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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Negativform für eine Spiraldüse. Die Erfindung betrifft weiter ein Spiralgrundformpositiv zum Herstellen einer Form für eine Spiraldüse und eine Spiraldüse.
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Spiraldüsen weisen eine zumindest abschnittsweise kernlose Wendel auf. Flüssigkeit wird in den Innenraum der Wendel eingeleitet, gelangt dann auf eine der Spitze abgewandte Spiralfläche der Wendel und wird dadurch in einem Sprühkegel verteilt. Spiraldüsen sind für hohe Flüssigkeitsdurchsätze geeignet und nicht verstopfungsempfindlich. Bekannte Spiraldüsen sind einteilig und werden mittels Feinguss hergestellt. In der Regel werden Spiraldüsen mittels einer gegossenen Metallform mit einem Kern hergestellt. Zur Herstellung der gegossenen Metallform wird ein Kern in die zumindest abschnittsweise kernlose Wendel einer funktionsfähigen Spiraldüse eingepasst und durch Umgießen wird dann die Metallform hergestellt. Nachteilig bei einem solchen Verfahren ist, dass eine Änderung der Leistungsdaten, beispielsweise der Durchflussmenge, einer Spiraldüse immer eine neue, individuelle Form hergestellt werden muss, für die eine zuvor durch Versuche ausgelegte und speziell gefräste funktionsfähige Spiraldüse eingebettet werden muss. Beim Herstellen der bekannten Form ist weiter problematisch, dass der Kern und die Spiraldüse ohne einen Spalt zusammengefügt werden müssen, was hohe Anforderungen an die Herstellung des Kerns stellt.
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Mit der Erfindung soll ein verbessertes Verfahren zum Herstellen einer Negativform für eine Spiraldüse, ein verbessertes Spiralgrundformpositiv zum Herstellen einer Form für eine Spiraldüse und eine verbesserte Spiraldüse bereitgestellt werden.
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Erfindungsgemäß ist hierzu ein Verfahren zum Herstellen einer Negativform für eine Spiraldüse mit folgenden Schritten vorgesehen:
- - Einbetten eines Spiralgrundformpositivs in eine Formmasse oder Umgeben des Spiralgrundformpositivs mit einer Formmasse,
- - Verfestigen der Formmasse,
- - Entfernen des Spiralgrundformpositivs aus der verfestigten Formmasse zum Herstellen eines Spiralgrundformnegativs,
- - Einbringen einer kegelartigen Ausnehmung in das Spiralgrundformnegativ, wobei die kegelartige Ausnehmung koaxial zu der Mittellängsachse des Spiralgrundformnegativs eingebracht wird, und dadurch Herstellen eines Spiralformnegativs und
- - Anordnen eines kegelartigen Kerns in dem Spiralformnegativ.
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Nach dem Anordnen des Kerns in dem Spiralformnegativ ist die Negativform für eine Spiraldüse fertig. Der Kern wird so in dem Spiralformnegativ angeordnet, dass eine Außenfläche des Kerns abschnittsweise an der Innenwand des Spiralformnegativs anliegt. In der Regel sind dies Abschnitte der Innenwand des Spiralformnegativs, die zuvor beim Einbringen der kegelartigen Ausnehmung in das Spiralgrundformnegativ entstanden sind. Zum Herstellen der Spiraldüse kann die so entstandene Negativform dann mit dem gewünschten Werkstoff für die Spiraldüse ausgegossen werden, beispielsweise Kunststoff, Keramikmasse oder Metall. Bei der Herstellung der Spiraldüse durch Feinguss wird die Negativform zunächst mit Wachs ausgegossen, um ein maßgenaues Modell zu erstellen. Dieses Modell wird dann umhüllt und in einem Wachsausschmelzverfahren wird dann die Spiraldüse selbst hergestellt. Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass zunächst ein Spiralgrundformpositiv hergestellt wird, das dann in eine Formmasse eingebettet oder mit einer Formmasse umgeben wird. Das Spiralgrundformpositiv ist vergleichsweise stabil, da es im Unterschied zur fertiggestellten Spiraldüse noch einen Kern aufweist. Das Spiralgrundformpositiv kann daher beispielsweise aus einem leicht zu bearbeitenden metallischen Werkstoff, insbesondere Messing oder Aluminium oder aus Kunststoff hergestellt werden, insbesondere mit 3D-Druck. Erst nach dem Einbringen einer kegelartigen Ausnehmung in das Spiralgrundformnegativ ist ein Spiralformnegativ hergestellt, das die herzustellende Spiraldüse bezüglich ihrer Abmessungen definiert. Formen für Spiraldüsen mit unterschiedlichen Leistungsdaten, beispielsweise unterschiedlichen Durchflussmengen, können dann mit ein- und demselben Spiralgrundformpositiv und Spiralgrundformnegativ erstellt werden, da zum Erzielen unterschiedlicher Leistungsdaten lediglich die Abmessungen der kegelartigen Ausnehmung und die Abmessungen des kegelartigen Kerns verändert werden müssen. Als Formmasse kann im Rahmen der Erfindung beispielsweise auch flüssiges Metall eingesetzt werden, das dann durch Erstarren verfestigt. Als kegelartig wird im Rahmen der Erfindung eine Geometrie bezeichnet, die sich von einem größeren Querschnitt zu einem kleineren Querschnitt verjüngt, ohne zwischenzeitig den Querschnitt zu vergrößern.
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Die Innengeometrie der Spiraldüse wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren also durch die kegelartige Ausnehmung und den kegelartigen Kern definiert. Änderungen in den Abmessungen der kegelartigen Ausnehmung und des kegelartigen Kerns führen zu einer Veränderung von Leistungsdaten der Spiraldüse.
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In Weiterbildung der Erfindung entsprechen die Außenabmessungen eines Kegelabschnitts des kegelartigen Kerns den Abmessungen der kegelartigen Ausnehmung.
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Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass der Kern an den Abschnitten der Innenwand des Spiralformnegativs anliegt, die beim Einbringen der kegelartigen Ausnehmung entstanden sind.
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In Weiterbildung der Erfindung ist das Verändern der Abmessungen der kegelartigen Ausnehmung und der Abmessungen des kegelartigen Kerns zum Herstellen von Spiraldüsen mit unterschiedlichen Leistungsdaten vorgesehen.
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Die Abmessungen des Spiralgrundformnegativs werden dabei nicht verändert. Ein- und dasselbe Spiralgrundformpositiv bzw. Spiralgrundformnegativ kann dadurch zum Herstellen von Formen für Spiraldüsen mit unterschiedlichen Leistungsdaten verwendet werden.
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In Weiterbildung der Erfindung erfolgt beim Entfernen des Spiralgrundformnegativs ein Herausdrehen des Spiralgrundformpositivs um eine Mittellängsachse des Spiralgrundformpositivs aus der verfestigten Formmasse.
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Ein solches Herausdrehen, bei dem das Spiralgrundformpositiv nicht zerstört wird, wird dadurch ermöglicht, dass ein Querschnitt des Spiralgrundformpositivs in Richtung auf seine Spitze zu sich niemals erweitert, sondern allenfalls gleich bleibt, in der Regel aber abnimmt. Dadurch kann das Spiralgrundformpositiv auch aus einer nicht elastischen, verfestigten Formmasse herausgedreht werden. Das Spiralgrundformpositiv weist auch zwei Spiralflächen auf, von denen eine zur Spitze hin gerichtet und die andere der Spitze entgegengerichtet ist, die zwischen sich eine Wendel des Spiralgrundformpositivs definieren. Diese beiden Spiralflächen sind so angeordnet, dass ein Abstand zwischen zwei Spiralflächenabschnitten, die an denselben Leerraum zwischen zwei Wendelabschnitten angrenzen, wobei die Spiralflächenabschnitte einander zugewandt sind, zur Spitze hin zumindest abschnittsweise gleich bleibt und/oder wenigstens abschnittsweise zur Spitze hin vergrößert. Mit anderen Worten wird ein Leerraum zwischen den Wendelabschnitten zur Spitze hin entweder größer oder bleibt gleich, verringert sich aber nicht. Auch dadurch wird das Herausdrehen des Spiralformnegativs aus einer verfestigten, nicht elastischen Formmasse ermöglicht. Wie bereits ausgeführt wurde, wird das Herausdrehen des Spiralgrundformpositivs aus der verfestigten Formmasse auch dadurch erleichtert, dass das Spiralgrundformpositiv vergleichsweise stabil ist, da im Unterschied zur fertiggestellten Spiraldüse das Spiralgrundformpositiv noch keine kegelartige Ausnehmung anstelle des Kerns der Wendel aufweist. Die Wendel des Spiralgrundformpositivs hat also noch einen ausgefüllten Kern oder einen Zentralabschnitt, der das Spiralgrundformpositiv stabilisiert.
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Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird auch durch ein Spiralgrundformpositiv zum Herstellen einer Form für eine Spiraldüse gelöst, wobei das Spiralgrundformpositiv eine kegelartige Außenkontur und zwei im Abstand zueinander verlaufende Spiralflächen aufweist, die jeweils wendelförmig und innerhalb der kegelartigen Außenkontur auf eine Spitze des Spiralgrundformpositivs zulaufen, wobei die Spiralflächen zwischen sich eine Wendel des Spiralgrundformpositivs definieren und wobei eine erste Spiralfläche der Spitze zugewandt und eine zweite Spiralfläche der Spitze abgewandt ist, bei dem ein Abstand zwischen zwei an einen Leerraum zwischen zwei Wendelabschnitten angrenzenden und einander zugewandten Spiralflächenabschnitten zur Spitze hin zumindest abschnittsweise gleich bleibt und/oder sich wenigstens abschnittsweise zur Spitze hin vergrößert.
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Wie ausgeführt wurde, wird dadurch das Ausschrauben oder Ausdrehen des Spiralgrundformpositivs aus der verfestigten Formmasse möglich, ohne das Spiralgrundformpositiv zu zerstören. Dies gilt auch dann, wenn die verfestigte Formmasse nicht elastisch ist. Der Abstand zwischen den Spiralflächenabschnitten wird dabei auf einer Mantellinie des Kegels und senkrecht zu der Mantellinie des Kegels der Außenkontur gemessen. Der Abstand kann auch auf Parallelen zur Mantellinie gemessen werden. Die Messung des Abstands erfolgt zweckmäßigerweise in Ebenen, die die Mittellängsachse einschließen.
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In Weiterbildung der Erfindung steigt ein Winkel, den die an einen Leerraum zwischen zwei Wendelabschnitten angrenzenden und einander zugewandten Spiralflächenabschnitte einschließen, wobei der Winkel in zur Mittellängsachse radial angeordneten Ebenen gemessen wird, zur Spitze hin wenigstens abschnittsweise an oder bleibt zur Spitze hin wenigstens abschnittsweise gleich.
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Auch dadurch wird das Ausschrauben oder Ausdrehen des Spiralgrundformpositivs aus der verfestigten Formmasse erleichtert.
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In Weiterbildung der Erfindung geht die Wendel zur Mittellängsachse hin in einen Zentralabschnitt über, der die Mittellängsachse umgibt und sich bis zur Spitze hin erstreckt, wobei insbesondere Übergänge zwischen den Spiralflächen und dem Zentralabschnitt ausgerundet sind.
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Wie ausgeführt wurde, trägt der Zentralabschnitt des Spiralgrundformpositivs zu dessen hoher Stabilität bei. Die ausgerundeten Übergänge zwischen den Spiralflächen und dem Zentralabschnitt erleichtern das Ausdrehen des Spiralgrundformpositivs aus der verfestigten Formmasse.
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Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird auch durch eine Spiraldüse mit einer zumindest abschnittsweise kernlosen Wendel gelöst, wobei die Wendel zwei im Abstand zueinander verlaufende Spiralflächen aufweist, die zwischen sich die auf eine Spitze der Spiraldüse zulaufende und innerhalb einer kegelartigen Außenkontur angeordnete Wendel definieren, wobei eine erste Spiralfläche der Spitze zugewandt und eine zweite Spiralfläche der Spitze abgewandt ist, bei der ein Abstand zwischen zwei an einen Leerraum zwischen zwei Wendelabschnitten angrenzenden und einander zugewandten Spiralflächenabschnitten zur Spitze hin zumindest abschnittsweise gleich bleibt und/oder sich wenigstens abschnittsweise zur Spitze hin vergrößert.
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Die Wendel der erfindungsgemäßen Spiraldüse ist in der Regel mit Ausnahme der Spitze kernlos. Der Abstand wird auf einer Mantellinie der kegelartigen Außenkontur der Wendel und senkrecht zu einer Mantellinie der kegelartigen Außenkontur gemessen oder auf Parallelen zur Mantellinie. Der Abstand kann in Ebenen gemessen werden, die die Mittellängsachse einschließen.
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In Weiterbildung der Erfindung steigt ein Winkel, den die an einen Leerraum zwischen zwei Wendelabschnitten angrenzenden und einander zugewandten Spiralflächenabschnitte einschließen, wobei der Winkel in zur Mittellängsachse radial angeordneten Ebenen gemessen wird, zur Spitze hin wenigstens abschnittsweise an oder bleibt zur Spitze hin wenigstens abschnittsweise gleich.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
- 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Spiraldüse,
- 2 eine Seitenansicht eines Spiralgrundformpositivs, das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer Negativform für die Spiraldüse der 1 verwendet wird,
- 3 eine Schnittansicht des Spiralgrundformpositivs der 2,
- 4 eine Schnittansicht eines Spiralgrundformnegativs, das durch Einbetten des Spiralgrundformpositivs der 2 und 3 in eine Formmasse hergestellt wird,
- 5 eine Ansicht des Spiralgrundformnegativs der 4 von schräg oben,
- 6 eine Schnittansicht eines Spiralformnegativs, das durch Einbringen einer kegelartigen Ausnehmung in das Spiralgrundformnegativ der 4 und 5 erzeugt wird,
- 7 eine Schnittansicht einer Form zum Herstellen der Spiraldüse der 1,
- 8 eine Aufnahme der Form der 7,
- 9 eine Schnittansicht der Aufnahme der 8 im zusammengefügten Zustand mit dem Spiralformnegativ der 6 und
- 10 eine Ansicht des Spiralformnegativs und der das Spiralformnegativ umgebenden Aufnahme der 9 von schräg oben.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Spiraldüse 10. Die Spiraldüse 10 weist eine Wendel 12 auf, die eine kegelartige und sich zu einer Spitze 14 hin verjüngende Außenkontur aufweist. Diese Außenkontur ist bei der dargestellten Spiraldüse 10 nicht streng kegelförmig, sondern läuft in den letzten beiden Wendeldrehungen vor der Spitze stärker auf eine Mittellängsachse 16 zu geneigt als eine reine Kegelkontur. Die Spitze 14 ist leicht abgeplattet, wobei dies im Rahmen der Erfindung nicht zwingend ist. Die Wendel 12 ist kernlos ausgeführt, so dass innerhalb der Wendel 12 eine kegelartige Ausnehmung 18 angeordnet ist. Diese kegelartige Ausnehmung endet in einem Bereich 20. Über die kegelartige Ausnehmung 20 wird über einen Anschluss 22 der Spiraldüse 10 zu versprühende Flüssigkeit zugeführt. Als kegelartig wird im Rahmen der Erfindung jegliche Kontur bezeichnet, die sich von einem größeren Querschnitt hin zu einem kleineren Querschnitt verjüngt, ohne zwischenzeitig den Querschnitt zu vergrößern.
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Die Wendel 12 wird durch eine erste Spiralfläche 24 und eine zweite Spiralfläche 26 definiert, sowie weiter durch eine Außenfläche 28 und eine Innenfläche 30. Die Innenfläche 30 begrenzt abschnittsweise die kegelartige Ausnehmung 18. Die erste Spiralfläche 24 läuft bis zur Spitze 14 und ist dabei der Spitze 14 abgewandt, in 1 also nach oben gerichtet. Die zweite Spiralfläche 26 läuft ebenfalls bis zur Spitze 14 und ist dabei der Spitze 14 zugewandt. Im Anschlussbereich 22 enden die beiden Spiralflächen 24, 26 und gehen in den zylinderrohrförmigen Anschlussbereich 22 über. Im Rahmen der Erfindung muss der Anschlussbereich nicht notwendigerweise zylindrisch ausgeführt werden. Der Anschlussbereich 22 weist ein Anschlussgewinde 32 auf, das bei der dargestellten Ausführungsform als Außengewinde ausgebildet ist, sowie einen nicht runden Außenkonturbereich 34. Der nicht runde Außenkonturbereich 34 dient zum Ansetzen eines Werkzeugs, um die Spiraldüse 10 an einer flüssigkeitsführenden Leitung festzuschrauben. Anstelle eines Außengewindes und eines typischerweise 6-kantigen Außenkonturbereichs kann auch ein Flansch vorgesehen sein.
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Die der Spitze 14 abgewandte Spiralfläche 24 verläuft nicht gleichmäßig geneigt und weist damit keine konstante Steigung auf. Durch die Gestaltung der ersten Spiralfläche 24 kann ein Flüssigkeitsaustritt aus der Ausnehmung 18 im Betrieb der Spiraldüse 10 gesteuert werden. Die zweite Spiralfläche 26 verläuft bei der dargestellten Ausführungsform ebenfalls nicht mit konstanter Steigung. Im Rahmen der Erfindung können beide Spiralflächen eine konstante Steigung aufweisen.
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Ein Abstand zwischen den beiden Spiralflächen 24, 26, gemessen über einen Leerraum zwischen den einzelnen Wendelabschnitten, nimmt zur Spitze 14 hin zu oder bleibt allenfalls gleich. Dies wird noch detailliert anhand der Darstellung der 3 erläutert.
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Ein Winkel, den die beiden Spiralflächen 24, 26 an in Richtung der Mittellängsachse 14 gegenüberliegenden Abschnitten einschließen, bleibt zur Spitze 14 hin entweder gleich oder vergrößert sich. Auch dies wird anhand der Darstellung der 3 noch detailliert erläutert.
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2 zeigt ein Spiralgrundformpositiv 40, das zur Herstellung der Spiraldüse 10 der 1 verwendet wird. Mit Ausnahme des Anschlussgewindes 32, des unrunden Außenkonturbereichs 34 und der beim Spiralgrundformpositiv 40 nicht vorhandenen kegelartigen Ausnehmung 18 weist das Spiralgrundformpositiv 40 eine geometrisch gleiche Außenkontur auf wie die Spiraldüse 10 der 1. Beim Herstellprozess können aber Schwindungen auftreten, so dass Spiralgrundformpositiv und die Spiraldüse gegebenenfalls leicht abweichende Außenkonturen aufweisen. Anstelle der Ausnehmung 18 ist das Spiralgrundformpositiv 40 mit einem Kern oder Zentralabschnitt versehen, der den durch die Ausnehmung 18 bei der Spiraldüse 10 definierten Innenraum vollständig ausfüllt.
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Das Spiralgrundformpositiv ist dadurch gegenüber der Spiraldüse 10 vergleichsweise stabil, wenn eine Spiraldüse 10 aus dem gleichen Material wie das Spiralgrundformpositiv 40 verglichen würde. Hierzu trägt, wie erläutert wurde, ein Kernbereich 42 bei, der in 2 mit strichpunktierten Linien angedeutet ist. Der Kernbereich 42 besteht aber aus demselben Material wie der Rest des Spiralgrundformpositivs 40.
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Das Spiralgrundformpositiv 40 wird zum Herstellen einer Negativform für die Spiraldüse 10 der 1 in eine Formmasse eingebettet, beispielsweise mit flüssigem Metall umgossen, und nach dem Verfestigen der Formmasse, insbesondere dem Erstarren des Metalls, dann aus der verfestigten Formmasse entfernt. Dies kann durch Herausdrehen des Spiralgrundformpositivs aus der verfestigten Formmasse erfolgen, vgl. auch 4. Das Ausdrehen des Spiralgrundformpositivs 40 wird zunächst dadurch erleichtert, dass das Spiralgrundformpositiv einen die Mittellängsachse 16 umgebenden Zentralabschnitt aufweist, der sich weiter in Richtung auf die Spitze 14 zu erstreckt als der Kernbereich 42 und einen größeren Durchmesser als der Kernbereich 42 hat und die Wendel 12 des Spiralgrundformpositivs 40 erheblich verstärkt. Wie bei der Spiraldüse 10 der 1 weisen auch die beiden Spiralflächen 24, 26 einen Abstand zwischen zwei an einen Leerraum zwischen zwei Wendelabschnitten angrenzenden und einander zugewandten Spiralflächenabschnitten auf, der zur Spitze 14 hin zumindest abschnittsweise gleich bleibt und/oder sich wenigstens abschnittsweise zur Spitze 14 hin vergrößert. Dadurch kann das Spiralgrundformpositiv 40 auch aus nicht elastischen, verfestigten Formmassen herausgedreht werden. Auch der Winkel zwischen den beiden Spiralflächen 24, 26, den die an einen Leerraum zwischen zwei Wendelabschnitten angrenzenden und einander zugewandten Spiralflächenabschnitte einschließen, bleibt zur Spitze 14 hin wenigstens abschnittsweise gleich oder steigt wenigstens abschnittsweise an, verringert sich aber nicht. Auch dadurch wird das Ausdrehen des Spiralgrundformpositivs aus einer verfestigten Formmasse ermöglicht. Die Spiralflächen 24, 26 gehen in den Kern des Spiralgrundformpositivs 40 mittels ausgerundeter Übergänge 44 über. Auch dadurch wird die Stabilität des Spiralgrundformpositivs 40 vergrößert.
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3 zeigt eine Schnittansicht des Spiralgrundformpositivs 40 der 2, wobei die Schnittebene die Mittellängsachse 16 enthält. Zu erkennen ist, dass zur Spitze 14 hin sich ein Abstand zwischen an einen Leerraum angrenzenden und einander gegenüberliegenden Spiralflächenabschnitten der Spiralflächen 26, 24 vergrößert. Gut zu erkennen ist, dass ein Abstand x in der ersten Umdrehung der Wendel 12, ausgehend vom in 3 oberen Ende des Spiralgrundformpositivs 40 mit größerem Durchmesser, also dem der Spitze 14 gegenüberliegenden Ende, kleiner ist als ein Abstand y, der am zweiten Umlauf zwischen den Spiralflächen 24, 26 gemessen wird. Im Rahmen der Erfindung soll der Abstand x nicht größer sein als der Abstand y.
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Auch ein Winkel a, der am ersten Umlauf der Wendel 12 zwischen einander gegenüberliegenden Spiralflächenabschnitten der Spiralflächen 24, 26 gemessen wird, ist kleiner als ein Winkel β, der an gegenüberliegenden Spiralflächenabschnitten der Spiralflächen 24, 26 im zweiten Umlauf der Wendel 12 gemessen wird. Im Rahmen der Erfindung soll der Winkel α nicht größer sein als der Winkel β.
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Gut zu erkennen ist in 3 auch, dass ein Querschnitt des Spiralgrundformpositivs 40 in Richtung zur Spitze 14 hin allenfalls gleich bleibt, nämlich in dem in 3 oberen Ende, der später den Anschlussbereich 22 der Spiraldüse 10 definiert, dann aber bis zur Spitze 14 hin abnimmt. Dabei wird lediglich die Einhüllende oder Außenkontur des Spiralgrundformpositivs 40 betrachtet, nicht die Querschnittsverringerungen zwischen den einzelnen Wendelabschnitten.
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4 zeigt ein Spiralgrundformnegativ 50, das nach dem Einbetten des Spiralgrundformpositivs 40 der 2 und 3 in eine Formmasse, dem Verfestigen der Formmasse und dem Herausdrehen des Spiralgrundformpositivs 40 aus der verfestigten Formmasse entsteht. Das Spiralgrundformnegativ 50 weist eine Innenkontur auf, die der Außenkontur des Spiralgrundformpositivs 40 entspricht.
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5 zeigt eine Ansicht von schräg oben auf das Spiralgrundformnegativ 50 der 4.
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Das Spiralgrundformnegativ 50 weist nicht zwingend eine runde Außenkontur auf und ist bei der dargestellten Ausführungsform mit einer quaderförmigen Außenkontur versehen.
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In das Spiralgrundformnegativ der 4 und 5 wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dann eine kegelartige Ausnehmung 18 parallel zur Mittellängsachse 14 eingebracht, so dass das in 6 in einer Schnittansicht dargestellte Spiralformnegativ 60 entsteht. Die Ausnehmung 18 ist in ihren Abmessungen der kegelförmigen Ausnehmung 18 der fertiggestellten Spiraldüse 10, vgl. 1, geometrisch gleich oder zumindest geometrisch ähnlich, da gegebenenfalls während des Herstellungsprozesses Schwindungen auftreten. Die Ausnehmung 18 ist bei der dargestellten Ausführungsform kegelstumpfförmig ausgebildet und endet kurz vor der Spitze 14 im Bereich 20, vgl. 1. Im Rahmen der Erfindung kann die Ausnehmung 18 aber auch lediglich kegelartig ausgeführt sein, muss also nicht streng der Form eines Kegelstumpfs oder Kegels folgen.
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Durch die Abmessungen der Ausnehmung 18 werden die Leistungsdaten der Spiraldüse 10 definiert. Beispielsweise wird die fertiggestellte Spiraldüse 10 eine größere Durchflussmenge bei definiertem Flüssigkeitsdruck haben, wenn die Ausnehmung 18 im Durchmesser größer gewählt wird. Umgekehrt kann durch Verringerung des Durchmessers der Ausnehmung 18 eine Durchflussmenge verringert werden. Weitere Parameter sind beispielsweise der Konturverlauf der Ausnehmung 18 bzw. die Länge der Ausnehmung 18.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können dadurch Negativformen für Spiraldüsen 10 mit unterschiedlichen Leistungsdaten hergestellt werden. Diese unterschiedlichen Leistungsdaten werden in sehr einfacher Weise durch Verändern der Abmessungen der Ausnehmung 18 erzielt.
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Das Spiralformnegativ 60 der 6 ist nach oben und unten hin offen. Diese Öffnungen dienen später zum Einfügen eines Kerns, vgl. 7, sowie zum Einfüllen von fließfähigem Material zum Herstellen der Spiraldüse 10, zum Entlüften der Form oder auch zum Reinigen der Form.
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7 zeigt eine Schnittansicht einer fertiggestellten Form 70 für die Spiraldüse 10 der 1. In die Ausnehmung 18 des Spiralformnegativs 60 wurde nun ein abschnittsweise kegelstumpfförmiger Kern 72 eingebracht. Die Außenabmessungen des Kegelstumpfabschnitts des Kerns 72 entsprechen den Innenabmessungen der Ausnehmung 18 des Spiralformnegativs 60. Die Außenwand des Kerns 72 liegt im Bereich des Spiralformnegativs 60 somit an den Innenwandabschnitten des Spiralformnegativs 60 an, die durch das Einbringen der Ausnehmung 18 entstanden sind.
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Auf das Spiralformnegativ 60 ist in 7 oben ein Anschlussformabschnitt 74 aufgesetzt worden, der zwischen dem Kern 72 und dem Anschlussformabschnitt 74 eine Form für das Anschlussgewinde 32 und für den typischerweise unrunden Außenkonturbereich 34 des Anschlussbereichs 22 definiert, vgl. 1. Zwischen dem Kern 72 und dem Spiralformnegativ 60 ist eine Negativform definiert, die mit fließfähigem Material ausgefüllt wird und die dann zur Ausbildung der Wendel 12 der Spiraldüse 10 der 1 führt.
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Unten auf das Spiralformnegativ 60 ist eine Abschlussplatte 76 aufgesetzt worden, die die in 7 untere Öffnung des Spiralformnegativs 60 verschließt.
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Das Spiralformnegativ 60 ist von einer Aufnahme 78 umgeben, die so ausgebildet ist, dass zwischen der Aufnahme 78 und der Außenwand des Spiralformnegativs 60 ein umlaufender Kühlkanal 80 entsteht.
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Die Form 70 kann unmittelbar für die Herstellung der Spiraldüse 10 der 1 verwendet werden, wenn die Spiraldüse aus Kunststoff, Keramik oder einem geeigneten Metall hergestellt wird. Wird die Spiraldüse 10 im Feingussverfahren oder Wachsausschmelzverfahren hergestellt, dient die Form 70 zur Herstellung eines Wachsmodells, das dann mit Formsand oder Keramik umgeben wird, um eine weitere Form herzustellen, aus der das Wachsmodell dann ausgeschmolzen wird und die dann nach erfolgtem Metallguss zerstört wird. Typischerweise werden mehrere Wachsmodelle zu einem Baum zusammengestellt, der dann mit Formsand oder Keramik umgeben wird. Das Wachmodell unterscheidet sich von der fertigen Spiraldüse in den Abmessungen lediglich um den Schwund, der beim Erstarren des flüssigen Metalls in der Form auftritt.
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8 zeigt die Aufnahme 78 der 7 alleine. Die Aufnahme 78 weist an ihrer Innenwand eine wendelförmig umlaufende Nut auf, die dann zusammen mit dem Spiralformnegativ 60, siehe 9, den umlaufenden Kühlkanal 80 definiert.
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10 zeigt die Aufnahme 78 und das Spiralformnegativ 60 der 9 in einer Ansicht von schräg oben. Das Spiralformnegativ 60 weist einen quadratischen Außenquerschnitt auf. Die Aufnahme 78 weist eine entsprechend angepasste Innenbohrung auf. Damit verläuft auch der Kühlkanal 80, vgl. 9, in Form einer Wendel mit quadratischem Querschnitt.
