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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formen oder
Kernen, insbesondere für Gießereizwecke,
aus einer Mischung aus Sand oder Formstoff und einem Binder, der
insbesondere wasserlöslich
und/oder hygroskopisch ist, wobei die Mischung mittels wenigstens
einer Schießeinheit
aus dieser in einem Schießvorgang
durch mindestens eine an einer Schießplatte angeordnete Ausschussöffnung in
ein Form- oder Kernwerkzeug eingeschossen und anschließend ausgehärtet wird,
wobei zumindest zwischen zwei Schießvorgängen der Bereich der Ausschussöffnung mittels
einer Flüssigkeit oder
Wasser befeuchtet und/oder feucht gehalten wird.
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Die
Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Herstellung von Formen
oder Kernen, insbesondere für
Gießereizwecke,
aus einer Mischung aus Sand oder Formstoff und einem vorzugsweise
anorganischen Binder, der insbesondere wasserlöslich und/oder hygroskopisch
ist, mit wenigstens einer ein Schießrohr und einen Schießkopf aufweisenden Schießeinheit,
wobei an dem Schießkopf
eine Schießplatte
mit mindestens einer Ausschussöffnung und
einer Einrichtung zu deren Befeuchtung vorgesehen sind, ins besondere
zur Durchführung
des vorgenannten Verfahrens.
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Ein
derartiges Verfahren und eine vergleichbare Vorrichtung sind aus
DE 103 40 491 B3 bekannt.
Dabei ist zur Verwirklichung des Verfahrens vorgesehen, dass die
Feuchtigkeit als fein verteilte beziehungsweise versprühte oder
zerstäubte
Flüssigkeit
zugeführt
wird. Es hat sich jedoch gezeigt, dass dadurch zu viel Flüssigkeit
in den Bereich der Ausschussöffnungen
oder Austrittsöffnungen
gelangen und den Binder aus dem Gemisch von Sand und Binder herauslösen oder
herausschwemmen und/oder das in den Ausschussöffnungen oder Austrittsöffnungen
und kurz darüber
befindliche Gemisch aus Sand und Binder zu feucht machen kann, so dass
innerhalb dem Form- oder
Kernwerkzeug unterschiedlich feuchte Gemischbereiche aus Sand oder Formstoff
und Binder vorhanden sein können,
die zu Unregelmäßigkeiten
der Form oder des Kernes führen
können.
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Aus
DE 101 44 193 C1 ist
es bekannt, zur Schaffung einer feuchten Atmosphäre beim Formschießen einen
Feuchtigkeitsträger
in Kontakt mit Befüllelementen
zu bringen, welcher beispielsweise ein mit Flüssigkeit oder Wasser getränktes, saugfähiges Material
sein kann. Auch dadurch wird die Ausschussöffnung und das Gemisch aus
Sand und Binder zu nass, was zu Verfälschungen dieses Gemisches
führen
kann.
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Ferner
offenbart
DE 101 44
193 C1 , dass die zugeführte
Feuchtigkeit als Kondensat wirksam werden soll, was wiederum im
Bereich der Ausschuss- oder Austrittsöffnung eines Befüllelements
zu einer zu starken Verwässerung
des Gemisches aus Sand und Binder mit den erwähnten Nachteilen führen kann.
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Es
besteht deshalb die Aufgabe, ein Verfahren und auch eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, womit ein vorzeitiges Aushärten der
Mischung aus Kernsand oder Form stoff und Binder im Bereich der Ausschussöffnung oder
Ausschussöffnungen
vermieden und so ein wartungsarmer Dauerbetrieb ermöglicht wird,
ohne dass der Binder zu feucht oder sogar ausgeschwemmt werden kann.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe sieht das eingangs definierte Verfahren vor, dass
die zum Befeuchten dienende Flüssigkeit
oder das zum Befeuchten dienende Wasser mittels Ultraschall zu einem
schwebfähigen
Aerosol zerstäubt
und dem Bereich der Ausschussöffnung
und/oder der Schießeinheit
oder dem Schießkopf
zugeführt
wird.
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Es
hat sich gezeigt, dass mit Hilfe von Ultraschall Flüssigkeit,
zum Beispiel wasserhaltige Flüssigkeit
oder auch Wasser, in ein schwebfähiges
Aerosol verwandelt werden kann, dessen Flüssigkeitsbestandteile derart
klein sind, dass sie in Luftfeuchtigkeit übergehen, ohne zu kondensieren
und ohne sich als Kondensat im Bereich der Ausschussöffnung für das Sand-Binder-Gemisch
niederzuschlagen. Die Größe der durch
Ultraschall erzeugten Flüssigkeitsteilchen
kann in der Größenordnung
von 0,01 Millimeter oder darunter liegen. Gleichzeitig wird eine ausreichend
hohe Luftfeuchtigkeit erzielt, die das Austrocknen des Sand-Binder-Gemischs
beispielsweise zwischen zwei Schüssen
verhindert, so dass die einzelnen Schüsse prozesssicher erfolgen
können,
ohne dass in der Form oder in dem Kern ungleichmäßig feuchte Bereiche entstehen.
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Das
Aerosol beziehungsweise die Menge dieses schwebfähigen Aerosols und die Größe des mit
dem Aerosol versehenen Volumenstroms kann durch Veränderung
der von dem/den Ultraschallgeber(n) abgegebenen Pulspakete und/oder
durch Veränderung
der Spannung des/der Ultraschallgeber eingestellt werden. Auf diese
Weise lässt
sich die Menge des schwebfähigen
Aerosols, womit der Bereich der Ausschussöffnung(en) befeuchtet wird,
an die vorhandenen Verhältnisse
wie Atmosphärenfeuchtigkeit,
Anzahl der Ausschussöffnungen
und Umgebungstemperatur anpassen.
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Eine
besonders zweckmäßige Ausgestaltung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann darin bestehen, dass das schwebfähige Aerosol mit Abstand zu
der/den Ausschussöffnungen
gebildet und über
eine Leitung der/den Ausschussöffnungen
zugeleitet wird. Somit wird in dem Bereich der Schießeinheit
kein Platz für
die Erzeugung des Aerosols benötigt.
Dennoch kann im Bereich der Ausschussöffnungen so viel Feuchtigkeit
innerhalb der Luft bereitgestellt werden, dass ein Eintrocknen der
Ausschussöffnungen
vermieden wird, ohne aber zu viel Flüssigkeit zuzuführen, wodurch
insbesondere der Binder eventuell ausgeschwemmt oder gelöst werden
könnte.
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Eine
weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann darin bestehen, dass der Sandvorrat in dem Schießrohr und/oder
in dem Schießkopf
mit einem Flüssigkeits-Aerosol
befeuchtet wird. Das Schießrohr und/oder
der Schießkopf
können
also auch über
eine oder mehrere Leitungen mit einem Ultraschallzerstäuber für Flüssigkeit
oder Wasser verbunden werden, so dass auch der Sandvorrat und insbesondere dessen
Oberfläche,
die andernfalls gegebenenfalls eine Kruste bilden könnte, befeuchtet
werden, ohne aber durchnässt
zu werden, was zusätzlich
zur direkten Befeuchtung der Ausschussöffnung oder stattdessen als
indirekte Befeuchtung der Ausschussöffnung erfolgen kann.
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Zur
Lösung
der Aufgabe ist die eingangs definierte Vorrichtung dadurch gekennzeichnet,
dass sie wenigstens einen Ultraschallzerstäuber für Wasser oder für eine insbesondere
Wasser enthaltende Flüssigkeit
aufweist und dass dieser Ultraschallzerstäuber mit der/den Ausschussöffnungen
in Verbindung ist. Die Erfindung macht sich also die Tatsache oder
Erkenntnis zu nutze, dass mit Ultraschallgebern Wasser oder eine
wasserenthaltende Flüssigkeit
derart zerstäubt
werden kann, dass die einzelnen Tröpfchen kleiner als 20 Tausendstel
Millimeter oder sogar kleiner als 10 Tausendstel Millimeter sein
können,
so dass sie in Luftfeuchtigkeit übergehen
und sich nicht als Feuchtigkeitsfilm auf Teilen der Schießeinheit
und insbesondere im Bereich der Ausschussöffnung niederschlagen.
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Besonders
zweckmäßig ist
es dabei, wenn der/die Ultraschallgeber und das dazu gehörende Flüssigkeitsreservoir
räumlich
von der Schießeinheit getrennt
angeordnet und mit dem Bereich der Ausschussöffnung(en) über zumindest eine Rohr- oder Schlauchleitung
verbunden ist/sind. Versuche haben gezeigt, dass das durch einen
Ultraschallzerstäuber aus
Wasser oder aus einer wasserhaltigen Flüssigkeit gebildete schwebende
Aerosol problemlos über mehrere
Meter durch eine solche Leitung transportiert werden kann, um dann
an der oder den Ausschussöffnungen
ausreichend feuchte Luft bereitzustellen, die ein Eintrocknen des
Gemisches aus Sand oder Formstoff und Binder insbesondere in den
Ausschussöffnungen
verhindert, ohne diese Mischung aber zu sehr zu durchnässen. Somit
kann in vorteilhafter Weise das Flüssigkeitsreservoir mit Ultraschallgeber
an einer Stelle der Form- oder Kernschießmaschine beziehungsweise nahe
dieser Maschine angeordnet werden, wo ausreichend Platz dafür vorhanden
ist.
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Zur
Beförderung
des Aerosols von dem/den Ultraschallzerstäuber(n) zu der oder den Ausschussöffnungen
der Schießeinheit
kann ein Ventilator und/oder ein Druckanschluss insbesondere oberhalb der
Flüssigkeitsoberfläche des
Flüssigkeitsreservoirs angeordnet
sein. Zwar könnte
das Aerosol vor allem bei einer relativ kurzen Leitung aufgrund
seines Eigendrucks zu den Ausschussöffnungen strömen, jedoch
kann ein Ventilator oder ein Druckgasanschluss diese Strömung verbessern
beziehungsweise auch einen größeren Abstand
des Ultraschallgebers von den Ausschussöffnungen ermöglichen.
Ferner können
durch einen Ventilator und/oder einen Druckgasanschluss Höhenunterschiede
zwischen dem Ultraschallzerstäuber
und der Schießplatte
beziehungsweise einem sonstigen Ziel des Aerosols an der Kernschießmaschine überwunden
werden. Vor allem kann das Aerosol auch nach oben gefördert werden, so
dass der Ultraschallgeber mit dem Flüssigkeitsreservoir auch tiefer
angeordnet sein kann, wo in der Regel genügend Platz dafür vorhanden
ist. Vorteilhaft dabei ist, dass ein eventuell auftretendes Kondensat
an den inneren Wandungen des Rohres oder Schlauches, worin das Aerosol
transportiert wird, nach unten in das Reservoir zurückfließen kann.
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Besonders
zweckmäßig ist
es dabei, wenn das Flüssigkeitsreservoir
ein geschlossener Flüssigkeitsbehälter ist
und durch einen in oder an einer seiner Wandungen angeordneten oder
dort wirksamen Ventilator und/oder Druckanschluss unter Überdruck steht.
Entsprechend stetig kann das von einem Ultraschallzerstäuber erzeugte
Aerosol an den Ort seiner Bestimmung transportiert werden.
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Besonders
günstig
ist es dabei, wenn an dem Flüssigkeitsreservoir
ein oder mehrere, zum Beispiel zwei Ultraschallzerstäuber vorgesehen
sind. Entsprechend groß kann
die Oberfläche
des Flüssigkeitsreservoirs
und der darin enthaltenen Flüssigkeit sein
und entsprechend viel Aerosol kann erzeugt werden, so dass entsprechend
große
Schießeinheiten
auch an mehreren Stellen gleichzeitig feucht gehalten werden können.
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Zu
dem Schießkopf
kann eine bewegliche Schutzvorrichtung mit einer Spülhaube gehören, die den
Anschluss für
das Aerosol aufweist und für
die einzelnen Schüsse
entfernbar oder wegbewegbar ist, und die Verbindungsleitung von
dem Ultraschallzerstäuber
und Flüssigkeitsreservoir
zu der Schutzvorrichtung kann ein Teleskoprohr oder ein Schlauch sein.
Somit bleibt die Möglichkeit
erhalten, eine bewegliche Schutzvorrichtung und Spülhaube vorzusehen,
da diese mit der beweglichen Leitung verbunden werden kann, die
die Bewegungen der Schutzvorrichtung mitmachen kann.
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Vorteilhaft
kann es sein, wenn das Schießrohr
und/oder der Schießkopf
der Schießeinheit über eine
oder mehrere Leitungen mit dem Ultraschallzerstäuber und dem Flüssigkeitsreservoir
verbunden ist/sind. Dadurch kann eine Krustenbildung an der Oberfläche des
Sandvorrates insbesondere in dem Schießrohr vermieden werden. Ferner
kann dadurch der Sandvorrat gezielt derartig angefeuchtet werden, dass
an der Austritts- oder Schießöffnung nur
noch eine geringe oder gegebenenfalls gar keine Feuchtigkeitszufuhr
mehr notwendig ist, sondern die Feuchtigkeit dem Bereich der Ausschussöffnung über den
Sandvorrat zugeführt
wird. Es kann also eine direkte oder eine indirekte Zufuhr des Aerosols zu
der oder den Ausschussöffnungen
vorgesehen werden, wobei eine Kombination von beidem die besten
Ergebnisse verspricht.
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Nachstehend
ist ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Die einzige
Figur zeigt
in schematisierter Darstellung einen Längsschnitt durch
eine Schießeinheit
zum Zuführen
einer Mischung aus Sand oder Formstoff und einem Binder zu einem
ebenfalls im vertikalen Schnitt schematisiert dargestellten Kernwerkzeug,
wobei an einer zu der Schießeinheit
gehörenden
Schutzvorrichtung mit Gasspülhaube
einerseits und an einem zu der Schießeinheit gehörenden Schießrohr andererseits jeweils
eine Leitung mündet,
die von einem Flüssigkeitsbehälter mit
Ultraschallzerstäubern
kommt und zum Befeuchten der Ausschussöffnung und des Sandvorrates
dient.
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Eine
im Ganzen mit 1 bezeichnete Vorrichtung zur Herstellung
von Formen oder Kernen, im Ausführungsbeispiel
zur Herstellung von Kernen für Gießereizwecke,
aus einer Mischung M aus Sand oder einem Formstoff und einem insbesondere
wasserlöslichen
oder hygroskopischen Binder weist eine im Ganzen mit 2 bezeichnete
Schießeinheit
auf, zu der im wesentlichen ein die Mischung M aufnehmendes Schießrohr 3 mit
einem Schießkopf 4 gehört.
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Am
unteren Ende des Schießkopfes 4 ist eine
Schießplatte 5 angeordnet, über welcher
die Mischung M liegt, die in einem Schießvorgang durch zumindest eine
Schießdüse 6 mit
Ausschussöffnung 7 sowie – im Ausführungsbeispiel – eine weitere
Ausschussöffnung 7 aus
der Schießeinheit 2 in
ein Kernwerkzeug 8 eingeschossen werden kann. In bekannter
Weise wird dazu das Schießrohr 3 von
oben her mit Druck beaufschlagt, so dass die Mischung M durch die
Schießdüse 6,
die in eine Eintrittsöffnung 9 des
Kernwerkzeugs 8 passt, aus dem über der Schießplatte 5 befindlichen
Raum ausgetrieben und in den in dem Kernwerkzeug 8 zur
Aufnahme der Mischung vorgesehenen Raum 14 eingeschossen
wird und diesen ausfüllt.
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In
der Zeichnung ist die Vorrichtung 1 in dem Zustand nach
einem Schießvorgang
dargestellt, dass heißt
Schießeinheit 2 und
Kernwerkzeug 8 sind getrennt und voneinander beabstandet.
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Damit
in der Zwischenzeit bis zu einem nächsten Schuss in der Schießdüse 6 beziehungsweise
Ausschussöffnung 7 verbliebene Mischungsreste
und die über
der Schießplatte 5 befindliche
Mischung M nicht verkrusten und vor allem die Ausschussöffnungen 7 nicht
durch teilweise ausgehärtete
Mischung verstopft werden, werden sie in der nachfolgenden Weise
befeuchtet.
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Zwischen
der Schießeinheit 2 und
dem Kernwerkzeug 8 ist eine wegbewegbare Schutzvorrichtung 10 mit
einer Gasspülhaube 11 vorgesehen.
Die Schutzvorrichtung 10 weist einen Hohlraum 12 auf. Wenn
sie in der dargestellten Weise an die Schießplatte 5 angeschlossen
ist, übergreift
sie diese und insbesondere die Ausschussöffnungen 7 und auch die
Schießdüse 6,
die in den Hohlraum 12 ragt. Dabei wird der Hohlraum 12 gegenüber der
Schießplatte 5 gasdicht
oder nahezu gasdicht gegenüber
der Umgebung abgeschlossen.
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In
der Figur erkennt man ferner ein Reservoir 13 für Flüssigkeit 15 und
zwei auf diese Flüssigkeit 15 einwirkende,
an das Flüssigkeitsreservoir 13 angeschlossene,
schematisiert dargestellte Ultraschallzerstäuber 16. Damit kann
die aus Wasser bestehende oder Wasser enthaltende Flüssigkeit 15 in
ein schwebendes Aerosol verwandelt werden, welches als „Wolkenpilz" 17 oberhalb
der Oberfläche
der Flüssigkeit 15 angedeutet
ist.
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Die
Ultraschallzerstäuber 16 und
das Flüssigkeitsreservoir 13 stehen über eine
Leitung 18 mit dem Hohlraum 12 der Schutzvorrichtung 10 und
damit mit den Ausschussöffnungen 7 in
Verbindung, so dass die von dem schwebenden Aerosol befeuchtet, aber
nicht durch sich niederschlagendes Wasser durchnässt werden.
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Dabei
erkennt man, dass die Ultraschallzerstäuber 16 und das Flüssigkeitsreservoir 13 räumlich von
der Schießeinheit 2 ge trennt
angeordnet und mit dem Bereich der Ausschussöffnungen 7 über eine Rohr-
oder Schlauchleitung 18 verbunden sind. Somit kann die
Erzeugung des schwebenden Aerosols 17 an einer Stelle stattfinden,
die ausreichend Platz dafür
bietet.
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Zur
Beförderung
des Aerosols 17 von den Ultraschallzerstäubern 16 und
dem Flüssigkeitsreservoir 13 zu
der oder den Ausschussöffnungen 7 der Schießeinheit 2 ist
im Ausführungsbeispiel
ein Ventilator 19 und ein Druckanschluss 20 angedeutet,
wobei beide Möglichkeiten
gleichzeitig oder alternativ vorgesehenen sein können. Dabei befinden sich der Ventilator 19 und/oder
der Druckanschluss 20 oberhalb der Oberfläche der
Flüssigkeit 15 in
dem Flüssigkeitsreservoir 13,
welches als geschlossener Flüssigkeitsbehälter ausgebildet
ist, damit oberhalb der Flüssigkeit 15 durch
den Ventilator 19 oder den Druckgasanschluss 20 ein
zur Beförderung
des Aerosols 17 dienender Überdruck entstehen kann. Der Druckgasanschluss 20 oder
der Ventilator 19 sind dabei an oder in einer Wandung 21 des
als Flüssigkeitsbehälter ausgebildeten
Flüssigkeitsreservoirs 13 angeordnet.
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Dabei
erkennt man im Ausführungsbeispiel, dass
an dem Flüssigkeitsreservoir 13 zwei
Ultraschallzerstäuber 16 vorgesehen
sind, die von der Flüssigkeit 15 überdeckt
sind und somit zwei „Aerosolwolken" 17 erzeugen
können,
die beide in Richtung des Pfeiles Pf in die Leitung 18 befördert werden können.
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Da
die Schutzvorrichtung 10 mit der Gasspülhaube 11 relativ
zu der Schießeinheit 2 und
der Schießplatte 5 bewegbar
ist, ist die zu ihr führende Leitung 18 als
Schlauch ausgebildet, der entsprechende Bewegungen mitmachen kann.
Somit kann die zu dem Schießkopf 4 und
der Schießplatte 5 gehörende Schutzvorrichtung 10 mit
Spülhaube 11 trotz des
Anschlusses für
das Aerosol und trotz der zu diesem Anschluss führenden Leitung 18 für die einzelnen
Schüsse
von der Schießplatte 5 entfernt
und wegbewegt werden.
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Dabei
erkennt man in der Zeichnung, dass die Leitung 18 eine
Verzweigung 22 hat und ein weiterer Leitungsstrang 23 zu
und in das Schießrohr 3 führt, so
dass das von den Ultraschallzerstäubern 16 gebildete
Aerosol auch in oder über
die Mischung M transportiert werden kann, um die Oberfläche dieses Vorrats
der Mischung an einer Verkrustung zu hindern. Darüber hinaus
kann dadurch die gesamte Mischung von vorne herein feucht gehalten
werden, was ein Verkrusten auch in den Schießöffnungen 7 verhindern
kann.
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Mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ist es
also möglich,
die zum Befeuchten dienende Flüssigkeit 15,
beispielsweise Wasser, mittels Ultraschall zu einem schwebfähigen Aerosol
zu zerstäuben
und dem Bereich der Ausschussöffnung 7 oder
der Ausschussöffnungen 7 direkt
oder indirekt zuzuführen. Die
direkte Zuführung
erfolgt im Ausführungsbeispiel über die
Leitung 18 und die Schutzvorrichtung 10 mit deren
Hohlraum 12 und die indirekte Zufuhr erfolgt über den
Leitungsstrang 23 und das Schießrohr 3.
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In
nicht näher
dargestellter Weise kann dabei das Aerosol und die Größe des mit
dem Aerosol versehenen Volumenstroms durch Veränderung der von den Ultraschallgebern 16 abgegebenen
Pulspakete und/oder durch Veränderung
der Spannung der Ultraschallgeber 16 eingestellt werden.
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Da
die Schießeinheit 2 über die
Schlauchleitung 18 und den Leitungsstrang 23 mit
dem Flüssigkeitsreservoir 13 und
den Ultraschall-Zerstäubern 16 verbunden
ist, wird das schwebfähige
Aerosol mit Abstand zu den Ausschussöffnungen 7 gebil det
und über
die erwähnten
Leitungen dorthin geleitet.
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Das
durch Ultraschall erzeugte Aerosol 17 ergibt dabei derart
kleine Flüssigkeitsteilchen,
dass diese in Luftfeuchtigkeit übergehen
und so zu einer Befeuchtung der Mischung M zumindest im Bereich der
Ausschussöffnungen 7 dienen
kann, ohne aber als Nässe
niedergeschlagen zu werden und die Mischung M möglicherweise sogar ungleichmäßig zu durchnässen und
dabei eventuell Binder auszuschwemmen oder zu lösen.
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Zur
Herstellung von Formen oder Kernen für Gießereizwecke aus einer Mischung
M aus Formstoff oder Sand und einem Binder wird die Mischung M mittels
wenigstens einer Schießeinheit 2 aus
dieser beziehungsweise aus einem Schießrohr 3 und einem Schießkopf 4 durch
mindestens eine an einer Schießplatte 5 angeordnete
Ausschussöffnung 7 in ein
Form- oder Kernwerkzeug 8 eingeschossen, wobei zumindest
zwischen zwei Schießvorgängen der Bereich
der Ausschussöffnung 7 mittels
einer Flüssigkeit
befeuchtet und/oder feucht gehalten wird, wobei die zum Befeuchten
dienende Flüssigkeit 15 mittels
wenigstens eines Ultraschallzerstäubers 16 zu einem
schwebfähigen
Aerosol zerstäubt
und der Ausschussöffnung 7 direkt
oder indirekt beispielsweise über
eine Leitung 18 und/oder 23 zugeführt wird.