EP1447161A1 - Sprühdüse - Google Patents

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EP1447161A1
EP1447161A1 EP03405086A EP03405086A EP1447161A1 EP 1447161 A1 EP1447161 A1 EP 1447161A1 EP 03405086 A EP03405086 A EP 03405086A EP 03405086 A EP03405086 A EP 03405086A EP 1447161 A1 EP1447161 A1 EP 1447161A1
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nozzle
spray
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mold
release agent
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Thomas Lanzl
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Alcan Technology and Management Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/26—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets
    • B05B1/262—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets with fixed deflectors
    • B05B1/265—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets with fixed deflectors the liquid or other fluent material being symmetrically deflected about the axis of the nozzle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/2007—Methods or apparatus for cleaning or lubricating moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/14—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with multiple outlet openings; with strainers in or outside the outlet opening

Definitions

  • the invention relates to a spray nozzle with a nozzle part for applying Release agent on the outer surface of a compressor or a core in one Mold of a die casting machine.
  • spray devices For applying release agent to the shape-giving inside of the two Mold halves of the die of a die casting machine are spray devices with bendable protruding from a spray head and with one spray nozzle each equipped spray pipes known. With the bendable spray tubes, the desired one Position of each spray nozzle, its distance and the spray angle with respect to the surface to be sprayed of the mold halves of a casting mold set. After each shot, the spray head becomes a defined spray the mold surfaces to a predetermined position between the mold halves the opened mold. During the subsequent spraying process the spray head remains stationary.
  • a spray device is for example known from DE-C-34 31 253.
  • the invention has for its object a spray nozzle of the aforementioned To create a way with a uniform spraying of the lateral surfaces of cores and compressors is guaranteed.
  • the spray nozzle for joint use with other spray nozzles on one spray head and the like. Spray devices may be suitable.
  • the essential essence of the invention lies in the generation of a cross-section essentially annular spray, which on the inner wall of the nozzle attachment part is deflected so that it emerges converging from the spray nozzle and the outer surface of a compressor positioned in front of the spray nozzle or core sprayed on all sides and evenly.
  • the inner wall of the nozzle attachment part preferably has a cylindrical inner wall part on, the cone surface defined by the spray axes cuts this cylindrical inner wall part.
  • the spray nozzle according to the invention has the inner wall of the nozzle attachment part in succession in the spray direction a conically widening inner wall part, the cylindrical inner wall part and a tapered inner wall part.
  • the spray axes preferably form an angle with the nozzle axis of approximately 10 to 30 °.
  • this is a two-substance nozzle, the spray angle being that of the outlet channels formed individual nozzles is a maximum of about 25 °.
  • the nozzle attachment part is expediently screwed to the nozzle part.
  • the spray nozzle according to the invention is particularly suitable for atomization of aqueous release agent mixtures in the form of a solution, emulsion or Suspension and application of the atomized release agent / water mixture the outer surface of a compressor positioned coaxially to the nozzle axis or Core of the mold of a die casting machine.
  • a spray nozzle 10 shown in FIGS. 1 to 3 includes a nozzle part 12 one frustoconical, one perpendicular to a nozzle axis a End face 16 and a conical surface 18 having nozzle head 14.
  • An the conical surface 18 open with individual nozzles arranged in a ring outlet channels 20 forming a spray axis b in nozzle openings 22.
  • nozzle part 12 With the nozzle part 12 is a nozzle attachment part 24 with an axially symmetrical Bolted nozzle axis a extending inner wall 26.
  • the inner wall 26 of the nozzle attachment part 24 placed in front of the nozzle part 12 comprises a conically widening which adjoins the nozzle part 12 first inner wall part 28, a cylindrical second one following this Inner wall part 30 and one following the second inner wall part 30 an opening 34 of the nozzle top part 24 tapering third inner wall part 32.
  • An opening 34 of the nozzle attachment part 24 lying opposite rear end part 36 is for connection to a compressed air and a release agent solution source is provided and is used for example for connection the spray nozzle 10 with a spray tube described below.
  • the spray axes b of the outlet channels 20 form one with the nozzle axis a Angle ⁇ of, for example, 20 °.
  • the spray axes b lie on one conical surface arranged symmetrically to the nozzle axis a.
  • Each of the individual nozzles formed by the outlet channels 20 have a spray angle ⁇ of, for example, 15 °.
  • the entirety of the overlapping spray cones 46 of the individual nozzles thus result in an essentially annular cross section Spray jet 48.
  • the spray nozzle 10 is a short distance from the end face 44 one a mold half 38 of a mold, not shown, of a die casting machine protruding compressor 40 arranged so that the compressor axis c coincides with the nozzle axis a.
  • the spray jet 48 emerging from the opening 34 of the nozzle attachment part 24 uniformly and on all sides on the outer surface 42 of the compressor 40.
  • the spray nozzle 10 is usually designed as a two-substance nozzle.
  • release agent present in the form of an aqueous solution merged in a known manner in a mixing chamber with compressed air, wherein the gas pressure is controlled so that atomization occurs when the mixture emerges with the desired spray properties.
  • a die casting machine 60 shown in FIG. 4 also includes a casting mold 62 a fixed first mold half fixed on a machine stand 64 66 and a movable on a movable carriage 70 second mold half 68.
  • the mold 62 is closed, i.e. the both mold halves 66, 68 are during hydraulically generated forces the duration of a casting process with formation of a closed mold cavity pressed against each other.
  • a spray head 76 Above the casting mold 62, one on a holder 72 is horizontal and vertical displaceably mounted spray device 74 is arranged with a spray head 76. Bendable spray pipes 78 with spray nozzles attached protrude from the spray head 76 80 off. Compressed air and release agent solution are applied via lines 82, 84 the central spray head 76 brought up and via the spray pipes 78 to the Spray nozzles 80 directed.
  • the spray head 76 is located between the two mold halves 66, 68 of the opened mold 62.
  • the spray pipes 78 with the attached Spray nozzles 80 are in a predetermined arrangement on the shaping Surfaces of the two mold halves 66, 68 directed.

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Abstract

Bei einer Sprühdüse (10) mit einem Düsenteil (12) zum Auftragen von Trennmittel auf die Mantelfläche eines Verdichters oder eines Kerns in einer Giessform einer Druckgiessmaschine sind am Kopf (14) des Düsenteils (12) eine Vielzahl von Austrittskanälen (20) mit symmetrisch zu einer Düsenachse (a) auf einer Kegelmantelfläche liegenden Sprühachsen angeordnet. Dem Düsenteil (12) ist in Sprührichtung ein rohrförmiges Düsenaufsatzteil (24) mit einer axialsymmetrisch zur Düsenachse (a) verlaufenden Innenwand (26) vorgesetzt, wobei die durch die Sprühachsen definierte Kegelmantelfläche die Innenwand (26) des Düsenaufsatzteils (24) schneidet. Mit einer stationär angeordneten Sprühdüse lässt sich die Mantelfläche eines Verdichters oder eines Kerns in einer Giessform einer Druckgiessmaschine allseitig und gleichmässig mit einer Trennmittellösung besprühen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Sprühdüse mit einem Düsenteil zum Auftragen von Trennmittel auf die Mantelfläche eines Verdichters oder eines Kerns in einer Giessform einer Druckgiessmaschine.
Beim Druckgiessen werden vor dem Schliessen der Form für den nächsten Schuss die beim Giessvorgang mit dem flüssigen Metall in Berührung gelangenden Oberflächen der beiden Formhälften mit einer als Kühl-, Trenn- und Schmiermittel dienenden Flüssigkeit besprüht. Mit dem Trennmittel wird ein Kleben des in der Giessform erstarrenden Metalls an der Formwand vermindert, so dass die Gussteile ohne Verformung und ohne Beschädigung der Giessform ausgeformt werden können. Weiterhin müssen alle an einer Giessform vorhandenen Gleitflächen von Führungsstiften, Auswerfern, Verdichtern und Führungen von beweglichen Kernen geschmiert werden. Aus diesem Grund werden Trennmittel eingesetzt, die gleichzeitig auch als Schmiermittel wirken.
Zum Auftragen von Trennmittel auf die formgebende Innenseite der beiden Formhälften der Giessform einer Druckgiessmaschine sind Sprühvorrichtungen mit von einem Sprühkopf abragenden biegbaren und mit je einer Sprühdüse bestückten Sprührohren bekannt. Mit den biegbaren Sprührohren wird die gewünschte Position jeder einzelnen Sprühdüse, ihr Abstand und der Sprühwinkel bezüglich der zu besprühenden Oberfläche der Formhälften einer Giessform eingestellt. Nach jedem Schuss wird der Sprühkopf zum definierten Besprühen der Formoberflächen bis zu einer vorgegebenen Position zwischen die Formhälften der geöffneten Giessform eingefahren. Beim anschliessenden Sprühvorgang bleibt der Sprühkopf stationär. Eine derartige Sprühvorrichtung ist beispielsweise aus der DE-C- 34 31 253 bekannt.
Mit den heute üblichen Sprühdüsen können die Formoberflächen gleichmässig besprüht werden. Ein wesentlicher Nachteil der bisherigen Sprühtechnik mit stationär angeordneten Sprühdüsen liegt jedoch darin, dass Mantelflächen von Kernen und Verdichtern nur unzureichend besprüht werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sprühdüse der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der eine gleichmässige Besprühung der Mantelflächen von Kernen und Verdichtern gewährleistet ist. Zudem soll die Sprühdüse für den gemeinsamen Einsatz mit anderen Sprühdüsen an einem Sprühkopf und dgl. Sprühvorrichtungen geeignet sein.
Zur erfindungsgemässen Lösung der Aufgabe führt, dass an der Stirnseite des Düsenteils eine Vielzahl von Austrittskanälen mit symmetrisch zu einer Düsenachse auf einer Kegelmantelfläche liegenden Sprühachsen angeordnet ist und dem Düsenteil in Sprührichtung ein rohrförmiges Düsenaufsatzteil mit einer axialsymmetrisch zur Düsenachse verlaufenden Innenwand vorgesetzt ist, wobei die durch die Sprühachsen definierte Kegelmantelfläche die Innenwand des Düsenaufsatzteils schneidet.
Der wesentliche Kern der Erfindung liegt in der Erzeugung eines querschnittlich im wesentlichen ringförmigen Sprühstrahls, der an der Innenwand des Düsenaufsatzteils so abgelenkt wird, dass er konvergierend aus der Sprühdüse austritt und die Mantelfläche eines vor der Sprühdüse positionierten Verdichters oder Kerns allseitig und gleichmässig besprüht.
Bevorzugt weist die Innenwand des Düsenaufsatzteils einen zylindrischen Innenwandteil auf, wobei die durch die Sprühachsen definierte Kegelmantelfläche diesen zylindrischen Innenwandteil schneidet.
Bei einer zweckmässigen Ausgestaltung der erfindungsgemässen Sprühdüse weist die Innenwand des Düsenaufsatzteils in Sprührichtung nacheinander einen konisch sich erweiternden Innenwandteil, den zylindrischen Innenwandteil und einen konisch zulaufenden Innenwandteil auf.
Die Sprühachsen bilden mit der Düsenachse bevorzugt einen Winkel von etwa 10 bis 30°.
Bei einer zweckmässigen Ausgestaltung der erfindungsgemässen Sprühdüse ist diese eine Zweistoffdüse, wobei der Sprühwinkel der von den Austrittskanälen gebildeten Einzeldüsen maximal etwa 25° beträgt.
Zweckmässigerweise ist das Düsenaufsatzteil mit dem Düsenteil lösbar verschraubt.
Die erfindungsgemässe Sprühdüse ist insbesondere geeignet zum Zerstäuben von wässrigen Trennmittelgemischen in der Form einer Lösung, Emulsion oder Suspension und Auftragen des zerstäubten Trennmittel/Wasser-Gemisches auf die Mantelfläche eines koaxial zur Düsenachse positionierten Verdichters oder Kerns der Giessform einer Druckgiessmaschine.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt schematisch in
  • Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Sprühdüse;
  • Fig. 2 eine Schrägsicht auf den Düsenkopf der Sprühdüse von Fig. 1 in vergrösserter Darstellung;
  • Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Düsenkopf von Fig. 2;
  • Fig. 4 eine Seitenansicht einer Druckgiessmaschine mit einer Sprühvorrichtung mit einem Sprühkopf;
  • Fig. 5 eine Schrägsicht auf den zwischen den beiden Formhälften einer Giessform positionierten Sprühkopf von Fig. 4 in vergrösserter Darstellung.
Eine in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Sprühdüse 10 umfasst ein Düsenteil 12 mit einer kegelstumpfförmigen, eine senkrecht zu einer Düsenachse a liegende Stirnfläche 16 und eine Kegelmantelfläche 18 aufweisenden Düsenkopf 14. An der Kegelmantelfläche 18 münden ringförmig angeordnete, Einzeldüsen mit einer Sprühachse b bildende Austrittskanäle 20 in Düsenöffnungen 22.
Mit dem Düsenteil 12 ist ein Düsenaufsatzteil 24 mit einer axialsymmetrisch zur Düsenachse a verlaufenden Innenwand 26 verschraubt.
Die Innenwand 26 des dem Düsenteil 12 vorgesetzten Düsenaufsatzteils 24 umfasst einen an das Düsenteil 12 anschliessenden konisch sich erweiternden ersten Innenwandteil 28, einen auf diesen folgenden zylinderförmigen zweiten Innenwandteil 30 und einen auf den zweiten Innenwandteil 30 folgenden, auf eine Öffnung 34 des Düsenaufsatzteils 24 konisch zulaufenden dritten Innenwandteil 32. Ein der Öffnung 34 des Düsenaufsatzteils 24 entgegengesetzt liegendes rückwärtiges Endteil 36 ist für den Anschluss an eine Druckluft- und an eine Trennmittellösungsquelle vorgesehen und dient beispielsweise zur Verbindung der Sprühdüse 10 mit einem weiter unten beschriebenen Sprührohr.
Die Sprühachsen b der Austrittskanäle 20 bilden mit der Düsenachse a einen Winkel α von beispielsweise 20°. Die Sprühachsen b liegen hierbei auf einer symmetrisch zur Düsenachse a angeordneten Kegelmantelfläche. Jede der durch die Austrittskanäle 20 gebildeten Einzeldüsen weist einen Sprühwinkel β von beispielsweise 15° auf. Die Gesamtheit der sich überlappenden Sprühkegel 46 der Einzeldüsen ergeben somit einen querschnittlich im wesentlichen ringförmigen Sprühstrahl 48. Beim Auftreffen des aus der Gesamtheit der Austrittskanäle 20 austretenden Sprühstrahls 48 auf dem zylinderförmigen Innenwandteil 30 wird dieser zu einem konvergierenden Sprühstrahl 48 abgelenkt und tritt aus der Öffnung 34 des Düsenaufsatzteils 24 aus.
In Fig. 1 ist die Sprühdüse 10 in kurzem Abstand zur Stirnseite 44 eines aus einer Formhälfte 38 einer nicht näher dargestellten Giessform einer Druckgiessmaschine abragenden Verdichters 40 so angeordnet, dass die Verdichterachse c mit der Düsenachse a zusammenfällt. Bei dieser Anordnung trifft der aus der Öffnung 34 des Düsenaufsatzteils 24 austretende Sprühstrahl 48 gleichmässig und allseitig auf der Mantelfläche 42 des Verdichters 40 auf.
Üblicherweise ist die Sprühdüse 10 als Zweistoffdüse ausgebildet. Ein beispielsweise in der Form einer wässrigen Lösung vorliegendes Trennmittel wird in bekannter Weise in einer Mischkammer mit Druckluft zusammengeführt, wobei der Gasdruck so geregelt wird, dass beim Austritt der Mischung eine Zerstäubung mit den gewünschten Sprüheigenschaften erfolgt.
Die Verwendung der erfindungsgemässen Sprühdüse bei einer Druckgiessmaschine wird nachfolgend beispielhaft erläutert.
Eine in Fig. 4 gezeigte Druckgiessmaschine 60 umfasst eine Giessform 62 mit einer an einem Maschinenständer 64 festgelegten feststehenden ersten Formhälfte 66 und einer auf einem verfahrbaren Schlitten 70 festgelegten beweglichen zweiten Formhälfte 68. In Fig. 4 ist die Giessform 62 geschlossen, d.h. die beiden Formhälften 66, 68 werden durch hydraulisch erzeugte Kräfte während der Dauer eines Giessvorganges unter Ausbildung eines geschlossenen Formhohlraumes gegeneinandergepresst.
Über der Giessform 62 ist eine an einer Halterung 72 horizontal und vertikal verschiebbar gelagerte Sprühvorrichtung 74 mit einem Sprühkopf 76 angeordnet. Vom Sprühkopf 76 ragen biegbare Sprührohre 78 mit aufgesetzten Sprühdüsen 80 ab. Über Leitungen 82, 84 wird Druckluft und Trennmittellösung an den zentralen Sprühkopf 76 herangeführt und über die Sprührohre 78 zu den Sprühdüsen 80 geleitet.
In Fig. 5 befindet sich der Sprühkopf 76 zwischen den beiden Formhälften 66, 68 der geöffneten Giessform 62. Die Sprührohre 78 mit den aufgesetzten Sprühdüsen 80 sind in einer vorbestimmten Anordnung auf die formgebenden Oberflächen der beiden Formhälften 66, 68 gerichtet. In gleicher Weise können eine oder mehrere der erfindungsgemässen Sprühdüsen 10 mit Verdichtern oder mit Kernen axial ausgerichtet angeordnet sein.

Claims (7)

  1. Sprühdüse mit einem Düsenteil (12) zum Auftragen von Trennmittel auf die Mantelfläche eines Verdichters oder eines Kerns in einer Giessform einer Druckgiessmaschine,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    am Kopf (14) des Düsenteils (12) eine Vielzahl von Austrittskanälen (20) mit symmetrisch zu einer Düsenachse (a) auf einer Kegelmantelfläche liegenden Sprühachsen (b) angeordnet ist und dem Düsenteil (12) in Sprührichtung ein rohrförmiges Düsenaufsatzteil (24) mit einer axialsymmetrisch zur Düsenachse (a) verlaufenden Innenwand (26) vorgesetzt ist, wobei die durch die Sprühachsen (b) definierte Kegelmantelfläche die Innenwand (26) des Düsenaufsatzteils (24) schneidet.
  2. Sprühdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand (26) des Düsenaufsatzteils (24) einen zylindrischen Innenwandteil (30) aufweist und die durch die Sprühachsen (b) definierte Kegelmantelfläche den zylindrischen Innenwandteil (30) schneidet.
  3. Sprühdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand (26) des Düsenaufsatzteils (24) in Sprührichtung nacheinander einen konisch sich erweiternden Innenwandteil (28), den zylindrischen Innenwandteil (30) und einen konisch zulaufenden Innenwandteil (52) aufweist.
  4. Sprühdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühachsen (d) mit der Düsenachse (a) einen Winkel (α) von 10 bis 30° einschliessen.
  5. Sprühdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Zweistoffdüse ist und der Sprühwinkel (β) der von den Austrittskanälen (20) gebildeten Einzeldüsen max. 25° beträgt.
  6. Sprühdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Düsenaufsatzteil (24) mit dem Düsenteil (12) lösbar verschraubt ist.
  7. Verwendung einer Sprühdüse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Zerstäuben von wässrigen Trennmittelgemischen in der Form einer Lösung, Emulsion oder Suspension und Auftragen des zerstäubten Trennmittel/Wasser-Gemisches auf die Mantelfläche eines koaxial zur Düsenachse positionierten Verdichters oder Kerns einer Giessform einer Druckgiessmaschine.
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