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Bereich der Technik
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Die Erfindung betrifft das Schießen von Gießkernen mit Hilfe von Kernschießmaschinen. Den wichtigsten Bestandteil jeder Kernschießmaschine stellt ein Kernschießrohr dar.
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Stand der Technik
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Die Kernschießmaschinen zeichnen sich dadurch aus, dass ein Kernkasten schnell mit einer Dosis der Kernmischung gefüllt wird, die nicht mit Luft vermischt ist. Die erforderliche Beschleunigung erteilt der Kernmischung eine heftige Expansion von Pressluft in der Kernschießkammer. Die Pressluft wirkt auf die Kernmischungs-Säule von der Stirnseite her wie ein Federkolben. Die Reibung der Mischung an den Kammerwänden kann dadurch reduziert werden, dass die Pressluft auch durch Schlitze in der Kernschießbüchse zugeleitet wird. Die Kernmischungs-Säule wird auf diese Weise von der Wand durch eine Luftschicht getrennt. Infolge der reduzierten Reibung kommt es zu einer wesentlichen Beschleunigung der Mischung. Dadurch erzielt man eine gute Füllung des Kernkastens.
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Bei der Herstellung des Gießkerns – durch sog. Schießen – kommt es generell zu folgendem Prozess:
In einem Fülltrichter wird die Kernmischung mit einer definierten Zusammensetzung gemischt. Die Kernmischung besteht aus einem Magerungsmittel und einem Bindestoff. Als Magerungsmittel wird üblicherweise Quarzsand mit einer definierten Granulierung verwendet. Die Bindestoffe bestehen aus Komponenten auf Basis von Harzen. Die Kernmischung wird aus dem Fülltrichter über eine Absperrklappe in das Kernschießrohr bis zum Zeitpunkt des Schließens der Absperrklappe geführt.
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Aus dem Kernschießrohr wird anschließend die Kernmischung während einer definierten Dauer und unter einem definierten Druck in den Kernkasten geblasen. In den Aussparungen des Kernkastens kommt es anschließend zur Aushärtung der Kernmischung, wodurch ein Gießkern zustande kommt. Die
CZ 266 905 B1 offenbart einen Kernkasten zur Herstellung von Formkernen. In der
CZ 209 794 B1 ist eine Einrichtung zum Kernschießen und zum Lösen von Kernen aus dem Kernkasten im Rahmen der Kernschießmaschinen beschrieben, die in der Gießereiindustrie zur Herstellung von Gießkernen eingesetzt werden, wobei die Achse der Kernschießöffnung in der gleichen Richtung verläuft, wie die Bewegung des Auswerfers.
CZ/EP 1 957 218 T3 offenbart ein Produktionsverfahren sowie eine Einrichtung zur Herstellung von Formen und Kernen, insbesondere für die Gießereibranche. Eine Einrichtung zur Herstellung von Gießkernen ist aus der
US000004815517A bekannt. Eine Kernschießmaschine ist in der
WO 2008/125140 A1 beschrieben.
EP 0255 876 B1 offenbart eine Kernschießmaschine zum Schießen vorn Kernen.
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Zur Zeit werden die Kernschießrohre aus Kunststoffharzschichten mit dazwischenliegenden Verfestigungsnetzen und die Flansche aus Kunststoff hergestellt.
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Das Kernschießrohr unterliegt bei der Verwendung einem allmählichen Verschleiß bis zum Stand, in dem der Grenzwert der Verwendbarkeit überschritten ist.
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Im Laufe des Spannens des Kernschießrohrs bleiben an Aluminiumflanschen Reste der Kernmischung haften. Infolge der Kernmischungs-Reste an den Flanschen kommt es anschließend zu einer irreversiblen Verformung der Flansche, die eine allgemeine Undichtheit des Systems beim Durchgang der Pressluft zur Folge hat.
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Bei der Füllung des Kernschießrohrs mit der Kernmischung und anschließender Entleerung des Kernschießrohrs kommt es zu einem übermäßigen abrasiven Verschleiß, der auf die Granulierung der verwendeten Kernmischung zurückzuführen ist. Durch den allmählichen abrasiven Verschleiß kommt es zu einem Materialschwund und die Wand wird immer dünner. Die immer kleinere Rohrwanddicke zeichnet sich durch eine Senkung der Festigkeit und der Steifigkeit des Rohrs aus (das Glasfaserlaminat zerfasert).
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Infolge der zunehmenden Verschmutzung von Sieben für die Zu- und Ableitung der Luft des Kernschießrohrs kommt es zur Senkung der Durchgängigkeit der Luft bis zu einem Stand, bei dem Risse am Rohrkörper Risse entstehen.
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Infolge der Beschädigung des Rohrmantels wird die Kompaktheit der Oberfläche des Rohrmantels beeinträchtigt. Beim Kontakt des Bindestoffs mit dem Rohrmantel kommt es zu einer Reaktion zwischen dem Rohrkörper und dem Bindestoff. Diese Reaktion führt zu einer Verletzung der Kompaktheit der Glaslaminatoberfläche, die mit einer Festigkeitssenkung verbunden ist. Dies hat eine Rissbildung am Kernschießrohr zur Folge.
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Die Handhabung und Montage des Kernschießrohrs verursachen eine mechanische Beanspruchung sowie eine schrittweise Verformung. Durch die ständige mechanische und chemische Reinigung des Kernschießrohrs wird die Oberfläche und somit die Homogenität der Rohroberfläche beschädigt, was zu einer Degradierung des Glaslaminatsmantels beiträgt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kernschießrohr für Kernschießmaschinen einer neuen Konstruktion anzubieten, das sich durch eine viel längere Lebensdauer im Vergleich zu den heute benutzten Kernschießrohren auszeichnet.
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Grundlage der Erfindung
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Die oben bezeichneten Mängel werden durch das erfindungsgemäße modifizierte Kernschießrohr für Kernschießmaschinen behoben, dessen Grundlage darin besteht, dass die Wandung des Rohrteils, mehrere Schichten von innen nach außen umfasst oder daraus besteht, nämlich die eine erste Innenschicht, die aus Vinylesterharz gebildet ist, das Siliziumkarbidsub enthält; eine Glasfasermatte, die auf der Innenschicht angebracht ist und die erste Versteifung darstellt, eine zweite Schicht, die auf der Glasfasermatte gelegt ist und ebenfalls aus Vinylesterharz gebildet ist, das Siliziumkarbidstaub enthält, eine dritte Schicht, die auf der Glasfasermatte angeordnet ist und die durch aufeinander gewickelte Glasfasern mit dazwischenliegendem Vinylesterharz gebildet ist, wobei die Glasfasern in der dritten Schicht die zweite Versteifung darstellen, die zu einer erheblichen Erhöhung der Gesamtsteifheit und Stabilität des Kernschießrohrs beiträgt, und eine Außenschicht aus Vinylesterharz, die auf der dritten Schicht angebracht ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind der obere Flansch und der untere Flansch aus Aluminium hergestellt.
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Übersicht der Figuren:
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Die Erfindung wird anschließend anhand Figuren näher erläutert, wobei
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1 eine Ansicht der gesamten Kernschießmaschine in einer schematischen Schnittdarstellung zeigt,
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2 ein Detail des Kernschießrohrs zeigt und
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3 einen Schnitt längst der Linie A-A des Kernschießrohres nach 2 darstellt.
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Ausführungsbeispiel der Erfindung
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In 1 ist eine Kernschießmaschine 1 dargestellt, die aus einer Kernschießkammer 2 mit einem Flansch 3 besteht, durch den die Zuleitung 4 für die Kernmischung führt, welche durch eine Absperrklappe 5 geschlossen wird. In der Mitte der Kernschießkammer 2 ist ein Kernschießrohr 9 angeordnet. Am oberen Teil der Kernschießmaschine 1 sind eine Zuleitung 6 für Pressluft in die Kernschießkammer 2 sowie ein Pneumatikzylinder 7 angebracht, der die Pressluftzuleitung regelt.
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Auf der Zuleitung 6 der gegenüberliegenden Seite der Kammer 2 ist eine Ableitung 8 für die Pressluft angebracht.
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Das Kernschießrohr 9 ist mit einem oberen Flansch 13 und einem unteren Flansch 14 ausgestattet. Unter dem unteren Flansch 14 ist eine Kernschießplatte 10 eines Kernkastens 11 angebracht, in dem ein Kern 12 geformt wird. Zum Zweck der Zu- und Ableitung der Pressluft ist das Kernschießrohr 9 an seinem oberen und unteren Bereich mit Öffnungen 18 versehen. Bis hierher ist die Konstruktion der Kernschießmaschine und des Kernschießrohrs aus dem Stand der Technik bekannt. Wie oben bereits erwähnt, werden die Kernschießrohre zur Zeit aus Kunstharzstoffschichten mit dazwischenliegendem Verfestigungsnetzen hergestellt und bestehen die Flansche aus Kunststoff.
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In 2 und 3 ist ein erfindungsgemäßes Kernschießrohr 9 dargestellt. Das Kernschießrohr 9 weist generell die oben beschriebene Konstruktion auf, jedoch mit dem Unterschied, das sein Rohrteil 17 zwischen den Flanschen 13, 14 auf eine andere Weise gestaltet ist, wie dies am besten in 3 in einem Detail des Schnitts der Rohrwand zu sehen ist.
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Es ist zu sehen, dass das Rohrteil 17 von innen nach außen mehrere Schichten aufweist. Eine erste Innenschicht 19 des Rohrteils 17 ist aus Vinylesterharz gebildet, dem Siliziumkarbidstaub beigemischt ist. Auf diese Innenschicht 19 ist eine Glasfasermatte 20 als eine erste Verfestigung aufgewickelt. Auf dieser Glasfasermatte 20 ist eine zweite Schicht 19a aus Vinylesterharz angebracht, das wieder den Siliziumkarbidstaub enthält. Darauf liegt eine dritte Schicht 21, die durch aufeinander gewickelte Glasfasern mit dazwischenliegendem Vinylesterharz gebildet wird, wobei die Glasfasern in dieser dritten Schicht 21 die zweite Versteifung darstellen. Die Außenschicht 22 wird aus Vinylesterharz gebildet. Es ist zu sehen, dass die am meisten beanspruchte Innenschicht 19, die den Siliziumkarbidstaub enthält, die kleinste Dicke aufweist. Die Innenschicht 19 mit dem Siliziumkarbidstaub sorgt für eine hohe Abriebfestigkeit, wodurch die Lebensdauer des Kernschießrohrs 9 wesentlich erhöht wird. Da die dritte Schicht 21 und die Außenschicht 22 grundsätzlich aus demselben Material wie die Hauptkomponente der Innenschicht 19 hergestellt werden, und zwar aus Vinylesterharz, wird bei der Herstellung eine optimale chemische Durchdringung im ganzen Schnitt der Wand des Rohrteils 17 des Kernschießrohrs 9 gewährleistet, so dass das Kernschießrohr 9 eine sehr gute Stabilität und mechanische Beständigkeit aufweist.
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Nach der Herstellung des Rohrteils 17 werden die Randstreifen 15 abgedreht und es entsteht ein erhöhter Mittelteil 16, wodurch ein Ringraum für eine standardmäßige Verbindung der Öffnungen 18 entsteht, die in diesen Randstreifen 15 vorgesehen werden.
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Ein unbestrittener Vorteil besteht auch darin, dass das Kernschießrohr 9 mit Aluminiumflanschen 13 und 14 ausgestattet ist, da diese im Gegensatz zu den Kunststoffflanschen die nach einer etwaigen Verformung neu bearbeitet (Schweißen + Bearbeiten) und anschließend in einem mangelfreien Zustand wieder eingesetzt werden können, während Kunststoffflansche nach etwaiger Verformung nicht mehr zu reparieren sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- CZ 266905 B1 [0004]
- CZ 209794 B1 [0004]
- EP 1957218 T3 [0004]
- US 000004815517 A [0004]
- WO 2008/125140 A1 [0004]
- EP 0255876 B1 [0004]
