Kern
- 3
- Formstoff
- 4
- Kernform
- 5
- Formwerkzeug
- 6
- Durchbrechung
- 7
- Düse
- 8
- stirnseitige
Oberfläche
- 9
- Kernbereich
- 10
- Konturlinie
- 11
- Kontur
- 12
- Zentriermittel
- 13
- Düsenabschnitt
- 14
- Bereich
- 15
- Nut
- 16
- Dichtung
- 17
- Schießkopfplatte
- 18
- Überwurfschraube
- 19
- Durchbrechung
- 20
- Zentriermittel
- 21
- Vorsprung
- 22
- Innenwandfläche
- 23
- Nut
- 24
- Führung
- 25
- Zylinderstift
- 26
- Aussparung
- 27
- Verdrehsicherung
- 28
- Vertauschsicherung
- 29
- Zylinderstift
- 30
- Aussparung
- 31
- Düsenabschnitt
- 32
- Aufnahemöffnung
- 33
- Düsenöffnung
- 34
- Schlitzdüse
- 35
- Winkelabstand
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10340491
B3 [0004]
- - DE 102004034040 A1 [0004]
- - DE 10258822 B3 [0004]