DE4326180C2 - Schußkopf für eine Kernschießmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Schußkopf für eine Kernschießmaschine zum Schießen von Gießereikernen oder -formen, mit einer einlaßseitigen Öffnung zum wahlweisen An­ schluß einer mit einem Auslaßorgan in den Schußkopf eintauchenden, den Füllstand vorgebenden Füllvorrichtung oder eines zur abdichtenden Druckluftbeaufschlagung dienenden Spannkopfes und einer auslaßseitig angeordneten, Schußdüsen aufwei­ senden Schußplatte.

Kernschießmaschinen mit Schußköpfen der in Rede stehenden Art sind seit langem aus der Praxis bekannt. Lediglich beispielhaft wird hierzu auf die DE 41 28 952 C1 verwiesen.

Insbesondere im Rahmen einer automatischen Kernpaket-Fertigung sind die be­ kannten Schußköpfe der in Rede stehenden Art jedoch problematisch, da je nach zu schießendem Kern Schußgewichtsdifferenzen zwischen 60 kg und 1 kg auftreten, wobei die Schußköpfe in der Regel maximal 70 kg Kernsand aufnehmen können. Un­ geachtet der Größe des zu schießenden Kerns sind jedoch die Außenmaße der Schießköpfe insbesondere bei der automatischen Kernpaket-Fertigung vorgegeben, müssen nämlich die Schußköpfe in der Kernschießmaschine ungeachtet der zu schießenden Kerne austauschbar sein. Folglich befindet sich bei sehr kleinen zu schießenden Kernen ein erheblicher Vorrat an Sand und Bindemittel im Inneren des Schußkopfes, wobei das geringe Schußgewicht einen nur geringen Durchsatz an Kernsand und Bindemittel verursacht. Dieser geringe Durchsatz führt bei erheblichen Sandvorräten im Schußkopf und insbesondere aufgrund der innerhalb des Schuß­ kopfes herrschenden Temperatur von etwa 35°C zu einer Alterung des mit dem Kernsand vermengten Bindemittels, so daß die bei sehr geringem Sanddurchsatz geschossenen Kerne oftmals keine hin reichende Festigkeit mehr aufweisen.

Des weiteren muß die zum Schießen erforderliche Druckluft durch den gesamten Sandvorrat innerhalb des Schußkopfes hindurchdringen, so daß bereits innerhalb des Schußkopfes eine doch ganz erhebliche Verdichtung stattfindet, die das Schie­ ßen der Kerne erschwert, wenn nicht sogar bei Verklumpungen im Bereich vor den Düsen unmöglich macht.

Nun wurde in der DE 41 28 952 C1 bereits vorgeschlagen, das Problem des mit Druckluft zu durchdringenden Sandvorrats innerhalb des Schußkopfes dahingehend zu lindern, daß eine Füllvorrichtung bzw. ein in den Schußkopf eintauchendes Auslaßorgan der Füllvorrichtung unter Vorgabe einer bestimmten Füllhöhe füllt, wobei der Schußkopf lediglich partiell gefüllt wird. Des weiteren wird der eingefüllte Form­ sand mittels einer Verschlußklappe des Auslaßorgans mehr oder weniger glatt ge­ strichen, so daß der innerhalb des Schußkopfes befindliche Kernsand quasi gleich­ mäßig verteilt ist. Dennoch ist es auch hier erforderlich, bei sehr kleinen zu schie­ ßenden Kernen eine erhebliche Kernsandmenge einzufüllen, da beim Einfüllen ledig­ lich einer geringen Menge an Kernsand nicht alle Schußdüsen mit hinreichender Sandmenge versorgt wären. Beim vollständigen Füllen des Schußkopfes liegt auch nach Glattstreichen nach wie vor die zuvor genannte Alterungsproblematik einerseits und die Problematik des Durchdringens mit Druckluft der gesamten im Schußkopf befindlichen Vorratsmenge an Kernsand vor, so daß auch hier die Gefahr ungewollter Vorverdichtungen innerhalb des Schußkopfes auftritt.

Aus der DE 28 33 999 C2 ist ebenfalls ein Schußkopf für eine Kernschießmaschine zum Schießen von Gießereikernen oder -formen bekannt, der jedoch in sich ein Schiebesystem birgt. Mittels dieses Schiebesystems läßt sich eine Strömungsverbin­ dung zwischen einem darüber angeordneten Vorratsbehälter und den Schußdüsen herstellen. Dabei ist jedenfalls wesentlich, daß nach Herstellung einer solchen Ver­ bindung der Schußkopf insgesamt mit Kernsand gefüllt wird, und zwar auch weit oberhalb eines dort im unteren Bereich, d. h. nahe der Schußdüsen, vorgesehenen Kernsandleitsystems. Jedenfalls ist bei der bekannten Kernschießmaschine kein Auslaßorgan vorgesehen, welches in den Schußkopf eintaucht und dabei den Füll­ stand vorgibt. Letztendlich wird hier nach Herstellen einer Strömungsverbindung zwi­ schen dem Vorratsbehälter und dem Schußkopf der Schußkopf insgesamt gefüllt. Sich von der Oberfläche des Kernsandes aus bis hin zu den Schußdüsen er­ streckende Kanäle sind hier nicht vorgesehen.

Auch aus der DE-AS 25 22 825 ist ein Schußkopf für eine Kernschießmaschine zum Gießen von Gießereikernen oder -formen bekannt. Gemäß dortiger Fig. 1 nebst da­ zugehörender Beschreibung umfaßt der Schußkopf eine Verteilerkammer mit einem vertikalen Hauptkanal, der sich seitlich in Nebenkanäle hinein öffnet. Dabei ist we­ sentlich, daß die jeweils tiefergelegenen Nebenkanäle sich weiter in den Hauptkanal hinein erstrecken als die darüber geordneten Nebenkanäle, so daß eine Art Kaskade entsteht.

Aus der DE-AS 10 02 919 ist eine Kernschießmaschine mit üblichem Schußkopf be­ kannt. Die einzige Figur zeigt deutlich, daß der trichterförmig ausgebildete Schußkopf auch gleichzeitig als Vorratsbehälter ausgeführt ist. Dieser Schußkopf wird zum Zwecke des Kernschießens insgesamt mit Kernsand gefüllt, wobei die darüber ange­ ordneten Düsen bzw. die daraus strömende Druckluft den Kernsand insgesamt durchdringen muß. Ein dort vom Ansatz her vorgesehenes Kernsandleitsystem be­ findet sich ausschließlich im unteren Bereich des Schußkopfes, nämlich nahe der Schußdüsen.

Auch die DE-OS 29 23 271 offenbart eine Kernschießmaschine mit entsprechendem Schußkopf, der als integralen Bestandteil einen Sandbunker umfaßt. Die zum Kern­ schießen erforderliche Druckluft muß den dort bevorrateten Kernsand bis zu den Schußdüsen insgesamt durchdringen. Lediglich im unteren Bereich des Schuß­ kopfes, nämlich in der Schießplatte, ist eine Art miniaturisiertes Kernsandleitsystem ausgebildet, welches jedoch lediglich im unteren Bereich den Kernsand zu den Schußdüsen hinleitet.

Gemäß DE-OS 28 30 630 ist unmittelbar über dem Schußkopf einer Kernschießma­ schine ein Sandbunker vorgesehen. Innerhalb des Schußkopfes sind gemäß dortiger Fig. 3 gleichförmig ausgebildete Kanäle vorgesehen, die sich bis zu darunter befindli­ chen Blasöffnungen erstrecken. Das dort vorgesehene Kernsandleitsystem wird je­ doch mit darüber befindlichem Kernsand geradezu zugeschüttet, so daß die zum Kernschießen erforderliche Druckluft den über dem Kernsandleitsystem gebunkerten Sand insgesamt durchdringen muß.

Schließlich zeigt die DE-OS 23 04 564 ebenfalls eine Kernschießmaschine mit einem Kernsandleitsystem, wobei dort oberhalb der Schußdüsen eine erhebliche Menge an Kernsand gebunkert wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schußkopf für eine Kernschießmaschine zum Schießen von Gießereikernen oder -formen anzugeben, mit dem sich insbesondere auch sehr kleine Kerne bei geringstmöglicher Füllmenge des Schußkopfes schießen lassen.

Der erfindungsgemäße Schußkopf löst die voranstehende Aufgabe durch die Merk­ male des Patentanspruches 1. Danach ist der in Rede stehende Schußkopf derart ausgebildet, daß innerhalb des Schußkopfes ein sich im wesentlichen von der Unter­ kante des maximal eingetauchten Auslaßorgans bzw. von dem durch das Auslaß­ organ definierten Füllstand bis zu den Schußdüsen erstreckendes Kernsandleitsy­ stem mit sich zu den Schußdüsen erstreckenden Kanälen ausgebildet ist und daß die Wandungen der Kanäle auf der den Schußdüsen abgewandten Seite keilförmig zusammenlaufen.

Erfindungsgemäß ist demnach erkannt worden, daß der in den Schußkopf zu fül­ lende Kernsand nebst Bindemittel zunächst einmal eine Mindestfüllhöhe erreichen muß, um nämlich den Kernsand auf der definierten Füllhöhe glatt streichen zu kön­ nen. Damit nun die zum Schießen erforderliche Druckluft nicht durch eine unnötig große Menge Kernsand hindurchdringen muß, ist in weiter erfindungsgemäßer Weise innerhalb des Schußkopfes ein ganz besonderes Kernsandleitsystem ausgebildet, welches sich nämlich im wesentlichen von der Unterkante des maximal eingetauch­ ten Auslaßorgans der Füllvorrichtung bzw. von dem durch das Auslaßorgan definier­ ten Füllstand bis zu der Schußplatte bzw. den Schußdüsen hin erstreckt. Mit anderen Worten beginnt das Kernsandleitsystem bereits auf der Höhe der Sandoberfläche des eingefüllten Kernsandes bzw. knapp darunter, so daß sowohl der Kernsand als auch die zum Schießen erforderliche Druckluft bereits von der Oberfläche des Kern­ sandes aus unmittelbar in das Kernsandleitsystem hinein kanalisiert ist.

Des weiteren ist hier von ganz besonderer Bedeutung, daß das Kernsandleitsystem innerhalb des Schußkopfes ein doch ganz erhebliches Volumen einnimmt, um näm­ lich das Volumen des zum Schießen erforderlichen Kernsandes bei gleichbleibender Füllstandshöhe ganz erheblich zu verringern. Letztendlich ist der Kernsand aus­ schließlich im Kernsandleitsystem gelagert und nicht etwa den gesamten Schußkopf ausfüllend darüber. Bereits dies begünstigt das Schießen insbesondere kleiner Kerne ganz erheblich, wobei die Gefahr einer Alterung des Bindemittels aufgrund enormer Lagermengen einerseits und einer ungewollten Vorverdichtung aufgrund mehrfacher Druckluftbeaufschlagung andererseits ganz erheblich verringert ist.

Hinzu kommt ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal, wonach das Kernsandleit­ system sich zu den Düsen erstreckende Kanäle aufweist, deren Wandungen auf der den Schußdüsen abgewandten Seite keilförmig zusammenlaufen. Insoweit wird sowohl der Kernsand als auch die Druckluft geradezu in die Kanäle zu den Schußdü­ sen hineingezwungen. Die geometrische Ausgestaltung des Kernsandleitsystems bzw. dessen Kanäle gibt letztendlich die Füllstandmenge an Kernsand pro Kanal bzw. Schußdüse vor.

Jedenfalls sorgt das keilförmige Zusammenlaufen der Wandungen der Kanäle für eine Trennung des einzufüllenden Sandes und spaltet den in Richtung der Schußdü­ sen gerichteten Luftstrom in einzelne Teilströme auf, und zwar unmittelbar unter der Sandoberfläche.

Im Konkreten könnten sich die Kanäle zu den Schußdüsen hin vorzugsweise trich­ terförmig verjüngen, was insbesondere dann der Fall ist, wenn die Kanäle jeweils zu einer Schußdüse führen.

Zur Vermeidung eines innerhalb des Schußkopfes bzw. durch das Kernsandleitsy­ stem hervorgerufenen hohen Strömungswiderstandes einerseits hinsichtlich des Sandes und andererseits hinsichtlich der zum Schießen erforderlichen Druckluft ist es von weiterem Vorteil, wenn das Kernsandleitsystem bzw. dessen Wandungen glatte Gleitflächen aufweisen, an denen der Kernsand und die Druckluft ungehindert vorbeiströmen kann. So könnten die Wandungen des Kernsandleitsystems bei­ spielsweise mit einer besonderen Gleitschicht beschichtet sein.

Hinsichtlich einer besonders stabilen Ausgestaltung des Kernsandleitsystems einer­ seits und hinsichtlich einer besonders einfachen Fertigung des "Innenlebens" des Schußkopfes andererseits ist es von ganz besonderem Vorteil, wenn die Bereiche zwischen den Wandungen aus Vollmaterial gebildet sind. Um das Volumen dieses Vollmaterials ist das zum Füllen mit Kernsand bereitstehende Volumen innerhalb des Schußkopfes verringert, so daß zum Schießen sehr kleiner Kerne ein Kernsandleit­ system mit großem Volumen und zum Schießen großer Kerne ein Kernsandleit­ system mit relativ geringem Volumen erforderlich ist. Jedenfalls wird das in dem Be­ reich zwischen Schußplatte bzw. Schußdüsen und dem durch das Auslaßorgan der Füllvorrichtung vorgegebenen Füllstand zum Füllen mit Kernsand nebst Bindemittel zur Verfügung stehende Volumen durch das Kernsandleitsystem ganz erheblich re­ duziert, so daß sich der Durchsatz an Kernsand in diesem Bereich erhöht und es ausgeschlossen ist, daß Sand durch mehrfache Druckbeaufschlagung bereits inner­ halb des Schußkopfes vorverdichtet wird.

In weiter vorteilhafter Weise könnten der Schußkopf und die Wandung bzw. Bereiche zwischen den Kanälen des Kernsandleitsystems sowie die Kanäle selbst derart di­ mensioniert sein, daß die durch das Auslaßorgan bis zum Füllstand einbringbare Füllmenge an Kernsand zum Schießen lediglich eines einzigen Kernes ausreicht. Durch diese Maßnahme wäre letztendlich gewährleistet, daß eine Mehrfachbeauf­ schlagung des innerhalb des Schußkopfes als quasi Reservoir befindlichen Kernsan­ des durch die zum Schießen erforderliche Druckluft ausgeschlossen ist. Der mit Druckluft beaufschlagte Kernsand wird vielmehr nahezu insgesamt durch die Schuß­ düsen hindurchgeschossen, wobei stets eine Mindestreserve im Bereich vor den ein­ zelnen Schußdüsen zu halten ist, damit nämlich bei ungleich mäßiger Füllung nicht etwa eine der Schußdüsen mit Kernsand unterversorgt ist. Schließlich könnte das Kernsandleitsystem zur Anpassung auf Füllmengendifferenzen bzw. Schußgewichts­ differenzen zwischen 60 kg und 1 kg dienen, wobei bei gleichbleibenden Außenma­ ßen des Schußkopfes lediglich das "Innenleben", d. h. das Kernsandleitsystem nebst Anordnung der Schußdüsen, zu modifizieren ist.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfol­ gende Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen.

In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbei­ spiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in einer schematischen Draufsicht ein Ausführungsbeispiel eines nach oben geöffneten Schußkopfes,

Fig. 2 in einer geschnittenen Seitenansicht, schematisch, den Gegenstand aus Fig. 1 im Schnitt entlang der Linie II-II und

Fig. 3 in einer geschnittenen Seitenansicht, schematisch, den Gegenstand aus Fig. 1 im Schnitt entlang der Linie III-III.

Die Figuren zeigen gemeinsam einen Schußkopf für eine in den Figuren nicht ge­ zeigte Kernschießmaschine zum Schießen von Gießereikernen oder -formen. Der Schußkopf weist eine einlaßseitige Öffnung 1 zum wahlweisen Anschluß einer mit ei­ nem Auslaßorgan in den Schußkopf eintauchenden, den Füllstand vorgebenden Füll­ vorrichtung oder eines zur abdichtenden Druckluftbeaufschlagung dienenden Spann­ kopfes auf, wobei zwischen dem Schußkopf und dem Spannkopf ein als Spaltfilter bezeichneter, zur Verwirbelung der Druckluft dienender Filter vorgesehen sein kann. Am auslaßseitigen Ende 2 ist eine Schußdüsen 3 aufweisende Schußplatte 4 vorge­ sehen.

In erfindungsgemäßer Weise ist innerhalb des Schußkopfes ein sich im wesentlichen von der Unterkante des in den Figuren nicht gezeigten, maximal eingetauchten Aus­ laßorgans bzw. von dem durch das Auslaßorgan definierten Füllstand 5 bis zu den Schußdüsen 3 erstreckendes Kernsandleitsystem 6 ausgebildet, wobei dieses Kern­ sandleitsystem 6 das für den Kernsand zur Verfügung stehende Volumen ganz er­ heblich verringert.

Dieses Kernsandleitsystem 6 weist sich zu den Schußdüsen 3 erstreckende, eine Zwangsführung für den Kernsand bildende Kanäle 7 auf, wobei diese Kanäle 7 ent­ weder zu einer einzigen Schußdüse 3 oder gleich zu mehreren Schußdüsen 3 führen können. Die Kanäle 7 verjüngen sich zu den Schußdüsen 3 zumindest in einer Rich­ tung, so daß eine in etwa trichterförmige Wirkung auftritt. Auf der den Schußdüsen 3 abgewandten Seite laufen die Wandungen 8 der Kanäle 7 keilförmig zusammen, so daß eine Aufteilung einerseits des einzufüllenden Kernsandes und andererseits der zum Schießen erforderlichen Druckluft - zwangsweise - stattfindet.

Eine Verringerung des Strömungswiderstandes wird dadurch erreicht, daß die Wan­ dungen 8 glatte Gleitflächen aufweisen, die entweder poliert sein können oder mit ei­ ner besonderen Gleitschicht versehen sind.

In den Figuren ist des weiteren angedeutet, daß die Bereiche zwischen den Wan­ dungen 8 aus Vollmaterial bestehen. Bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel ist von ganz besonderer Bedeutung, daß der Schußkopf und die Wandungen 8 bzw. Be­ reiche zwischen den Kanälen 7 sowie die Kanäle 7 selbst derart dimensioniert sind, daß die durch das in den Figuren nicht gezeigte Auslaßorgan bis zum Füllstand 5 einbringbare Füllmenge an Kernsand zum Schießen eines Kerns ausreicht, wobei stets ein gewisser Sandüberschuß vorzusehen ist, damit nämlich eine der Schuß­ düsen 3 bei ungleichmäßigem Befüllen nicht etwa mit Sand unterversorgt ist.

Schließlich dient das im erfindungsgemäßen Schußkopf vorgesehene Kernsandleit­ system 6 zur Anpassung auf Füllmengendifferenzen bzw. Schußgewichtsdifferenzen zwischen etwa 60 kg und 1 kg, so daß bei gleichen Außenabmessungen des Schuß­ kopfes sowohl sehr große und schwere als auch kleine Kerne geschossen werden können.

Abschließend sei hervorgehoben, daß das voranstehend lediglich beispielhaft erläu­ terte Ausführungsbeispiel die erfindungsgemäße Lehre lediglich erläutert, jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel einschränkt.

Claims (7)

1. Schußkopf für eine Kernschießmaschine zum Schießen von Gießereikernen oder -formen, mit einer einlaßseitigen Öffnung (1) zum wahlweisen Anschluß einer mit einem Auslaßorgan in den Schußkopf eintauchenden, den Füllstand (5) vorge­ benden Füllvorrichtung oder eines zur abdichtenden Druckluftbeaufschlagung die­ nenden Spannkopfes und einer auslaßseitig angeordneten, Schußdüsen (3) aufwei­ senden Schußplatte (4), dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Schußkopfes ein sich im wesentlichen von der Unterkante des maximal eingetauchten Auslaßorgans bzw. von dem durch das Auslaßorgan definierten Füllstand (5) bis zu den Schußdüsen (3) er­ streckendes Kernsandleitsystem (6) mit sich zu den Schußdüsen (3) erstreckenden Kanälen (7) ausgebildet ist und daß die Wandungen (8) der Kanäle (7) auf der den Schußdüsen (3) abgewandten Seite keilförmig zusammenlaufen.

2. Schußkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kanal (7) zu mindestens einer Schußdüse (3) führt.

3. Schußkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kanäle (7) zu den Schußdüsen (3) hin vorzugsweise trichterförmig verjüngen.

4. Schußkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernsandleitsystem (6) bzw. dessen Wandungen (8) glatte Gleitflächen aufwei­ sen.

5. Schußkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche zwischen den Wandungen (8) aus Vollmaterial gebildet ist.

6. Schußkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schußkopf und die Wandungen (8) bzw. Bereiche zwischen den Kanälen (7) so­ wie die Kanäle (7) derart dimensioniert sind, daß die durch das Auslaßorgan bis zum Füllstand (5) einbringbare Füllmenge an Kernsand zum Schießen eines Kerns aus­ reicht.

7. Schußkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kern­ sandleitsystem (6) zur Anpassung auf Füllmengendifferenzen bzw. Schußge­ wichtsdifferenzen zwischen 60 kg und 1 kg dient.