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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Kernen aus Formstoff, jeweils mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs.
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Als Kern wird ein Objekt aus einem Formstoff zur Formung von inneren Konturen oder von Hinterschneidungen von äußeren Konturen eines Gussteils bezeichnet. Beispielsweise wird ein Innen - Kern in der Form eines Hohlraums innerhalb der Gussform an die Stelle platziert, an der im Gussteil ein Hohlraum erzeugt werden soll.
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Als Formstoff werden alle Materialien zur Herstellung von Kernen bezeichnet, wobei ihre Struktur und Zusammensetzung von den Anforderungen bestimmt werden, denen dies Material im Prozess der Kernherstellung und der Herstellung des Gussteils unterliegt. Der Formstoff kann aus einem Naturstoff, insbesondere Quarzsand aber beispielsweise auch aus Salz, Chromerz oder anderen Mineralstoffen bestehen oder diese umfassen. Ferner kann der Formstoff halbsynthetisch oder vollsynthetisch sein.
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Kerne können reproduzierbar mittels eines Formwerkzeugs, eines sogenannten Kernkasten hergestellt werden. Ein Kernkasten besteht aus mindestens zwei Teilen mit einem Formhohlraum mit der Kontur des herzustellen Kerns, die gegeneinander zum Schließen oder Öffnen positionierbar sind.
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Gattungsgemäße Vorrichtungen zur Herstellung von Kernen aus Formstoff umfassen einen Kernkasten mit dem Formhohlraum, der mittels einer Fülleinrichtung mit Formstoff und/oder einem Fluid beschickbar ist. Bei geöffnetem Formhohlraum wird der hergestellte Kern mittels einer Entformungseinrichtung entformt und aus dem Formhohlraum entnommen.
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Maschinen zur Herstellung von Gießkernen aus Formsand sind beispielsweise aus der
EP 0128 974 B1 bekannt.
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Bei derartigen Maschinen wird der Formsand mit in der Regel sehr hohen Luft- oder Gasdruck in den Formhohlraum eines Kernkasten eingefüllt und verdichtet. Zu dem Formstoff wird ein bindendes Fluid beigemischt. Zur Abfuhr von Fluiden während des Einfüll- und Verdichtungsvorgangs und der bei der Aushärtung des bindenden Fluides gegebenenfalls entstehenden Gase sowie von Spülluft, sind Schlitzdüsen an geeigneten Positionen des Kernkasten angeordnet. Die Abfuhr von Fluiden aus dem Formhohlraum wird üblicherweise als Entlüftung bezeichnet.
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Zur Anpassung des Einfüllens und der Verdichtung an unterschiedliche oder sich ändernde Betriebsbedingungen und Beschaffenheit des Formstoffs sowie zur Verkürzung der Aushärtungszeit, ist in der
EP 0128 974 B1 vorgeschlagen worden, an die Schlitzdüsen Saugleitungen anzuschließen, die in ein Sammelrohr münden, welches einerseits über die Saugleitung und ein zugehöriges Ventil und andererseits über eine parallele, mit einem Steuerventil und einem Absorptionsapparat ausgerüstete weitere Saugleitung mit einem Vakuumbehälter verbunden ist. Das Einfüllen und Verdichten kann durch Vakuum und/oder in Verbindung mit Druckgas erfolgen. Nachteilig ist bei dieser Formmaschine der komplexe Aufbau und der hohe Aufwand, der zur Steuerung beziehungsweise Regelung des Verfahrens betrieben werden muss. Ein weiterer Nachteil ist, dass die Entlüftung nicht unterschiedlich beim Einfüllvorgang oder Begasungsvorgang gesteuert werden kann. Beispielsweise können die Leitungen nicht beim Einfüllvorgang geschlossen und beim Begasen geöffnet sein.
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Aus der
WO 80/02121 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Kernen bekannt, mit einer Formstoff aufnehmenden Platte, mit mindestens einem daran anliegenden Kernkasten und mit einer Abdeckung, die zusammen einen Hohlraum bilden, in den ein gespanntes Gas zum Verdichten des Formstoffs erzeugt wird. Ein geregeltes Entspannen des Gases nach Erreichen eines Maximaldrucks soll mit Hilfe eine Gasabfuhröffnung erfolgen. Der Querschnitt der Gasabfuhröffnung kann mittels eines Steuer- oder Regelorgans verändert werden. Das Steuer- oder Regelorgan ist als Abdichtungsplatte, die mit einer Feder zusammen wirkt, als Absperrklappe oder als Stoßventil ausgebildet. Diese Ausbildungen des Steuer- oder Regelorgans sind nicht geeignet für eine Entlüftung eines Formhohlraums in den Formstoff eingefüllt, da sie durch den Formstoff leicht verstopfen und damit eine hohe Fehleranfälligkeit aufweisen.
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Bei den heutigen Vorrichtungen und Verfahren erfolgt bei der Füllung des Formhohlraums eine Entlüftung des Formhohlraums durch Entlüftungsöffnungen mit für den Prozess der Füllung optimierten stationären Entlüftungsquerschnitten beziehungsweise Entlüftungs - Volumenströmen.
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Der Formstoff wird im Formhohlraum nach dem Füllen mit Hilfe von bindenden Fluiden ausgehärtet, wobei hier Fluide zusammenfassend Gase und Flüssigkeiten bezeichnen. Beispiele für bindende Fluide sind Amine oder Heißluft.
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Da auch während der Durchspülung mit den Fluiden eine Entlüftung des Formhohlraums erfolgen muss, wobei jedoch eine beliebige Vergrößerung der für den Prozess der Füllung optimierten Entlüftungsquerschnitte beziehungsweise Entlüftungs- Volumenströme nicht möglich ist, kann der Prozess der Aushärtung zeitaufwändig sein und damit den Herstellungszyklus der Kerne verlängern.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine schnellere, einfachere und hinsichtlich der besonderen Betriebsbedingungen unter Einsatz der Formstoffe, robuste Herstellung von Kernen aus Formstoff zu ermöglichen, ohne dass es dabei zu Qualitätseinbußen bei den hergestellten Kernen kommt.
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Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst einen Kernkasten, mit einem im Inneren des Kernkasten angeordneten Formhohlraum, der mittels einer Fülleinrichtung mit einem Formstoff oder einem Fluid beschickbar ist, eine Entformungseinrichtung zur Entformung der hergestellten Kerne, welche einen Arbeitskanal und ein in dem Arbeitskanal bewegbares Entformungselement umfasst und einen von dem Formhohlraum zu einer Außenseite des Kernkasten führenden Entlüftungspfad für Fluide.
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Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Arbeitskanal zumindest einen Teilabschnitt des Entlüftungspfades bildet und eine über die Länge variablen Querschnittsfläche aufweist, wobei eine vom Entformungselement abgedeckte Querschnittsfläche des Arbeitskanals in Abhängigkeit von einer Lage des Entformungselements im Arbeitskanal variiert, so dass ein Entlüftungsquerschnitt des Entlüftungspfades in Abhängigkeit von der Lage des Entformungselements im Arbeitskanal einstellbar ist indem die Lage des Entformungselements im Arbeitskanal änderbar ist. Der Querschnitt des Arbeitskanals kann im Übrigen eine beliebige Geometrie aufweisen.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass bewegbare Entformungselement im Arbeitskanal einen Querschnitt abdeckt, der nicht zur Entlüftung zur Verfügung steht und mit Änderung der Lage des Entformungselements im dem eine über die Länge variablen Querschnittsfläche aufweisenden Arbeitskanal auch der Entlüftungsquerschnitt variierbar und einstellbar ist.
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Vorteilhaft ermöglicht der einstellbare Entlüftungsquerschnitt des Entlüftungskanals die Durchführung einer Entlüftung des Formhohlraums entsprechend einer beliebig vorgebbaren zeitlich dynamischen Vorgabe, bevorzugt unter Verwendung von beim Beschicken mit Formstoff oder Fluid detektierten Werten von Betriebsparametern. Die Entlüftung kann beim Beschicken mit Formstoff und/oder mit Fluid mit den für die jeweiligen Prozesse optimalen Entlüftungs-Volumenströmen erfolgen. Da der Arbeitskanal der Entformungsvorrichtung ohnehin an die rauen Betriebsbedingungen angepasst ist, hat die erfindungsgemäße Vorrichtung auch die erforderliche Robustheit. Vorteilhaft können Bestandsanlagen durch Modifikation des Arbeitskanals zur Realisierung der Erfindung umgerüstet werden.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Entformungseinrichtung als Auswerfervorrichtung und das Entformungselement als Auswerferstift ausgebildet ist. Vorteilhaft kann auf eine ausgereifte Technologie für Entformungsvorrichtungen zurückgegriffen werden kann. Vorteilhaft erlaubt es diese Ausführungsform besonders einfach, Bestandsanlagen umzurüsten, da die Entformungseinrichtung unverändert oder weitgehend unverändert übernommen werden kann.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Auswerferstift einen stabförmigen Abschnitt mit einem zum Formhohlraum orientierten Endbereich aufweist, der Arbeitskanal einen ersten Bereich und einen stromabwärts des ersten Bereich angeordneten zweiten Bereich aufweist, der zweite Bereich eine gegenüber dem ersten Bereich größere Querschnittsfläche aufweist, wobei der Auswerferstift axial im Arbeitskanal bewegbar ist zwischen einer ersten Position in welcher der Endbereich im ersten Bereich liegt und ein ersten Entlüftungsquerschnitt eingestellt ist und einer zweiten Position in der der Endbereich im zweiten Bereich liegt und ein zweiter gegenüber dem ersten Entlüftungsquerschnitt größerer Entlüftungsquerschnitt eingestellt ist. Vorteilhaft ist die Einstellung des Entlüftungsquerschnitts durch eine einfache axiale Bewegung des Auswerferstift möglich. Der erste Bereich kann sich von einer Anschlussstelle des Arbeitskanals an den Formhohlraum bis zu einem vorgegebenen Abstand vom Anschlussbereich erstrecken. Der zweite Bereich kann vorteilhaft bei dem vorgegeben Abstand von der Anschlussstelle des Arbeitskanals an den Formhohlraum in einem Anfangsbereich beginnen und sich bis zu einer Außenseite des Formkasten erstrecken.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Übergangsbereich des Arbeitskanals zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich mit einem sich graduell vergrößernden Querschnitt angeordnet ist, womit eine Turbulenz von Luft und anderen Fluiden beim Übergang vom ersten zum zweiten Bereich vermieden werden kann. Vorzugsweise ist der Erweiterungsbereich in seinem Anfangsbereich als sich in Richtung der Außenseite erweiternder Konus ausgebildet. Es versteht sich, dass auch beliebige andere Geometrien mit graduell sich vergrößernden Querschnitt für den Übergangsbereich möglich sind.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das der Auswerferstift einen stabförmigen Abschnitt mit einem zum Formhohlraum orientierten Endbereich und einem sich radial erstreckendem Absperrelement aufweist, der Arbeitskanal einen ersten Bereich und einen stromabwärts des ersten Bereich angeordneten zweiten Bereich aufweist, der mittels einer Entlüftungsbohrung mit dem Formhohlraum fluidmäßig verbindbar ist und der zweite Bereich eine gegenüber dem ersten Bereich größere Querschnittsfläche aufweist, wobei der Auswerferstift mit einer Drehung um eine axiale Drehachse bewegbar ist zwischen einer dritten Position, in welcher das Absperrelement eine Öffnung der Entlüftungsbohrung ganz oder teilweise absperrt und ein dritter Entlüftungsquerschnitt eingestellt ist, und einer vierten Position, in welcher das Absperrelement die Öffnung der Entlüftungsbohrung nicht absperrt und ein vierter, gegenüber dem dritten Entlüftungsquerschnitt größerer Entlüftungsquerschnitt eingestellt ist. Es versteht sich, dass der Querschnitt des Arbeitskanals eine Geometrie aufweist, die es ermöglicht, dass der Auswerferstift einschließlich des Absperrelements zum Entformen axial ausreichend weit im Arbeitskanal in Richtung des Formhohlraums bewegbar ist, um die hergestellten Kerne zu entformen. Vorteilhaft kann diese Ausführungsform bei begrenztem Bauraum im Bereich außerhalb des Kernkasten eingesetzt werden.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Auswerferstift ausgehend von der vierten Position axial im Arbeitskanal bewegbar ist zwischen einer fünften Position in welcher der Endbereich im ersten Bereich liegt und der vierte Entlüftungsquerschnitt eingestellt ist und einer sechsten Position, in der der Endbereich im zweiten Bereich liegt und ein fünfter gegenüber dem vierten Entlüftungsquerschnitt größerer Entlüftungsquerschnitt eingestellt ist. Hiermit kann ein noch größerer Entlüftungsquerschnitt erreicht werden, als bei der vorher beschriebenen Ausführungsform.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung zur Herstellung von Kernen nach dem Schießprinzip mit einem Schießkopf oder einem Fluidisierungskopf ausgestattet ist, womit die beiden wichtigsten konstruktiven Ausbildungen derartiger Vorrichtungen zweckmäßigerweise von der Erfindung abgedeckt werden.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kernkasten zumindest eine weitere von dem Formhohlraum zu einer Außenseite des Kernkasten führende Entlüftungsbohrung für Fluide aufweist, womit eine zusätzliche stationäre, nicht zeitlich dynamische Entlüftung realisiert wird, was insbesondere bei der Umrüstung von Bestandsanlagen, die ohnehin derartige Luftöffnungen aufweisen, eine Vereinfachung bedeutet.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Fülleinrichtung zumindest einen von einer Außenseite durch eine Wandung des Kernkastens bis zum Formhohlraum führenden Einfüllkanal umfasst, der gegenüber einer Öffnung des Entlüftungspfads in den Formhohlraum mündet, womit die Strömungsdynamik des Formstoffs oder des Fluides beim Beschicken des Formhohlraums günstiger ausgebildet ist. Die der Einfüllkanal kann diametral gegenüber, aber auch versetzt gegenüber der Öffnung in den Formhohlraum münden.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Entformungseinrichtung zusätzlich zu dem ersten Arbeitskanal einen zweiten Arbeitskanal mit einem zugeordneten in dem zweiten Arbeitskanal bewegbaren zweiten Entformungselement umfasst, wobei der zweite Arbeitskanal analog zum ersten ausgebildet ist und zumindest einen Teilabschnitt eines zusätzlichen Entlüftungspfades bildet. Damit kann die Entlüftung auf sichere Weise mit einem höherem Volumenstrom als bei Einsatz von nur einem Arbeitskanal erfolgen.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kernkasten 2-teilig ausgebildet ist, und somit einen ersten Teil und einen zweiten Teil aufweist, die den Formhohlraum bilden und gegeneinander zum Öffnen und/oder Schließen des Formhohlraums positionierbar sind, womit eine zweckmäßigerweise eine besonders einfache Struktur des Kernkastens verwirklicht wird.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kernkasten zumindest dreiteilig ausgebildet ist, wobei zumindest zwei Teile gegeneinander zum Öffnen und/oder Schließen des Formhohlraums positionierbar sind, was zweckmäßigerweise eine größere Flexibilität der Vorrichtung ermöglicht und insbesondere auch von Vorteil bei der Nachrüstung von Bestandsanlagen ist.
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Vorzugsweise können während des Prozess des Beschicken des Formhohlraums mit Formstoff und/ oder während des Beschicken des Formhohlraums mit einem Fluid selektierte Prozessparameter zur Regelung oder Steuerung verwendet werden. Als Prozessparameter kann ein im System über ein Zeitintervall, insbesondere ein Zeitintervall während des Beschickens mit Formstoff und/oder Fluid aufgebauter Druck detektiert werden.
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Vorteilhaft kann damit ein laufender Entlüftungsprozess an sich ändernde Prozessparameter angepasst werden.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Beispiele.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von den in den beigefügten Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Falls in der Beschreibung oder in den Ansprüchen die Einzahl oder unbestimmte Artikel verwendet werden, bezieht sich dies auch auf eine Mehrzahl dieser Elemente, solange nicht der Gesamtzusammenhang eindeutig etwas anderes deutlich macht.
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Es zeigen in schematischer Darstellung:
- 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Schnittdarstellung mit einem axial zwischen einer ersten und einer zweiten Position bewegbaren Entformungselement bei Beginn des Beschickens mit Formstoff
- 2 die Vorrichtung nach Beendigung des Beschickens mit Formstoff
- 3 die Vorrichtung bei Beginn des Aushärtungsprozesses
- 4 die Vorrichtung nach Beginn des Aushärtungsprozesses mit einer Vergrößerung der Entlüftungsquerschnitte
- 5 die Vorrichtung mit entformten Kern
- 6 die Vorrichtung bei einem erneuten Beginn des Beschickens mit Formstoff
- 7 verschiedene Betriebszustände der Vorrichtung
- 8 die Vorrichtung mit einem zusätzlich radial zwischen einer dritten und einer vierten Position bewegbaren Entformungselement bei Beginn des Beschickens mit Formstoff
- 9 die Vorrichtung der 8 nach Beendigung des Beschickens mit Formstoff
- 10 die Vorrichtung der 10 bei Beginn des Aushärtungsprozesses mit einem verringertem Entlüftungsquerschnitt
- 10a den Arbeitskanal der Vorrichtung 10 in einer Ansicht von unten in einer Schnittebene im Bereich eines Schieberelements des Entformungselements
- 11 die Vorrichtung der 8 nach Beginn des Aushärtungsprozesses mit einer Vergrößerung des Entlüftungsquerschnitts
- 12 die Vorrichtung der 11 mit entformtem Kern
- 12a den Arbeitskanal der Vorrichtung der 12 in einer Ansicht von unten in einer Schnittebene im Bereich eines Schieberelements des Entformungselements
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Bevor die Erfindung im Detail beschrieben wird, ist darauf hinzuweisen, dass sie nicht auf die jeweiligen Bauteile der Vorrichtung beschränkt ist da diese Bauteile variieren können. Die hier verwendeten Begriffe sind lediglich dafür bestimmt, besondere Ausführungsformen zu beschreiben und werden nicht einschränkend verwendet.
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Es wird ferner daraufhin gewiesen, dass die Vorrichtung mit Steuerungseinrichtungen und Sensoren ausgestattet sein kann, die den Prozess des Entlüftens entsprechend einer beliebig vorgebbaren Vorschrift in Abhängigkeit von delektierten Prozessparametern automatisch oder interaktiv regeln oder steuern.
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Die 1 bis 6 zeigen die Vorrichtung, jeweils in einer Schnittdarstellung in verschiedenen Betriebszuständen eines Zyklus zur Herstellung von Kernen aus Formstoff, wobei es sich versteht, dass weitere, beispielsweise zwischen den gezeigten Betriebszustände liegende Betriebszustände, nicht ausgeschlossen sind.
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1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei Entlüftungspfaden mit einem Kernkasten 10, der einen in seinem Inneren angeordneten Formhohlraum 100 aufweist, bei Beginn des Beschickens mit Formstoff. Als Formstoff kommen alle Materialien zur Herstellung von Kernen in Frage.
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Der Kernkasten 10 ist zweiteilig ausgeführt mit einem ersten Teil 10a und einem zweiten Teil 10b. Zwischen dem ersten Teil 10a und dem zweiten Teil 10b ist ein Trennbereich 10c angeordnet.
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Der Kernkasten 10 ist in dieser Figur in geschlossenem Zustand dargestellt. Im geöffneten Zustand des Kernkasten 10 ist der erste Teil 10a gegenüber dem zweiten Teil 10b beabstandet. Es versteht sich, dass auch ein vertikal angeordneter oder ein komplexerer Trennbereich möglich ist. Ferner versteht sich, dass die Erfindung auch einen Kernkasten mit drei oder mehr Teilen umfasst.
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Der Formhohlraum 100 kann mittels einer Fülleinrichtung mit einem Einfüllkanal 140 mit Formstoff oder Fluid beschickt werden, wobei die Pfeile 90 die Richtung der Volumenströme im Formhohlraum 100 und der Pfeil 140a die Richtung des Volumenstroms im Kanal 140 bezeichnet. Der Einfüllkanal 140 ist durch den ersten Teil 10a bis zum Formhohlraum 100 geführt. Es versteht sich, dass für die Beschickung mit Formstoff oder Fluid jeweils ein separater Einfüllkanal vorgesehen sein kann.
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Der Formhohlraum 100 ist ferner, wie an sich bekannt, zur stationären Entlüftung über eine im zweiten Teil 10b angeordnete Entlüftungsöffnung 20 mit einer Entlüftungsbohrung 30 und einem Entlüftungseinsatz 40 mit der Außenseite 10d verbunden. Die Entlüftungsbohrung 30 kann grundsätzlich bedarfsweise in jedem Bereich des Formhohlraums 100 angeordnet sein. Ferner können mehrere Entlüftungsbohrungen vorgesehen sein.
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Die Vorrichtung umfasst eine Entformungseinrichtung 70 mittels der ein hergestellter Kern nach Öffnung des Formhohlraum 100 entformt, also von den Wänden des Formhohlraums 100 abgelöst werden kann.
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Die in den 1 bis 6 gezeigte Entformungsvorrichtung 70 umfasst einen Arbeitskanal 60 und einen weiteren Arbeitskanal 60'. Dem Arbeitskanal 60 ist ein Entformungselement 70a und dem Arbeitskanal 60' ein Entformungselement 70'a zugeordnet. Die Entformungselemente 70, 70'a sind in dem Arbeitskanal 60, 60'bewegbar. Es versteht sich, dass die Erfindung auch Ausführungsformen mit nur einem Arbeitskanal und/oder nur einem Entlüftungskanal und einer entsprechend angepasste Entformungseinrichtung umfasst.
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Der Arbeitskanal 60 sowie der Arbeitskanal 60' verbinden den Formhohlraum 100 fluidmäßig mit einer Außenseite 10d des zweiten Teils 10b des Kernkasten 10 und bilden jeweils einen Entlüftungspfad des Formhohlraums 100. Im allgemeinen kann der Entlüftungspfad neben dem Arbeitskanal einen oder mehrere weitere Teilabschnitte umfassen.
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Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die Entlüftungsbohrung 30 entfallen. Dann muss zum Entlüften des Formhohlraums 100 während des Beschickens mit dem Formstoff in einem vorgegebenen Zeitintervall ein Öffnen zumindest eines von einem Arbeitskanal gebildeten und vom Formhohlraum 100 zur Außenseite des Kernkasten 10 führenden Entlüftungspfades erfolgen.
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Der Arbeitskanal 60, 60' umfasst einen ersten Bereich 110, 110' in dem in Abhängigkeit von der Position des Entformungselements 70a, 70'a ein relativ kleiner Entlüftungsquerschnitt realisierbar ist.
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Der Arbeitskanal 60, 60' weist einen erweiterten zweiten Bereich 60a, 60b auf, in dem in Abhängigkeit von der Position des Entformungselements 70a, 70'a ein Entlüftungsquerschnitt » 0 realisierbar ist.
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Der erste Bereich 110, 110' kann sich bis zu einem vorgegebenen Abstand von einer Anschlussstelle des Arbeitskanals 60, 60' an den Formhohlraum 100 erstrecken. Der Erweiterungsbereich 60a, 60b kann bei dem vorgegeben Abstand beginnen und sich bis zu einer Außenseite des Kasten 100 erstrecken.
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Der zweite Bereich 60a, 60' umfasst einen Konusbereich 60b, 60'b, der sich in Richtung Außenseite 10d öffnet.
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Die Entformungselemente 70, 70'a sind mittels einer axial bewegbaren Platte 80, die an den unteren Enden der Entformungselemente 70, 70'a angeordnet, ist synchron bewegbar. Es versteht sich, zum Bewegen der Platte 80 eine (nicht dargestellte) Antriebseinheit vorgesehen ist, die dem Kernkasten 10 oder einer nicht dargestellten weiteren Vorrichtung zu geordnet sein kann.
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In 2 ist die Vorrichtung gemäß 1 mit einem mit Formstoff 120 gefüllten Formhohlraum 100 dargestellt, wobei bei den in 1 dargestellten Entlüftungspfaden ein relativ geringer Entlüftungsquerschnitt eingestellt ist.
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In 3 ist für die in 2 dargestellte Vorrichtung angedeutet, wie zu Beginn des Beschickens des Formhohlraums 100 mit Fluid, in dieses den Formhohlraum 100 eigebracht wird. Die Entlüftungspfade sind nur relativ wenig geöffnet.
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In 4 sind die Entformungselemente 70a, 70'a zurückgezogen bis ihre oberer Endbereiche 71, 71' im Erweiterungsbereich 60a, 60b angeordnet ist. In dieser Position sind relativ große Entlüftungsquerschnitte eingestellt. In dieser Situation kann zum Durchspülen des Formstoff 120 eine Entlüftung über die Bereich 110, 110' des Arbeitskanals 60, 60' und der nur wenig von Entformungselementen 70a, 70'a ausgefüllten Erweiterungsbereiche 70a, 70'a erfolgen.
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In 5 ist der erste Teil 10a vom zweiten Teil 10b getrennt und der Formhohlraum 100 geöffnet. Bei geöffneten Formhohlraum 100 kann durch vertikale Bewegung der Entformungselemente 70a, 70'a in Richtung Formhohlraum 100 eine Entformung des zum Kern verfestigten Formstoffs 120 erfolgen. Anschließend kann der fertige Kern entfernt werden.
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Üblicherweise wird der in den 1 bis 5 gezeigte Prozess wiederholt durchgeführt, sodass wie in 6 dargestellt ist, mit der in 1 dargestellten Situation wieder begonnen wird.
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Die Herstellung eines beinhaltet unter Verwendung eines von dem Formhohlraum 100 zu einer Außenseite des Kernkasten 10 führenden Entlüftungspfades, der von zumindest teilweise von einem Arbeitskanal 60 gebildet wird, folgende Betriebszustände:
- - Beschicken des Formhohlraum 100 mit einem Formstoff
- - Beschicken des Formhohlraum 100 mit einem Fluid
- - Bedarfsgerechtes Einstellen eines Entlüftungsquerschnitt des Entlüftungspfades in Abhängigkeit von der Lage des Entformungselements im Arbeitskanal (60) beim Beschicken des Formhohlraums 100 mit dem Formstoff oder dem Fluid oder zum Entlüften des Formhohlraums
- - Öffnen des Formhohlraums 100 und Entformen des Kerns 120.
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Es versteht sich, dass das Beschicken des geschlossenen Formhohlraums 100 mit Formstoff erfolgt, bis dieser mit Formstoff gefüllt ist. Ferner versteht es sich, dass beim Beschicken des Formhohlraums 100 mit einem Fluid eine Durchspülung des im Formhohlraum 100 befindlichen Kerns 120 erfolgt.
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In 7 ist ein Ablauf von Betriebszuständen der Vorrichtung dargestellt, wobei eine Entlüftung während des Beschickens mit Formstoff durch stationäre Lüftungsöffnungen 20 erfolgt.
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Der Ablauf 200 ist zyklisch und beinhaltet folgende Schritte.
- Schritt 210: Start des Zyklus mit Schließen des Formhohlraum.
- Schritt 220: Beschicken und Füllen des Formhohlraum mit Formstoff
- Schritt 230: Formhohlraum wird mit Fluid beschickt und durchspült
- Schritt 240: Entlüftungspfad wird geöffnet
- Schritt 250: Entlüftungspfad wird geschlossen
- Schritt 260: Ende der Durchspülung mit Fluid
- Schritt 270: Formhohlraum wird geöffnet
- Schritt 280: Kern wird entformt und entnommen und der Zyklus beendet
- Schritt 290: Start des nächsten Zyklus
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Die 8 bis 12a zeigen eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung in verschiedenen Betriebszuständen.
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Der Auswerferstift 170 weist einen stabförmigen Abschnitt mit einem zum Formhohlraum orientierten Endbereich 71 und ein sich radial erstreckendes Absperrelement 170 auf.
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Der Arbeitskanal 60 weist einen ersten Bereich 110 und einen stromabwärts des ersten Bereich 110 angeordneten zweiten Bereich 65 auf, der mittels einer Entlüftungsbohrung 30a) mit dem Formhohlraum 100) fluidmäßig verbindbar ist.
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Der zweite Bereich 65 weist eine gegenüber dem ersten Bereich 110, 110' größere Querschnittsfläche auf. 8 bis 10a zeigen den Auswerferstift 170 in einer Position, in welcher das Absperrelement 170a eine Öffnung 170b der Entlüftungsbohrung 30a ganz oder teilweise absperrt, so dass ein relativ kleiner Entlüftungsquerschnitt eingestellt ist. 10a zeigt dabei eine Schnittdarstellung in einer Ebene unterhalb der des Absperrelements 170a. Der Auswerferstift 170 kann in Richtung des Pfeils 180 um eine axiale Achse gedreht werden.
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11 bis 12a zeigen den Auswerferstift 170 in einer Position, in welcher das Absperrelement 170a die Öffnung 170b der Entlüftungsbohrung 30a nicht absperrt und ein gegenüber der 8 bis 10a größerer Entlüftungsquerschnitt eingestellt ist.
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In einem weiteren, in den 8 bis 12a nicht dargestellten Betriebszustand liegt der Endbereich 71 im zweiten Bereich 65, womit ein gegenüber den 11 bis 12a größerer Entlüftungsquerschnitt eingestellt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kernkasten
- 10a
- erster Teil Kernkasten
- 10b
- zweiter Teil Kernkasten
- 10c
- Trennbereich zwischen erstem und zweitem Teil
- 10d
- Außenseite erster Teil
- 20
- Entlüftungsöffnung
- 30
- Entlüftungsbohrung
- 30a
- Entlüftungsbohrung
- 40
- Entlüftungseinsatz, Sieb
- 60
- Arbeitskanal
- 60'
- Arbeitskanal
- 60a
- zweiter Bereich, Ringspalt
- 60'a
- zweiter Bereich, Ringspalt
- 60b
- Konusbereich
- 60'b
- Konusbereich
- 65
- Erweiterungsbereich
- 70
- Entformungseinrichtung
- 71
- Endbereich
- 71'
- Endbereich
- 70a
- Auswerferstift
- 70'a
- Auswerferstift
- 80
- axial bewegbare Platte
- 90
- Fluidströmung
- 100
- Formhohlraum
- 110
- erster Bereich
- 110'
- erster Bereich
- 120
- Kern
- 140
- Einfüllkanal
- 140a
- Pfeil
- 170
- stabförmiger Abschnitt des Auswerferstifts
- 170a
- Absperrelement
- 170b
- Querschnitt Arbeitskanal im Erweiterungsbereich
- 170c
- Öffnung der Entlüftungsbohrung
- 180
- Pfeil
- 200
- Ablauf von Betriebszuständen
- 210
- Start Zyklus, Formhohlraum wird geschlossen
- 220
- Formhohlraum wird mit Formstoff beschickt
- 230
- Formhohlraum wird mit Fluid beschickt und durchspült
- 240
- Entlüftungspfad wird geöffnet
- 250
- Entlüftungspfad wird geschlossen
- 260
- Ende der Durchspülung mit Fluid
- 270
- Formhohlraum wird geöffnet
- 280
- Kern wird entformt und entnommen, Ende Zyklus
- 290
- Start weiterer Zyklus
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0128974 B1 [0006, 0008]
- WO 8002121 [0009]
