WO2020254468A1 - Vorrichtung zum auftragen eines trennmittels bei geschlossenem kernkasten - Google Patents

Vorrichtung zum auftragen eines trennmittels bei geschlossenem kernkasten Download PDF

Info

Publication number
WO2020254468A1
WO2020254468A1 PCT/EP2020/066885 EP2020066885W WO2020254468A1 WO 2020254468 A1 WO2020254468 A1 WO 2020254468A1 EP 2020066885 W EP2020066885 W EP 2020066885W WO 2020254468 A1 WO2020254468 A1 WO 2020254468A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
core box
nozzle
molding material
material mixture
release agent
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/066885
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael KLÄS
Original Assignee
HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung filed Critical HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung
Publication of WO2020254468A1 publication Critical patent/WO2020254468A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/10—Cores; Manufacture or installation of cores
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C15/00—Moulding machines characterised by the compacting mechanism; Accessories therefor
    • B22C15/23—Compacting by gas pressure or vacuum
    • B22C15/24—Compacting by gas pressure or vacuum involving blowing devices in which the mould material is supplied in the form of loose particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C15/00—Moulding machines characterised by the compacting mechanism; Accessories therefor
    • B22C15/23—Compacting by gas pressure or vacuum
    • B22C15/24—Compacting by gas pressure or vacuum involving blowing devices in which the mould material is supplied in the form of loose particles
    • B22C15/245—Blowing tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C23/00—Tools; Devices not mentioned before for moulding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C7/00—Patterns; Manufacture thereof so far as not provided for in other classes
    • B22C7/06—Core boxes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C7/00—Patterns; Manufacture thereof so far as not provided for in other classes
    • B22C7/06—Core boxes
    • B22C7/062—Sealing means

Definitions

  • the invention relates to a core box for foundry technology for the production of molded bodies, in particular lost cores, foundry molds and / or feeders, from a molding material mixture, with at least a first box part and a second box part, which together form at least a section of the core box and a contour area for a molded body to be produced, wherein the first box part has a first dividing surface and the second box part has a second dividing surface, which in a closed state of the core box lie sealingly against one another and are spaced apart from one another in an open state of the core box.
  • the invention also relates to a method for producing molded bodies, in particular lost cores, foundry molds and / or feeders, from a molding material mixture and the use of a core box of the above type.
  • binder systems are often cold-curing binder systems with formation of polyurethane.
  • These binder systems comprise two components, a polyol (usually dissolved in a solvent) with at least two OH groups in the molecule (polyol component) and a polyisocyanate (dissolved in a solvent or solvent-free) with at least two isocyanate Groups in the molecule (polyisocyanate component). Since such binder systems are cold hardening, they are also used in the so-called cold box process.
  • Another method works with warm core boxes and / or gassing with warm air for hardening so-called warm or hot box mixtures or inorganic binder systems.
  • Core boxes of the type mentioned above generally have at least a first box part and a second box part which together form at least one section of the core box and define a contour area for a shaped body to be formed. In some cases, more than two box parts can also be present, depending on the complexity of the shaped body. As a rule, two box parts are sufficient, which in this case then form the entire core box.
  • the contour area here refers to the entire contact area within the core box with the molding material mixture, that is to say the surface which ultimately gives the shape of the molded body to be formed.
  • the core box itself then defines the negative of the shape of the molded body.
  • lost cores foundry cores
  • foundry molds and feeders are suitable as molded bodies.
  • Lost cores are those cores that burn out in foundry technology when casting a metal or that have to be destroyed when the cast form is removed from the mold, for example being smashed. Such lost cores are used in foundry technology to provide a cavity in the product to be cast. They have to be made anew for each process. The same applies to risers and foundry molds. Feeders are used as inserts on foundry molds to feed liquid metal to foundry molds. In contrast, foundry molds also form a contour area, but for the product to be cast.
  • shaped bodies of this type have to be newly produced with each casting process, there is a need to produce such shaped bodies as efficiently and cost-effectively as possible.
  • a process that has become established is the so-called shooting of the shaped bodies.
  • the molding material mixture is shot into the core box at high speed and high pressure in order to achieve the highest possible density there.
  • a consequence of this, however, is wear and caking on the contour area.
  • the core box is first opened, ie the first and second box parts are moved apart. Then a The spray device is guided between the two box parts and the two box parts are sprayed with the release agent.
  • the dividing surfaces must consequently be cleaned regularly in order to ensure correct closing in the long term.
  • Another disadvantage of the conventional technology is that the spray device, which is guided between the first and second box parts, does not have an ideal spacing for each section of the contour area.
  • the contour area itself can have height differences of up to 40 cm in relation to the corresponding dividing area, so that these sections of the contour area each have a greater distance from the spraying device than other sections of the contour area which, for example, are only 1 cm away from the dividing area .
  • the areas closer to a parting surface are wetted more strongly, while areas that are behind are weaker and often too weakly wetted. If the wetting is too weak, the molding can break out when the molding is removed. Excessive wetting, however, also leads to an inadequate quality of the molded body and also to an excessive requirement for release agents.
  • the release agent can also be applied manually with a spray gun if the use of automatic machines is not possible. This can have the disadvantage of an uneven application of release agent and also often leads to higher release agent consumption.
  • the object of the present invention is to provide a core box of the type mentioned at the outset which is improved with regard to at least one of the problems mentioned.
  • this object is achieved by a core box of the type mentioned at the outset, one or more spray openings being provided in the contour area of the first box part for spraying release agent into the core box when it is in a closed state.
  • the problem of wetting the dividing surfaces is solved in that the separating agent is only sprayed when the core box is in a closed state and the dividing surfaces are consequently on top of one another. In this state, essentially no release agent reaches the dividing surfaces, so that there is no problem of particles of the molding material mixture adhering to them.
  • the problem of non-uniform wetting of different sections of the contour area can also be solved in that the spray openings are arranged in the contour area. These can be arranged there in such a way that the entire contour area can be wetted essentially uniformly. It has been shown that with such an arrangement of spray openings, less release agent has to be used overall, since on the one hand the area to be wetted is smaller (parting surfaces are not wetted) and on the other hand release agent can be sprayed in exactly where it is necessary .
  • the invention results in a further advantage which is in the area of occupational safety.
  • Release agent usually contains solvents and can therefore make occupational safety measures necessary.
  • Such occupational safety measures are, for example, the encapsulation of the core box and the provision of appropriate fume cupboards or the restriction of the length of stay of workers in the appropriate areas with core boxes.
  • a single spray opening may be sufficient to wet the entire contour area. It may also be sufficient to only wet part of the contour area if the problem with adhesions does not exist in other sections of the contour area. It should be understood that the person skilled in the art, depending on the design of the contour area and the task at hand in the production of the molded bodies, can provide two or more spray openings which are positioned in such a way that essentially the entire contour area can be wetted.
  • the spray opening is designed as a nozzle for atomizing the release agent.
  • the nozzle is incorporated directly into the material of the core box and integrated with it.
  • a nozzle for atomizing the release agent is inserted into the spray opening.
  • only one opening, such as a bore or the like, is provided in the first box part, into which a nozzle, preferably a commercially available nozzle, is then inserted.
  • the nozzle is particularly preferably an atomizing nozzle, preferably a hollow cone nozzle.
  • Atomizing nozzles and, in particular, hollow cone nozzles are particularly preferred. It has been found that particularly good wetting of the contour area can be achieved with hollow cone nozzles.
  • other atomizing nozzles such as, in particular, full cone nozzles or full jet nozzles, are also preferred.
  • the one or more spray openings are particularly preferably arranged such that essentially the entire contour area can be wetted with release agent. In this way, a particularly uniform introduction of release agent is achieved without the need for excessive release agent to be sprayed in.
  • one or more further spray openings are provided in the contour area of the second box part for spraying separating agent into the core box when the latter is in a closed state.
  • spray openings can be provided not only in the first box part but also in the second box part. In this way, the contour area can be wetted even better and more evenly with release agent. It is not necessary here for the same number of spray openings to be provided in each box part. Rather, it is possible that, for example, there is only one spray opening in the first box part, while there are three or more spray openings in the second box part. Depending on the design of the contour area, one or the other can be preferred.
  • the core box further comprises a separating agent feed unit which is connected to the one or more spray openings for feeding separating agent. If one or more further spray openings are present, the separating agent feed unit is preferably also connected to the one or more further spray openings in the second box part for feeding separating agent.
  • the separating agent feed unit can be integrated with the core box, but in another variant it can be arranged separately from it and can be removed from it.
  • the separating agent feed unit can furthermore be designed as known in the prior art and as previously used in conventional core boxes. Within the scope of the invention, in such a variant, it is then only provided that the release agent feed unit is connected to the one or more spray openings or further spray openings, instead of the conventional application heads.
  • a control is preferably also provided which is designed to cause the separating agent supply unit to spray separating agent into the core box when the core box is closed.
  • the control is preferably designed in such a way that release agent is only sprayed into the core box when it is closed, specifically shortly before a shot with the molding material mixture.
  • the control causes the release agent supply unit to spray in release agent immediately after the core box is closed.
  • One or more sensors such as contact sensors, position sensors or the like, can be provided to detect the closed state.
  • the control is preferably integrated with or connected to a higher-level control of the core box. Furthermore, the control can be integrated with the higher-level control of a core shooting system or the like.
  • control is preferably designed to initially trigger a pressure surge when spraying in order to initiate atomization of the separating agent. Since the period of time for spraying in the release agent is relatively short, namely the period between closing the core box and pouring in the molding material mixture, it is preferred to initiate the spraying process as quickly as possible. In order to initiate the atomization of the release agent, which has a certain degree of viscosity, immediately, a pressure surge at the beginning of the spraying has proven to be advantageous. As a result, the release agent is quickly atomized, even if the pressure is then lowered.
  • the core box has a shot nozzle for shooting the molding material mixture into the contour area.
  • a preferred shot nozzle assigns at least one first nozzle wall with an inner surface that defines a swirl chamber, an inlet opening for supplying the solid, and an orifice opening for dispensing the molding material mixture, the first nozzle wall having a coiled structure which comprises one or more passages and is designed to to set the molding material mixture in rotation around a central axis of the swirl chamber.
  • the rotation of the molding material mixture results in a scattering of the molding material mixture exiting at the mouth opening.
  • the molding material mixture is particulate and is emitted as a solid jet. It should be understood that not all of the particles need to rotate evenly.
  • the molding material mixture to be shot rotates.
  • only an edge region of a solid jet can rotate, while a core jet of the solid jet does not rotate.
  • Rotation denotes a rotational movement of the molding material mixture around the central axis of the swirl chamber.
  • a main direction of flow of the molding material mixture through the shot nozzle is preferably parallel to the central axis.
  • the coiled structure can preferably be designed to set the molding material mixture in rotation about a center of mass of the molding material mixture.
  • the coiled structure can be a flat spiral and / or a helix.
  • the thread is a swirl groove which extends helically along the central axis.
  • the swirl groove is designed as an elongated recess in the nozzle wall.
  • a groove cross-section of the twist groove is preferably essentially U-shaped. However, twist grooves with W-shaped and / or V-shaped groove cross-sections are also preferred.
  • the groove cross section is a cross section of the groove perpendicular to a longitudinal direction of the groove.
  • a main direction of flow of the molding material mixture through the shot nozzle runs along the central axis from the inlet opening to the mouth opening.
  • the swirl groove gives the molding material mixture an additional rotational movement transverse to the main flow direction.
  • One winding direction of the twist grooves is preferably rectified.
  • a plurality of twist grooves are particularly preferred in parallel. Furthermore, it can be preferred that the coiled structure has at least one first left-hand helix and at least one first right-hand helix. One winding direction of the twist grooves is opposite, which means that increased turbulence in the molding material mixture can be achieved.
  • the shot nozzle can also have an inlet opening for supplying the molding material mixture, an orifice opening for dispensing the molding material mixture, and a flow chamber which connects the inlet opening with the orifice opening and has an inner surface.
  • the shot nozzle preferably a flushing opening which opens into the inner surface and is designed for feeding a flushing medium into the flow chamber. By feeding a rinsing medium into the flow chamber, hardening of the residue of the molding material mixture can be prevented and / or reduced.
  • the residue and / or the shot nozzle is preferably cooled by the flushing medium.
  • ambient air contaminated with the catalyst and / or hardener is preferably displaced from the shot nozzle by the flushing medium, so that the residue is prevented from hardening.
  • the rinsing medium is preferably (clean) air, water vapor and / or mist, mist here denoting a dispersion of fine water droplets and clean air. Furthermore, inert gases are preferred as flushing media.
  • the rinsing medium is preferably supplied to the shot nozzle at a rinsing pressure that is greater than an ambient pressure.
  • the shot nozzle particularly preferably has several flushing openings.
  • the multiple flushing openings are preferably arranged offset along a central axis of the flow chamber, which extends through the cross-sectional center of the flow chamber from the inlet opening to the mouth opening.
  • the central axis of the flow chamber is preferably straight, so that the inlet opening and the mouth opening are formed opposite one another.
  • the central axis can also preferably be designed to be curved.
  • a flow direction of the molding material mixture discharged from the mouth opening can preferably be adapted by means of a curved central axis.
  • the flushing opening is preferably circular, oval or angular. In the case of a round mouth, the maximum dimension corresponds to the diameter of the mouth. In the case of a rectangular mouth opening, the maximum dimension corresponds to a longer side of the rectangle.
  • the flow chamber preferably tapers at least in sections in the direction of the mouth opening. Cylindrical flow chambers are also preferred.
  • a shot nozzle designed in this way also forms an independent aspect of the invention if, instead of flushing medium, separating agent is introduced through the flushing opening.
  • the shot nozzle opening provided in the core box forms a spray opening in the sense of the first aspect of the invention.
  • release agent is first sprayed in through the rinsing opening in the shot nozzle and then the molding material mixture is injected.
  • the flushing opening can then be used to dispense the flushing medium.
  • the flushing opening can preferably also be designed for spraying in release agent.
  • the flushing opening is designed as a gap opening into the inner surface, preferably a circumferential gap.
  • a gap is a narrow, elongated opening.
  • a long side of the gap is preferably essentially perpendicular to the central axis of the flow chamber, so that the gap is oriented essentially horizontally.
  • Vertical and / or inclined gaps are also preferred.
  • the gap preferably has a kink, the kink particularly preferably pointing in the direction of the mouth opening or the inlet opening.
  • a circumferential gap opens into the inner surface in a cross-sectional area which is arranged perpendicular to the central axis, along a substantial section of an inner circumference of the flow chamber.
  • a relative proportion of the circumferential gap on an inner circumference of the flow chamber preferably has a range of 10% to 100%, preferably 30% to 100%, particularly preferably 50% to 80%.
  • the circumferential gap opens into the inner surface along the entire inner circumference.
  • a veil of the flushing medium can be emitted through a gap, preferably a circumferential gap.
  • a rinsing medium curtain is preferably placed over the inner surface and prevents the molding material mixture from being evaluated.
  • a height of the gap, measured between long sides of the gap preferably has a range from greater than 0 mm to 15 mm, preferably 0.1 mm to 10 mm, further preferably 0.1 mm to 5 mm, further preferably 0.1 mm to 2 mm, particularly preferably 0.5 mm to 2 mm.
  • the flushing medium is fed into the flow chamber as uniformly as possible through a circumferential gap.
  • the above-mentioned object is achieved by a method for producing molded bodies, in particular lost cores, foundry molds and / or feeders from a molding material mixture using a core box according to one of the above-described embodiments of a core box according to the first aspect Invention.
  • the method according to the second aspect of the invention comprises the steps, in this order: closing the core box, spraying of release agent with the core box closed to wet the contour area with release agent; Injecting the molding material mixture to form the molding; Opening the core box; and removing the molded body.
  • the core box according to the first aspect of the invention and the method according to the second aspect of the invention have the same and similar sub-aspects as are set out in particular in the dependent claims. In this respect, reference is made in full to the above description. It should further be understood that the method according to the second aspect of the invention in the steps set out in claim 11 need not be exhaustive.
  • the method can also have the step: curing of the molding material mixture, which is carried out after the molding material mixture has been poured in but before the core box is opened.
  • Such curing of the molding material mixture can in particular include curing with amine gases or the like, as is carried out in the so-called cold box method, or curing by means of temperature.
  • the step of spraying comprises: generating a pressure pulse at the start of spraying for the initial atomization of the release agent.
  • the atomization of the release agent is initiated more quickly, the pressure preferably falling after the pressure pulse in order not to increase a volume flow of release agent too much. In this way it can be ensured that no more release agent than necessary has to be used.
  • the method comprises the step: applying a holding pressure to the one or more spray openings while the molding material mixture is being injected.
  • the core box also comprises one or more further spray openings
  • the method preferably comprises the step of applying a holding pressure to the one or more further spray openings while the molding material mixture is being injected. In this way it can be avoided that the molding material mixture is pressed into the one or more spray openings or further spray openings during the shooting.
  • the holding pressure should lead to a corresponding counterpressure being built up without the release agent actually being released during the injection of the molding material mixture.
  • a gas such as CO 2, N 2 or air, can also be used to build up the holding pressure.
  • the method preferably comprises the steps: spraying in the release agent by means of the first spray opening at a first pressure; and spraying the release agent through the second spray opening at a second pressure that is higher than the first pressure.
  • first pressure is higher than the second pressure.
  • different spray openings can be operated with different groups. For example this is conceivably preferred for the case that the second spray opening is arranged in a section of the contour area which is relatively far away from the dividing surface, that a distance to the opposite section of the contour area is relatively far.
  • third, fourth, fifth etc. spray openings can also be operated in a similar manner with third, fourth, fifth etc. pressures, which in turn can differ from one another or from the first and second pressures.
  • a possible implementation can take place here on the one hand via the controller, or on the other hand by providing appropriate throttles.
  • the method preferably comprises the steps: flushing the shot nozzle with flushing medium through the flushing opening at a flushing pressure, and / or cleaning the shot nozzle with flushing medium through the flushing opening at a cleaning pressure that is greater than the flushing pressure.
  • flushing the shot nozzle rinsing medium emerges from the rinsing opening into the flow chamber at a cleaning pressure.
  • any residue of the molding material mixture that has remained in the shot nozzle is removed from the nozzle.
  • the residue is preferably discharged through the inlet opening. Likewise preferably, the residue can also be released from the mouth opening.
  • the flushing pressure and the cleaning pressure denote a supply pressure of the flushing medium.
  • more flushing medium and / or flushing medium preferably emerges from the flushing opening at a higher speed than when flushing.
  • the invention achieves the object mentioned at the beginning by using a core box according to one of the preferred embodiments described above of a core box according to the first aspect of the invention in foundry technology for producing lost cores from a molding material mixture.
  • the core box according to the first aspect of the invention, the method according to the second aspect of the invention and the use according to the third aspect of the invention have the same and similar sub-aspects as are set out in particular in the dependent claims. In this respect, reference is made in full to the above description for further embodiments and advantages relating to the use of the core box. Embodiments of the invention will now be described below with reference to the drawings.
  • FIG. 1 shows a schematic cross section through a core box according to a first exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a cross section through a core box according to a second exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a nozzle according to a first example
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a nozzle according to a second example
  • FIG. 5 shows a partial section through a nozzle
  • FIG. 6 shows a cross section through a core box according to a third exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 7 shows a schematic representation of a core box according to a fourth exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 8 shows a cross section through a shot nozzle according to a first exemplary embodiment
  • FIG. 9 shows a cross section through a shot nozzle according to a second exemplary embodiment.
  • a core box 1 for foundry technology for producing moldings, in particular lost cores, foundry molds and feeders from a molding material mixture has a first box part 2 and a second box part 4.
  • the first box part 2 is the upper box part in FIG. 1
  • the second box part 4 is the lower box part in FIG. Together they form a section of the core box 1 and define a contour area 6 for the molded body to be produced.
  • the contour area 6 is the inner surface formed by the first box part 2 and the second box part 4, which as a whole defines the outer surface of the shaped body to be formed.
  • the first and second box parts 2, 4 are shown in Figure 1 in a closed state and lie with their dividing surfaces 8, 10 on top of one another. Accordingly, the first box part 2 has a first dividing surface 8 and the second box part 4 has a second dividing surface 10, which are designed to be mirror-symmetrical. In the closed state shown in FIG. 1, these lie on top of one another in a sealing manner, so that an inner cavity 7 (mold cavity) is entirely closed. In an open state of the core box 1 (not shown), the first and second dividing surfaces 8, 10 are spaced from one another, so that a molded body formed in the inner cavity 7 can be removed.
  • the invention uses at least one, preferably several, spray openings 14 in the contour area 6 of the first box part 2 for spraying separating agent 12 into the core box 1 when the latter is in the closed state shown in FIG.
  • the first box part 2 has only a single spray opening 14.
  • two further spray openings 15 are formed in the second box part 4.
  • Nozzles 16, which serve to atomize the separating agent 12, are inserted into the spray openings 14, 15.
  • the spray openings 14 and the further spray openings 15 could also be designed directly as nozzles 16 by introducing a nozzle shape into the material of the first or second box parts 2, 4.
  • separate nozzles 16 are inserted into the spray openings 14, 15. This simplifies maintenance, in particular through a possible exchange of individual nozzles 16 and a free choice of material for the material of the first and second box parts 2, 4 and the nozzles 16.
  • the spray openings 14, 15 are arranged in the contour area 6 and open directly into the inner cavity 7. In this way, it is possible for separating agent 12 to be sprayed in when the core box 1 is closed, so that only the contour area 6 is wetted with separating agent 12, but in particular the dividing surfaces 8, 10 remain free of separating agent.
  • One possible nozzle 16 is available from Lechler, Metzingen, Germany, for example with the number 226.085.
  • FIG. 2 Such a complex geometry can be seen in the second exemplary embodiment (FIG. 2).
  • the core box 1 again has a first box part 2 and a second box part 4, and the first box part 2 is again the upper box part shown in FIG. 2 and the second box part 4 is the lower box part shown in FIG.
  • the upper box part is the second box part 4 and the lower box part is the first box part 2.
  • the contour area 6 has a significantly more complex structure than that shown in FIG. Starting from the dividing surface 8, 10, which forms a zero level with respect to the respective contour area 6 or section of the contour area 6 assigned to the first box part 2 and the second box part 4, height profiles with significant height differences can be seen .
  • a flat area 18 can be seen in the second box part 4, which is arranged very flat and close to the second dividing surface 10.
  • a deep region 19 of the contour area 6 in the second box part 4 is at a relatively large distance from the second dividing surface 10. If such a complex contour area 6 is wetted with separating agent 12 in a conventional manner, namely by the two box parts 2, with the core box 1 open, 4 are each sprayed in total with a spray device, there is the problem that not every section of the contour area 6 is wetted evenly.
  • flat areas 18 will wet significantly more than deep areas 19, for example.
  • contour area 6 can be wetted with release agent 12 as required.
  • the spray openings 14, 15 can be positioned at precisely those points that allow optimal wetting of the contour area 6.
  • the core box 1 is vented when the release agent 12 is sprayed in via the vents 20 which are provided anyway and which also ensure that gas can escape from the inner cavity 7 when the molding material mixture is injected.
  • FIGS. 3 and 4 now illustrate two different embodiments of nozzles 16 which can be used within the scope of the invention.
  • FIG. 3 initially shows a core box 1 in which the nozzle 16 is equipped with separate inlets for air and separating agent 12. Separating agent is supplied via a first hose 22 and compressed air via a second hose 24. The release agent 12 and compressed air are then only brought together in the nozzle 16 and the release agent 12 is thus atomized.
  • FIG. 4 shows another embodiment in which a common hose 26 is provided for a pressurized separating agent-air mixture.
  • This separating agent-air mixture is made available via a pump 28 which is connected to a reservoir 29 for separating agent 12 and is supplied with air via a further hose 30.
  • the type of nozzle 16 shown in FIG. 4 is particularly preferred within the scope of the present disclosure, since only one hose 26 has to be led to the nozzle 16.
  • the embodiment shown in FIG. 3 can also be used and is particularly preferred when, for example, a common compressed air supply can be provided for a box part 24. In this case, the pump 28 can then be omitted.
  • FIG. 5 shows a detailed view of a nozzle 16. The nozzle 16 is designed as shown in FIG.
  • the nozzle 16 is designed as a so-called hollow cone nozzle 17, but can also be designed as any other atomizing nozzle. In addition to hollow cone nozzles 17, full cone nozzles are also preferred, as are other nozzles which have a contoured spray area.
  • the nozzle 16 has a nozzle body 32 which can be inserted into the nozzle opening 14, 15. In the lower area, the nozzle body 32 has a taper 34 which also serves as a stop (see FIG. 6). The spray opening 36 of the nozzle 16 sits centrally in the taper 34. Inside, the nozzle 16 carries a dome-shaped sieve 38 which filters out impurities and the like from the supplied separating agent 12 or separating agent-air mixture. This sieve 38 must be cleaned from time to time.
  • FIG. 6 shows the nozzle 16, in particular the hollow cone nozzle 17, from FIG. 5 in an installation situation.
  • the nozzle 16 is inserted into the nozzle opening 14, 15 in such a way that a lower surface 40 (see FIG. 5) is essentially aligned with the contour area 6. This is important in order to achieve the best possible surface on the shaped body to be formed. For this reason, it is also preferred to make the taper 34 as clear as possible, so that the surface 40 is as small as possible.
  • the nozzle 16 is held in the nozzle opening 14, 15 by a blind screw 42 which is also screwed into the nozzle opening 14, 15.
  • the blind screw 42 on the one hand holds the nozzle 16 in place, but on the other hand seals the nozzle 16 against the environment.
  • the nozzle 16 is supplied with a mixture of separating agent and air via an obliquely running feed channel 44 which is formed in the first box part 2.
  • the separating agent-air mixture is supplied via the hose 26, which for this purpose can be connected to one end of the supply channel 44 via known hose connectors. In this way, a simply constructed and maintenance-friendly arrangement is achieved.
  • FIG. 7 now illustrates a core box 1 with further elements. The arrangement shown in FIG.
  • the core box 2 can also be referred to as a core shooting system or part of such a system be.
  • the core box again has a first box part 2 and a second box part 4.
  • the core box 1 also has a separating agent feed unit 50, which has already been basically described with reference to FIG.
  • the separating agent supply unit 50 has the pump 28, which is initially connected via a common line 26 to a regulator 52, from which two common lines 26 branch off, each leading to the first and second box parts 2, 4.
  • the first and second box parts 2, 4 can be moved relative to one another via a lifting device 54, in particular the first box part 2 can be raised so that the first and second dividing surfaces 8, 10 can be spaced from one another.
  • the pump 28 is supplied with compressed air by the compressor 56. This takes place via the compressor line 57.
  • the separating agent feed unit 50 also has a control 60 which can be a separate control for the core box 1 or can be integrated with a higher-level control of a core shooting system.
  • the controller 60 is connected to the pump 28 via a first signal line 62 in order to control the pump 28.
  • the controller 60 is connected to the regulator 52 via a second signal line 64 in order to regulate a pressure which is to be set in the lines 26, which lead from the regulator 52 to the first and second box parts 2, 4.
  • the controller 60 is connected to the lifting device 54 via a third signal line 66 in order to control it. It is also conceivable that the lifting device 54 is controlled by a further or higher-level controller, and the controller 60 only signals from the lifting direction 54 receives, preferably opening and closing signals.
  • the controller 60 causes the separating agent supply unit 50 to spray separating agent 12 into the core box 1.
  • a pressure pulse is first built up to initiate the atomization process.
  • the pressure can then drop slightly in order to achieve a uniform atomization.
  • pressures at individual nozzles 16 which are inserted in different nozzle openings 14, 15 can be configured differently. This is preferred, for example, in an arrangement as shown in FIG.
  • the far left nozzle 16 could be operated at a lower pressure than the far right nozzle 16 in FIG. 2.
  • dashed lines initially show a shot nozzle opening 70 into which a shot nozzle 73 can be inserted in order to inject molding material mixture into core box 1, more precisely into inner cavity 7 (mold cavity).
  • the shot nozzle 72 can be configured in a conventional manner. In the context of the invention, however, a shot nozzle 72, as shown in FIG. 8 or 9, is preferably used.
  • a shot nozzle 72 comprises a nozzle body 103 with a collar 105 and a projection 107.
  • the shot nozzle 72 is designed in one piece.
  • the collar 105 can be received in a suitable receiving device of a filling device of a core shooting machine.
  • An insertion section 109 of the shot nozzle 72 is received in the filling device, with a central section 11 and the extension 107 protruding from the filling device.
  • a sealing ring (not shown in FIG. 8) can preferably be attached to the insertion section 109 and / or the collar 105 of the shot nozzle 72.
  • the shot nozzle 72 tapers in the direction of the muzzle opening 11.
  • an inlet opening 11 is arranged on a side 115 of the shooting nozzle 72 opposite the muzzle opening 11.
  • An outer contour of a terminating area 119 of the projection 107 is designed to be cylindrical.
  • the outer contours of the middle section 11 1, the collar 105 and the insertion section 109 are also cylindrical here.
  • an outer contour of the central section 11, of the collar 105, of the projection 107 and / or an outer contour of the terminating area 119 is preferably conical.
  • the projection 107 is preferably designed to be inserted into a corresponding filling opening 70 of a molding tool (in particular a core box; cf. FIG. 1), the cylindrically tapering conical section 121 being brought to bear.
  • the shot nozzle 72 can thus preferably be pressed against the core box 1 with a closing force which acts parallel to a central axis ZA of the shot nozzle 72. A sealing application of the shot nozzle 72 to the core box 1 can thus be ensured.
  • An inner surface 123 of a first nozzle wall 125 defines a swirl chamber 127.
  • the swirl chamber 127 tapers in a first direction R1, which is parallel to the central axis ZA and points from the inlet opening 1 17 in the direction of the orifice opening 1 13, up to a transition 137 an outlet area 139 of the swirl chamber 127. From the transition 137 to the mouth opening 113, the swirl chamber 127 widens in the first Direction R1 preferably on.
  • the swirl chamber 127 tapers continuously up to the transition 137 and with an essentially constant ratio of taper.
  • the taper ratio describes a change in the inner diameter D1 of the swirl chamber 127 along the central axis ZA and is preferably in a range from 0% to 60%, particularly preferably 20% to 40%.
  • Shot nozzles 72 with a swirl chamber 127 which tapers variably in direction R1 are also preferred.
  • the swirl chamber 127 can be designed to widen and / or widen and taper in the first direction R1. Cylindrical swirl chambers 127 are also preferred.
  • a first inner wall section 141 in the outlet area 139 is convex here.
  • An outlet area length L2, measured along the central axis ZA from the transition 137 to the mouth opening 113, of the outlet area 139 is preferably in a range of greater than 0% to 50%, preferably 5% to 30%, particularly preferably 10% to 20%, of the Total length L1 of the shot nozzle 72, measured along the central axis ZA from the inlet opening 1 17 to the mouth opening 1 13.
  • an end length L3 of the end area 1 19, measured along the central axis ZA is preferably in a range of greater than 0% to 50%, preferably 5% to 40%, particularly preferably 15% to 30%, of the total length L1.
  • An opening angle e of the outlet region 139 is determined between the central axis ZA and a tangent TA1.
  • the tangent TA1 is a straight connecting line between a first point 145, which lies at the transition 137 in the plane of section, and a second point 147, which lies in the plane of section at the mouth opening 113.
  • a confluence angle ⁇ measured between a confluence tangent TA2 on the first inner wall section 141 at the mouth opening 113 and the central axis ZA, is preferably in a range from less than 90 ° to greater than 0 °, preferably 80 ° to 40 °, particularly preferably 75 ° to 60 °, more preferably 20 ° to 60 °, particularly preferably 35 ° to 50 °.
  • a coiled structure 129 of the swirl chamber 127 has swirl grooves 131 which are formed in the first nozzle wall 125 and which extend along the central axis ZA up to the mouth opening 113.
  • the twist grooves 131 define the turns 132 of the coiled structure 129.
  • Web 133 are formed between the twist grooves 131.
  • the twist grooves 131 run helically around the central axis ZA.
  • the swirl grooves 131 are designed symmetrically in this exemplary embodiment. Shot nozzles 72 whose swirl grooves 131 are asymmetrical are also preferred.
  • the twist grooves 131 each have a starting section 151 in an inlet region 149.
  • the inlet area 149 is that section of the swirl chamber 127 that adjoins the inlet barrel opening 1 17 connects.
  • a groove depth of the twist grooves 131 increases steadily in the first direction R1.
  • lateral groove transitions 155 of the twist grooves 131 to the webs 133 are rounded.
  • the groove transitions 155 can preferably also be designed as edges.
  • the starting section 151 is also rounded.
  • a length L4 of the swirl grooves 131 is preferably in a range of greater than 10% to 100%, preferably greater than 30% to 100%, particularly preferably 70% to 100% , particularly preferably 80% to less than 100%.
  • run-out areas 139 are preferred which do not have a coiled structure 129, but are essentially smooth.
  • a pitch angle a measured between the central axis ZA and a straight line GA1, which is a projection of the main axis HA of the twist groove 131 into the cutting plane, is constant in this embodiment (due to the tapering twist chamber 127, the pitch angle a appears variable in FIG is about 20 °.
  • the pitch angle ⁇ is preferably variable in the first direction R1.
  • the pitch angle ⁇ can increase along the central axis ZA up to the mouth opening 113.
  • the pitch angle ⁇ is preferably continuous at the transition 137.
  • embodiments are also preferred in which the twist grooves 131 have a kink at the transition 137.
  • the shot nozzle 72 has a main body 203 and a jacket body 205.
  • the shot nozzle 72 is designed in several parts.
  • the collar 207 can be received in a suitable receiving device of a shooting unit of the core shooting machine.
  • An insertion section 109 of the shot nozzle 72 is received (as described above) in the firing unit, the central section 11 and the muzzle section 11 protruding from the firing plate.
  • the shot nozzle 72 tapers in the direction of the mouth opening 215.
  • the inlet opening 219 is arranged on a first side 217 opposite the mouth opening 215.
  • the insertion section 109 and / or the collar 207 preferably has fastening means.
  • the mouth section 113 is preferably designed to be inserted into a corresponding filling opening 70 of the molding tool (core box 1).
  • the shot nozzle 72 can thus preferably be pressed against the core box 1 with a closing force that acts parallel to the central axis ZA of the shot nozzle 72. A sealing application of the shot nozzle 72 to the core box 1 can thus be ensured.
  • the jacket body 205 has a distributor 225 on the insertion section 109, which it is designed for supplying flushing medium to the shot nozzle 72.
  • the manifold 225 comprises a distribution channel 229 on an outer wall 227 of the casing body 205, which here extends around the entire circumference of the outer wall 227.
  • the distributor 225 comprises supply openings 231 for supplying rinsing medium to a supply channel 233 of the shot nozzle 72.
  • the supply openings 231 are preferably distributed uniformly over the circumference of the shot nozzle 72. In conjunction with the full-circumferential distribution channel 229, this enables flushing medium to be fed evenly to the supply channel 233.
  • the distributor 225 has a first sealing ring 235, which is partially arranged between the main body 203 and the casing body 205.
  • a second sealing ring 237 rests against the collar 207 here.
  • a flow chamber 249 connects the inlet opening 219 with the mouth opening 215.
  • the flow chamber 249 is formed by a first flow chamber wall section 251 of the main body 203 and a second flow chamber wall section 253 of the casing body 205.
  • the central axis ZA extends through the cross-sectional centers of the flow chamber 249 from the inlet opening 219 to the mouth opening 215.
  • the mouth opening 215 and the inlet opening 219 are opposite one another, so that the central axis ZA is straight.
  • the flow chamber 249 has a stepped design.
  • the first flow chamber wall section 251 of the main body 203 has a first kink 255.
  • the second flow chamber wall section 253 of the casing body 205 also has a second kink 257. It should be understood that the first bend 255 and the second bend 257 can also be formed only in the first flow chamber wall section 253 or in the second flow chamber wall section 253.
  • a first kink angle TT measured on an inner surface 261, is greater than 90 °.
  • a second kink angle z of the second kink 257 is equal to the first kink angle TT in this embodiment, so that a first flow wall section 263 of the flow chamber 249 located upstream of the first kink 255 and a second flow wall section 265 of the flow chamber 249 located downstream of the second kink 257 are parallel.
  • the flow chamber 249 can preferably taper and / or widen in the area of the first flow wall section 263 and / or in the area of the second flow wall section 265.
  • the flow chamber 249 tapers only in a tapering section 259 between the first bend 255 and in the second bend 257, an inner diameter D1 of the flow chamber 249 decreasing in a first direction R1, which points from the inlet opening 219 in the direction of the mouth opening 215.
  • the shoulder 243 of the main body 203 rests on the jacket body 205.
  • the main body 203 has an external thread 267 which is inserted into a corresponding internal thread 269 of the casing body 205 is screwed. It should be understood that the main body 203 can also be fixed to the jacket body 205 in a form-fitting, material-fitting and / or force-fitting manner.
  • the supply opening 231 of the distributor 225 connects the distributor channel 229 to a supply channel 271.
  • the feed channel 271 is formed between an inner wall 273 of the casing body 205 and an outer wall 275 of the main body 203.
  • the feed channel 271 serves to connect the supply opening 231 to a flushing opening 277 of the shot nozzle 72.
  • the flushing opening 277 opens into the flow chamber 249 so that the flushing medium can be introduced into the flow chamber 249.
  • the flushing opening 277 is designed as a circumferential gap 279 which extends over the full circumference of the flow chamber
  • the shot nozzle 72 preferably has a plurality of flushing openings 277.
  • the flushing opening 277 is arranged here in the tapering section 259, it also being possible for the flushing opening 277 to be arranged in the first flow wall section 263 and / or in the second flow wall section 265.
  • a combination of the shot nozzles according to FIGS. 8 and 9 is also preferred, that is to say a shot nozzle 72 which has both a coiled structure and a flushing opening.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kernkasten (1) für die Gießereitechnik zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere verlorener Kerne, Speiser, Gießereiformen, aus einer Formstoffmischung, mit wenigstens einem ersten Kastenteil (2) und einem zweiten Kastenteil (4), die gemeinsam wenigstens einen Abschnitt des Kernkastens (1) bilden und einen Konturbereich (6) für einen herzustellenden Formkörper definieren, wobei der erste Kastenteil (2) eine erste Teilungsfläche (8) und der zweite Kastenteil (4) eine zweite Teilungsfläche (10) aufweist, die in einem geschlossenen Zustand des Kernkastens (1) dichtend aneinander anliegen und in einem geöffneten Zustand des Kernkastens (1) voneinander beabstandet sind. Die Erfindung zeichnet sich aus durch eine oder mehrere Sprühöffnungen (14, 15) im Konturbereich (6) des ersten Kastenteils (2) zum Einsprühen von Trennmittel (12) in den Kernkasten (1), wenn dieser in einem geschlossenen Zustand ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren und eine Verwendung.

Description

Vorrichtung zum Aufträgen eines Trennmittels bei geschlossenem Kernkasten
Die Erfindung betrifft einen Kernkasten für die Gießereitechnik zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere verlorener Kerne, Gießereiformen und/oder Speiser, aus einer Formstoffmischung, mit wenigstens einem ersten Kastenteil und einem zweiten Kastenteil, die gemeinsam wenigstens einen Abschnitt des Kernkastens bilden und einen Konturbe- reich für einen herzustellenden Formkörper definieren, wobei der erste Kastenteil eine erste Teilungsfläche und der zweite Kastenteil eine zweite Teilungsfläche aufweist, die in einem geschlossenen Zustand des Kernkastens dichtend aneinander anliegen und in einem geöffneten Zustand des Kernkastens voneinander beabstandet sind. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen von Formkörpern, insbesondere verlorener Kerne, Gießereiformen und/oder Speiser, aus einer Formstoffmischung sowie die Verwendung eines Kernkastens der vorstehenden Art.
In der Gießereitechnik werden Kernkästen verwendet, um Formkörper herzustellen. Diese Formkörper werden aus einer Formstoffmischung hergestellt, die in der Regel aus einem Formgrundstoff und einem Bindemittelsystem bestehen. Solche Bindemittelsysteme sind häufig unter Polyurethanbildung kalthärtende Bindemittelsysteme. Diese Bindemittelsysteme umfassen zwei Komponenten, ein (normalerweise in einem Lösemittel gelösten) Polyol mit mindestens zwei OH-Gruppen im Molekül (Polyolkomponente) und einem (in einem Lösemittel gelösten oder lösemittelfreien Polyisocyanat mit mindestens zwei Isocyanat- Gruppen im Molekül (Polyisocyanat-Komponente). Da solche Bindemittelsysteme Kalthärten sind, werden sie auch im sogenannten Cold-Box- Verfahren eingesetzt.
Ein anderes Verfahren arbeitet mit warmen Kernkästen und/oder Begasung mit warmer Luft zum Aushärten sogenannter Warm- oder Hot-Box Mischung bzw. anorganischer Bin- demittelsysteme.
Kernkästen der vorstehend genannten Art weisen in der Regel wenigstens einen ersten Kastenteil und einen zweiten Kastenteil auf, die gemeinsam wenigstens einen Abschnitt des Kernkastens bilden und einen Konturbereich für einen zu bildenden Formkörper definieren. Teilweise können auch mehr als zwei Kastenteile vorhanden sein, je nach Komple- xität des Formkörpers. In der Regel sind zwei Kastenteil ausreichend, die dann in diesem Fall den gesamten Kernkasten bilden. Als Konturbereich wird hierbei der gesamte Kontaktbereich innerhalb des Kernkastens mit der Formstoffmischung bezeichnet, also diejenige Oberfläche, die dem zu bildenden Formkörper schließlich die Gestalt gibt. Der Kernkasten selbst definiert dann das negativ der Form des Formkörpers. Als Formkörper kommen insbesondere verlorene Kerne (Gießereikerne), Gießereiformen und Speiser in Frage. Als verlorene Kerne werden solche Kerne bezeichnet, die in der Gießereitechnik beim Gießen eines Metalls ausbrennen oder beim Entformen der gegossenen Form zerstört werden müssen, beispielsweise zerschlagen werden. Derartige verlorene Kerne werden in der Gießereitechnik dazu eingesetzt, einen Hohlraum in dem zu gießenden Produkt bereitzustellen. Sie müssen für jeden Vorgang neu angefertigt werden. Das gleiche gilt auch für Speiser und Gießereiformen. Speiser werden als Einsätze an Gießereiformen verwendet, um flüssiges Metall Gießereiformen zuzuführen. Gießereiformen bilden hingegen ebenfalls ein Konturbereich, jedoch für das zu gießende Produkt.
Da derartige Formkörper mit jedem Gießprozess neu hergestellt werden müssen, besteht Bedarf daran, solche Formkörper möglichst effizient und kostensparend herzustellen. Ein Prozess der sich etabliert hat ist das sogenannte Schießen der Formkörper. Hierbei wird die Formstoffmischung mit hoher Geschwindigkeit und hohem Druck in den Kernkasten geschossen um dort eine möglichst hohe Dichte zu erreichen. Eine Folge hiervon sind allerdings Verschleiß und Anbackungen an dem Konturbereich. Aus diesem Grund ist es erforderlich, den Konturbereich vor einem solchen Schuss mit Formstoffmischung zunächst mit einem Trennmittel zu benetzen. Hierzu wird der Kernkasten zunächst geöffnet, d.h. die ersten und zweiten Kastenteile auseinandergefahren. Anschließend wird eine Sprüheinrichtung zwischen die beiden Kastenteile geführt und die beiden Kastenteile werden dem Trennmittel besprüht.
Hierbei hat sich als nachteilig erwiesen, dass nicht nur der Konturbereich des Kernkastens mit Trennmittel benetzt wird, sondern auch andere Funktionsflächen des Kernkastens, wie insbesondere Teilungsflächen. Teilungsflächen sind diejenigen Flächen der ersten und zweiten Kastenteile, die im geschlossenen Zustand des Kernkastens aneinander liegen und eine Dichtung bilden. Problematisch an der Benetzung der Teilungsflächen mit Trennmittel ist, dass an diesen benetzten Flächen leichter einzelne Partikel der Formstoffmischung anhaften und beim Schließen des Kernkastens so zwischen den beiden Teilungs- flächen der beiden Kastenteile eingeklemmt werden. Dies führt einerseits zu Verschleiß an den Teilungsflächen, andererseits umfasst die Formstoffmischung, wie oben beschrieben, ein Bindemittelsystem, welches dann an den Teilungsflächen aushärten kann. Die Teilungsflächen müssen folglich regelmäßig gereinigt werden, um ein korrektes Schließen auf Dauer zu gewährleisten. Ein weiterer Nachteil an der herkömmlichen Technik liegt darin, dass die Sprüheinrichtung, die zwischen die ersten und zweiten Kastenteile geführt wird, nicht für jeden Abschnitt des Konturbereichs einen idealen Abstand aufweist. Der Konturbereich selbst kann bezogen auf die entsprechende Teilungsfläche Höhendifferenzen von bis zu 40 cm aufweisen, so- dass diese Abschnitte des Konturbereichs jeweils einen größeren Abstand zur Sprühein- richtung haben als andere Abschnitt des Konturbereichs, die beispielsweise nur einen Abstand von 1 cm zur Teilungsfläche aufweisen. In der Folge werden die näher zu einer Teilungsfläche liegenden Bereiche stärker benetzt, während zurückliegende Bereiche schwächer und oft zu schwach benetzt werden. Bei einer zu schwachen Benetzung kann es beim Entnehmen des Formkörpers zu Ausbrüchen an dem Formkörper kommen. Eine zu starke Benetzung allerdings führt ebenfalls zu einer unzureichenden Formkörperqualität und auch zu einem zu hohen Bedarf an Trennmittel.
Alternativ kann das Trennmittel auch manuell mit einer Sprühpistole aufgetragen werden wenn der Einsatz von Automaten nicht möglich ist. Dies kann den Nachteil eines ungleichmäßigen Trennmittelauftrags haben und führt zusätzlich oft zu höheren Trennmittelver- brauchen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kernkasten der eingangs genannten Art bereitzustellen, der in Bezug auf wenigstens eines der genannten Probleme verbessert ist. Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung gelöst durch einen Kernkasten der eingangs genannten Art, wobei eine oder mehrere Sprühöffnungen im Konturbereich des ersten Kastenteils zum Einsprühen von Trennmittel in den Kernkasten vorgesehen sind, wenn dieser in einem geschlossenen Zustand ist. So wird einerseits das Problem der Benetzung der Teilungsflächen dadurch gelöst, dass Trennmittel nur dann ein gesprüht wird, wenn der Kernkasten in einem geschlossenen Zustand ist und die Teilungsflächen folglich auf einander liegen. In diesem Zustand erreicht im wesentlichen kein Trennmittel die Teilungsflächen, sodass das Problem der Anhaftung von Partikeln der Formstoffmischung an diesen nicht besteht. Darüber hinaus kann auch das Problem der uneinheitlichen Benetzung von verschiedenen Abschnitten des Konturbereichs dadurch gelöst werden, dass die Sprühöffnungen im Konturbereich angeordnet sind. Diese können dort so angeordnet werden, dass der gesamte Konturbereich im Wesentlichen gleichmäßig benetzt werden kann. Es hat sich gezeigt, dass bei einer derartigen Anordnung von Sprühöffnungen insgesamt weniger Trennmittel verwendet werden muss, da einerseits der zu benetzende Bereich kleiner ist (Teilungsflächen werden nicht benetzt) und andererseits Trennmittel bedarfsgerecht an genau den Stellen eingesprüht werden kann, an denen es notwendig ist.
Durch die Erfindung ergibt sich ein weiterer Vorteil, der im Bereich des Arbeitsschutzes liegt. Trennmittel ist in der Regel lösungsmittelhaltig und kann daher unter Umständen Ar- beitsschutzmaßnahmen notwendig machen. Solche Arbeitsschutzmaßnahmen sind beispielsweise Kapselung des Kernkastens sowie das Vorsehen von entsprechenden Abzügen oder die Beschränkung von Verweildauer von Arbeitspersonal in den entsprechenden Bereichen mit Kernkästen. Durch das Einsprühen von Trennmittel nur im geschlossenen Zustand des Kernkastens gelangt weniger T rennmittel in die Atmosphäre um den Kernkas- ten herum, sodass der Arbeitsbereich dort deutlich weniger mit möglicherweise gesundheitsgefährdenden Substanzen bzw. Dämpfen belastet ist. Auch hier liegt ein Vorteil der vorliegenden Erfindung.
Es soll verstanden werden, dass unter Umständen eine einzige Sprühöffnung ausreicht, um den gesamten Konturbereich zu benetzen. Es kann auch ausreichend sein nur einen Teil des Konturbereichs zu benetzen, wenn in anderen Abschnitten des Konturbereichs das Problem mit Anhaftungen nicht besteht. Es soll verstanden werden, dass der Fachmann je nach Gestaltung des Konturbereichs und Aufgabe bei der Herstellung der Formkörper, zwei oder mehr Sprühöffnungen vorsehen kann, die in einer solchen Weise positioniert sind, dass im Wesentlichen der gesamte Konturbereich benetzbar ist. In einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist die Sprühöffnung als Düse zum Zerstäuben des Trennmittels ausgebildet. Die Düse ist in dieser Variante direkt in das Material des Kernkastens eingebracht und mit diesem integriert.
In einer Variante hierzu ist in die Sprühöffnung eine Düse zum Zerstäuben des Trennmittels eingesetzt. In dem ersten Kastenteil ist gemäß dieser Ausführungsform lediglich eine Öffnung, wie beispielsweise eine Bohrung oder dergleichen vorgesehen, in die dann eine Düse, vorzugsweise eine kommerziell erhältliche Düse, eingesetzt ist. Diese Variante hat insbesondere den Vorteil, dass die Düse ausgewechselt oder gewartet werden kann und eine Materialwahl für Düse und Kastenteil unabhängig getroffen werden kann. Besonders bevorzugt ist die Düse eine Zerstäubungsdüse, vorzugsweise eine Hohlkegeldüse. Grundsätzlich sind im Rahmen der Erfindung alle Arten von Düsen bevorzugt, mit denen sich Trennmittel in den Kernkasten einbringen lässt. Besonders bevorzugt sind Zerstäubungsdüsen und hierbei insbesondere Hohlkegeldüsen. Es hat sich herausgestellt, dass mit Hohlkegeldüsen eine besonders gute Benetzung des Konturbereichs erzielt wer- den kann. Allerdings sind auch andere Zerstäubungsdüsen, wie insbesondere Vollkegeldüsen oder auch Vollstrahldüsen bevorzugt.
Besonders bevorzugt sind die eine oder die mehreren Sprühöffnungen derart angeordnet, dass im Wesentlichen der gesamte Konturbereich mit Trennmittel benetzbar ist. Hierdurch wird ein besonders gleichmäßiger Eintrag von Trennmittel erreicht, ohne dass übermäßig Trennmittel eingesprüht werden müsste.
Weiterhin ist bevorzugt, dass eine oder mehrere weitere Sprühöffnungen im Konturbereich des zweiten Kastenteils zum Einsprühen von Trennmittel in den Kernkasten vorgesehen sind, wenn dieser in einem geschlossenen Zustand ist. Es soll verstanden werden, dass nicht nur im ersten Kastenteil, sondern auch im zweiten Kastenteil Sprühöffnungen vorge- sehen sein können. Auf diese Weise lässt sich der Konturbereich noch besser und gleichmäßiger mit Trennmittel benetzen. Hierbei ist es nicht erforderlich, dass in jedem Kastenteil die gleiche Anzahl von Sprühöffnungen vorgesehen ist. Vielmehr ist es möglich, dass beispielsweise im ersten Kastenteil nur eine Sprühöffnung vorhanden ist, während im zweiten Kastenteil drei oder mehr Sprühöffnungen vorhanden sind. Je nach Gestaltung des Kon- turbereichs kann das eine oder das andere bevorzugt sein. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst der Kernkasten ferner eine Trennmittelzuführeinheit, die mit der einen oder den mehreren Sprühöffnungen zum Zuführen von Trennmittel verbunden ist. Sind eine oder mehrere weitere Sprühöffnungen vorhanden, ist die Trennmittelzuführeinheit vorzugsweise auch mit der einen oder den meh- reren weiteren Sprühöffnungen im zweiten Kastenteil zum Zuführen von Trennmittel verbunden. Die Trennmittelzuführeinheit kann in einer Variante mit den Kernkasten integriert sein, in einer anderen Variante aber separat von diesem und von diesem entnehmbar angeordnet sein. Die Trennmittelzuführeinheit kann ferner so ausgebildet sein, wie im Stand der Technik bekannt und wie bisher bei herkömmlichen Kernkästen verwendet. Im Rahmen der Erfindung ist in einer solchen Variante dann lediglich vorgesehen, dass sie Trennmittelzuführeinheit mit der einen oder den mehreren Sprühöffnungen bzw. weiteren Sprühöffnungen verbunden ist, anstelle mit den herkömmlichen Ausbringköpfen.
Vorzugsweise ist ferner eine Steuerung vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, bei geschlossenem Zustand des Kernkastens, die Trennmittelzuführeinheit zu veranlassen, Trennmittel in den Kernkasten einzusprühen. Die Steuerung ist vorzugsweise so ausgelegt, dass Trennmittel nur dann in den Kernkasten eingesprüht wird, wenn dieser geschlossen ist, und zwar kurz vor einem Schuss mit der Formstoffmischung. Vorzugsweise veranlasst die Steuerung die Trennmittelzuführeinheit unmittelbar nach Schließen des Kernkastens, Trennmittel einzusprühen. Zum Erfassen des geschlossenen Zustands können einer oder mehrere Sensoren vorgesehen sein, wie beispielsweise Kontaktsensoren, Positionssensoren oder dergleichen. Die Steuerung ist vorzugsweise mit einer übergeordneten Steuerung des Kernkastens integriert, oder an diese angeschlossen. Ferner kann die Steuerung mit der übergeordneten Steuerung einer Kernschießanlage oder dergleichen integriert sein.
Ferner ist die Steuerung vorzugsweise dazu ausgebildet, beim Einsprühen zunächst einen Druckstoß auszulösen, um eine Zerstäubung des Trennmittels zu initiieren. Da der Zeitraum zum Einsprühen des Trennmittels relativ kurz ist, nämlich den Zeitraum zwischen Schließen des Kernkastens und Einschießen der Formstoffmischung umfasst, ist es bevorzugt, den Sprühprozess so rasch wie möglich einzuleiten. Um die Zerstäubung des Trennmittels, welches einen gewissen Viskositätsgrad aufweist, unmittelbar einzuleiten, hat sich ein Druckstoß zu Beginn des Sprühens als vorteilhaft erwiesen. Hierdurch wird Trennmittel rasch zerstäubt, auch wenn der Druck danach abgesenkt wird.
In einer bevorzugten Weiterbildung weist der Kernkasten eine Schussdüse zum Schießen der Formstoffmischung in den Konturbereich auf. Eine bevorzugte Schussdüse weist zu- mindest eine erste Düsenwand mit einer inneren Oberfläche, die eine Drallkammer definiert, eine Einlauföffnung zum Zuführen des Feststoffs, und eine Mündungsöffnung zum Abgeben der Formstoffmischung auf, wobei die erste Düsenwand eine gewendelte Struktur aufweist, die einen oder mehrere Gänge umfasst und dazu ausgebildet ist, die Formstoff- mischung in Rotation um eine Zentralachse der Drallkammer zu versetzen. Die Rotation der Formstoffmischung resultiert in einer Streuung der an der Mündungsöffnung austretenden Formstoffmischung. Die Formstoffmischung ist partikelförmig und wird als Feststoffstrahl abgegeben. Es soll verstanden werden, dass nicht alle Partikel gleichmäßig rotieren müssen. Ebenso ist bevorzugt, dass nur ein Teil der zu schießenden Formstoffmi- schung rotiert. Beispielsweise kann nur ein Randbereich eines Feststoffstrahls rotieren, während ein Kernstrahl des Feststoffstrahls keine Rotation ausführt. Rotation bezeichnet dabei eine Drehbewegung der Formstoffmischung um die Zentralachse der Drallkammer. Eine Hauptströmungsrichtung der Formstoffmischung durch die Schussdüse ist bevorzugt parallel zur Zentralachse. Weiterhin kann die gewendelte Struktur bevorzugt dazu ausge- bildet sein, die Formstoffmischung in Rotation um einen Massenmittelpunkt der Formstoffmischung zu versetzen. Die gewendelte Struktur kann dabei eine ebene Spirale und/ oder eine Helix sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Gang eine Drallnut, die sich helixförmig entlang der Zentralachse erstreckt. Die Drallnut ist dabei als längliche Vertiefung in der Dü- senwand ausgebildet. Bevorzugt ist ein Nutquerschnitt der Drallnut im Wesentlichen U- förmig. Es werden jedoch ebenso Drallnuten mit W-förmigen und/ oder V-förmigen Nutquerschnitten bevorzugt. Der Nutquerschnitt ist ein Querschnitt der Nut, senkrecht zu einer Längsrichtung der Nut. Eine Hauptströmungsrichtung der Formstoffmischung durch die Schussdüse verläuft entlang der Zentralachse von der Einlauföffnung zur Mündungsöff- nung. Die Drallnut prägt der Formstoffmischung eine zusätzliche Rotationsbewegung quer zur Hauptströmungsrichtung auf. Bevorzugt ist eine Windungsrichtung der Drallnuten gleichgerichtet. Besonders bevorzugt sind mehrere Drallnuten parallel. Weiterhin kann es bevorzugt sein, dass die gewendelte Struktur zumindest eine erste linksgängige Helix und zumindest eine erste rechtsgängige Helix auf. Eine Windungsrichtung der Drallnuten ist dabei gegensätzlich wodurch eine verstärkte Verwirbelung der Formstoffmischung erreicht werden kann.
Alternativ oder zusätzlich hierzu kann die Schussdüse auch eine Einlauföffnung zum Zuführen der Formstoffmischung, eine Mündungsöffnung zum Abgeben der Formstoffmischung, und eine Strömungskammer aufweisen, die die Einlauföffnung mit der Mündungs- Öffnung verbindet und eine innere Oberfläche aufweist. Zusätzlich weist die Schussdüse vorzugsweise eine Spülöffnung auf, die in die innere Oberfläche mündet und zum Zuführen eines Spülmediums in die Strömungskammer ausgebildet ist. Durch Zuführen eines Spülmediums in die Strömungskammer kann ein Aushärten des Rückstands der Formstoffmischung verhindert und/oder reduziert werden. Bei warmaushärtenden Formstoffmi- schungen wird der Rückstand und/oder die Schussdüse bevorzugt durch das Spülmedium gekühlt. Bei mittels eines Katalysators und/oder eines Härters aushärtenden Formstoffmischungen, wird mit Katalysator und/oder Härter belastete Umgebungsluft bevorzugt durch das Spülmedium aus der Schussdüse verdrängt, so dass ein Aushärten des Rückstands vermieden wird. Das Spülmedium ist vorzugsweise (saubere) Luft, Wasserdampf und/oder Nebel, wobei Nebel hier eine Dispersion aus feinen Wassertropfen und saubere Luft bezeichnet. Ferner werden Inertgase als Spülmedien bevorzugt. Vorzugsweise wird das Spülmedium der Schussdüse bei einem Spüldruck zugeführt, der größer ist als ein Umgebungsdruck. Besonders bevorzugt weist die Schussdüse mehrere Spülöffnung auf. Vorzugsweise sind die mehreren Spülöffnung entlang einer Zentralachse der Strömungskam- mer, die sich durch Querschnittsmittelpunkt der Strömungskammer von der Einlauföffnung zur Mündungsöffnung erstreckt, versetzt angeordnet. Bevorzugt ist die Zentralachse der Strömungskammer gerade, so dass die Einlauföffnung und die Mündungsöffnung sich gegenüberliegend ausgebildet sind. Ebenso bevorzugt kann die Zentralachse gekrümmt ausgebildet sein. Mittels einer gekrümmten Zentralachse kann bevorzugt eine Strömungsrich- tung der aus der Mündungsöffnung abgegebenen Formstoffmischung angepasst werden. Vorzugsweise ist die Spülöffnung kreisförmig, oval oder eckig ausgebildet. Im Falle einer runden Mündungsöffnung entspricht das maximale Maß dem Durchmesserder Mündungsöffnung. Im Falle einer rechteckigen Mündungsöffnung entspricht das maximale Maß einer längeren Seite des Rechtecks. Bevorzugt verjüngt sich die Strömungskammer wenigstens Abschnittsweise in Richtung der Mündungsöffnung. Ebenso werden zylindrische Strömungskammern bevorzugt.
Eine derart ausgebildete Schussdüse bildet ferner einen unabhängigen Aspekt der Erfindung, wenn anstelle von Spülmedium Trennmittel durch die Spülöffnung eingeführt wird. In diesem Fall bildet die in dem Kernkasten vorgesehene Schussdüsenöffnung eine Sprüh- Öffnung im Sinne des ersten Aspekts der Erfindung. Bevor dann mittels der Schussdüse die Formstoffmischung eingeschossen wird, wird in diesem unabhängigen Aspekt der Erfindung zunächst Trennmittel durch die Spülöffnung in der Schussdüse eingesprüht und anschließend die Formstoffmischung eingeschossen. Im Anschluss daran kann dann die Spülöffnung zum Abgeben des Spülmedium verwendet werden. Vorzugsweise kann die Spülöffnung auch zum Einsprühen von Trennmittel ausgebildet sein. In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Spülöffnung als in die innere Oberfläche mündender Spalt, vorzugsweise Umfangsspalt, ausgebildet. Ein Spalt ist dabei eine schmale längliche Öffnung. Bevorzugt ist eine lange Seite des Spalts im Wesentlichen senkrecht zur Zentralachse der Strömungskammer, so dass der Spalt im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist. Ebenso werden vertikale und/ oder schräg verlaufende Spalte bevorzugt. Vorzugsweise weist der Spalt einen Knick auf, wobei der Knick besonders bevorzugt in Richtung der Mündungsöffnung oder der Einlauföffnung weist. Ein Umfangsspalt mündet in einer Querschnittsfläche, die senkrecht zur Zentralachse angeordnet ist, entlang eines wesentlichen Abschnitts eines inneren Umfangs der Strömungskammer in die innere Ober- fläche. Bevorzugt weist ein relativer Anteil des Umfangsspalts an einem inneren Umfang der Strömungskammer einen Bereich von 10 % bis 100 %, vorzugsweise 30 % bis 100 %, besonders bevorzugt 50 % bis 80 %, auf. Besonders bevorzugt mündet der Umfangsspalt entlang des gesamten inneren Umfangs in die innere Oberfläche. Durch einen Spalt, vorzugsweise Umfangsspalt, kann ein Schleier des Spülmedium abgegeben werden. Ein Spülmediumschleier legt sich bevorzugt über die innere Oberfläche und verhindert ein auswerten der Formstoffmischung. Eine Höhe des Spalts, gemessen zwischen langen Seiten des Spalts, weist vorzugsweise einen Bereich von größer 0 mm bis 15 mm, vorzugweise 0,1 mm bis 10 mm, weiterhin bevorzugt 0,1 mm bis 5 mm, weiterhin bevorzugt 0,1 mm bis 2 mm, besonders bevorzugt 0,5 mm bis 2 mm, auf. Durch einen Umfangsspalt wird eine möglichst gleichmäßige Zuführung des Spülmediums in die Strömungskammer erreicht.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen von Formkörpern, insbesondere verlorener Kerne, Gießereiformen und/oder Speiser aus einer Formstoffmischung unter Verwendung eines Kernkastens gemäß einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen eines Kern- kastens gemäß dem ersten Aspekte Erfindung. Das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst die Schritte, in dieser Reihenfolge: Schließen des Kernkastens, Einsprühen von Trennmittel bei geschlossenem Kernkasten zum Benetzen des Konturbereichs mit Trennmittel; Einschießen der Formstoffmischung zum Bilden des Formkörpers; Öffnen des Kernkastens; und Entnehmen des Formkörpers. Es soll verstanden werden, dass der Kernkasten gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung gleiche und ähnliche Unteraspekte aufweisen, wie sie insbesondere in den abhängigen Ansprüchen niedergelegt sind. Insofern wird vollumfänglich auf die obige Beschreibung Bezug genommen. Es soll ferner verstanden werden, dass das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung in den Schritten, die in Anspruch 1 1 niedergelegt sind, nicht abschließend sein muss. Beispielsweise kann das Verfahren ferner den Schritt aufweisen: Aushärten der Formstoffmischung, welcher nach dem Einschießen der Formstoffmischung aber vor dem Öffnen des Kernkastens ausgeführt wird. Ein solches Aushärten der Formstoffmischung kann insbesondere ein Aushärten mit Amingasen oder dergleichen umfassen, wie es im sogenannten Cold-Box-Verfahren durchgeführt wird, oder ein Aushärten mittels Temperatur.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens umfasst der Schritt des Einsprü- hens: Erzeugen eines Druckimpulses beim Beginn des Einsprühens zum initialen Zerstäuben des Trennmittels. Hierdurch wird, wie bereits oben beschrieben, das Zerstäuben des Trennmittels rascher initiiert, wobei der Druck nach dem Druckimpuls vorzugsweise absinkt, um auch einen Volumenstrom von Trennmittel nicht zu stark zu erhöhen. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass nicht mehr Trennmittel als notwendig verwendet werden muss.
Ferner ist bevorzugt, dass das Verfahren den Schritt umfasst: Anlegen eines Haltedrucks an die eine oder die mehreren Sprühöffnungen während des Einschießens der Formstoffmischung. Umfasst der Kernkasten auch eine oder mehrere weitere Sprühöffnungen, umfasst das Verfahren vorzugsweise den Schritt Anlegen eines Haltedrucks an die eine oder die mehreren weiteren Sprühöffnungen während des Einschießens der Formstoffmischung. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass Formstoffmischung während des Einschießens in die eine oder die mehreren Sprühöffnungen bzw. weiteren Sprühöffnungen gedrückt wird. Der Haltedruck soll dazu führen, dass ein entsprechender Gegendruck aufgebaut wird, ohne dass Trennmittel während des Einschießens der Formstoffmischung tatsächlich abgegeben wird. Anstelle des Trennmittels kann zum Aufbauen des Haltedrucks auch ein Gas, wie insbesondere CÖ2, N2 oder Luft verwendet werden.
In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens, in welcher der Kernkasten eine erste und eine zweite Sprühöffnung aufweist, umfasst das Verfahren vorzugsweise die Schritte: Einsprühen des Trennmittels mittels der ersten Sprühöffnung bei einem ersten Druck; und Einsprühen des Trennmittels mittels der zweiten Sprühöffnung bei einem zweiten Druck, der höher ist als der erste Druck. Auch der umgekehrte Fall ist bevorzugt, wenn der erste Druck höher als der zweite Druck ist. Auf diese Weise können verschiedene Sprühöffnungen mit verschiedenen Gruppen betrieben werden. Beispielsweise ist dies denkbar bevorzugt für den Fall, dass die zweite Sprühöffnung in einem Abschnitt des Konturbereichs angeordnet ist, der relativ weit von der Teilungsfläche entfernt ist, dass ein Abstand zum gegenüberliegend Abschnitt des Konturbereichs verhältnismäßig weit ist. Hier ist es bevorzugt, einen höheren Druck anzulegen, sodass einerseits die Reichweite beim Sprühen vergrößert ist, andererseits aber auch ein Volumenstrom vergrößert werden kann. Es soll verstanden werden, dass in ähnlicher Weise auch dritte, vierte, fünfte usw. Sprühöffnungen mit dritten, vierten, fünften usw. Drücken betrieben werden können, die wiederum voneinander bzw. von dem ersten und zweiten Drücken abweichen können. Eine mögliche Realisierung kann hierbei einerseits über die Steuerung erfolgen, oder anderer- seits durch Vorsehen entsprechender Drosseln.
In einer Ausführungsform, bei der eine Schussdüse mit Spülöffnung zum Einsatz kommt umfasst das Verfahren vorzugsweise die Schritte: Spülen der Schussdüse mit Spülmedium durch die Spülöffnung bei einem Spüldruck, und/oder Reinigen der Schussdüse mit Spülmedium durch die Spülöffnung bei einem Reinigungsdruck, der größer ist als der Spül- druck. Beim Reinigen der Schussdüse tritt Spülmedium bei einem Reinigungsdruck aus der Spülöffnung in die Strömungskammer. Dadurch wird ein in der Schussdüse verbliebener Rückstand der Formstoffmischung aus der Düse entfernt. Bevorzugt wird der Rückstand durch die Einlauföffnung abgegeben. Ebenso bevorzugt kann der Rückstand auch aus der Mündungsöffnung abgegeben werden. Ein Verstopfen dergereinigten Schussdüse durch einen Rückstand der Formstoffmischung wird reduziert oder vermieden. Der Spüldruck und der Reinigungsdruck bezeichnen einen Versorgungsdruck des Spülmediums. Beim Reinigen tritt bevorzugt mehr Spülmedium und/oder Spülmedium bei einer höheren Geschwindigkeit aus der Spülöffnung als beim Spülen.
In einem dritten Aspekt löst die Erfindung die eingangs genannte Aufgabe durch eine Ver- wendung eines Kernkastens nach einer der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform eines Kernkastens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung in der Gießereitechnik zur Herstellung verlorener Kerne aus einer Formstoffmischung. Es soll verstanden werden, dass der Kernkasten gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung sowie die Verwendung gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung gleiche und ähnliche Unteraspekte aufweisen, wie sie insbesondere in den abhängigen Ansprüchen niedergelegt sind. Insofern wird für weitere Ausführungsformen und Vorteile zu der Verwendung des Kernkastens vollumfänglich auf die obige Beschreibung Bezug genommen. Ausführungsformen der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese sollen die Ausführungsformen nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr sind die Zeichnungen, wenn dies zur Erläuterung dienlich ist, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus den Zeichnungen unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, den Zeichnungen und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Aus- führungsformen oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Der Einfachheit halber sind nachfolgend für identische oder ähnliche Teile oder Teile mit identischer oder ähnli- eher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
Figur 1 einen schematischen Querschnitt durch einen Kernkasten gemäß einem ers- ten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Figur 2 einen Querschnitt durch einen Kernkasten gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Figur 3 eine schematische Darstellung einer Düse gemäß einem ersten Beispiel;
Figur 4 eine schematische Darstellung einer Düse gemäß einem zweiten Beispiel; Figur 5 einen Teilschnitt durch eine Düse; Figur 6 einen Querschnitt durch einen Kernkasten gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Figur 7 eine schematische Darstellung eines Kernkastens gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung; Figur 8 einen Querschnitt durch eine Schussdüse gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; und
Figur 9 einen Querschnitt durch eine Schussdüse gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Gemäß Figur 1 weist einen Kernkasten 1 für die Gießereitechnik zur Herstellung von Form- körpern, insbesondere verlorener Kerne, Gießereiformen und Speiser aus einer Formstoffmischung einen ersten Kastenteil 2 und einen zweiten Kastenteil 4 auf. Der erste Kastenteil 2 ist in Figur 1 der obere Kastenteil, und der zweite Kastenteil 4 ist in Figur 1 der untere Kastenteil. Gemeinsam bilden sie einen Abschnitt des Kernkastens 1 und definieren einen Konturbereich 6 für den herzustellenden Formkörper. Der Konturbereich 6 ist die durch den ersten Kastenteil 2 und den zweiten Kastenteil 4 gebildete innere Oberfläche, die insgesamt die äußere Oberfläche des zu bildenden Formkörpers definiert.
Die ersten und zweiten Kastenteile 2, 4 sind in Figur 1 in einem geschlossenen Zustand gezeigt und liegen mit ihren Teilungsflächen 8, 10 aufeinander. Dementsprechend weist der erste Kastenteil 2 eine erste Teilungsfläche 8 und der zweite Kastenteil 4 weist eine zweite Teilungsfläche 10 auf, die spiegelsymmetrisch ausgebildet sind. In dem in Figur 1 gezeigten geschlossenen Zustand liegen diese dichtend aufeinander auf, sodass eine innere Kavität 7 (Formhohlraum) insgesamt geschlossen ist. In einem geöffneten Zustand des Kernkastens 1 (nicht gezeigt) sind die ersten und zweiten Teilungsflächen 8, 10 voneinander beabstandet, sodass ein in der inneren Kavität 7 gebildeter Formkörper entnom- men werden kann.
In einem Schießprozess, in welchem der Formkörper geschossen wird, indem die Formstoffmischung durch eine Schießdüse in die innere Kavität 7 eingebracht wird, ist es erforderlich, den Konturbereich 6 mit einem Trennmittel 12 zu benetzen, sodass Anbackungen und dergleichen der Formstoffmischung an den Konturbereich 6 vermieden werden kön- nen. Zu diesem Zweck setzt die Erfindung wenigstens eine, vorzugsweise mehrere Sprühöffnungen 14 im Konturbereich 6 des ersten Kastenteils 2 ein, zum Einsprühen von Trennmittel 12 in den Kernkasten 1 , wenn dieser in dem in Figur 1 gezeigten geschlossenen Zustand ist. In dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist der erste Kastenteil 2 nur eine einzige Sprühöffnung 14 auf. Zusätzlich sind im zweiten Kastenteil 4 zwei weitere Sprühöffnungen 15 ausgebildet. In die Sprühöffnungen 14, 15 sind Düsen 16 eingesetzt, die dazu dienen, das Trennmittel 12 zu zerstäuben. Die Sprühöffnungen 14 und de weiteren Sprühöffnungen 15 könnten ebenso direkt als Düsen 16 ausgebildet sein, indem eine Düsenform in das Material der ersten bzw. zweiten Kastenteile 2, 4 eingebracht wird. In dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind separate Düsen 16 in die Sprühöffnungen 14, 15 eingesetzt. Hierdurch wird die Wartung vereinfacht, insbesondere durch einen möglichen Austausch von einzelnen Düsen 16 sowie eine freie Materialwahl für das Material der ersten und zweiten Kastenteile 2, 4 und der Düsen 16. Die Sprühöffnungen 14, 15 sind im Konturbereich 6 angeordnet und münden direkt in die innere Kavität 7. Auf diese Weise ist es möglich, dass Trennmittel 12 im geschlossenen Zustand des Kernkastens 1 eingesprüht wird, sodass nur der Konturbereich 6 mit Trennmittel 12 benetzt wird, aber insbesondere die Teilungsflächen 8, 10 frei von Trennmittel bleiben. Hierdurch kann vermieden werden, dass einzelne Partikel der Formstoffmischung an den Teilungsflächen 8, 10 haften bleiben, wenn der Kernkasten 1 in einem geöffneten Zustand ist, in welchem die ersten und zweiten Teilungsflächen 8, 10 voneinander beabstandet sind. Ferner wird durch das erfindungsgemäße Einsprühen von Trennmittel 12 im geschlossenen Zustand des Kernkastens 1 eine Aerosolbildung in der Umgebung des Kernkastens 1 vermieden, sodass auch der Arbeitsschutz verbessert ist. Ferner lässt sich durch die entsprechende Anordnung von Sprühöffnungen 14, 15 im Konturbereich 6 der Konturbereich 6 insgesamt besser mit Trennmittel 12 benetzen. Dies ist insbesondere bei komplexen Geometrien des Konturbereichs 6 der Fall.
Eine mögliche Düse 16 ist von der Fa. Lechler, Metzingen, Deutschland erhältlich, beispielsweise mit der Nummer 226.085.
Eine solche komplexe Geometrie ist in dem zweiten Ausführungsbeispiel (Figur 2) zu se- hen. Dort weist der Kernkasten 1 wiederum einen ersten Kastenteil 2 und einem zweiten Kastenteil 4 auf und wiederum ist der erste Kastenteil 2 der in Figur 2 gezeigte obere Kastenteil und der zweite Kastenteil 4 der in Figur 2 gezeigte untere Kastenteil. Ebenso kann es aber auch umgekehrt sein, dass der obere Kastenteil der zweite Kastenteil 4 ist und der untere Kaste nteil der erste Kastenteil 2. Wie sich leicht aus Figur 2 entnehmen lässt, ist der Konturbereich 6 deutlich komplexer aufgebaut als der in Figur 1 gezeigte. Ausgehend von den Teilungsfläche 8, 10, die in Bezug auf den jeweiligen Konturbereich 6, bzw. Abschnitt des Konturbereichs 6, der dem ersten Kastenteils 2 und dem zweiten Kastenteil 4 zugeordnet ist, ein Null-Niveau bildet, sind Höhenprofile mit deutlichen Höhenunterschieden zu sehen. So ist beispielsweise im zweiten Kastenteil 4 ein Flachbereich 18 zu erkennen, der in Bezug auf die zweite Teilungsfläche 10 sehr flach und nah an dieser angeordnet ist. Ein Tiefbereich 19 des Konturbereichs 6 in dem zweiten Kastenteil 4 hat einen verhältnismäßig großen Abstand zur zweiten Teilungsfläche 10. Wenn ein solch komplexer Konturbereich 6 auf eine herkömmliche Art und Weise mit Trennmittel 12 benetzt wird, nämlich indem bei geöffnetem Kernkasten 1 die beiden Kastenteile 2, 4 jeweils insgesamt mit einer Sprüheinrichtung besprüht werden, besteht das Problem, dass nicht jeder Abschnitt des Konturbereichs 6 gleichmäßig benetzt wird. Insbesondere werden Flachbereiche 18 deutlich mehr benetzen als beispielsweise Tiefbereiche 19. Durch die erfindungsgemäße Positionierung von Sprühöffnungen 14, 15 im Konturbereich 6 kann eine bedarfsgerechte Benetzung des Konturbereichs 6 mit Trennmittel 12 realisiert werden. Die Sprühöffnungen 14, 15 können an genau den Stellen positioniert werden, die eine optimale Benetzung des Konturbereichs 6 erlauben.
Eine Entlüftung des Kernkastens 1 beim Einsprühen von Trennmittel 12 erfolgt über die ohnehin vorgesehenen Entlüftungen 20, die auch dafür sorgen, dass Gas aus der inneren Kavität 7 entweichen kann, wenn die Formstoffmischung eingeschossen wird.
Die Figuren 3 und 4 illustrieren nun zwei verschiedene Ausführungsformen von Düsen 16, die im Rahmen der Erfindung eingesetzt werden können. Figur 3 zeigt zunächst einen Kernkasten 1 , bei dem die Düse 16 mit getrennten Zuführungen für Luft und Trennmittel 12 ausgestattet ist. So wird über einen ersten Schlauch 22 Trennmittel zugeführt und über einen zweiten Schlauch 24 Druckluft. Trennmittel 12 und Druckluft werden dann erst in der Düse 16 zusammengeführt und dadurch das Trennmittel 12 zerstäubt.
Figur 4 zeigt demgegenüber eine andere Ausführungsform, in der ein gemeinsamer Schlauch 26 für unter Druck stehendes Trennmittel-Luftgemisch vorgesehen ist. Dieses Trennmittel-Luftgemisch wird über eine Pumpe 28 bereitgestellt, die mit einem Reservoir 29 für Trennmittel 12 verbunden ist und über einen weiteren Schlauch 30 Luft zugeführt bekommt. Die in Figur 4 dargestellte Art der Düse 16 ist im Rahmen der vorliegenden Offenbarung besonders bevorzugt, da nur ein Schlauch 26 zur Düse 16 geführt werden muss. Die in Figur 3 dargestellte Ausführungsform kann aber ebenso verwendet werden und ist insbesondere dann bevorzugt, wenn beispielsweise eine gemeinsame Druckluftversorgung für einen Kastenteil 24 bereitgestellt werden kann. In diesem Fall kann dann die Pumpe 28 entfallen. Figur 5 zeigt eine Detailansicht einer Düse 16. Die Düse 16 ist wie in Figur 4 gezeigt ausgebildet und empfängt Trennmittel-Luftgemisch. Die Düse 16 ist als sogenannte Hohlkegeldüse 17 ausgebildet, kann aber ebenso als jede andere Zerstäubungsdüse ausgebildet sein. Neben Hohlkegeldüsen 17 sind auch Vollkegeldüsen bevorzugt, sowie andere Düsen, die einen konturierten Sprühbereich aufweisen. Die Düse 16 weist einen Düsenkörper 32 auf, der in die Düsenöffnung 14, 15 eingesetzt werden kann. Im unteren Bereich weist der Düsenkörper 32 eine Verjüngung 34 auf, die auch als Anschlag dient (vergleiche Figur 6). Zentral in der Verjüngung 34 sitzt die Sprühöffnung 36 der Düse 16. Im Inneren trägt die Düse 16 ein kuppelförmiges Sieb 38, das Verunreinigungen und dergleichen aus dem zugeführten Trennmittel 12 bzw. Trennmittel- Luftgemisch herausfiltert. Dieses Sieb 38 muss von Zeit zu Zeit gereinigt werden.
Figur 6 zeigt die Düse 16, insbesondere Hohlkegeldüse 17, aus Figur 5 in einer Einbausituation. Die Düse 16 ist in die Düsenöffnung 14, 15 so eingesetzt, dass eine untere Oberfläche 40 (vergleiche Figur 5) im Wesentlichen mit dem Konturbereich 6 fluchtet. Dies ist wichtig, um eine möglichst gute Oberfläche an dem zu bildenden Formkörper zu erzielen. Aus diesem Grund ist es auch bevorzugt, die Verjüngung 34 möglichst deutlich auszubilden, sodass die Oberfläche 40 möglichst klein ist.
Die Düse 16 wird in der Düsenöffnung 14, 15 durch einen Blindschraube 42 gehalten, die ebenfalls in die Düsenöffnung 14, 15 eingeschraubt ist. Die Blindschraube 42 hält einerseits die Düse 16 an Ort und Stelle, dichtet die Düse 16 aber andererseits gegen die Um- gebung ab. Über einen schräg verlaufenden Zuführkanal 44, der in dem ersten Kastenteil 2 ausgebildet ist, wird die Düse 16 mit Trennmittel-Luftgemisch versorgt. Das Trennmittel- Luftgemisch wird über den Schlauch 26 zugeführt, der hierzu über bekannte Schlauchverbinder mit dem einen das Ende des Zuführkanals 44 verbunden sein kann. Auf diese Weise ist eine einfach konstruierte und wartungsfreundliche Anordnung erreicht. Figur 7 illustriert nun einen Kernkasten 1 mit weiteren Elementen. Die in Figur 2 gezeigt Anordnung kann auch als Kernschießanlage bezeichnet werden oder Teil einer solchen sein. Wiederum weist der Kernkasten einen ersten Kastenteil 2 und einen zweiten Kastenteil 4 auf. Der Kernkasten 1 weist auch eine Trennmittelzuführeinheit 50 auf, die grundsätzlich schon mit Bezug auf Figur 4 beschrieben wurde. Die Trennmittelzuführeinheit 50 weist die Pumpe 28 auf, die über eine gemeinsame Leitung 26 zunächst mit einem Regler 52 verbunden ist, von dem dann zwei gemeinsame Leitungen 26 abzweigen, die jeweils zum ersten bzw. zweiten Kastenteil 2, 4 führen. Die ersten und zweiten Kastenteile 2, 4 sind über eine Hubeinrichtung 54 relativ zueinander beweglich, insbesondere ist der erste Kastenteil 2 anhebbar, sodass die ersten und zweiten Teilungsflächen 8, 10 voneinander be- abstandet werden können. Die Pumpe 28 wird in dem in Figur 7 gezeigten Ausführungs- beispiel von dem Kompressor 56 mit Druckluft versorgt. Dies erfolgt über die Kompressorleitung 57.
Die Trennmittelzuführeinheit 50 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel auch eine Steuerung 60 auf, die eine separate Steuerung für den Kernkasten 1 sein kann, oder mit einer übergeordneten Steuerung einer Kernschießanlage integriert sein kann. Die Steuerung 60 ist über eine erste Signalleitung 62 mit der Pumpe 28 verbunden, um die Pumpe 28 zu steuern. Über eine zweite Signalleitung 64 ist die Steuerung 60 mit dem Regler 52 verbunden, um so einen Druck zu regeln, der in den Leitungen 26, die vom Regler 52 zu den ersten und zweiten Kastenteilen 2, 4 führen, einzustellen. Schließlich ist die Steuerung 60 über eine dritte Signalleitung 66 mit der Hubeinrichtung 54 verbunden, um diese zu steu- ern. Es ist auch denkbar, dass die Hubeinrichtung 54 von einer weiteren oder übergeordneten Steuerung gesteuert wird, und die Steuerung 60 nur Signale von der Hubrichtung 54 empfängt, vorzugsweise Öffnung- und Schließsignale. Sobald die ersten und zweiten Kastenteile 2, 4 in einem geschlossenen zustand sind und die ersten und zweiten Teilungsflächen 8, 10 aufeinander liegen, veranlasst die Steuerung 60 die Trennmittelzuführeinheit 50, Trennmittel 12 in den Kernkasten 1 einzusprühen. Dazu wird zunächst einen Druckimpuls aufgebaut, um den Zerstäubungsprozess einzuleiten. Anschließend kann der Druck leicht abfallen, um eine gleichmäßige Zerstäuben zu erreichen. Hierbei können Drücke an einzelnen Düsen 16, die in verschiedenen Düsenöffnungen 14, 15 eingesetzt sind, unterschiedlich ausgestaltet sein. Dies ist beispielsweise bei einer Anordnung wie in Figur 2 gezeigt bevorzugt. Beispielsweise könnte die ganz linke Düse 16 mit einem geringeren Druck betrieben werden, als in Figur 2 ganz rechte Düse 16. Mit Bezug auf Figur 2 wird klar, dass der Bereich, der von der ganz rechten Düsen benetzt wird deutlich größer als der Bereich, der von der ganz linken Düse in Figur 2 benetzt wird, sodass Druck und auch der Volumenstrom bei der ganz linken Düse in Figur 2 geringer sein kann. Solche unter- schiedlichen Drücke können einerseits über den Regler 52 vorgegeben werden, oder fix über Drosseln entweder direkt an den Düsen 16 oder in einem zu den Düsen 16 führenden Schläuchen 26 eingestellt werden.
Nun wiederum Bezug nehmend auf Figur 1 ist in gestrichelten Linien zunächst eine Schussdüsenöffnung 70 gezeigt, in die eine Schussdüse 73 eingesetzt werden kann, um Formstoffmischung in den Kernkasten 1 , genauer gesagt in die innere Kavität 7 (Formholraum) einzuschießen. Die Schussdüse 72 kann auf herkömmliche Art und Weise ausgebildet sein. Bevorzugt wird aber im Rahmen der Erfindung eine Schussdüse 72 eingesetzt, wie sie in Figur 8 oder 9 gezeigt ist.
Gemäß Figur 8 umfasst eine Schussdüse 72 einen Düsenkörper 103 mit einem Bund 105 und einem Ansatz 107. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Schussdüse 72 einstückig ausgebildet. Der Bund 105 kann in einer geeigneten Aufnahmevorrichtung einer Fülleinrichtung einer Kernschießmaschine aufgenommen werden. Ein Einführabschnitt 109 der Schussdüse 72 wird dabei in der Fülleinrichtung aufgenommen wobei ein Mittelabschnitt 1 1 1 und der Ansatz 107 aus der Fülleinrichtung herausragen. Vorzugsweise kann an dem Einführabschnitt 109 und/oder dem Bund 105 der Schussdüse 72 ein Dichtungsring (in Figur 8 nicht dargestellt) angebracht werden. Im Bereich des Ansatzes 107 verjüngt sich die Schussdüse 72 in Richtung der Mündungsöffnung 1 13. Auf einer der Mündungsöffnung 1 13 gegenüberliegenden Seite 1 15 der Schussdüse 72 ist eine Einlauföffnung 1 17 angeordnet. Eine Außenkontur eines Abschlussbereichs 1 19 des Ansatzes 107 ist zylindrisch ausgeführt. Ebenso sind hier Außenkonturen des Mittelabschnitts 11 1 , des Bunds 105 und des Einführabschnitts 109 zylindrisch ausgebildet. In einer Variante ist eine Außenkontur des Mittelabschnitts 1 1 1 , des Bundes 105, des Ansatzes 107 und/oder eine Außenkontur des Abschlussbereichs 1 19 vorzugsweise konisch. Vorzugsweise ist der Ansatz 107 dazu ausgebildet, in eine korrespondierende Füllöffnung 70 eines Formwerkzeugs (insbeson- dere Kernkasten; vgl. Figur 1) eingesetzt zu werden, wobei der sich zylindrisch verjüngende Konusabschnitt 121 zur Anlage gebracht wird. Bevorzugt kann so die Schussdüse 72 mit einer Schließkraft, die parallel zu einer Zentralachse ZA der Schussdüse 72 wirkt, gegen den Kernkasten 1 gepresst werden. Somit kann ein dichtendes Anlegen der Schussdüse 72 an den Kernkasten 1 sichergestellt werden. Eine innere Oberfläche 123 einer ersten Düsenwand 125 definiert eine Drallkammer 127. Die Drallkammer 127 verjüngt sich in einer ersten Richtung R1 , die parallel zur Zentralachse ZA ist und von der Einlauföffnung 1 17 in Richtung der Mündungsöffnung 1 13 weist, bis zu einem Übergang 137 zu einem Auslaufbereich 139 der Drallkammer 127. Vom Übergang 137 bis zur Mündungsöffnung 1 13 weitet sich die Drallkammer 127 in der ersten Richtung R1 vorzugsweise auf. In diesem Ausführungsbeispiel verjüngt sich die Drallkammer 127 bis zum Übergang 137 stetig und mit einem im Wesentlichen konstanten Verjüngungsverhältnis. Das Verjüngungsverhältnis beschreibt eine Änderung des inneren Durchmessers D1 der Drallkammer 127 entlang der Zentralachse ZA und liegt bevorzugt in ei- nem Bereich von 0 % bis 60 %, besonders bevorzugt 20 % bis 40 %. Es werden auch Schussdüsen 72 mit einer sich in Richtung R1 variabel verjüngenden Drallkammer 127 bevorzugt. Ferner kann die Drallkammer 127 sich in der ersten Richtung R1 aufweitend und/oder sich aufweitend und verjüngend ausgebildet sein. Ebenso werden zylindrische Drallkammern 127 bevorzugt. Ein erster Innenwandabschnitt 141 im Auslaufbereich 139 ist hier konvex ausgebildet. Bevorzugt liegt eine Auslaufbereichslänge L2, gemessen entlang der Zentralachse ZA vom Übergang 137 bis zur Mündungsöffnung 1 13, des Auslaufbereichs 139 in einem Bereich von größer 0 % bis 50 %, bevorzugt 5 % bis 30 %, besonders bevorzugt 10 % bis 20 %, der Gesamtlänge L1 der Schussdüse 72, gemessen entlang der Zentralachse ZA von der Einlauföffnung 1 17 bis zur Mündungsöffnung 1 13. Weiterhin bevorzugt liegt eine Abschlusslänge L3 des Abschlussbereichs 1 19, gemessen entlang der Zentralachse ZA, in einem Bereich von größer 0 % bis 50 %, bevorzugt 5 % bis 40 %, besonders bevorzugt 15 % bis 30 %, der Gesamtlänge L1 . Ein Öffnungswinkel e des Auslaufbereichs 139 bestimmt sich zwischen der Zentralachse ZA und eine Tangente TA1 . Die Tangente TA1 ist eine Verbindungsgerade zwischen einem ersten Punkt 145, der am Über- gang 137 in der Schnittebene liegt, und einem zweiten Punkt 147, der in der Schnittebene an der Mündungsöffnung 1 13 liegt. Ein Mündungswinkel ß, gemessen zwischen einer Mündungstangente TA2 an den ersten Innenwandabschnitt 141 an der Mündungsöffnung 1 13 und der Zentralachse ZA, liegt bevorzugt in einem Bereich von kleiner 90° bis größer 0°, bevorzugt 80° bis 40°, besonders bevorzugt 75° bis 60°, weiterhin bevorzugt 20° bis 60°, besonders bevorzugt 35° bis 50°.
Eine gewendelte Struktur 129 der Drallkammer 127 weist in diesem Ausführungsbeispiel in der ersten Düsenwand 125 ausgebildete Drallnuten 131 auf, die sich entlang der Zentralachse ZA bis zur Mündungsöffnung 1 13 erstrecken. Die Drallnuten 131 definieren dabei die Gänge 132 der gewendelten Struktur 129. Zwischen den Drallnuten 131 sind Stege 133 ausgebildet. Die Drallnuten 131 verlaufen helixförmig um die Zentralachse ZA. Zudem sind in diesem Ausführungsbeispiel die Drallnuten 131 symmetrisch ausgebildet. Ebenso werden Schussdüsen 72 bevorzugt, deren Drallnuten 131 unsymmetrisch sind.
Die Drallnuten 131 weisen in einem Einlaufbereich 149 je einen Anfangsabschnitt 151 auf. Der Einlaufbereich 149 ist derjenige Abschnitt der Drallkammer 127, der sich an die Ein- lauföffnung 1 17 anschließt. In dem Anfangsabschnitt 151 nimmt eine Nuttiefe der Drallnuten 131 in der ersten Richtung R1 stetig zu. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind seitliche Nutübergänge 155 der Drallnuten 131 zu den Stegen 133 abgerundet. Die Nutübergänge 155 können bevorzugt auch als Kanten ausgebildet sein. Ebenso ist der Anfangs- abschnitt 151 abgerundet. Eine Länge L4 der Drallnuten 131 , gemessen entlang der Zentralachse ZA zwischen der Mündungsöffnung 1 13 und dem Anfangsabschnitt 45, liegt bevorzugt in einem Bereich von größer 10 % bis 100 %, bevorzugt größer 30 % bis 100 %, besonders bevorzugt 70 % bis 100 %, insbesondere bevorzugt 80 % bis kleiner 100 %. Ebenso werden Auslaufbereiche 139 bevorzugt, die keine gewendelte Struktur 129 aufwei- sen, sondern im Wesentlichen glatt sind. Ein Steigungswinkel a, gemessen zwischen der Zentralachse ZA und einer Geraden GA1 , die eine Projektion der Hauptachse HA der Drallnut 131 in die Schnittebene ist, ist in diesem Ausführungsbeispiel konstant (aufgrund der sich verjüngenden Drallkammer 127 erscheint der Steigungswinkel a in Figur 1 variabel) und beträgt etwa 20°. Vorzugsweise ist der Steigungswinkel a in der ersten Richtung R1 variabel. Beispielsweise kann der Steigungswinkel a entlang der Zentralachse ZA bis zur Mündungsöffnung 1 13 zunehmen. Bevorzugt ist der Steigungswinkel a am Übergang 137 stetig. Es werden jedoch auch Ausführungsformen bevorzugt in denen die Drallnuten 131 am Übergang 137 einen Knick aufweisen.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel der Schussdüse 72 weist diese einen Hauptkörper 203 und einen Mantelkörper 205 auf. Hier ist die Schussdüse 72 mehrteilig ausgebildet.
Der Bund 207 kann in eine geeignete Aufnahmevorrichtung einer Schießeinheit der Kernschießmaschine aufgenommen werden. Ein Einführabschnitt 109 der Schussdüse 72 wird dabei (wie oben beschrieben) in der Schießeinheit aufgenommen, wobei der Mittelabschnitt 1 1 1 und der Mündungsabschnitt 1 13 aus der Schießplatte herausragen. Im Bereich des Mündungsabschnitt 1 13 verjüngt sich die Schussdüse 72 in Richtung der Mündungsöffnung 215. Auf einer der Mündungsöffnung 215 gegenüberliegenden ersten Seite 217 ist die Einlauföffnung 219 angeordnet. Bevorzugt weist der Einführabschnitt 109 und/oder der Bund 207 Befestigungsmittel auf. Vorzugsweise ist der Mündungsabschnitt 1 13 dazu ausgebildet, in eine korrespondierende Füllöffnung 70 des Formwerkzeugs (Kernkasten 1) ein- gesetzt zu werden. Bevorzugt kann so die Schussdüse 72 mit einer Schließkraft, die parallel zur Zentralachse ZA der Schussdüse 72 wirkt, gegen den Kernkasten 1 gepresst werden. Somit kann ein dichtendes Anlegen der Schussdüse 72 an den Kernkasten 1 sichergestellt werden.
Der Mantelkörper 205 weist am Einführabschnitt 109 einen Verteiler 225 auf, die er zum Zuführen von Spülmedium zur Schussdüse 72 ausgebildet ist. Der Verteiler 225 umfasst auf einer Außenwand 227 des Mantelkörper 205 einen Verteilerkanal 229, der sich hier vollumfänglich um die Außenwand 227 erstreckt. Weiterhin umfasst der Verteiler 225 Versorgungsöffnungen 231 zum Zuführen von Spülmedium zu einem Zuführkanal 233 der Schussdüse 72. Bevorzugt sind die Versorgungsöffnungen 231 gleichmäßig über den Um- fang der Schussdüse 72 verteilt. In Verbindung mit dem vollumfänglichen Verteilerkanal 229 ermöglicht dies eine gleichmäßige Zuleitung von Spülmedium zum Zuführkanal 233. Zum abdichten des Verteilerkanals 229 weist der Verteiler 225 einen ersten Dichtungsringe 235 auf, der teilweise zwischen dem Hauptkörper 203 und dem Mantelkörper 205 angeordnet ist. Ein zweiter Dichtungsringe 237 liegt hier am Bund 207 an. Wie Figur 9 zeigt, verbindet eine Strömungskammer 249 die Einlauföffnung 219 mit der Mündungsöffnung 215. Die Strömungskammer 249 wird dabei durch einen ersten Strömungskammerwandabschnitt 251 des Hauptkörper 203 und einen zweiten Strömungskammerwandabschnitt 253 des Mantelkörpers 205 gebildet. Die Zentralachse ZA erstreckt sich durch Querschnittsmittelpunkte der Strömungskammer 249 von der Einlauföffnung 219 zur Mündungsöffnung 215. Hier liegen sich die Mündungsöffnung 215 und die Einlauföffnung 219 gegenüber, so dass die Zentralachse ZA gerade ist. Die Strömungskammer 249 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel gestuft ausgebildet. Der erste Strömungskammerwandabschnitt 251 des Hauptkörper 203 weist einen ersten Knick 255 auf. Ferner weist auch der zweite Strömungskammerwandabschnitt 253 des Mantelkörper 205 einen zwei- ten Knick 257 auf. Es soll verstanden werden, dass der erste Knick 255 und der zweite Knick 257 auch nur im ersten Strömungskammerwandabschnitt 253 oder im zweiten Strömungskammerwandabschnitt 253 ausgebildet sein können. Ein erster Knickwinkel TT, gemessen an einer inneren Oberfläche 261 , ist größer 90°. Ein zweiter Knickwinkel z des zweiten Knicks 257 ist in diesem Ausführungsbeispiel gleich dem ersten Knickwinkel TT, sodass ein stromaufwärts des ersten Knicks 255 gelegener erster Strömungswandabschnitt 263 der Strömungskammer 249 und ein stromabwärts des zweiten Knicks 257 gelegener zweiter Strömungswandabschnitt 265 der Strömungskammer 249 parallel sind. Bevorzugt kann sich die Strömungskammer 249 im Bereich des ersten Strömungswandabschnitts 263 und/oder im Bereich des zweiten Strömungswandabschnitts 265 verjüngen und/oder aufweiten. Hier verjüngt sich die Strömungskammer 249 nur in einem Verjüngungsabschnitt 259 zwischen dem ersten Knick 255 und im zweiten Knick 257, wobei ein innerer Durchmesser D1 der Strömungskammer 249 in einer ersten Richtung R1 , die von der Einlauföffnung 219 in Richtung der Mündungsöffnung 215 weist, abnimmt.
Der Absatz 243 des Hauptkörpers 203 liegt auf dem Mantelkörper 205 auf. Zur Fixierung am Mantelkörper 205 weist der Hauptkörper 203 ein Außengewinde 267 auf, das in ein korrespondierendes Innengewinde 269 des Mantelkörper 205 eingeschraubt ist. Es soll verstanden werden, dass der Hauptkörper 203 auch formschlüssig, stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig am Mantelkörper 205 fixiert sein kann.
Die Versorgungsöffnung 231 des Verteilers 225 verbindet den Verteilerkanal 229 mit einem Zuführkanal 271 . Der Zuführkanal 271 ist zwischen einer Innenwand 273 des Mantelkörpers 205 und einer Außenwand 275 des Hauptkörper 203 ausgebildet. Der Zuführkanal 271 dient der Verbindung der Versorgungsöffnung 231 mit einer Spülöffnung 277 der Schussdüse 72. Die Spülöffnung 277 mündet in die Strömungskammer 249, so dass Spülmedium in die Strömungskammer 249 eingeleitet werden kann. Hier ist die Spülöffnung 277 als Umfangsspalt 279 ausgebildet, der über den vollen Umfang der Strömungskammer
249 in die Strömungskammer 249 mündet. Vorzugsweise weist die Schussdüse 72 mehrere Spülöffnung 277 auf. Die Spülöffnung 277 ist hier im Verjüngungsabschnitt 259 angeordnet wobei auch vorgesehen sein kann, dass die Spülöffnung 277 im ersten Strömungswandabschnitt 263 und/oder im zweiten Strömungswandabschnitt 265 angeordnet ist. Auch eine Kombination der Schussdüsen gemäß den Figuren 8 und 9 ist bevorzugt, also eine Schussdüse 72, die sowohl eine gewendelte Struktur als auch eine Spülöffnung aufweist.

Claims

Ansprüche
1 . Kernkasten (1) für die Gießereitechnik zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere verlorener Kerne, Gießereiformen und/oder Speiser, aus einer Formstoffmischung, mit
wenigstens einem ersten Kastenteil (2) und einem zweiten Kastenteil (4), die gemeinsam wenigstens einen Abschnitt des Kernkastens (1) bilden und einen Konturbereich (6) für einen herzustellenden Formkörper definieren, wobei
der erste Kastenteil (2) eine erste Teilungsfläche (8) und der zweite Kastenteil (4) eine zweite Teilungsfläche (10) aufweist, die in einem geschlossenen Zustand des Kernkastens (1 ) dichtend aneinander anliegen und in einem geöffneten Zustand des Kernkastens (1) voneinander beanstandet sind,
gekennzeichnet durch eine oder mehrere Sprühöffnungen (14, 15) im Konturbereich (6) des ersten Kastenteils (2) zum Einsprühen von Trennmittel (12) in den Kernkasten (1), wenn dieser in einem geschlossenen Zustand ist, wobei die eine oder mehreren Sprühöffnungen (14, 15) derart angeordnet sind, dass im Wesentlichen der gesamte Konturbereich (6) mit Trennmittel (12) benetzbar ist.
2. Kernkasten nach Anspruch 1 , wobei die Sprühöffnung (14, 15) als Düse (16) zum Zerstäuben des Trennmittels (12) ausgebildet ist.
3. Kernkasten nach Anspruch 1 , wobei in die Sprühöffnung (14, 15) eine Düse (16) zum Zerstäuben des Trennmittels (12) eingesetzt ist.
4. Kernkasten nach Anspruch 3, wobei die Düse (16) eine Zerstäubungsdüse, vorzugsweise Hohlkegeldüse (17), ist.
5. Kernkasten nach einem der vorstehenden Ansprüche, aufweisend eine oder mehrere weitere Sprühöffnungen (14, 15) im Konturbereich (6) des zweiten Kastenteils (4) zum Einsprühen von Trennmittel (12) in den Kernkasten (1 ), wenn dieser in einem geschlossenen Zustand ist.
6. Kernkasten nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend eine Trennmittel- zuführeinheit (50), die mit der einen oder den mehreren Sprühöffnungen (14, 15) zum Zuführen von Trennmittel (12) verbunden ist.
7. Kernkasten nach Anspruch 6, umfassend eine Steuerung (60), die dazu ausgebildet ist, bei geschlossenem Zustand des Kernkastens (1) die Trennmittelzuführeinheit (50) zu verlassen, Trennmittel (12) in den Kernkasten (1) einzusprühen.
8. Kernkasten nach Anspruch 7, wobei die Steuerung (60) dazu ausgebildet ist, beim
Einsprühen zunächst einen Druckstoß auszulösen zum Initiieren einer Zerstäubung des Trennmittels (12).
9. Kernkasten nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner aufweisend
eine Schussdüse (72) zum Schießen der Formstoffmischung in den Konturbereich
(6), aufweisend zumindest eine erste Düsenwand (125) mit einer inneren Oberfläche (123), die eine Drallkammer (127) definiert, eine Einlauföffnung (1 17) zum Zuführen der Formstoffmischung, und eine Mündungsöffnung (1 13) zum Abgeben der Formstoffmischung, wobei die erste Düsenwand (125) eine gewendelte Struktur (129) aufweist, die einen oder mehrere Gänge umfasst und dazu ausgebildet ist, die Formstoffmischung in Rotation um eine Zentralachse (ZA) der Drallkammer (127) zu versetzen.
10. Kernkasten nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner aufweisend
eine Schussdüse (72) zum Schießen der Formstoffmischung in den Konturbereich (6), aufweisend eine Einlauföffnung (219) zum Zuführen der Formstoffmischung, eine Mündungsöffnung (215) zum Abgeben der Formstoffmischung, und eine Strömungskammer (249), die die Einlauföffnung (219) mit der Mündungsöffnung (215) verbindet und eine innere Oberfläche (261) aufweist, und aufweisend eine Spülöffnung (277), die in die innere Oberfläche (261) mündet und zum Zuführen eines Spülmediums in die Strömungskammer (249) ausgebildet ist.
1 1 . Verfahren zum Herstellen von Formkörpern, insbesondere verlorener Kerne, Gießereiformen und/oder Speiser, aus einer Formstoffmischung unter Verwendung eines Kernkastens (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend die Schritte in dieser Rei- henfolge:
- Schließen des Kernkastens (1);
- Einsprühen von Trennmittel (12) bei geschlossenem Kernkasten (1) zum Benetzen des Konturbereichs (6) mit Trennmittel (12);
- Einschießen der Formstoffmischung zum Bilden des Formkörpers;
- Öffnen des Kernkastens (1); und
- Entnehmen des Formkörpers.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , wobei der Schritt des Einsprühens umfasst:
- Erzeugen eines Druckimpulses beim Beginn des Einsprühens zum initialen Zerstäuben des Trennmittels (12).
13. Verfahren nach Anspruch 1 1 oder Anspruch 12, umfassend den Schritt:
- Anlegen eines Haltedrucks an die eine oder die mehreren Sprühöffnungen (14, 15) während des Einschießens der Formstoffmischung.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, wobei der Kernkasten eine erste und eine zweite Sprühöffnung (14, 15) aufweist, und das Verfahren ferner die Schritte umfasst:
- Einsprühen des Trennmittels (12) mittels der ersten Sprühöffnung (14, 15) bei einem ersten Druck; und
- Einsprühen des Trennmittels (12) mittels der zweiten Sprühöffnung (14, 15) bei einem zweiten Druck, der höher als der erste Druck ist.
15. Verwendung eines Kernkastens (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 in der Gießereitechnik zur Herstellung verlorener Kerne aus einer Formstoffmischung.
PCT/EP2020/066885 2019-06-21 2020-06-18 Vorrichtung zum auftragen eines trennmittels bei geschlossenem kernkasten WO2020254468A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019116826.0A DE102019116826A1 (de) 2019-06-21 2019-06-21 Vorrichtung zum Auftragen eines Trennmittels bei geschlossenem Kernkasten
DE102019116826.0 2019-06-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020254468A1 true WO2020254468A1 (de) 2020-12-24

Family

ID=71108613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2020/066885 WO2020254468A1 (de) 2019-06-21 2020-06-18 Vorrichtung zum auftragen eines trennmittels bei geschlossenem kernkasten

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102019116826A1 (de)
WO (1) WO2020254468A1 (de)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3709667A1 (de) * 1987-03-24 1988-10-13 Theophil Bauer Duese zum verspruehen zweier medien
EP1195448A1 (de) * 1999-05-14 2002-04-10 Hiroji Oishibashi Herstellungsverfahren für teile aus magnesiumlegierungen
DE10061374A1 (de) * 2000-12-09 2002-06-27 Lente Hans Martin Verfahren zur Herstellung von Kernen in Kernschießautomaten
EP1512472A2 (de) * 2003-09-03 2005-03-09 Laempe + Gies GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Formen oder Kernen
EP1516686A2 (de) * 2003-09-16 2005-03-23 Loramendi, S.A. Ausstossvorrichtung für Kernkasten mit Formtrennmittelverteiler
DE202006010504U1 (de) * 2006-07-05 2006-08-31 Hydro Aluminium Mandl&Berger Gmbh Vorrichtung zum Druckbeaufschlagen von Kernsand in einer Kernschießmaschine und Kernschießmaschine
CN105436428A (zh) * 2015-11-29 2016-03-30 无锡市鑫茂锻造有限公司 带自旋式顶芯的铸造模具落砂头

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19720304C1 (de) * 1997-05-15 1998-07-30 Lente Hans Martin Verfahren zur Herstellung von Sandformen in Kastenformmaschinen

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3709667A1 (de) * 1987-03-24 1988-10-13 Theophil Bauer Duese zum verspruehen zweier medien
EP1195448A1 (de) * 1999-05-14 2002-04-10 Hiroji Oishibashi Herstellungsverfahren für teile aus magnesiumlegierungen
DE10061374A1 (de) * 2000-12-09 2002-06-27 Lente Hans Martin Verfahren zur Herstellung von Kernen in Kernschießautomaten
EP1512472A2 (de) * 2003-09-03 2005-03-09 Laempe + Gies GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Formen oder Kernen
EP1516686A2 (de) * 2003-09-16 2005-03-23 Loramendi, S.A. Ausstossvorrichtung für Kernkasten mit Formtrennmittelverteiler
DE202006010504U1 (de) * 2006-07-05 2006-08-31 Hydro Aluminium Mandl&Berger Gmbh Vorrichtung zum Druckbeaufschlagen von Kernsand in einer Kernschießmaschine und Kernschießmaschine
CN105436428A (zh) * 2015-11-29 2016-03-30 无锡市鑫茂锻造有限公司 带自旋式顶芯的铸造模具落砂头

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019116826A1 (de) 2020-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2144703B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung von formteilen mit einer schicht aus polyurethan
EP0024608B1 (de) Verfahren und Einrichtung zum Herstellen von Formteilen aus einem Massiv- oder Schaumstoff bildenden, fliessfähigen Reaktionsgemisch
DE3431253C2 (de)
EP2403698B1 (de) Vorrichtung zum herstellen von mit verstärkungsfasern durchsetzten kunststoffteilen
AT519150B1 (de) Schnecke für Spritzgussanlage und Spritzgussanlage
EP0099045A1 (de) Verfahren und Mischkopf zum Herstellen eines Kunststoff bildenden Reaktionsgemisches aus mindestens zwei fliessfähigen Reaktionskomponenten
EP0879132A1 (de) Extrusionsanlage mit einer formgebungseinrichtung
WO2012016715A2 (de) Plastifiziereinheit für eine spritzgiessmaschine, einen extruder oder dergleichen und dafür vorgesehene flüssigkeitszuführeinrichtung
EP0084672B1 (de) Vorrichtung zum Erzeugen eines vorzugsweise chemisch reaktionsfähigen Gemisches aus mindestens zwei Kunststoffkomponenten
DE3629696C2 (de)
DE4014244C2 (de)
EP3088087A1 (de) Sprühdüse und verfahren zum erzeugen von nicht runden sprühkegeln
WO2020254468A1 (de) Vorrichtung zum auftragen eines trennmittels bei geschlossenem kernkasten
WO2020254469A1 (de) Schussdüse mit spülfunktion
DE19713874B4 (de) Vorrichtung zur Einleitung von Gas in ein Formwerkzeug
DE102019116841A1 (de) Schussdüse mit gewendelter Struktur zum Erzeugen von Drall
DE3525889C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum troepfchen- oder strahlfoermigen Austrag eines fluessigen Mediums
DE3927122C2 (de)
DE19722612C1 (de) Vorrichtung zum Spritzgießen eines Werkstückes aus mindestens zwei unterschiedlichen Materialkomponenten
EP1447161B1 (de) Sprühdüse
DE10205003B4 (de) Vorrichtung zum Spritzgießen von geschäumten Formteilen
EP0085876B1 (de) Vorrichtung zum Erzeugen eines chemisch reaktionsfähigen Gemisches
DE102006051932B4 (de) Spritzgießvorrichtung zum Herstellen von Mehrkomponenten-Spritzgießteilen
DE10295854B4 (de) Vorrichtung zur Wärmebehandlung und hydraulischen Förderung von Walzgut
DE102019134737A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Spritzpistole, insbesondere Farbspritzpistole, und/oder zumindest eines Teils einer Spritzpistole, insbesondere Farbspritzpistole und Spritzpistole, insbesondere Farbspritzpistole

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20733769

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20733769

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1