DE69602542T2

DE69602542T2 - Formpressmaschine mit flüssignebeleinspritzung

Info

Publication number: DE69602542T2
Application number: DE69602542T
Authority: DE
Inventors: Ole Hansen
Original assignee: Georg Fischer Disa AS
Current assignee: Georg Fischer Disa AS
Priority date: 1995-11-30
Filing date: 1996-11-15
Publication date: 1999-09-16
Anticipated expiration: 2016-11-16
Also published as: ATE180188T1; DE69602542D1; EP0866737A1; DK135395A; EP0866737B1; JPH10511316A; US5881797A; WO1997019773A1; AU1029797A; ES2134020T3; JP2998904B2; DK171731B1

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Formpreßmaschine mit Flüssignebeleinspritzung über zumindest eine Sprühdüse und ist von dem in dem Oberbegriff von Anspruch 1 dargelegten Typ.

HINTERGRUNDTECHNIK

Formpreßmaschinen des oben beschriebenen Typs sind beispielsweise aus der DE-A1-4,442,846 und der US-A-4,791,974 bekannt.
Bei Formpreßmaschinen des oben beschriebenen Typs, die gewöhnlich derart ausgebildet sind, daß sie automatisch betrieben Serien von Gußformen oder Gußformteilen erzeugen, ist es von entscheidender Wichtigkeit, daß in jedem Zyklus die genaue Menge an Flüssignebel eingespritzt wird. Somit erzeugt ein Überschuß an Flüssignebel zusätzlich zu einer Kostenerhöhung eine unnötige Belastung der Umwelt, während zu kleine Mengen an Flüssignebel eine unzureichende "Schmierung" der Formkammerwände und im schlimmsten Fall möglicherweise bewirken, daß Teile des verfestigten Objektes an den Mustern anhaften, die an die Formkammerwände befestigt sind, und somit das Formteil zum Ausgießen ungeeignet machen.
Somit ist es erwünscht, die geringst mögliche Menge an Flüssigkeit mit dem Flüssignebel einzuspritzen, während gleichzeitig mit absoluter Gewißheit sichergestellt wird, daß die Form ausreichend geschmiert ist.
Es ist eine relativ einfache Angelegenheit, sicherzustellen, daß die Menge, die an das System in jedem Betriebszyklus geliefert wird, unterhalb einer vorbestimmten oberen Grenze gehalten wird, wobei diese Wirkung beispielsweise mittels einer geeignet zeitgesteuerten und zyklusgesteuerten Pumpe erreichbar ist, die nur Druck an die zu atomisierende Flüssigkeit in einer Zeitperiode entsprechend der gewünschten Menge an Flüssignebel für jeden Betriebszyklus anlegt. Somit legt die maximale Menge an Flüssigkeit, die durch den Flüssigkeitsweg mit einem gegebenen Druck zu einem gegebenen Zeitpunkt geführt werden kann, die obere Grenze für die Flüssigkeitsmenge fest.
Andererseits kann es jedoch schwierig sein, die untere Grenze für die Menge an Flüssigkeit, die zu dem Flüssignebel geliefert wird, festzulegen, da eine Anzahl von Beziehungen betroffen ist. Somit ist es von grundsätzlicher Wichtigkeit, daß die gelieferte Flüssigkeitsmenge in einen gleichförmigen Flüssignebel umgewandelt wird, der gleichförmig an den Formkammerwänden verteilt werden kann, so daß eine ausreichende Flüssigkeitsmenge an diesen Wänden abgelagert werden kann, um die erforderliche Schmierung zu schaffen. Wenn die Düsenöffnung oder andere Teile der Düse durch partikuläres Formmaterial oder andere Partikel verschmutzt sind, wird dies einen negativen Einfluß auf die Bildung des Flüssignebels und die in die Formkammer eingeführte Menge an Flüssigkeit haben.
Aus diesem Grund umfaßt der hier anfänglich beschriebene Stand der Technik die Verwendung von Düsen, bei denen es möglich ist, einen kontinuierlichen Luftstrom durch die Auslaßöffnung beizubehalten, wobei es erschwert wird, daß Partikel von der Formkammer in die Öffnungen eindringen können.
Bei diesen Düsen wird der Flüssignebel durch Flüssigkeit gebildet, die von einer ersten Düsenöffnung in eine Wirbelkammer eingespritzt wird, in der sie mit der atomisierenden Luft gemischt wird, die in die Wirbelkammer von einer zweiten Düsenöffnung geblasen wird, wobei danach der Flüssignebel von der Auslaßöffnung oder den Auslaßöffnungen ausgetragen wird.
Mit dieser bekannten Technologie haben sich Schwierigkeiten bei der Bildung eines Flüssignebels mit feinen und gleichförmigen Tröpfchen ergeben. Dies macht es bei Vorrichtungen nach dem Stand der Technik erforderlich, mehr Flüssigkeit zu dem Flüssignebel zu liefern, als es erforderlich wäre, wenn der Flüssignebel gleichförmiger wäre und feinere Tröpfchen aufweisen würde.
Ferner ist es notwendig geworden, relativ komplexe Ventile zum Absperren der Flüssigkeit an der ersten Düsenöffnung zu verwenden, da dieses Ventil von bedeutender Wichtigkeit für die Genauigkeit und Präzision ist, mit der die Flüssigkeit zu der Wirbelkammer geliefert werden kann. Es ist jedoch häufig notwendig geworden, eine größere Menge an Flüssigkeit zu liefern, um Ungenauigkeiten und einen Mangel an Präzision bei der Lieferung der Flüssigkeit zu kompensieren. Zusätzlich dazu hat es die Möglichkeit von Flüssigkeitslecks, die beispielsweise dadurch auftreten, daß Partikel - trotz des kontinuierlichen Luftstromes - von der Formkammer durch die Auslaßöffnung in das Absperrventil an der Düsenöffnung eingedrungen sind, erforderlich gemacht, das Ventil auf eine komplizierte Art und Weise aufzubauen, um den Betrieb zu schützen bzw. um eine größere Flüssigkeitsmenge zur Kompensation von möglichen Lecks zu liefern.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Mit diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Aufbau einer Formpreßmaschine der anfänglich beschriebenen Art anzuzeigen, mit dem es nicht nur möglich ist, eine obere Grenze für die Menge an Flüssignebel, die in die Formkammer während jedes Zyklus eingespritzt wird, festzulegen, sondern auch eine verläßliche untere Grenze für diese Menge festzulegen, und die Menge an Flüssigkeit zu verringern, die zur Lieferung an den Flüssignebel in jedem Betriebszyklus erforderlich ist, und diese Aufgabe wird mittels der in dem kennzeichnenden Abschnitt von Anspruch 1 dargelegten Merkmale erreicht. Mit dieser Anordnung wird der Flüssignebel mit feineren Tröpfchen geformt, und es wird für Partikel schwieriger, von der Auslaßöffnung oder den Auslaßöffnungen in der stromaufwärtiger Richtung zu der ersten Düsenöffnung zu dringen, wobei es der letztgenannte Vorteil nochmals möglich macht, die Anforderungen an das Absperrventil und dessen Aufbau zu lockern, und es wird nicht erforderlich, den vollständigen Atomisierungsluftdruck während der Perioden zu verwenden, in denen kein Sprühnebel gebildet wird, um die erste Düsenöffnung gegen eindringende Partikel zu schützen.
Es wird gemäß der Erfindung sogar bevorzugt, daß, obwohl die erste und die zweite Wirbelkammer wie auch der beschriebene Strömungsweg insoweit auf eine beliebige Weise geformt sein können, diese Teile in der in Anspruch 2 dargelegten Art und Weise aufgebaut sind.
Die in Anspruch 3 dargelegte Anordnung ermöglicht es auf eine einfache Art und Weise, die Düse mit den beiden Wirbelkammern herzustellen, abzubauen und zu reinigen, wie auch die Düseneigenschaften durch Austausch des beschriebenen Körpers gegen einen anderen zu ändern.
Durch Aufbau der Düse mit ihrem zugeordneten Absperrventil auf die in Anspruch 4 dargelegte Art und Weise ist es möglich, einen einfachen Aufbau des Ventiles mit geringer Trägheit und Reibung zu erreichen.
Anspruch 5 betrifft eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung, die ein Absperrventil umfaßt, das auf eine äußerst einfache Art und Weise aufgebaut und robust ist.
Die Ausführungsform der in Anspruch 4 dargelegten Erfindung macht es noch einfacher, die Düse herzustellen, abzubauen und zu reinigen.
Mit der in Anspruch 7 dargelegten Ausführungsform der Maschine gemäß der Erfindung ist es auf eine einfache Art und Weise möglich, den Flüssigkeitsdruck proportional zu dem Druck der atomisierenden Luft zu gestalten.
Wenn die Maschine zusätzlich auf die in Anspruch 8 dargelegte Art und Weise aufgebaut ist, ist es auf eine einfache Art und Weise möglich, einen sich intermittierend ändernden Druck für die atomisierende Luft in zeitlicher Koordination mit dem Druck in der Flüssigkeit zu erreichen, die zu der ersten Düsenöffnung geliefert wird, und auch, um die Drücke der Flüssigkeit und der Luft unter Verwendung der gleichen Einstelleinrichtungen zu ändern.
Mit der in Anspruch 9 dargelegten Anordnung der Maschine ist es möglich, eine Zeitverzögerung bei der Erzeugung des Druckes an der gesteuerten Pumpe und daher in der flüssigkeitsführenden Rohrleitung und der Lieferung der Flüssigkeit von der ersten Düsenöffnung zu der ersten Wirbelkammer zu erzielen, wobei es möglich wird, die Verzögerung derart anzupassen, daß die Verzögerung kompensiert wird, die in der Rohrleitung für atomisierende Luft und bei der Lieferung der atomisierenden Luft von der zweiten Düsenöffnung entsteht.
Insgesamt macht es der Aufbau der Maschine gemäß der Erfindung einschließlich der Verwendung von zwei Wirbelkammern in den Sprühdüsen möglich, eine Maschine mit einfacherem Aufbau zu schaffen, die auf eine sichere und verläßliche Art und Weise einen Flüssignebel mit feinen und gleichmäßigen Tröpfchen erzeugen kann, während weniger Flüssigkeit verbraucht wird, als bei der vorher bekannten Ausrüstung. Die Verwendung von zwei Wirbelkammern in jeder Sprühdüse steht mit den üblichen Konstruktionsgrundsätzen auf diesem Gebiet im Gegensatz, da die normale Praxis darin besteht, die Düsen auf die einfachst mögliche Art und Weise zu konstruieren, um einen Austausch kostengünstiger zu gestalten und die Reinigung zu vereinfachen.

ZEICHNUNGSKURZBESCHREIBUNG

In dem folgenden detaillierten Teil der vorliegenden Beschreibung wird die Erfindung detaillierter unter Bezugnahme auf die beispielhaften Ausführungsformen der relevanten Teile einer Formpreßmaschine gemäß der Erfindung, die in den Zeichnungen gezeigt ist, erläutert, in welchen:
Fig. 1 eine Gesamtansicht ist, die nur diejenigen Teile der Formpreßmaschine gemäß der Erfindung mit zugeordneter Ausrüstung zeigt, die für das Verständnis der Erfindung erforderlich sind,
Fig. 2 eine Längsschnittansicht einer Düse ist, die in der Maschine gemäß der Erfindung verwendet ist,
Fig. 3 mit einem vergrößerten Maßstab das vorderste Teil der in Fig. 2 gezeigten Düse zeigt, wobei der Düsenkopf und das Ventil gemäß der Erfindung gezeigt ist, und
Fig. 4 schematisch eine beispielhafte Ausführungsform eines Komponentensystems gemäß der Erfindung zeigt, das vorteilhaft zur Steuerung und Regulierung der Lieferung und des Druckes von Flüssigkeit und Luft für die Düsen verwendet ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Die Zeichnung veranschaulicht lediglich diejenigen Teile einer Formpreßmaschine mit zugeordneter Zusatzausrüstung, die für das Verständnis der Erfindung erforderlich sind. Fachleuten ist es bekannt, daß eine Formpreßmaschine des hier beschriebenen Typs für ihren Betrieb verschiedene weitere Einrichtungen und Mechanismen erfordert, deren Aufbau und Zusammenwirken mit den gezeigten Komponenten diesen Fachleuten bekannt ist.
Somit zeigt Fig. 1 eine Formkammer 1, die sowohl durch vier Wände 2-5, die in Fig. 1 zu sehen sind, als auch durch zwei weitere Wände (nicht gezeigt) umschlossen ist, die vor bzw. hinter der Ebene der Zeichnung liegen. Zumindest eine dieser Wände, die die mustertragende Wand oder eine von derartigen Wänden bildet, ist derart angepaßt, daß sie relativ zu den verbleibenden Wänden auf eine solche Weise bewegt werden kann, daß partikuläres Material, beispielsweise Formsand, in der Formkammer 1 durch den oder die Musterträger auf eine von selbst bekannte Art und Weise so verdichtet werden kann, daß ein Gußformteil entsprechend des Mustereindruckes geformt wird.
Um zu verhindern, daß der Formsand an die Muster anhaftet, die an den beiden erwähnten, aber nicht gezeigten Wänden befestigt sind, wird eine geeignete Flüssigkeit, die mit Luft gemischt ist, durch eine Anzahl von Düsen 6-9 (in diesem Beispiel sind vier gezeigt) mit gegenseitig identischem Aufbau eingespritzt.
Bei dem veranschaulichten Beispiel wird Druckluft konstant zu den Düsen 6-9 von einer Druckluftquelle 10 durch eine verzweigte Druckluftrohrleitung 11 geliefert. Die Flüssigkeit wird von dem Flüssigkeitsraum 14 in einem Flüssigkeitsreservoir 13 durch eine zeitgesteuerte Pumpe 15 und eine verzweigte Flüssigkeitsrohrleitung 12 zu den Düsen 6-9 geliefert.
Der Betriebsmodus der Düsen 6, der - selbstverständlich - identisch mit dem Betriebsmodus der verbleibenden Düsen 7-9 ist, ist unten unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 erläutert.
Die Luft wird über den Verbinder 11e an den Luftkanal 29 geliefert, der zwischen einem Außenrohr 22 und einem Innenrohr 23 ausgebildet ist. Die Flüssigkeit wird über den Flüssigkeitsverbinder 12a in den Flüssigkeitskanal 30 geliefert, der durch eine Zentralbohrung in dem Innenrohr 23 gebildet ist. Der Flüssigkeitskanal 30 führt zu einer Ventileinrichtung 31-33. Bei dem gezeigten Beispiel ist diese Ventileinrichtung durch die Ventilaufnahme 32 ausgebildet, die durch einen elastischen O-Ring gebildet ist, gegen den der Ventilkörper in der Form einer Kugel 31 in Auflage durch eine Feder 33 vorgespannt anliegt. Diese Ventileinrichtung bildet ein Rückschlagventil, das sicherstellt, daß die Flüssigkeit nur vorwärts zu der Flüssigkeitsdüsenöffnung 21 fließen kann, die die erste Düsenöffnung bildet, von der die Flüssigkeit aufgrund der Ventileinrichtung nicht zurück in den Flüssigkeitskanal 30 fließen kann. Wenn ein ausreichend hoher Druck an die Flüssigkeit in dem Flüssigkeitskanal 30 angelegt wird, der die Federkraft, die auf das Ventilelement 31 durch die Feder 33 wirkt, überwindet, strömt Flüssigkeit von dem Flüssigkeitskanal 30 durch die Ventilaufnahme 32 an dem Ventilelement 31 vorbei und verläuft in der Vorwärtsrichtung durch das Flüssigkeitsdüsengehäuse 36 durch Bohrungen 38, 39 zu der Flüssigkeitsdüse 21, von der sie in die erste Wirbelkammer 24 ausgestoßen wird.
Die erste Bohrung 38, die nach außen an dem Ende offen ist, das zu dem Ventilelement 31 weist, bildet sowohl einen Flüssigkeitskanal als auch ein Federgehäuse für die Feder 33, und die Leiste an dem Übergang von der Bohrung 38 zu der Bohrung 39, wobei die letztgenannte einen kleineren Durchmesser als die vorher genannte aufweist, bildet die Auflage für die Feder 33. Das Flüssigkeitsdüsengehäuse 36 ist vorzugsweise einstückig ausgebildet und in dem Innenrohr 23 mittels einer Gewindeverbindung oder einer anderen Befestigungseinrichtung befestigt und die Verbindung zwischen dem Flüssigkeitsdüsengehäuse 36 und dem Innenrohr 23 kann mit einem O-Ring 37 abgedichtet sein. Wie aus der Zeichnung offensichtlich wird, kann das Flüssigkeitsdüsengehäuse 36 auf eine einfache Art und Weise beispielsweise mittels einer Axialbohrung und anderer Bearbeitungsvorgänge hergestellt werden. Es ist aus der Zeichnung auch offensichtlich, daß, wenn das Flüssigkeitsdüsengehäuse 36 von dem Innenrohr 23 entfernt ist, die Ventilkomponenten 31 und 33 unmittelbar für eine Entfernung erreichbar sind und der O-Ring 37 herausgezogen werden kann, wodurch eine Reinigung all dieser Komponenten erleichtert wird.
Der Luftkanal 29, der bei diesem Beispiel in koaxialer Ausdehnung um das Flüssigkeitsdüsengehäuse 36 herum gezeigt ist, mündet in eine Luftdüsenöffnung 21a ein, welche die zweite Düsenöffnung bildet und koaxial um die Flüssigkeitsdüsenöffnung 21 angeordnet ist.
Wenn Druck an die Flüssigkeit und die Luft angelegt wird, strömen diese durch die erste und die zweite Düsenöffnung 21 bzw. 21a und werden in der ersten Wirbelkammer 24 vermischt, um so einen Flüssignebel zu bilden. An dem Ende der ersten Wirbelkammer 24, die in dem Wirbelkammerkörper 20 geformt ist, strömt der Flüssignebel radial nach außen durch Löcher 25a, die in dem Körper 20 ausgebildet sind, zu der ringförmigen Kammer 25. Von der ringförmigen Kammer 25 strömt der Flüssignebel in der Vorwärtsrichtung durch einen Spalt 26 oder Nuten 26, die in einer Randfläche an dem Körper 20 an dem Ende gebildet sind, das von der Eintrittsöffnung zu der ersten Wirbelkammer 24 wegweist, und von dem Spalt oder den Nuten 26 strömt der Flüssignebel in die zweite Wirbelkammer 27.
Wie oben erwähnt ist, kann die Verbindung zwischen der ringförmigen Kammer 25 und der zweiten Wirbelkammer 27 entweder durch einen koaxialen Spalt 26 oder durch Nuten 26 gebildet sein. Wenn Nuten 26 verwendet sind, können sich diese in einer mehr oder weniger spiralförmigen Art und Weise ausdehnen, um so zyklonartige Wirbel in der zweiten Wirbelkammer 27 zu erzeugen.
Von der zweiten Wirbelkammer 27 strömt der Flüssignebel in der Vorwärtsrichtung zu der Austrittsöffnung 28, die bei dem gezeigten Beispiel durch feine Löcher 28 ausgebildet ist, die symmetrisch um eine Düsenachse 40 angeordnet sind, und die Löcher 28 erstrecken sich unter einem Schrägwinkel, so daß sie im wesentlichen in einer Fläche eines Kegels um die Achse 40 angeordnet sind. Von den Löchern 28 wird der Flüssignebel in die Formkammer 1 hinausgesprüht.
Wenn die Flüssigkeit von der Flüssigkeitsdüse 21 in die erste Wirbelkammer 24 ausgestoßen und mit der atomisierenden Luft von der Luftdüse 21a gemischt wird, wird ein Flüssignebel gebildet, der im wesentlichen die gleiche Tröpfchengröße und Gleichmäßigkeit aufweist, als wäre er mit den vorher bekannten Düsen dieses Typs gebildet worden. Danach erfährt der Flüssignebel eine zusätzliche Atomisierung durch Leiten durch den Strömungsweg, der durch die radialen Löcher 25a, die ringförmige Kammer 25 und den Spalt oder die Nuten 26 gebildet ist, wobei er an der inneren Endwand der zweiten Wirbelkammer 27 endet. Mittels Leiten durch diesen Strömungsweg an Hindernissen vorbei, die Geschwindigkeits- und Druckänderungen, Wandreibung, Turbulenzen und Zusammenstöße von schwereren Tröpfchen mit den Wänden erzeugen, wird die Tröpfchengröße des Nebels verringert und gleichmäßiger gemacht, als es mit einer einzelnen Wirbelkammer erreicht werden kann.
Im Normalbetrieb strömt Luft kontinuierlich durch den Luftkanal 29 und durch die Wirbelkammern 24, 27 über den Strömungsweg 25, 25a, 26 und durch die feinen Löcher 28, wodurch sichergestellt wird, daß die Düse nicht durch Partikel von der Formkammer 1 verstopft wird. Sollte jedoch ein großer Druckanstieg in der Formkammer 1 auftreten, wie es beispielsweise geschehen kann, wenn Formmaterial in die Formkammer 1 gefüllt wird, können Partikel einwärts durch die Löcher 28 und in die zweite Wirbelkammer 27 eindringen. Es wird jedoch für die Partikel schwierig, von der zweiten Wirbelkammer 27 in die erste Wirbelkammer 24 einzudringen, da der Strömungsweg 25, 25a, 26 ein Hindernis bildet, dessen Überwindung für die schwereren Partikel wesentlich schwieriger als für Luft ist, und als Folge ihres Gewichtes werden diese schwereren Partikel die Wände treffen und werden jedesmal verzögert, wenn der Strömungsweg seine Richtung ändert, wodurch verhindert wird, daß Partikel mit einer hohen Geschwindigkeit in die erste Wirbelkammer geschossen werden. Im wesentlichen zur gleichen Zeit wird eine Druckwelle durch den Luftkanal 29 verlaufen, wodurch das Risiko einer Kontamination der Flüssigkeitsdüsenöffnung 21 mit Partikeln von außerhalb vermindert wird. Eine der Wirkungen davon besteht darin, daß das Absperrventil für die Flüssigkeitsdüsenöffnung 21 auf keine besonders verschmutzungsbeständige Art und Weise aufgebaut sein muß, wodurch es aus diesem Grund auf die einfache Art und Weise eines Rückschlagventiles aufgebaut sein kann, wie oben beschrieben ist. Diese Anordnung ermöglicht eine Konstruktion des Flüssigkeitsweges in der Vorwärtsrichtung zu dem Ventil 31-33 auf eine beliebig gewünschte Weise und ermöglicht eine Kon struktion des Ventilkörpers mit einer geringen Trägheit und Reibung, wobei komplexe Verbindungsvorrichtungen, welche das Gewicht und die Möglichkeit von Reibung erhöhen, nicht erforderlich sind. Ferner begrenzt das Rückschlagventil 31-33 das Volumen, aus dem Flüssigkeit während der Intervalle lecken kann, in denen kein Sprühnebel gebildet wird, im wesentlichen auf das Volumen, das durch die Bohrungen 38, 39 in dem Flüssigkeitsdüsengehäuse 36 gebildet wird, wodurch der Flüssigkeitsverlust vermindert wird.
Da das Risiko und die Möglichkeit des Eindringens von Partikeln von der Formkammer 1 in die innersten Teile der Düse 6 vermindert ist, ist es auch möglich, den Druck in dem Luftkanal 29 in den Zeitperioden zu verringern, in denen kein Sprühnebel gebildet wird, da der Luftdruck nur periodisch ausreichend hoch sein muß, um die Austrittsöffnungen 28 sauber blasen zu können.
Um die Herstellung und Reinigung zu vereinfachen, kann der Wirbelkammerkörper 20 einstückig zum Einsetzen in das Düsenauslaßgehäuse 35 gefertigt sein, das in ähnlicher Weise einstückig gefertigt sein kann. Ferner kann das Düsenauslaßgehäuse 35 an dem Außenrohr 22 der Düse 6 beispielsweise mittels einer Gewindeverbindung oder dergleichen lösbar befestigt sein, wobei die Verbindung zwischen dem Düsenauslaßgehäuse 35 und dem Außenrohr 22 mit einer Abdichtung 34, vorzugsweise in der Form eines flexiblen O-Ringes, abgedichtet ist.
Wenn ähnlicherweise das Außenrohr 22 und das Innenrohr 23 lösbar beispielsweise mittels einer Gewindeverbindung in einem Düsenbefestigungsgehäuse 41 befestigt sind, ist es möglich, die Düse 6 in ihre einzelnen Komponenten zu zerlegen, wodurch es auf einfache Art und Weise ermöglicht wird, diese Komponenten zu reinigen, auszutauschen und zu ändern.
Da die Maschine gemäß der Erfindung keine kontinuierliche Versorgung mit Luft unter Druck zu den Sprühdüsen 6-9 erfordert, kann die Maschine vorteilhafterweise mit einer intermittierenden Versorgung von Luft unter Druck zu den Düsen 6-9 konstruiert sein, wobei dies beispielsweise durch einen Aufbau der Teile der Maschine auf die in Fig. 4 gezeigte Art und Weise erreicht wird.
In Fig. 4 wird Druckluft von einer Druckluftquelle zu der Druckluftrohrleitung 11a aufgenommen. Die Druckluftrohrleitung 11a ist mit einer Druckluftverzweigungsrohrleitung 11b verbunden, wobei die letztgenannte über ein Reduzierventil 18a und ein gesteuertes Ventil 18, vorzugsweise ein Solenoidventil, zu einem Verzweigungspunkt führt, an dem die Druckluftrohrleitung zwei Verzweigungen, nämlich eine Druckluftrohrleitung 11c und eine Druckluftrohrleitung 11d bildet.
Die Druckluftrohrleitung 11d führt über das Rückschlagventil 19 zu der Druckluftrohrleitung 11, wobei Druckluft zu den Düsen 6-9 geliefert wird. Ferner ist die Druckluftrohrleitung 11 mit der Druckluftversorgungsrohrleitung 11a durch eine beschränkte Öffnung 17 verbunden, so daß, wenn Druckluft zu der Druckluftversorgungsrohrleitung 11a geliefert wird, es auch über die beschränkte Öffnung 17 sichergestellt ist, daß Druckluft zu der Druckluftrohrleitung 11 und den Düsen 6-9 geliefert wird.
Die Druckluftverzweigungsrohrleitung 11c führt zu einer Pumpe 15 über eine beschränkte Öffnung 16, wobei die Pumpe 15 durch Druckluft ge steuert und möglicherweise betätigt wird. Diese Pumpe baut den Flüssigkeitsdruck in der Flüssigkeitsrohrleitung 12, die zu den Sprühdüsen 6-9 führt, durch Pumpen von Flüssigkeit von einem Flüssigkeitsraum 14 in einem Flüssigkeitsreservoir 13 zu einer Flüssigkeitsrohrleitung 12 auf. Der Strömungsweg zwischen der Pumpe 15 und der Flüssigkeitsrohrleitung 12 kann ein druckgesteuertes Schaltventil 15a umfassen, das auf die Anwesenheit eines Druckes in der Flüssigkeitsrohrleitung 12 zu den Sprühdüsen 6-9 reagiert, der höher als der Druck von der Pumpe in der Rohrleitung 12c ist, und zwar durch Absperren der letztgenannten und Schalten der Flüssigkeitsrohrleitung 12 von der Rohrleitung 12c zu einer Flüssigkeitsrohrleitung 12b, die Flüssigkeit zu dem Flüssigkeitsreservoir 13 zurückführt, und wobei ein oberer Teil des letztgenannten einen Luftraum 14a oberhalb des Flüssigkeitsraumes 14 umfaßt.
Die den Druck steuernden Teile der in Fig. 4 gezeigten Maschine funktionieren auf die folgende Weise. Der Startpunkt ist der Abschnitt des Maschinenzyklus, bei dem kein Flüssignebel gebildet wird, wobei das Solenoidventil 18 aus diesem Grund geschlossen ist. Eine in Fig. 1 gezeigte Druckluftquelle 10 liefert Druckluft zu der Druckluftversorgungsrohrleitung 11a. Von der letztgenannten wird die Druckluft über die beschränkte Öffnung 17 mit einem verringerten Druck zu der Druckluftrohrleitung 11 geliefert, von der die Druckluft zu den Sprühdüsen 6-9 geliefert wird, um so eine kontinuierliche Strömung an Druckluft durch die Düsen und in die Formkammer 1, die in Fig. 1 gezeigt ist, zu bilden.
Wenn sich der Maschinenbetriebszyklus dem Zeitpunkt nähert, an dem ein Sprühnebel gebildet werden soll, öffnet sich das Solenoidventil 18 unmittelbar davor, bevor dieser Nebel gebildet wird. Dies bewirkt, daß sich ein Druck, der vorher an dem Reduzierventil 18a eingestellt worden ist, in der Vorwärtsrichtung zu der Verzweigungsrohrleitung 11c, 11d ausbreitet. Die Druckluft mit dem voreingestellten Druck wird durch die Druckluftrohrleitung 11d über das Rückschlagventil 19 zu der Druckluftrohrleitung 11 geleitet, wobei der Druck in der letztgenannten auf einen Wert aufgebaut wird, der durch die Einstellung des Reduzierventiles 18a bestimmt ist, und dieser aufgebaute Druck breitet sich durch die Sprühdüsen 6-9 aus, wodurch der Durchfluß von Luft in diesen auf einen gewünschten Wert aufgebaut wird.
Zur gleichen Zeit, wenn ein Aufbau des Druckes in der Druckluftrohrleitung 11 stattfindet, findet ein Aufbau des Luftdruckes in der druckluftgesteuerten Pumpe 15 über die beschränkte Öffnung oder Drosselvorrichtung 16 statt. Die Drosselvorrichtung 16 erzeugt eine Verzögerung des Aufbaues des Luftdruckes an der druckluftgesteuerten Pumpe 15, und diese Verzögerung steht in Einklang mit der Verzögerung, die beim Aufbau des Luftdruckes zu den Sprühdüsen 6-9 auftritt. Wenn der Druck an der druckluftgesteuerten Pumpe 15 einen Schalt-Schwellenwert erreicht, startet die Pumpe 15 und baut einen Druck in der Flüssigkeitsrohrleitung 12c, 12 auf, während dessen die Flüssigkeitsrohrleitung 12c möglicherweise mit der Flüssigkeitsrohrleitung 12 durch das Schaltventil 15a verbunden wird, wenn die Verbindung zwischen der Flüssigkeitsrohrleitung 12c und der Flüssigkeitsrohrleitung 12 unterbrochen worden ist. Dieser Flüssigkeitsdruck breitet sich so aus, so daß er ohne Verzögerung durch die Flüssigkeitsrohrleitung zu den Sprühdüsen 6-9 gelangt, wobei die letztgenannten dann einen Flüssignebel, wie vorher beschrieben wurde, erzeugen, der in die Formkammer gesprüht wird.
Während dieses Ablaufes der Ereignisse wird das Solenoidventil 18 einer Steuerung, beispielsweise einer Zeitsteuerung oder einer Steuerung auf der Basis einer Messung der Flüssigkeitsströmung in der Flüssigkeitsrohrleitung unterzogen, die ein Signal zum Schließen des Solenoidventiles 18 erzeugt. Wenn das Solenoidventil 18 geschlossen ist, fällt der Druck in den Druckluftrohrleitungen 11c und 11d, die relativ kurz sind, relativ schnell ab, wodurch bewirkt wird, daß das Rückschlagventil 19 geschlossen und die Pumpe 15 gestoppt wird. Auf diese Weise endet die Flüssigkeitsströmung zu den Sprühdüsen 6-9 ohne wesentliche Zeitverzögerung, wohingegen der Luftdruck in der Luftrohrleitung 11 schrittweise auf seinen vorherigen Wert abfällt, wenn die Luft über die Sprühdüsen 6-9 ausgetragen wird.
Durch die oben beschriebene Art und Weise der Anordnung der Drucksteuerung ist es möglich, einfache Einrichtungen zu verwenden, um eine Steuerung der Menge an Flüssigkeit zu schaffen, die zu den Sprühdüsen 6-9 geliefert wird, und diese Flüssigkeitsmessung kann unter Verwendung einfacher Zeitsteuereinrichtungen oder anderer Einrichtungen ausgeführt werden. Gleichzeitig ist es möglich, sowohl den Druck der atomisierenden Luft als auch den Druck in der Flüssigkeit zur Bildung des Flüssignebels durch eine einzelne Einstellung des Reduzierventiles 18a einzustellen. Ferner ist es, wenn sich der Druck in der Druckluft, die zu den Sprühdüsen 6-9 geliefert wird, intermittierend ändert, zulässig, Drücke zur Bildung von Flüssignebel zu verwenden, die derartige Auslaßdrücke und -geschwindigkeiten von den Sprühdüsen 6-9 erzeugen, daß sie einen Schaden an den Formen, die in der Formkammer geformt sind, in den Bereichen der Auslaßöffnungen der Sprühdüsen 6-9 bewirken könnten, da dieser Druck vor der Bildung einer neuen Form auf ein Niveau vermindert wird, bei dem kein Schaden an dem neu eingeführten Formmaterial oder der fertiggestellten Form, die in der Formkammer vorliegt, bewirkt werden kann.
Eine detailliertere Beschreibung der Ausrüstung (nicht gezeigt), welche die Formpreßmaschine gemäß der Erfindung umfassen muß oder die der Formpreßmaschine gemäß der Erfindung zugeordnet sein muß, wie beispielsweise eine Fülleinrichtung zum Einfüllen von partikulärem Material in die Formkammer und eine Druckkrafteinrichtung, um zumindest eine Formkammerwand in Richtung zumindest einer anderen zu bewegen, um so das partikuläre Material zu komprimieren und die fertiggestellte Form auszustoßen, kann der DE-Patentanmeldung Nr. 4,442,846-A1 und der U. S.-Patentveröffentlichung Nr. 4,791,974 entnommen werden, und die Sprühdüsen und die Flüssigkeitsrückführanordnung können auf die in der DK-Patentanmeldung Nr. 1351/93 beschriebene Weise konstruiert sein, wobei der Inhalt dieser Dokumente als Teil der vorliegenden Beschreibung in dem Ausmaße eingeschlossen ist, in dem diese eine derartige Beschreibung umfassen.

Bezugszeichenliste

1 Formkammer
2 Wand
3 Wand
4 Wand
5 Wand
6 Sprühdüse
7 Sprühdüse
8 Sprühdüse
9 Sprühdüse
10 Druckluftquelle
11 Druckluftrohrleitung
11a Druckluftversorgungsrohrleitung
11b Druckluftverzweigungsrohrleitung
11c Druckluftverzweigungsrohrleitung
11d Druckluftverzweigungsrohrleitung
11e Verbinder
12 Flüssigkeitsrohrleitung
12a Flüssigkeitsverbinder
12b Flüssigkeitsrohrleitung
12c Flüssigkeitsrohrleitung
13 Flüssigkeitsreservoir
14 Flüssigkeitsraum
14a Luftraum
15 zeitgesteuerte Pumpe
15a 15b druckgesteuertes Schaltventil
16 beschränkte Öffnung/Drosselvorrichtung
17 beschränkte Öffnung
18 gesteuertes Ventil/Solenoidventil
18a Reduzierventil
19 Rückschlagventil
20 Wirbelkammerkörper
21 Flüssigkeitsdüsenöffnung
21a Flüssigkeits-Luft-Düsenöffnung
22 Außenrohr
23 Innenrohr
24 erste Wirbelkammer
25 ringförmige Kammer
25a Löcher
26 Spalt/Nuten
27 zweite Wirbelkammer
28 Austrittsöffnung/feine Löcher
29 Luftkanal
30 Flüssigkeitskanal
31 Ventilelement/Kugel } Ventileinrichtung
32 Ventilaufnahme } Ventileinrichtung
33 Feder } Ventileinrichtung
34 Dichtung
35 Düsenauslaßgehäuse
36 Flüssigkeitsdüsengehäuse
37 O-Ring
38 erste Bohrung
39 Bohrung
40 Düsenachse
41 Düsenbefestigungsgehäuse

Claims

1. Formpreßmaschine mit Flüssignebeleinspritzung über zumindest eine Sprühdüse zur Erzeugung von Gußformen oder Gußformteilen durch Verdichten von partikulärem Material, insbesondere Formsand, umfassend:

a) eine Formkammer (1), die durch zumindest eine Formkammerwand (2-5) umschlossen ist,

b) eine Einfülleinrichtung zum Einfüllen von partikulärem Material in die Formkammer (1),

c) eine Druckkrafteinrichtung, die derart ausgebildet ist, daß sie zumindest eine Formkammerwand, die möglicherweise zumindest ein daran befestigtes Muster trägt, in Richtung zumindest einer anderen Formkammerwand bewegen kann, um so das dazwischenliegende partikuläre Material zu verdichten, wie auch

d) eine Flüssigkeitsauftrageinrichtung, die derart ausgebildet ist, daß sie einen Flüssignebel in die Formkammer (1) einführen kann, bevor die letztgenannte mit partikulärem Material mittels der Fülleinrichtung befüllt wird, wobei der Flüssignebel mittels zumindest einer atomisierenden Düse (6-9) gebildet wird, in der die unter Druck gelieferte Flüssigkeit mittels eines Luftstromes atomisiert wird, wobei jede atomisierende Düse (6-9) umfaßt:

d1) eine Wirbelkammer (27), die zumindest eine Auslaßöffnung (28) für eine Verteilung von Flüssigkeit in Luft umfaßt und oberstromig der Öffnung (28) positioniert ist,

d2) zumindest eine erste Düsenöffnung (21), die für die Lieferung der Flüssigkeit ausgebildet ist, und

d3) zumindest eine zweite Düsenöffnung (21a), die in unmittelbarer Nähe der ersten Düsenöffnung (21) angeordnet und für die Lieferung von atomisierter Luft ausgebildet ist, wie auch

d4) ein Ventil (31-33), das derart ausgebildet ist, daß es die erste Düsenöffnung (21) absperren kann, wobei es ein Ventilelement (31) aufweist, das in Richtung der geschlossenen Stellung federvorgespannt ist und unter dem Einfluß des Druckes in der Flüssigkeitsrohrleitung (12), die zu der ersten Düsenöffnung (21) führt, aus der geschlossenen Stellung bewegt werden kann,

e) eine Luftliefereinrichtung (10, 11) zur Lieferung von atomisierender Luft unter Druck zu der zweiten Düsenöffnung oder den zweiten Düsenöffnungen (21a), wie auch

f) eine Druckerzeugungseinrichtung (15) zum Anlegen eines Druckes an die Rohrleitung (12), die zu der ersten Düsenöffnung oder den ersten Düsenöffnungen (21) führt, ausschließlich während der Zeitperioden, während derer die Erzeugung von Flüssigkeit erwünscht ist,

gekennzeichnet durch

g) eine erste Wirbelkammer (24) unterstromig der ersten und zweiten Düsenöffnung oder Düsenöffnungen (21, 21a) und oberstromig der Wirbelkammer (27), die oben (bei Punkt d1) erwähnt ist und zumindest eine Auslaßöffnung (28) umfaßt und eine zweite Wirbelkammer (27) bildet, wobei die Verbindung zwischen den ersten (24) und den zweiten (27) Wirbelkammern durch einen Strömungsweg (25, 25a, 26) mit einer verringerten Strömungsquerschnittsfläche gebildet ist und so geformt ist, daß zumindest eine Änderung der Strömungsrichtung in der Strömung zwischen den beiden Wirbelkammern (24, 27) erzeugt wird.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

a) daß sich die erste Wirbelkammer (24) im wesentlichen koaxial mit der ersten Düsenöffnung (21) erstreckt,

b) daß der Strömungsweg (25, 25a, 26) von der ersten Wirbelkammer (24) durch im wesentlichen radiale Löcher (25a) gebildet ist, die in eine ringförmige Kammer (25) münden, und

c) daß der Strömungsweg von der ringförmigen Kammer (25) über einen Spalt (26) oder eine Anzahl von Nuten verläuft, die in einer im wesentlichen axialen Randfläche angeordnet sind und in die zweite Wirbelkammer (27) münden.

3. Maschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Wirbelkammer (24) in einem Körper (20) als eine im wesentlichen axiale Bohrung (24) ausgebildet ist, die an einem Ende offen ist und benachbart zu ihrem gegenüberliegenden Ende im wesentlichen radial hervortretende Bohrungen (25a) aufweist, wobei die Bohrungen (25a) in eine Umfangsnut (25) münden, wobei der Körper (20) einen Außendurchmesser in der Größe innerhalb eines Intervalles aufweist, das durch den Bodendurchmesser und den größten Randdurchmesser der Umfangsnut oder der Randnuten (26) begrenzt ist, die sich von der Umfangsnut (25) und weg von dem Ende, an dem die Bohrung (24) ihre Eintrittsöffnung aufweist, erstrecken.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (30, 31, 32) zum Absperren der ersten Düsenöffnung (21) in der Nähe der letztgenannten in der Form eines Rückschlagventiles (30, 32) angeordnet ist.

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (30, 31, 32) umfaßt:

a) eine Ventilaufnahme (32), die nahe und oberstromig der ersten Düsenöffnung (21) angeordnet ist, wobei die Ventilaufnahme vorzugsweise in der Form eines elastischen O-Ringes (32) vorgesehen ist, durch den ein Flüssigkeitskanal auf seinem Weg zu der ersten Düsenöffnung (21) verläuft, und

b) ein vorzugsweise kugelförmiges Ventilelement (31), das zwischen der ersten Düsenöffnung (21) und der Ventilaufnahme (32) angeordnet ist und in Richtung der letztgenannten vorzugsweise mittels eines Federelementes (33) vorgespannt ist, das zwischen dem Ventilelement (31) und der Düsenöffnung (21) angeordnet ist.

6. Maschine nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Flüssigkeitsdüsenöffnung (21) in einem Flüssigkeitsdüsengehäuse (36) vorgesehen ist, das einstückig gefertigt ist und einen lösbaren Verschluß für den Flüssigkeitskanal (30) bildet, wobei die Rückschlagventileinrichtung (31, 33) zwischen dem Flüssigkeitsdüsengehäuse (36) und der Ventilaufnahme (32) gehalten ist.

7. Maschine nach einem der Ansprüche 1-6, umfassend eine druckluftgesteuerte Pumpe (15) als eine Einrichtung zum Anlegen von Druck an die Rohrleitung, die zu der ersten Düsenöffnung (21) oder den zweiten Düsenöffnungen führt, gekennzeichnet durch eine Druckluftverzweigungseinrichtung (11b, 11c), die von der Einrichtung (10, 11a) zur Lieferung von Druckluft zu der zweiten Düsenöffnung oder den zweiten Düsenöffnungen und über ein gesteuertes Ventil (18) zu der druckluftgesteuerten Pumpe (15) führt.

8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

a) daß ein einstellbares Reduzierventil (18a) in der Druckrohrleitung (11b) oberstromig des gesteuerten Ventiles (18) angeordnet ist,

b) daß unterstromig des gesteuerten Ventiles (18) eine Verzweigungsrohrleitung (11d) von der Druckluftrohrleitung (11c) zu der Pumpe (15) vorgesehen ist, wobei die Verzweigungsrohrleitung (11d) über ein Rückschlagventil (19) zu der Druckluftrohrleitung (11) für die Düsen (6-9) führt, und

c) daß die Druckluftrohrleitung (11) für die Düsen (6-9) mit der Einrichtung (10, 11a) zur Lieferung von Druckluft über eine beschränkte Öffnung oder eine Drosselungsvorrichtung (17) verbunden ist.

9. Maschine nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Drosselvorrichtung (16), die in die Verzweigungsrohrleitung (11c) eingesetzt ist, die zu der gesteuerten Pumpe (15) führt.