PL186974B1

PL186974B1 - Sposób i urządzenie oraz element rozpylający do formowania albo kształtowania części formowanej i zastosowanie elementu rozpylającego do formowania albo kształtowania części formowanej

Info

Publication number: PL186974B1
Application number: PL98328758A
Authority: PL
Inventors: Hans-Dieter Renkl; Douwe M. Kok; Thomas Junker; Karl-Heinz Keim
Original assignee: Acheson Ind Inc
Priority date: 1998-03-09
Filing date: 1998-09-21
Publication date: 2004-04-30
Also published as: ES2355073T3; ATE485907T1; EP0941788B1; EP0941788A3; EP0941788A2; DE69841979D1; EP1795282B1; CA2248640A1; JPH11254086A; HUP9802134A3; HUP9802134A2; US6546994B1; ATE363353T1; CZ301698A3; PL328758A1; JP3504864B2; MY122503A; KR19990076562A; HU9802134D0; KR20050101155A

Abstract

1 . Sposób formowania albo ksztaltowania czesci formowanej p o zakonczeniu cyklu formowania i usunieciu czesci formowanej z formy dla przygotowania scian do nastepnego cyklu formowania, obejmujacy pierwszy etap doprowadzania scian formy do pozadanej temperatury 1 drugi etap nakladania srodka do obróbki sciany formy, znam ienny tym, ze etapy pierwszy i drugi przeprowadza sie w kolejnosci wskazanej 1 niezaleznie od siebie, przy czym w pierw- szym etapie, dostarczanie albo usuwanie ciepla ze scian formy (12a, 12b) przeprowadza sie w sposób kontrolowany, korzystnie w sposób sterowany programowo, jako funkcje warunków procesu i/lub warunków srodowiskowych 1 ze w drugim etapie srodek do obróbki scian formy naklada sie w sposób kontrolowany, korzystnie w sposób sterowany programowo 31. Urzadzenie do formowania albo ksztaltowania czesci formowanej po zakonczeniu cyklu formowania i usunieciu czesci formowanej z formy dla przygotowania scian do nastepnego cyklu formowania, znam ienne tym, ze zawiera jednostke ste- rownicza (20) ze sterownikiem temperatury (20a) i sterownikiem pokrywania scian formy (20b), 54 Element rozpylajacy do formowania albo ksztaltowania czesci formowanej dla przygotowania formy do nastepnego cyklu formowania do natryskiwania srodkiem do obróbki scian formy, znam ienny tym , ze element rozpylajacy (26, 26'; 26") zawiera wirnik (110), który jest osadzony swobodnie wokól osi obrotu (R) w korpusie elementu rozpylajacego (116, 116'; 116"), 86 Zastosowanie elementu rozpylajacego do formowania al- bo ksztaltowania czesci formowanej dla przygotowania formy do nastepnego cyklu formowania przez natryskiwanie srodkiem do obróbki scian formy zasadniczo pozbawionego rozpuszczalnika F i g . 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób formowania albo kształtowania części formowanej po zakończeniu cyklu formowania i usunięciu części formowanej z formy dla przygotowania formy dla następnego cyklu formowania, obejmujący pierwszy etap doprowadzania ścian

186 974 formy do pożądanej temperatury i drugi etap nakładania środka do obróbki ściany formy, charakteryzujący się tym, że etapy pierwszy i drugi przeprowadza się w kolejności wskazanej i niezależnie od siebie, przy czym w pierwszym etapie, dostarczanie albo usuwanie ciepła ze ścian formy przeprowadza się w sposób kontrolowany, korzystnie w sposób sterowany programowo, jako funkcję warunków procesu i/lub warunków środowiskowych i że w drugim etapie środek do obróbki ścian formy nakłada się w sposób kontrolowany, korzystnie w sposób sterowany programowo.

Stosuje się gotowy do użytku środek do obróbki ścian formy, który ^pobiera się nierozcieńczony z pojemnika transportowego i nakłada się na ściany formy. Środek ten zawiera przynajmniej 98% wagowych substancji o własnościach smarowniczych i uwalniających oraz nie więcej niż 2% wagowych materiałów pomocniczych, takich jak środki bakteriobójcze, emulgatory, rozpuszczalniki takie jak woda i tym podobne, o lepkości w zakresie około 50 do około 2,500 mPa-s w temperaturze 20°C i temperaturze zapłonu przynajmniej 280°C.

Środek do obróbki ścian formy nakłada się na ściany formy za pomocą przynajmniej jednego elementu rozpylającego z rozpyleniem odśrodkowym i sterowaniem powietrznym, po czym obserwuje się ilość środka do obróbki ścian formy uwalnianą na jednostkę czasu na ściany formy oraz kontroluje się grubość warstwy środka do obróbki ścian formy nakładanego na ściany formy przez zmianę trajektorii elementu rozpylającego środka do obróbki ścian formy, przy czym stosuje się przynajmniej jeden taki element, i/lub przez zmianę prędkości przynajmniej jednego elementu rozpylającego, i/lub przez zmianę ilości środka do obróbki ścian formy uwalnianego na jednostkę czasu przez przynajmniej jeden element rozpylający.

Na ściany formy nakłada się odpowiednio nawilżający płyn dla dostarczenia albo odprowadzenia ciepła ze ścian formy, a korzystnie rozpyla na ściany formy i powoduje się jego odparowanie dla schłodzenia ścian formy. Do chłodzenia ścian formy stosuje się wodę odmineralizowaną, z tym, że płyn chłodzący nakłada się w nadmiarze na ściany formy a płyn chłodzący spływający ze ścian formy zbiera się i ponownie używa, możliwie po oczyszczeniu.

Ściany formy po schłodzeniu płynem suszy się, korzystnie powietrzem a przynajmniej pewien obszar ścian formy kontaktuje się na zasadzie przenoszenia ciepła z urządzeniem przenoszącym ciepło, które zanurza się w wannie grzewczo-chłodzącej.

Formę przynajmniej częściowo zamyka się i powoduje się kontakt urządzenia przenoszącego ciepło ze ścianami formy na zasadzie przenoszenia ciepła, z tym, że formę podłącza się do jednostki grzewczo-chłodzącej i obserwuje się temperaturę ścian formy.

Umieszcza się czujnik temperatury w przynajmniej jednym miejscu reprezentatywnym dla rozkładu temperatury ścian formy i określa się rozkład temperatury ścian formy oraz rozkład temperatury na powierzchni części formowanej, usuniętej z formy, za pomocą urządzenia mierzącego promieniowania podczerwone. Określa się temperaturę otoczenia (Tu) oraz uwzględnia się przebieg pierwszego etapu procesu roboczego.

Kontroluje się dostarczanie ciepła albo odprowadzenie ciepła ze ścian formy przez zmianę ilości płynu nakładanego w jednostce czasu na ściany formy i/lub przez zmianę czasu nakładania oraz dostarczanie ciepła albo usuwanie ciepła ze ścian formy przez zmianę czasu trwania kontaktu pomiędzy ścianami formy przenoszącymi ciepło a urządzeniem przenoszącym ciepło i/lub przez zmianę początkowej temperatury urządzenia przenoszącego ciepło.

Na narzędziu rozpylającym mocuje się przynajmniej jeden element rozpylający z rozpylaniem odśrodkowym i sterowaniem powietrznym i przynajmniej jeden element do uwalniania nawilżonego płynu oraz przynajmniej jeden element do uwalniania wydmuchiwanego powietrza z tym, że narzędzie rozpylające uruchamia się przez ramię robota, korzystnie robota sześcioosiowego, korzystnie sterowanego programowo.

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do formowania albo kształtowania części formowanej po zakończeniu cyklu formowania i usunięciu części formowanej z formy dla przygotowania ścian do następnego cyklu formowania, charakteryzujące się tym, że zawiera jednostkę sterowniczą ze sterownikiem temperatury i sterownikiem pokrywania ścian formy, przy czym sterownik temperatury oraz sterownik pokrywania ścian formy są skoordynowane ze sobą w zakresie ustalania temperatury i dostarczania albo usuwania ciepła ze ścian formy jako funkcji warunków procesu i/lub warunków otoczenia.

186 974

Urządzenie zawiera pojemnik transportowy z gotowym do użytku środkiem do obróbki ścian formy oraz urządzenie pobierające środek do obróbki ścian formy z pojemnika transportowego i dostarczające nierozcieńczony środek na ściany formy.

Urządzenie zawiera przynajmniej dwa pojemniki transportowe, z których przynajmniej jeden jest połączony z elementem rozpylającym oraz ma przynajmniej jeden element rozpylający z odśrodkowym rozpyleniem i sterowaniem powietrznym.

Urządzenie pomiarowe do wykrywania ilości uwalnianego środka obróbki ścian formy jest połączone z przynajmniej jednym elementem rozpylającym.

Urządzenie ma element do nakładania na ściany formy płynu dostarczającego ciepło albo odbierającego ciepło, takiego jak ciecz dostarczająca ciepło albo odbierająca ciepło, korzystnie wody odmineralizowanej.

Urządzenie ma urządzenie zbierające nadmiar płynu dostarczającego ciepło albo usuwającego ciepło, opadającego ze ścian formy oraz przewód powrotny do zbiornika płynu dostarczającego ciepło albo usuwającego ciepło i jednostkę filtracyjną oraz ewentualnie urządzenie do oczyszczania zebranego płynu. Zawiera również urządzenie przenoszące ciepło, które można kontaktować, na zasadzie przenoszenia ciepła z przynajmniej jednym obszarem ścian formy.

Urządzenie przenoszące ciepło zawiera przynajmniej jeden korpus pochłaniający ciepło i/lub uwalniający ciepło, który jest dopasowany do konturów normowanego obszaru ścian formy, przy czym korpus albo korpusy pochłaniające ciepło i/lub uwalniające ciepło jest/są zamontowane sprężyście obok siebie i/lub na podparciu.

Urządzenie przenoszące ciepło wykonane jest, przynajmniej w obszarze jego powierzchni przenoszącej ciepło, przynajmniej częściowo z dobrego przewodnika ciepła, takiego jak miedź, stop miedzi, aluminium, stop aluminium i tym podobne i jest połączone z jednostką grzewczo-chłodzącą wyposażone w wannę grzewczo-chłodzącą, przy czym urządzenie ma przynajmniej jeden element nadmuchowy dla ukierunkowywania wydmuchiwanego powietrza.

Urządzenie ma czujnik temperatury przynajmniej jednym punkcie reprezentatywnym dla rozkładu temperatury ścian formy oraz urządzenie mierzące promieniowanie podczerwone dla określania rozkładu temperatury ścian formy i/lub powierzchni części uformowanej, usuniętej z formy i zawiera czujnik temperatury dla wykrywania temperatury otoczenia oraz jednostkę rejestrującą do rejestracji protokołu procedury roboczej.

Na narzędziu rozpylającym zamontowany jest przynajmniej jeden element rozpylający, z rozpylaniem odśrodkowym i sterowaniem powietrzem oraz przynajmniej jeden element dla uwalniania płynu chłodzącego i przynajmniej jeden element nadmuchowy dla powietrza wydmuchiwanego. Narzędzie rozpylające jest zamontowane na ramieniu robota, korzystnie robota sześcioosiowego.

Przedmiotem wynalazku jest również element rozpylający do formowania albo kształtowania części formowanej dla przygotowania formy do następnego cyklu formowania do natryskiwania środkiem do obróbki ścian formy, charakteryzujący się tym, że element rozpylający zawiera wirnik, który jest osadzony swobodnie wokół osi obrotu w korpusie elementu rozpylającego, przy czym do jednego podłużnego końca wirnika jest przymocowany element rozpylający, przy czym ten element rozpylający zawiera przewód zasilający środkiem do obróbki ścian formy, zaś wylot przewodu zasilającego powietrza sterującego jest umieszczony w pobliżu zewnętrznego obwodu elementu rozpylającego.

Wylot przewodu zasilającego powietrza sterującego zawiera wiele otworków umieszczonych koliście wokół elementu rozpylającego i zawiera szczelinę tworzącą okrąg wokół elementu rozpylającego.

Przewód zasilający powietrza sterującego zawiera pierścieniowo ukształtowany kanał powyżej szczeliny wylotowej i jest ukształtowany przynajmniej częściowo przez część głowicową korpusu elementu rozpylającego, która jest umieszczona ruchomo względem części podstawnej korpusu elementu rozpylającego, zwłaszcza za pomocą serwonapędu korzystnie sterowanego programowo.

186 974

Pierścieniowy kanał jest ograniczony po promieniowo zewnętrznej stronie przez część głowicową a po promieniowo wewnętrznej stronie przez część podstawną albo element połączony z nią.

W obszarze swego wylotu, przewód zasilający powietrza sterującego zwęża się w dół w kierunku wylotowym powietrza sterującego.

Element rozpylający ma jednostkę napędową do obracania wirnikiem wokół osi obrotu. Jednostka napędowa zawiera turbinę napędzaną przez sprężone powietrze, z tym, że jednostka napędowa zawiera silnik elektryczny i jest zamontowana w obudowie jako jednostka oddzielna od części podstawnej korpusu elementu rozpylającego i korzystnie jest przymocowana do niej rozłącznie.

Element rozpylający ma postać pojedynczej jednostki z wirnikiem i jest odłączalnie połączony z wirnikiem za pomocą, korzystnie łączników szybkiego uwalniania oraz ma powierzchnię rozpylającą zwróconą do powierzchni ściany Formy.

Powierzchnia rozpylająca jest stożkowa i że połowa kąta stożka wynosi, korzystnie pomiędzy około 30° a około 60°, a zwłaszcza około 45°.

Element rozpylający ma tuleję rozpylającą, otwartą w kierunku powierzchni ściany Formy, której wewnętrzna powierzchnia stanowi powierzchnię rozpylającą.

Powyżej powierzchni rozpylającej znajduje się komora rozpraszająca, która ma, w sąsiedztwie swej osi obrotu otwór, otaczający oś obrotu.

Powierzchnia obrzeża komory rozpraszającej, przebiegająca promieniowo na zewnątrz i w kierunku rozpylania jest połączona z zewnętrzną obwodową krawędzią otworu i jest stożkowa i że połowa kąta stożka wynosi, korzystnie pomiędzy 20° a około 60°, a zwłaszcza około 45°.

Przewody rozpraszające prowadzące do powierzchni rozpylającej połączone są z komorą rozpraszającą w jej obszarze obwodowym odległym od osi obrotu.

Zewnętrzna krawędź obwodowy elementu, tworząca granicę pomiędzy komorą rozpraszającą, a ścianami Formy, wystaje promieniowo poza promieniowo zewnętrzny koniec przewodów rozpraszających i jest w pewnej odległości od powierzchni rozpylającej.

Przejście z walcowej powierzchni granicznej komory rozpraszającej zasadniczo współosiowej z osią obrotu na powierzchnię graniczną zasadniczo pod kątem prostym do osi obrotu jest zaokrąglone.

Element rozpylający jest krążkiem rozpylającym, przy czym koniec przewodu podającego środek do obróbki ścian Formy jest skierowany na element rozpylający w pobliżu osi obrotu.

Element rozpylający ma wiele przewodów zasilających środka do obróbki ścian Formy oraz urządzenie do odchylania głównego kierunku uwalniania elementu rozpylającego od przebiegu osi obrotu wirnika.

Urządzenie odchylające zawiera urządzenie do zmiany liczby i/lub średnicy otworów wylotowych oraz urządzenie do zmiany szerokości szczeliny wylotowej i ma wiele przewodów zasilających powietrza sterującego, których przepustowość dla powietrza jest regulowana niezależnie od siebie, przy czym urządzenie odchylające zawiera przynajmniej jeden przewód zasilający powietrza odchylającego.

Element rozpylający ma sterowaną, korzystnie programowo grubość warstwy środka do obróbki ścian Formy, nakładanego na ściany Formy.

Przedmiotem wynalazku jest także zastosowanie elementu rozpylającego do Formowania albo kształtowania części Formowanej dla przygotowania Formy do następnego cyklu Formowania przez natryskiwanie środkiem do obróbki ścian Formy zasadniczo pozbawionego rozpuszczalnika.

W rezultacie przez oddzielenie regulacji od pokrywania, możliwe jest przebieganie każdego z dwóch składowych procesów w najbardziej korzystnych warunkach, co ma korzystny wpływ na zgodność z przepisami o ochronie środowiska sposobu według wynalazku.

Po pierwsze, powierzchnia ściany Formy chłodzona jest w sposób sterowany z wzięciem pod uwagę warunków procesu i/lub warunków środowiska. Sterowanie chłodzeniem nie wyłącza możliwości, iż chłodziwo, korzystnie czysta woda, nakładane jest w nadmiarze, przy12

186 974 najmniej w pewnych odstępach czasu, na ściany formy w celu pokonania efektu Leidenfrosta. W rezultacie chłodzenia nadmiarem wody, dużą ilość ciepła można usunąć z formy w stosunkowo krótkim czasie, co umożliwia na zbliżenie się szybko do temperatury formy, pożądanej dla następnego procesu napełniania. W czasie ostatecznej fazy procesu regulacji, sterowanie procesem umożliwia jednak precyzyjną regulację temperatury do pożądanej wartości. Chłodzenie z nadmiarem jest jednak doskonale bezpieczne jeśli chodzi o środowisko naturalne, ponieważ czystą wodę można zastosować jako chłodziwo według wynalazku, a nad miar wody z formy można oczyścić z metalu i pozostałości środka obróbczego przez filtrację, odwirowanie, osadzanie, sedymentację i tym podobne, a następnie albo użyć ponownie, albo, zgodnie z miejscowymi przepisami, łatwo uwolnić do miejskiego systemu kanalizacji.

Następnie środek obróbki ścian formy nakłada się w sposób sterowany. Ponieważ ściany formy wcześniej schłodzono, stopień, w jakim efekt Leidenfrosta przeszkadza zwilżaniu powierzchni ścian formy jest przynajmniej znacznie mniejszy niż byłby według stanu techniki, o ile zajdzie w ogóle. W celu uzyskania wystarczającego pokrycia, środek do obróbki ścian formy nie musi zatem być nakładany w ilości nadmiernej. W ostateczności, możliwie tylko bardzo mały nadmiar będzie musiał być nałożony na powierzchnię ścian formy, co oznacza że do uporania się nie pozostaje albo żaden problem z usuwaniem albo pozostają odpowiednio zmniejszone problemy z odpadami. Sterowane nakładanie środka do obróbki ścian formy umożliwia nie tylko minimalizację albo eliminację nadmiaru ale również zastosowanie jednorodnie grubej warstwy środka do obróbki ścian formy na powierzchnię ścian formy niezależnie od topografii ścian formy.

Ze względu na lepszą zgodność z przepisami o ochronie środowiska sposobu według wynalazku, koszty usuwania odpadów związane z każdym procesem formowania są odpowiednio niższe gdy sposób ten zastosuje się, tak że pomimo oddzielenia w czasie pomiędzy regulacją a pokryciem ścian formy, ekonomia procesu według wynalazku jest na pewno nie gorsza niż procesu według stanu techniki a być może ogólnie lepsza. Dodatkowo, należy zauważyć iż, poprzez sterowane regulowanie i sterowane nakładanie środka do obróbki ścian formy, możliwe jest zminimalizowanie czasu wymaganego na przygotowanie cyklu.

Inne ulepszenie w zgodności z przepisami o ochronie środowiska sposobu według wynalazku można uzyskać wykorzystując gotowy do użytku środek do obróbki ścian formy, na przykład który jest pobierany bez rozcieńczania z pojemnika transportowego i nakładany na ściany formy. Poprzez eliminację etapu rozcieńczania środka do obróbki ścian formy przez wytwórcę środka, można ominąć różne problemy, które powstają w wyniki potrzeby rozcieńczenia koncentratu środka obróbki ścian formy do konsystencji gotowej do użytku. Oznacza to, iż mieszaniny rozcieńczane wodą podatne są na atak przez bakterie i grzyby, co może zniszczyć własności smarownicze i uwalniające z formy środka obróbki ścian formy. Dlatego też, do dostarczanego koncentratu środka obróbki ścian formy trzeba dodawać środki bakteriobójcze i temu podobne, a środki te ze swej strony mają niekorzystny wpływ na własności smarownicze środka do obróbki ścian formy. Dodatkowo, środki bakteriobójcze utrudniają usunięcie spływającego nadmiaru w sposób bezpieczny dla środowiska.

Ponieważ, jak zaproponowano, środek do obróbki ścian formy jest pobierany bezpośrednio ze zbiornika transportowego i nakładany na ścian formy, jest utrzymywany w układzie zamkniętym, jak również ponieważ środek do obróbki ścian formy jest gotowy do zastosowania, powyżej omówiony etap rozcieńczania ulega eliminacji dzięki wynalazkowi, a ryzyko ataku bakterii albo grzybów w procesie według wynalazku jest zminimalizowane. To ryzyko można zmniejszyć jeszcze bardziej, utrzymując pojemniki transportowe uszczelnione, poprzez zastosowanie odpowiedniego urządzenia usuwającego albo w podobny sposób. A zatem jest możliwa całkowita eliminacja zastosowania środków bakteriobójczych. W dodatku, koszty personelu do obsługi, utrzymania, monitorowania układu przygotowywania i rozcieńczania środka do obróbki ścian formy również ulegają eliminacji.

Odpowiadająca temu logika stosuje się do użycia środków antykorozyjnych, które dodaje się do rozcieńczanych wodą mieszanin w celu ochrony formy ale które przeszkadzają tworzeniu się warstwy środka do obróbki ścian formy na powierzchni ścian formy. Ponieważ

186 974 jednak środek według wynalazku nie jest rozcieńczony wodą, dodanie takich środków antykorozyjnych można zmniejszyć albo nawet wyeliminować całkowicie.

Jeżeli stosuje się układ, w którym układ rozpylania formy zawiera przynajmniej dwa pojemniki transportowe, z których przynajmniej jeden jest połączony z elementem rozpylającym środek, natomiast przynajmniej jeden inny pojemnik utrzymywany jest w gotowości. W ten sposób uzyskuje się taką korzyść, iż po całkowitym opróżnieniu jednego pojemnika transportowego, możliwe jest przełączenie automatycznie albo ręcznie z drugim pojemnikiem transportowym. Operacja nie musi wówczas być przerywana, przeciwnie, pojemnik pusty można zastąpić nowym pojemnikiem transportowym napełnionym środkiem do obróbki ścian formy w czasie, gdy praca jest kontynuowana bez przerwy.

Jeżeli środek do obróbki ścian formy zawiera przynajmniej 98% wagowych substancji smarowniczych (na przykład środek do obróbki ścian formy może zawierać przynamniej jeden olej silikonowy albo podobny olej syntetyczny i/lub przynajmniej jeden wosk poliolefinowy, taki jak wosk polietylenowy albo polipropylenowy jako substancje smarującą formy) i nie więcej niż 2% wagowych materiałów pomocniczych, takich jak środki antykorozyjne, bakteriobójcze, emulgatory, rozpuszczalniki takie jak woda i tym podobne. O ile nie stosuje się ich natychmiast, rozcieńczane wodą środki do obróbki ścian formy mają tendencję do rozdzielania się pomimo dodatku emulgatorów. Temu rozdzielaniu można zapobiec, na przykład wstrząsając mieszaninę. Wstrząsanie jednak, takie jak przy pomocy maszyn mieszających albo pomp wirówkowych, poddaje substancje smarownicze środka do obróbki ścian formy powtarzanym naprężeniom ścinającym i uszkadza ich własności smarownicze. Z powodu nieobecności rozpuszczalnika nie ma jednak obawy przed rozdzieleniem się i dlatego możliwa jest eliminacja wstrząsania środkiem do obróbki ścian formy. Ma to korzystny wpływ na własności smarownicze formy środka do obróbki ścian formy, a w tym samym czasie obniża koszty zakupu i utrzymania układu poprzez eliminację maszyny mieszającej. Wreszcie, pozwala to na efektywne wykorzystanie własności smarowniczych.

Ponadto, z powodu niewielkiej zawartości wody, nakładanie środka do obróbki ścian formy na gorącą powierzchnię ścian formy poddane jest niewielkiemu albo żadnemu wpływowi efektu Leidenfrosta. Dlatego też, środek do obróbki ścian formy, który może mieć lepkość w zakresie na przykład około 50-2,500 mPa-s przy temperaturze 20°C (zmierzoną lepkościomierzem Brookfielda przy 20 obr./min), można doprowadzić do styczności z o wiele gorętszą powierzchnią ścian formy niż było to możliwe w układach do obróbki ścian formy objaśnionych powyżej. Dlatego też, powierzchnia ścian formy nie musi być tak bardzo chłodzona, daje to, po pierwsze oszczędność czasu, a po drugie, zmniejszenie naprężeń termicznych formy. Ponieważ gotowy do użytku środek do obróbki ścian formy może zwilżyć ściany formy i utworzyć warstwę smarowniczą formy nawet przy temperaturze formy około 350-400°C, ściana formy może być poddana obróbce przy temperaturze korzystnej dla następnego cyklu formowania. Te korzystne temperatury są zwykle w zakresie 150-350°C, ale mogą być jeszcze wyższe.

Niewielka zawartość wody w środku do obróbki ścian formy daję również tę korzyść, iż warstwa nakładana na powierzchnię ścian formy zawiera również mało o ile w ogóle wtrętów wody. W obecności takich wtrętów wody, istnieje niebezpieczeństwo, iż para wodna, która tworzy się z takich wtrętów wody w czasie wlewania płynnego metalu do formy nie może ujść z formy i prowadzi do powstawania porów w odlewie, co znacząco wpływa na obniżenie jego jakości. Niebezpieczeństwo to zmniejsza się znacznie, o ile nie ulega całkowitej eliminacji, gdy stosuje się wolny od wody środek do obróbki ścian formy według wynalazku, z wynikiem takim, że daje się otrzymać odlewy o bardzo niewielu, jeśli w ogóle, porach.

Jeśli chodzi o cytowany powyżej zakres temperatur panujących na powierzchni ściany formy w czasie nakładania środka do obróbki ścian formy, proponuje się, by temperatura zapłonu środka obróbki ścian formy wynosiła przynajmniej 280°C.

Dla zapewnienia, iż środek do obróbki ścian formy jest drobno rozpylony, proponuje się, by na przykład środek do obróbki ścian formy, mając na względzie jego skład i wysoką lepkość jak wskazano powyżej, nakładać na ściany formy przy pomocy przynajmniej jednego elementu rozpylającego z odśrodkowym rozpylaniu i sterowaniem powietrznym. Należy jed14

186 974 nak podkreślić, iż sposób według wynalazku może być również zrealizowany z konwencjonalnymi elementami rozpylającymi, zwłaszcza gdy stosuje się środki do obróbki ścian formy rozcieńczane wodą.

Jako część sterowanego nakładania środka do obróbki ścian formy, ilość środka obróbki ścian formy uwalnianego na jednostkę czas na ściany formy może, na przykład, być wykrywana przez czujniki, które mierzą prędkość objętościowego przepływu i/lub prędkość przepływu masowego.

Jak już wspomniano powyżej, gdy stosuje się środki do obróbki ścian formy bez znacznych ilości substancji, które nie mają własność smarowniczych, i gdy środek do obróbki ścian formy jest drobno rozpylony w połączeniu z nakładaniem sterowanym programowo, które uwalnia tylko bardzo niewielkie ilości składników gazowych, można utworzyć na gorącej powierzchni ścian formy cienkie, jednorodne warstwy środka do obróbki ścian formy. Jest to szczególnie ważne, gdy celom jest wytworzenie odlewów o niskiej porowatości albo spawanych.

Ciepło może być dostarczane do i usuwane ze ścian formy na różne sposoby. Według pierwszego wariantu, możliwe jest, na przykład nakładanie odpowiednio nawilżonego płynu na ściany formy. W zasadzie, płynem nawilżonym może być odpowiednio nawilżony gaz. O uwagi na lepsze własności przewodnictwa ciepła cieczy, zaleca się jednakże stosowanie nawilżonych cieczy, takich jak woda.

Na przykład, ściany formy można schłodzić poprzez nałożenie cieczy na, korzystnie natryskanie cieczy na formy i przez umożliwienie odparowania. Według korzystnego przykładowego opracowania, w tym celu stosuje się odmibnralizowabą wodę, w wyniku czego uzyskana zostanie warstwa środka do obróbki ścian formy bardzo efektywna jeśli chodzi o właściwości smarownicze. Jeżeli mianowicie, jak to jest zwykle w sposobach według stanu techniki, użyje się wody wodociągowej, CaO i MgO obecne w tej wodzie wodociągowej mogą, po odparowaniu z powierzchni ścian formy, utworzyć pokrycie takie jak osad wapienny, które utrudnia działanie smarownicze i uwalniające środka do obróbki ścian formy nakładanego później. W najgorszym wypadku może doprowadzić do przerwania warstwy środka do obróbki ścian formy, w chwili gdy metal będzie wlewany o tym samym łączeniu się metalu z formą. Można temu zapobiec poprzez zastosowanie wody odmineralizowanej. Choć, w zasadzie możliwe jest dodanie domieszek, które zwiększają efekt regulacyjny, według tego co powiedziano powyżej należy zadbać o to, by domieszki te nie przeszkadzały własnościom smarowniczym środka do obróbki ścian formy. Korozyjny wpływ wody, zwłaszcza wody odmiboralizowabej, można zmniejszyć przez dodanie środków antykorozyjnych. Stopień odmineralizowania i ilość dodawanego środka antykorozyjnego należy dobrać rozważając wszystkie aspekty ekonomiczne.

Podobnie jak wstanie techniki, ciecz chłodząca może być nakładana w nadmiarze na ściany formy, ponieważ w procesie według wynalazku, nadmiar cieczy chłodzącej spływający z formy nie daje wzrostu problemów środowiskowych.

Dodatkowo, ciecz chłodząca spływająca ze ścian formy może być zebrana i ponownie wykorzystana, być może po obróbce oczyszczającej, takiej jak filtracja, odwirowanie, osadzenie, sedymentacja i tym podobne.

Jeżeli jest to konieczne, ściana formy może być osuszona po schłodzeniu płynem. Zaleca się osuszenie nawiewowe.

Według drugiego wariantu wynalazku dla osiągnięcia pożądanej temperatury na powierzchni ścian formy, przynajmniej pewien obszar na powierzchni ścian formy można wprowadzić w styczność z urządzeniem przenoszącym ciepło. Należy rozumieć, iż ta regulacja kontaktowa może być również stosowana w dodatku do regulacji płynowej omówionej powyżej. Na przykład, regulację kontaktową można przeprowadzić w celu schłodzenia obszarów powierzchni ścian formy, które są szczególnie gorące.

W celu uzyskania najlepszego możliwego przenoszenia ciepła pomiędzy powierzchnią ścian formy a urządzeniem przenoszącym ciepło, urządzenie przenoszące ciepło zawiera przynajmniej jeden pochłaniający i/lub dostarczający ciepło korpus, który jest skonstruowany tak, by pasował do konturów obszaru regulowanej ściany formy. Korpus albo korpusy pochła186 974 niające i/lub dostarczające ciepło mogą być zamocowane sprężyście na nośniku i/lub jeden na drugim, co ułatwia wyrównanie rozszerzalności albo kurczliwości termicznej korpusów pochłaniających i/lub dostarczających ciepło.

By umożliwić dostarczanie albo usuwanie ciepła z urządzenie przenoszącego ciepło w czasie, gdy jest ono w styczności z powierzchnią ściany formy, urządzenie przenoszące ciepło do usuwania albo dostarczania ciepła jest połączone z maszyną grzewczo-chłodzącą. W dodatku, albo jako rozwiązanie alternatywne, urządzenie przenoszące ciepło jest zanurzone w kąpieli grzewczo-chłodzącej w celu dostarczenia albo usunięcia ciepła. W celu wytworzenia kontaktu przenoszącego ciepło pomiędzy urządzeniem przenoszącym ciepła a ścianą formy, forma może być przynajmniej częściowo zamknięta. Urządzenie przenoszące ciepło może poruszać się do formy dzięki przemysłowemu robotowi znanemu jako takiemu, korzystnie robotowi sześcioosiowemu, doprowadzane być do styczności z formą, a następnie znów z niej wyciągane.

Pośrednie określanie rozkładu temperatury powierzchni ściany formy poprzez pomiary ukończonego części formowanej ma tę zaletę, iż urządzenie mierzące promieniowanie podczerwone albo czujnik temperatury mogą być zamontowane na stałe w miejscu sąsiadującym z formą, co oznacza, iż nie ma już potrzeby ramienia robota dla przesunięcia tego urządzenia mierniczego albo czujnika albo w szczególności dla wprowadzania tego urządzenia mierniczego do formy.

Zwłaszcza gdy stosuje się opisane powyżej urządzenie mierzące promieniowanie podczerwone, temperaturę we wstępnie określonym położeniu na powierzchni ściany formy można wykryć wstępnie określoną długość czasu po otwarciu formy i usunięciu części uformowanej. Temperatury właściwe dla miejsca i czasu uzyskane w ten sposób w kolejnych cyklach formowania i obróbki ścian formy mogą być następnie porównane ze sobą. W ten sposób możliwe staje się wyciągnięcie wniosków dotyczących stabilności ogólnego działania formowania i obróbki ścian formy oraz interwencja środkami korygującymi, jeżeli jest to konieczne. Na przykład, gdyby stwierdzono, że temperatura we wstępnie określonym punkcie w czasie i przestrzeni zwiększa się z cyklu na cykl, intensywność chłodzenia powierzchni ścian formy można odpowiednio zwiększyć. Jeżeli temperatura przekroczy wstępnie określoną wartość, możliwe jest wyciągnięcie wniosku, iż istnieje defekt urządzenia regulującego, a cały proces formowania może być zatrzymany dla zapobieżenia wytwarzaniu odpadów i dla naprawy uszkodzenie formy. Podobny typ decyzji można podjąć również, gdy czujnik prędkości przepływu objętościowego i/lub prędkości przepływu masowego wykryje, że jest zbyt mało środka do obróbki ścian formy.

Dodatkowo, strategia sterowania równowagą cieplną, wyjaśniona powyżej, może również brać pod uwagę temperaturę otoczenia, ponieważ temperatura zewnętrzna panująca w miejscu formy wpływa również na intensywność promieniowania termicznego z formy. Temperatura otoczenia, zmienia jednak się wraz z na przykład porami roku i również w wyniku zmian w odsłonięciu na światło słoneczne.

Dodatkowo, procedury robocza albo wytwórcza powinna być wzięta pod uwagę, ponieważ istnieje niebezpieczeństwo, iż forma mogłaby się zbytnio schłodzić w czasie, gdy układ nie pracuje, w którym to wypadku temperatura powierzchni formy mogłaby spaść poniżej pożądanej wartości. To samo jest prawdziwe w czasie rozruchu układu obróbki ścian formy na początku dnia roboczego.

Gdy wykorzystuje się regulację płynową, dostarczanie albo usuwanie ciepła ze ściany formy steruje się przez regulację ilości płynu podawanego na jednostkę czasu na ścianę formy i/lub przez regulację czasu trwania tego nakładania. Gdy wykorzystuje się regulację kontaktową, dostarczanie albo usuwanie ciepła ze ściany formy jest sterowane przez regulację czasu trwania kontaktu przenoszącego ciepło pomiędzy ścianą formy a urządzeniem przenoszącym ciepło i/lub przez regulację początkowej temperatury urządzenia przenoszącego ciepło.

Co najmniej jeden element rozpylający z odśrodkowym natryskiem i sterowaniem powietrznym, może być zamontowany na narzędziu do rozpylania, które wprowadza go do formy. Gdy powierzchnia ściany formy jest nawilżona płynem, to ponadto przynajmniej jeden element uwalniający dla usunięcia płynu regulacyjnego może być również zamontowany na

186 974 tym narzędziu do rozpylania. Dodatkowo, przynajmniej jeden element uwalniający dla wprowadzania powietrza wdmuchiwanego może być również zamontowany na narzędziu do rozpylania, to powietrze może być użyte na przykład do oczyszczenia formy z pozostałości środka obróbczego albo do osuszenia formy powietrzem sprężonym. Wreszcie, narzędzie do rozpylania może być przesuwane przez ramię korzystnie sześcioosiowego robota, korzystnie robota sterowanego programowo. Ma to tę zaletę, iż narzędzie do rozpylania jest wysoce mobilne i może rozpylić na każdy punkt na ścianie formy z odpowiedniego punktu wzdłuż swej trajektorii i z dogodną orientacją, tak że nawet obszary formy ze skomplikowanymi konturami, takimi jak wcięcia i obszary wybrane mogą być pokryte z pożądaną jednorodnością.

Trzeba również pamiętać, iż element rozpylający ma w zamierzeniu dostarczać zasadniczo wolne od rozpuszczalnika środki obróbki ścian formy, takie jak te rozważane powyżej do rozpylania na powierzchniach ścian formy w sposób dokładnie odmierzony, drobno rozproszony i jednorodny na powierzchni ścian formy. Jak już wspomniano, zasadniczo wolne od rozpuszczalnika środki do obróbki ścian formy tego typu, to znaczy środki do obróbki ścian formy, które zawierają przynajmniej 98% wagowych substancji o własnościach smarowniczych i nie więcej niż 2% wagowych materiałów pomocniczych takich jak środki bakteriobójcze, emulgatory, rozpuszczalniki takie jak woda i tym podobne, zwykle mają lepkość w zakresie około 50-2,500 mPa-s (lepkościomierz Brookfielda, 20 obr./min) w temperaturze 20°C i nakładane są w ilości o wiele mniejszej niż wykorzystywana według stanu techniki na powierzchnię ściany formy. Trzeba pamiętać, iż dostarczane przez producentów koncentraty środków obróbki ścian formy zwykle zawierają tylko około 5-40% wagowych substancji o własnościach smarowniczych i uwalniających i są rozcieńczane jeszcze bardziej przed użyciem w stosunku 1:40 - 1:200. Dzięki elementowi rozpylającemu według wynalazku objętość rozpylana na jednostkę czasu wynosi dlatego około 1,000 mniej niż w konwencjonalnych elementach rozpylających.

Pomimo małej przepustowości środka do obróbki ścian formy, natrysk odśrodkowy stosowany przez element rozpylający według wynalazku stosowany jest do natryskiwania środka z wymaganą jednorodnością na przebiegu czasu w dokładnie odmierzony sposób. Rozpylony środek do obróbki ścian formy pobierany jest w górę przez powietrze sterujące i odchylany pod kątem prostym do osi wirnika, w taki sposób, że porusza się on zasadniczo w głównym kierunku rozpylania, to znaczy, w kierunku przebiegu osi wirnika, w kierunku powierzchni ściany formy. Zastosowanie sprężonego powietrza do naprowadzenia mgły ze środka do obróbki ścian formy ma tę zaletę, iż jest zwykle już dostępne w układach do formowania albo kształtowania i w ten sposób nie wymaga żadnej dodatkowej inwestycji. To jest również interesujące jeśli chodzi o wsteczne dopasowanie istniejących już układów rozpylania do elementów rozpylających według wynalazku. Dodatkowo, sprężone powietrze jest względnie bezpiecznym medium, z którym operatorzy maszyn i personel konserwacyjny zaznajomiony jest od dawna.

Trzeba jednak mieć na uwadze, iż element rozpylający według wynalazku nadaje się również do rozpylania rozcieńczonych wodą środków do obróbki ścian formy i wody. Dostosowanie do niższej lepkości tych materiałów może dokonać się na przykład poprzez odpowiedni dobór liczby obrotów na minutę elementu rozpryskującego oraz poprzez odpowiednią regulację przepustowości powietrza sterującego.

Aby móc zapewnić to, że mgła rozpylonego środka do obróbki ścian formy opuszczająca element rozpylający jest porwana tak całkowicie, jak to możliwe przez powietrze sterujące, wylot przewodu zasilającego powietrza sterującego może, według pierwszego alternatywnego wariantu wynalazku, zawiera wiele otworów wylotowych umieszczonych w tarczy wokół elementu rozpylającego. Według drugiego wariantu wynalazku, wylot przewodu zasilającego powietrza sterującego zawiera szczelinę wylotową, tworzącą koło otaczające element rozpylający. By móc zapewnić, iż ciśnienie powietrza sterującego jest tak jednorodne jak to możliwe w kierunku obwodowym, przewód zasilający powietrza sterującego zawiera pierścieniowaty kanał ponad szczeliną wylotową.

W celu regulacji kąta rozpylenia stożka, można zapewnić, na przykład, to że przewód zasilający powietrza sterującego ukształtowany jest przynajmniej w części przez część głowi186 974 cową korpusu elementu rozpylającego, która jest ruchoma względem części podstawnej korpusu elementu rozpylającego, tak jak przy pomocy korzystnie sterowanego programowo serwonapędu. Granice pierścieniowego kanału są ukształtowane promieniowo na zewnętrznej stronie przez część głowicową a promieniowo na wewnętrznej stronie przez część podstawną albo przez element połączony z częścią podstawną.

Aby powietrze sterowane mogło być wstrzykiwane z dyszy, przewód zasilania powietrza sterującego może być zaprojektowany ze zwężeniem w pobliżu końca wylotowego, zwężającym się w dół w kierunku wylotu powietrza sterującego.

Jednostka napędowa do wytwarzania ruchu obrotowego wirnika wokół osi obrotu zawiera, na przykład turbinę pracującą na sprężone powietrze, która stanowi tańszy wariant przykładu wykonania wynalazku, ponieważ sprężone powietrze jest podawane i tak do elementu rozpylającego jako powietrze sterujące. Alternatywnie, jednostka napędowa może być również silnikiem elektrycznym albo innym dogodnym typem napędu obrotowego. Jednostka napędowa może być zamocowana w obudowie, która jest oddzielona od podstawy korpusu elementu rozpylającego i przymocowana do podstawy. Ułatwia to dostęp na przykład dla konserwacji.

Element rozpylający może stanowić pojedynczą jednostkę z wirnikiem, albo może być odłączalnie połączony z nim przy pomocy, na przykład urządzeń szybkiego uwalniania.

Według pierwszego alternatywnego wariantu przykładu wykonania wynalazku, element rozpylający ma powierzchnię rozpylającą naprzeciwko powierzchni ściany Formy. Korzystne jest, by powierzchnia rozpylająca przebiegała promieniowo na zewnątrz i od elementu rozpylającego w kierunku obrotu, w taki sposób, że powierzchnia ta stanowi stożek, gdzie połowa kąta stożka jest na przykład pomiędzy około 30° a 60°, korzystnie około 45°. Powierzchnia rozpylająca w tym rozwiązaniu jest korzystna, ponieważ środek do obróbki ścian Formy jest w ten sposób dociskany przez siły odśrodkowe działające nań do powierzchni rozpylającej i może być efektywnie natryskany przez nią pod wpływem tarcia. Element rozpylający może zatem, na przykład mieć otwór w tulei rozpylającej w kierunku powierzchni ściany Formy, przy czym wewnętrzna powierzchnia tulei działa jako powierzchnia rozpylająca.

Aby środek do obróbki ścian Formy mógł być podany w najbardziej jednorodny możliwie sposób na powierzchnię rozpylającą, która jest poprzedzona komorą rozpraszającą. Ta komora rozpraszająca ma otwór w pobliżu osi obrotu i przebiegający wokół osi obrotu, przez który środek do obróbki ścian Formy jest wprowadzany, a powierzchnia obwodowa komory rozpraszającej, która przebiega promieniowo na zewnątrz, wskazując od kierunku płaszczyzny obrotu, może połączyć się z zewnętrzną krawędzią obwodową otworu. Powierzchnia obrzeża komory rozpraszającej może być stożkowa, przy czym połowa kąta stożka może wynosić na przykład pomiędzy około 20° a około 60°, korzystnie około 45°.

Środek do obróbki ścian Formy wprowadzany do komory rozpraszającej przez promieniowy wewnętrzny otwór jest wyrzucany promieniowo na zewnątrz przez siły odśrodkowe działające nań w komorze. Powierzchnia obrzeża komory rozpraszającej zapobiega ponownemu pojawieniu się środka do obróbki ścian Formy z komory rozpraszającej i w ten sposób zapobiega zanieczyszczeniu elementu rozpylającego. Przewody rozpraszające, które prowadzą od komory rozpraszającej do powierzchni rozpryskowej, są w obszarze tej promieniowo na zewnątrz zwróconej przestrzeni, to znaczy w obszarze obwodowym komory rozpraszającej oddalonym od osi obrotu. Te przewody rozpraszające mogą być prostymi otworami albo szczelinami dla minimalizacji kosztu wytworzenia elementu rozpylającego. Jeśli chodzi o technologię produkcji, korzystne jest również, by te otwory albo szczeliny przebiegały w kierunku promieniowym. W zasadzie jednak, możliwe jest również, by otwory albo szczeliny były pod wstępnie określonym kątem do kierunku promieniowego. Dzięki zastosowaniu odpowiednich metod wytwarzania elementu rozpylającego, przewody rozpraszające mogą być również zakrzywione, tak że uzyskuje się efekt porównywalny z łopatkami prowadniczymi.

Jeżeli zewnętrzna krawędź obwodowy elementu stanowiącego granicę pomiędzy komorą rozpraszającą a ścianą Formy wystaje w kierunku promieniowym poza zewnętrzną krawędź przewodów rozpraszających i jest zamocowana w pewnej odległości od powierzchni rozpryskowej, możliwe jest zabezpieczenie przewodów rozpraszających przed uszkodzeniem.

186 974

Dodatkowo, element rozpylający jako całość uzyskuje atrakcyjny wygląd zewnętrzny.

W szczególności jednak szczelina obecna w powyższym rozwiązaniu pomiędzy powierzchnią rozpryskową a elementem stanowiącym granicę pomiędzy komorą rozpraszającą a ścianą formy ma inny korzystny wpływ. Jeżeli do elementu rozpylającego nie doprowadzi się środka do obróbki ścian formy, powietrze zamknięte w tej szczelinie zostanie napędzone na zewnątrz przez siłę odśrodkową tak, że ciśnienie ujemne, które wyciąga powietrze z komory rozpraszającej, wytworzy się w obszarze wylotu przewodów rozpraszających. Dlatego ogólnie to co powstaje jest efektem jakby dmuchawy, który prowadzi ostatecznie do samooczyszczania elementu rozpylającego po tym jak pokrywanie powierzchni ściany formy zostanie ukończone.

Po wprowadzeniu środka do obróbki ścian formy do komory rozpraszającej, jego ruch do przewodów rozpraszających może być ułatwiony przez zaokrąglone przejście z walcowej powierzchni granicznej komory rozpraszającej, które jest zasadniczo współosiowe z osią obrotu, do powierzchni granicznej komory rozpraszającej, która przebiega zasadniczo pod kątem prostym do osi obrotu. Jest to ważne zwłaszcza jako sposób zapewnienia całkowitości wyżej wspomnianego samooczyszczania tego elementu rozpylającego.

Element rozpylający według pierwszego wariantu wynalazku omówionego powyżej może być jako pojedyncza część albo jako kilka części. W tym drugim wypadku, pojedyncze części elementu rozpylającego można połączyć ze sobą przez sprasowanie, zagięcie obrzeża i tym podobne.

Według drugiego alternatywnego wariantu wynalazku, element rozpylający może zawierać tarczę rozpylającą.

Aby odnieść maksymalną korzyść z odśrodkowego wpływu elementu rozpylającego środek do obróbki ścian formy wyłaniający się z przewodów zasilających środkiem do obróbki ścian formy uderzał w element rozpylający w pobliżu jego osi obrotu.

Jeżeli element rozpylający zawiera wiele przewodów zasilających środka obróbki ścian formy, to obszar ściany formy, który wymaga szczególnej obróbki jest pokryty oddzielnie jednym albo więcej środkami do obróbki ścian formy. Możliwe jest również jednak pokrycie całej formy środkiem do obróbki ścian wielokrotną warstwą pokrywającą z różnych środków do obróbki ścian formy. Zmieszane warstwy można również nałożyć przez równoczesne nałożenie środka do obróbki ścian formy z przynajmniej dwóch z przewodów zasilających środkiem do obróbki ścian formy.

Dla napylenia na wklęsłe odcinki ściany formy takie jak otwory jak również żebra i szczeliny, korzystne może być urządzenie do odchylania głównego kierunku uwalniania elementu rozpylającego z przedłużenia osi obrotu wirnika. Może być wiele różnych wariantów wykonania, które można by zastosować do zrealizowania takiego urządzenia odchylającego. Na przykład, urządzenie odchylające może być urządzeniem do zmiany liczby i/lub średnicy otworów wylotowych i składać się na przykład z pierścienia przeponowego. Jako alternatywa, jednakże, urządzenie odchylające może również być urządzeniem do zmiany średnicy szczeliny wylotowej i składać się na przykład znów z pierścienia przeponowego. Ale jest również możliwe zapewnienie wielu przewodów zasilających powietrza sterującego, których przepustowość powietrza może być regulowana niezależnie od siebie. W takim wypadku, efekt odchylenia uzyskuje się poprzez odpowiednią regulację przepustowości powietrza większości przewodów zasilających na różnych wartościach. Wreszcie, możliwe jest również, by urządzenie odchylające składało się z przynajmniej jednego przewodu zasilającego powietrza odchylającego, oznacza to, iż zapewniony jest dodatkowy przewód zasilający powietrza odchylającego, który jest „włączany” w zależności od potrzeby.

Jako dalsze opracowanie wynalazku, zapewnia się to, iż grubość warstwy środka do obróbki ścian formy nakładanej na ściany formy może być sterowana, korzystnie w sposób sterowany programowo. Grubość nakładanej warstwy może na przykład być sterowana przez regulację prędkości, z jaką element rozpylający porusza się i/lub przez regulację ilości środka do obróbki ścian formy uwalnianego na jednostkę czasu przez przynajmniej jeden element rozpylający.

186 974

Z innego punktu widzenia, przedmiotem wynalazku jest zastosowanie elementu rozpylającego według wynalazku jako części, jeżeli jest to pożądane, urządzenia do rozpylania w formie według wynalazku jak również, jeżeli jest to pożądane, w zakresie zastosowalności wyżej opisanego sposobu obróbki ścian formy według wynalazku do rozpylania na ściany formy do formowania albo kształtowania zasadniczo wolnego od rozpuszczalnika środka obróbki ścian formy. Korzyści z tego zastosowania można wziąć z podanej powyżej dyskusji.

Wynalazek został przedstawiony w korzystnym przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat urządzenia do rozpylania w formie według wynalazku, fig. 2 - schemat jednostki sterującej do sterowania układem rozpylania w formie z fig. 1, fig. 3 - przekrój podłużny elementu rozpylającego według wynalazku, fig. 4 - alternatywny przykład wykonania jednostki napędowej dla elementu rozpylającego z fig. 3, fig. 5 - przekrój podłużny, alternatywnego przykładu wykonania elementu rozpylającego z fig. 3, fig. 6 - widok przedniego końca przykładu wykonania z fig. 4, fig. 7 - przekrój podłużny z fig. 3 części innego alternatywnego przykładowego wykonania elementu rozpylającego według wynalazku, fig. 8 - przekrój podłużny elementu rozpylającego z fig. 7.

Figura 1 przedstawia schemat urządzenia rozpylającego 10 znajdującego się w formie, które można zastosować w sposobie według niniejszego wynalazku. Urządzenie rozpylające 10 stosowane jest w przykładowym wykonaniu przedstawiony tu do przygotowania ścian formy 12a, 12b formy 12 do następnej procedury roboczej jako części do wytwarzania części formowanych przy pomocy, na przykład procesu odlewania kokilowego glinu.

Forma 12 zawiera dwie połówki 12c, 12d, z których jedna, to jest 12c, jest przymocowana do płyty ściskającej 14a, która może poruszać się w kierunku podwójnej strzałki F, a druga połowa przymocowana jest do nieruchomej płyty ściskającej 14b. W ten sposób, forma 12 zostaje zamknięta dla utworzenia zamkniętej wnęki formy 16 i znów otwarta dla usunięcia części uformowanej (nie przedstawiona). W procesie odlewania kokilowego omawianym tu przykładowo, forma 12 jest zamykana, wówczas wnęka formy 16 wypełnia się przez przewód zasilania 18 ciekłym metalem. Po całkowitym stwardnieniu części formowanej i otwarciu formy 12, część tę usuwa się z formy 12. Na fig. 1 przedstawiono tylko dwie płyty ściskające 14a, 14b z dwiema połówkami formy 12c, 12d, można również oczywiście stosować formy składające się z więcej niż dwóch części.

W celu przygotowania formy 12 do następnego cyklu formowania, powierzchnie ścian formy 12a, 12b trzeba najpierw doprowadzić do temperatury korzystnej dla następnego cyklu formowania. Ponieważ ciekły metal, który wypełnia wnękę formy 16 przenosi swe ciepło na formę 12 w miarę krzepnięcia, zwykle konieczne będzie schłodzenie powierzchni ścian formy 12a, 12b w celu doprowadzenia ich do temperatury odpowiedniej dla następnego cyklu formowania, ponieważ chłodzenie, które następuje jedynie przez promieniowanie termiczne jest niewystarczające. Tym niemniej, może się również zdarzyć, iż w wypadku przerw w ciągłym wytwarzaniu części formowanych albo w wytwarzaniu bardzo drobno podzielonych części formowanych składających się ze stosunkowo niewielkiej ilości ciekłego metalu, ściany formy 12a, 12b będzie trzeba ogrzać w celu doprowadzenia ich do temperatury korzystniej dla następnego cyklu formowania.

Po drugie, ściany formy 12a, 12b należy pokryć w możliwie najbardziej jednorodną warstwą środka do obróbki ścian formy. Ten środek do obróbki ścian formy ma za zadanie po pierwsze, smarowanie wyrzutnika, nie przedstawionego na fig. 1, który wyrzuca część z formy 12, i po drugie zadanie zapobiegania łączeniu się wprowadzonego metalu z formą a tym samym pomaga uzyskać odlewy o pożądanej jakości. W pewnych warunkach może być również konieczne oczyszczenie ścian formy 12a, 12b z pozostałości środka obróbki ścian formy albo z metalu, przed następnym etapem, co można przeprowadzić, na przykład za pomocą sprężonego powietrza.

W przeciwieństwie do stanu techniki, regulacja formy 12, i pokrycie ścian formy 12a, 12b środkiem do obróbki ścian formy przeprowadza się według wynalazku w oddzielnych etapach, to znaczy w etapach, które nie zachodzą na siebie w czasie. W przykładowym wykonaniu przedstawionym na fig. 1 obydwa etapy przeprowadza jednak jedno i to samo urządzenie rozpylające 10, pod kontroląjednostki sterowniczej 20, przedstawionej na fig. 2.

186 974

Urządzenie rozpylające 10 zawiera narzędzie rozpylające 22, z wieloma elementami rozpylającymi za pomocą cieczy albo sprężonego powietrza 24, 26, 28, które wkładane jest przez sześcioosiowego robota przemysłowego 30, pomiędzy otwarte połówki formy 12c, 12d, przesuwane z pożądaną prędkością v wzdłuż pożądanego toru B i wreszcie wciągane z formy 12. W czasie tej procedury, narzędzie rozpylające 22 jest wprowadzone przez robota przemysłowego 30 w dowolne pożądane ułożenie w przestrzenie w dowolnym punkcie wzdłuż toru B.

Robot przemysłowy 30, jest jako taki znany i dlatego konstrukcja jak i działanie nie zostaną wyjaśnione bardziej szczegółowo.

Na fig. 1, przedstawiono trzy różne możliwości, przy pomocy których powierzchnie ścian formy 12a, 12b, można doprowadzić do temperatury korzystnej dla następnego cyklu formowania.

Po pierwsze, urządzenie zawiera jednostkę grzewczo-chłodzącą 32, która dostarcza płyn chłodzący, korzystnie płyn grzewczo-chłodzący, przez przewód zasilający 32a do układu kanałów 12e wewnątrz formy 12. Przy pomocy jednostki grzewczo-chłodzącej 32, ciepło może zostać usunięte z albo dostarczone do formy 12 nawet w czasie, gdy ciekły metal krzepnie we wnęce formy 16. Idealnie, ta „wewnętrzna regulacja” powinna być jedynym środkiem wykorzystywanym dla doprowadzenia formy do pożądanej temperatury, ponieważ, w porównaniu z „zewnętrznymi” procesami regulacji przedstawionymi poniżej, powoduje najmniejsze obciążenie termiczne na materiał formy i w ten sposób przyczynia się do zmniejszenia zużycia formy w rezultacie obciążeń zmiennotemperaturowych. Ta „wewnętrzna” regulacja rozpoczyna się, jak tylko metal wprowadzony do wnęki formy 16 zacznie krzepnąć, natomiast w wypadku „zewnętrznej” regulacji, proces ten nie zaczyna się do czasu otwarcia połówek formy 12c, 12d i usunięcia ukończonej części formowanej z formy.

Jeżeli „wewnętrzna” regulacja formy opisana powyżej nie jest wystarczająca ze względów technicznych związanych z wytwarzaniem albo ze względów ekonomicznych, formę 12 można również regulować zewnętrznie. Może się to dokonać, na przykład w taki sposób, że przy pomocy narzędzia rozpylającego 22, na powierzchnie ścian formy 12a, 12b rozpyli się płyn chłodzący, korzystnie wodę odmineralizowaną, przez dysze elementu rozpylającego 24 i pozwoli na odparowanie jej z powierzchni. Zastosowanie wody odmineralizowanej daje tę korzyść, iż unika się osadów wapiennych na powierzchniach ścian formy 12a, 12b, które mogłyby uszkodzić jakość warstwy środka do obróbki ścian formy nakładanego następnie, w celu przyspieszenia procesu chłodzenia, częściej będzie się nakładać więcej płynu chłodzącego, który może odparować samoczynnie z gorących powierzchni formy 12a, 12b. Nadmiar wody, która skapuje zbierany jest na tacy zbiorczej 34. Grubsze cząstki obecne w nadmiarze wody zatrzymywane są przez jednostkę filtracyjną 36. Następnie, zebrana woda przesyłana jest przez przewód 36a do urządzenia oczyszczającego 38, w którym oczyszczana jest z warstewek oleju, zawieszonej materii i tym podobnych, poprzez na przykład odwirowanie, osadzanie, sedymentację i tym podobne. Oczyszczoną wodę przesyła się wówczas przez przewód 38a do zbiornika 40, dla ponownego użytku przez urządzenie rozpylające 10. Przewód 40a ponadto stosowany jest do dostarczenia świeżej, odmineralizowanej wody, tak że wystarczające zasilanie wodą chłodzącą jest zawsze dostępne dla urządzenia rozpylającego 10 przez przewód 40b.

Należy dodać, iż dla działania elementów rozpylających, wymagany jest nie tylko płyn rozpylany ale również wydmuchiwane powietrze. Powietrze dostarczane jest do układu rozpylania 10, przez przewód sprężonego powietrza 42.

Przewody zasilające biegnące wzdłuż ramienia robota przemysłowego 30, dla sprężonego powietrza, płynu regulacyjnego oraz środka obróbki ścian formy pominięto na fig. 1 dla jasności rozwiązania.

Inna możliwość regulacji zewnętrznej polega na wprowadzeniu urządzenia przenoszącego ciepło 44 w styczności z powierzchniami ścian formy 12a, 12b albo z obszarem 12f tej powierzchni ściany formy, która wymaga szczególnego chłodzenia. Dla tego celu, urządzenie przenoszące ciepło zawiera korpus nośny 44a i przynajmniej jeden korpus przenoszący ciepło 44b, naprowadzany wzdłuż nośnika i w dobrym kontakcie termicznym z nim. Powierzchnia 44c korpusu przenoszącego ciepło 44 jest zaprojektowana tak, by pasowała do obszaru 12f

186 974 powierzchni ściany formy 12a, 12Z, które mają być wyregulowane. Urządzenie przenoszące ciepło 44, może na przykład poruszać się przy pomocy dodatkowego robota przemysłowego, nie przedstawionego na fig. 1, jeżeli jest to wymagane, pomiędzy połówkami formy 12c, 12d i dto^rro^wa^y^cani do 6ί\χζηοίοί z powierzchniami śt^ian formy 12a, 12b.

W celu zapobieżenia uszkodzeniu czy to urządzenia przenoszącego ciepło 44 czy też formy 12 i w tym samym czasie zagwarantowania dobrego kontaktu przenoszącego ciepło pomiędzy korpusem przenoszącym ciepło 44b, a obszarem 12f formy 12, który ma być regulowany, korpus przenoszący ciepło 44b jest zamortyzowany na nośniku 44b, przy pomocy sprężyny 44d. Aby ciepło mogło być dostarczane do albo usuwane z korpusu przenoszącego ciepło 44Z, nośniku 44a, zawiera układ kanałów płynowych 44e, który może z kolei być połączony z jednostką grzewczo-chłodzącą 32. Inna możliwość dostarczania ciepła do urządzenia przenoszącego ciepło 44, albo usuwania zeń ciepła polega na zanurzeniu w wannie grzewczochłodzącej 46 w przygotowaniu do procesu regulacji.

We wszystkich tych trzech możliwościach regulowania formy 12, przedstawionych powyżej, pożądane jest usunięcie tylko tyle ciepła albo podanie tylko tyle ciepła, jaka jest konieczna do osiągnięcia temperatury, która jest korzystna dla następnego cyklu formowania. Działanie jednostki grzewczo-chłodzącej 32, ruch narzędzia rozpylającego 22, pomiędzy otwartymi połówkami formy 12c, 12d, wyrzut płynu chłodzącego z elementów rozpylających 24, czas trwania kontaktu pomiędzy urządzeniem przenoszącym ciepło 44, a powierzchniami ścian formy 12, 12Z i tym podobne, przeprowadza się pod kontrolą jednostki sterującej 20 na podstawie przynajmniej jednego z przedstawionych poniżej sygnałów czujnikowych.

Na przykład, temperatura formy 12 może być monitorowana w sposób ciągły przez czujnik temperatury 48, który jest zainstalowany w punkcie, który jest reprezentatywny dla rozkładu temperatury w £ομϊο 12. Według fig. 2, czujnik temperatury 48 przekazuje sygnał Tpi do jednostki sterowniczej 20. Jeżeli jest to pożądane, może być zapewnionych kilka takich czujników temperatury formy.

Rozkład temperatury powierzchni ścian formy 12a, 12Z można również określić jednak przy pomocy urządzenia rejestrującego obraz termiczny 50, które przekazuje odpowiedni cyfrowy sygnał o temperaturze w rozdzielczości przestrzennej Tf2 do jednostki sterowniczej 20. Urządzenie rejestrujące obraz termiczny 50 może Zyć zainstalowane na stałe, alZo może być wprowadzane w położenie najkorzystniejsze dla rejestracji obrazu termicznego przez urządzenie obracające albo przez ramię robota. Inny wariant polega nie na określeniu rozkładu ciepła na powierzchniach ścian formy 12a, 12Z bezpośrednio, ale raczej na określeniu ich pośrednio z obrazu termicznego części uformowanej tuż po usunięciu jej z formy.

AZy wziąć pod uwagę fluktuacje temperatury w obszarze instalacji produkcyjnej, która zmienia się na przykład wraz z porami roku, alZo która jest wynikiem odsłonięcia na światło słoneczne, i która może mieć również wpływ na temperaturę powierzchni ścian formy, jednostka sterownicza 20 może również przyjmować jako dane wejściowe sygnał temperatury Tu TU Z czujnika temperatury otoczenia dla sterowania procesem regulacji.

Dodatkowo, dana A na procedurze roboczej może Zyć również interesująca jeśli chodzi o sterowanie etapem regulacji. Na przykład, przerwanie cyklu produkcyjnego może doprowadzić do całkowitego schłodzenia się formy 12, co oznacza, iż formę trzeba najpierw ogrzać gdy rozpoczyna się znów produkcję, a następnie chłodzić później, gdy produkcja rozwinie się całkowicie. Informacja taka jak ta o przebiegu produkcji może Zyć dostępna dla jednostki sterowniczej 20 dzięki odpowiedniej jo'deostdO przechowywania danych 54, która wskazana jest jedynie przykładowo na fig. 2 przez schematyczny symbol maszyny rejestrującej na taśmie.

O sygnałów Tf1, Tf2, Ty i A oraz, jeżeli jest to pożądane, z dodatkowych sygnałów czujnikowych, sterownik temperatury 20a jednostki sterowniczej 20 określa sygnały wyjściowe dla robota przemysłowego 30, który porusza narzędzie rozpylające 22 a zwłaszcza trajektorię, położenie i prędkość ruchu narzędzia, sygnały robocze dla elementów rozpylających 24 albo urządzeń które obsługują te elementy rozpylające, takich jak pompy i zawory dla dostarczania cieczy chłodzącej ze zbiornika 40 i pompy i zawory dla dostarczania powietrza wydmuchowego z przewodu sprężonego powietrza 42 sygnały robocze dla jednostki grzewczo-chłodzącej 32, oraz sygnały dla urządzenia przenoszącego ciepło 44.

186 974

Po wyregulowaniu powierzchni ścian formy 12a, 12b, narzędzie rozpylające 22, a zwłaszcza elementy rozpylające 26, mogą pokryć wyregulowane powierzchnie ścian formy 12a, 12b środkiem do obróbki ścian formy. Według wynalazku, stosuje się środek do obróbki ścian formy zasadniczo wolny od rozpuszczalnika, który może zwilżać powierzchnie ścian formy 12a, 12b nawet w temperaturze korzystnej dla następnego cyklu formowania, a mianowicie w temperaturze w zakresie 350-400°C oraz tworzyć na tych powierzchniach warstewkę o własnościach smarowniczych i uwalniających o grubości około 5-10 pm. Wyrażenie „środek do obróbki ścian formy zasadniczo wolny od rozpuszczalnika” należy rozumieć jako środek do obróbki ścian formy, który zawiera przynajmniej 98% wagowych substancji o własnościach smarowniczych i uwalniania i nie więcej niż 2% wagowych materiałów dodatkowych, takich jak środki bakteriobójcze, emulgatory, rozpuszczalniki i tym podobnych.

Środek do obróbki ścian formy udostępniony jest w konsystencji gotowej do użytku w pojemnikach transportowych 56, 58, które połączone są bezpośrednio z elementami rozpylającymi 26, to znaczy, bez uprzedniego rozcieńczania wodą albo innym rozpuszczalnikiem. Środek pobierany jest z pojemników przez urządzenie usuwające 64 napędzane sprężonym powietrzem. To bezpośrednie, pobieranie nie rozcieńczonego środka do obróbki daje korzyści takie, że po pierwsze koszt nabycia i utrzymania układu rozcieńczania może zostać zaoszczędzony a po drugie, że związane z rozcieńczaniem niebezpieczeństwo ataku przez bakterie albo grzyby jest niemal całkowicie wykluczone. Zapewnienie dwóch pojemników transportowych 56, 58 oferuje dodatkowa taką, że po tym jak jeden pojemnik 56 całkowicie się opróżni, układ może zostać przełączony albo automatycznie pod kontrolą jednostki sterowniczej 20 albo ręcznie na usuwanie środka z drugiego pojemnika 58, bez potrzeby przerywania operacji produkcji w tym celu. Zamiast tego, pojemnik próżny 56 można zastąpić nowym pojemnikiem transportowym, wypełnionym środkiem do obróbki ścian formy bez przerywania pracy.

Proces pokrywania przeprowadzany jest również pod kontrolą jednostki sterowniczej 20. Według fig. 2, trajektoria, prędkość i położenie narzędzia rozpylającego 22, to znaczy, praca robota przemysłowego 30, oraz ilość środka obróbki do ścian formy uwalniana na jednostkę czasu przez elementy rozpylające 26 jest sterowana przez sterownik pokrywania 20b ścian formy jednostki sterowniczej 20. Aby zapewnić, iż w każdym punkcie trajektorii B ilość środka do obróbki ścian formy właściwa dla prędkości i położenia narzędzia rozpylającego i jest nakładana na powierzchnie ścian formy 12a, 12b, to znaczy aby zagwarantować, iż cała powierzchnia ścian formy 12a, 12b zostanie pokryta najbardziej możliwie jednorodną warstwą czujnik prędkości przepływu 60, taki jak urządzenie mierzące prędkość przepływu objętościowego albo czujnik przepływu masowego jest w narzędziu rozpylającym 22, który przekazuje odpowiedni sygnał przepustowości V do jednostki sterowniczej 20. Oczywiście zaleca się, by każdy element rozpylający 26 miał swój własny czujnik prędkości przepływu 60. Na podstawie wykrycia sygnałów z tych czujników prędkości przepływu 60, możliwe jest, by jednostka sterownicza 20, i jej sterownik pokrywania 20b uzyskały automatyczną kontrolę nad grubością warstwy.

Jak już wyjaśniono powyżej, narzędzie rozpylające 22 zawiera również końcówki 28 dla uwalniania sprężonego powietrza. To sprężone powietrze może być wykorzystane na przykład po usunięciu ostatnio ukończonej części formowanej i przed regulacją do oczyszczenia formy 12 z pozostałości metalu i środka obróbczego i/lub do osuszenia formy przed pokryciem ścian środkiem do obróbki ścian formy. To czyszczenie albo suszenie sprężonym powietrzem może dokonać się również pod kontroląjednostki sterowniczej 20.

Należy dodać, iż jednostka sterownicza 20 może również przejąć zadania sterownicze, takie jak sterowanie otwarciem i zamknięciem połówek formy 12c, 12d, usuwaniem uformowanej części z formy 12 tuż po jej ukończeniu oraz podobnie zadania sterownicze, które mogą pojawić się, jak wskazano sumarycznie na fig. 2 przy pomocy litery odniesienia Z.

Punkt, który należy zapamiętać jest taki, iż działanie instalacji produkcyjnej, może przebiegać w sposób sterowany programowo. Jednostka sterownicza 20 podłączona jest do terminalu danych wejścia/wyjścia 62 tak, że programy sterownicze tego typu można wprowadzić i wywoływać.

186 974

Odchylenia od wstępnie ustalonych nominalnych temperatur można wykryć w dowolnym punkcie cyklu Formowania przy pomocy wyżej opisanego układu sterowania, po czym program sterowniczy można wyregulować na podstawie odpowiednich danych albo przy pomocy odpowiedniego programu komputerowego, który korzystnie przebiega automatycznie. W ten sposób, równowaga termiczna najkorzystniejsza jeśli chodzi o technologię procesu może być zawsze utrzymywana w wąskim zakresie tolerancji w każdej sytuacji. Ma to korzystny wpływa na jakość końcową części Formowanych.

Figura 3 przedstawia szczegółowo element rozpylający 26 środek do obróbki ścian Formy. Element rozpylający 26 jest zaprojektowany tak, by rozpylał środek do obróbki ścian Formy zasadniczo wolny od rozpuszczalnika o własnościach zwilżania wysokotemperaturowego. Środki obróbki ścian Formy tego typu, to jest środki, które zawierają przynajmniej 98% wagowych substancji o własnościach smarowniczych i uwalniających i nie więcej niż 2% wagowych materiałów pomocniczych, takich jak środki bakteriobójcze, emulgatory, rozpuszczalniki i tym podobnych, i które mogą zwilżać powierzchnię ścian Formy przy temperaturze na przykład 350-400°C i utworzyć na niej jednorodną warstwę środka do obróbki ścian Formy, mają lepkość w 20°C w zakresie 50-2,500 mPa-s (zmierzoną lepkościomierzem BrookFielda przy 20 obrotach na minutę).

Element rozpylający 26 zawiera wirnik 110 z wałem wirnika 112, obracający się wokół osi obrotu R swobodnie oraz tarczę rozpylającą 114, który stanowi jedną część z wałem albo który jest przymocowany do wału (patrz śruba S). Wirnik 110 utrzymywany jest ze swobodą obrotu wokół osi obrotu R w korpusie 116 elementu rozpylającego, albo bardziej szczegółowo w kanale wału 116a. W korpusie 116, zespół łożyskowy 118 umożliwia obracanie się wirnika 110. Przy końcu wału wirnika 112, naprzeciwko tarczy rozpylającej 114, jest jednostka napędowa 120, która napędza wirnik 110 z prędkością rzędu około 10,000 obr./min do około 40,000 obr./min.

W przykładowym wykonaniu przedstawionym na Fig. 3, jednostka napędowa 120 jest turbiną 120a na sprężone powietrze, która jest zasilana sprężonym powietrzem przez przewód zasilający sprężonego powietrza 122. Turbina na sprężone powietrze 120a i przewód zasilania sprężonego powietrza 122 są zainstalowane w obudowie 116e, wskazanej jedynie schematycznie na fig. 3, która jest przymocowana do części podstawnej 116a w sposób odłączalny, co daje korzyść łatwiejszego utrzymania. Według wariantu przedstawionego na Fig. 4, jednostka napędowa 122 może być również silnikiem elektrycznym 120b. Turbina 120a na sprężone powietrze ma tę zaletę, iż sprężone powietrze wymagane do jej napędzania, jak będzie widać poniżej, musi być dostarczone w każdym wypadku do elementu rozpylającego 26, natomiast w wypadku silnika elektrycznego 120b, wymagany jest dodatkowy mechanizm do układania przewodu elektrycznego na elemencie rozpylającym 26.

W korpusie 116, jest pierwszy przewód zasilający 124, który prowadzi do przedniego końca 116b korpusu. Korpus dyszowy 126, który uwalnia środek do obróbki ścian Formy podawany przez przewód zasilający 124 na tarczę rozpylającą 114, to znaczy na obszar, gdzie tarcza połączona jest z wałem wirnika 112, włożony jest w otwór 124a przy przednim końcu przewodu zasilającego 124. Środek do obróbki ścian Formy wchodzący w styczność z tarczą rozpylającą 114 jest wyrzucany na zewnątrz pod kątami prostymi do osi obrotu R w wyniku obrotu tarczy i w ten sposób drobno rozpylony. Efekt rozpylenia może być wzmocniony przez żebra uderzeniowe, nie przedstawione, które przebiegają w kierunku promieniowym w stosunku do osi obrotu R.

Część głowicowa 116d, ma swobodę ruchu w kierunku osi obrotu R na odcinku walcowym 116c korpusu 116.

Na przykład, obrotowo symetryczna część głowicowa 116d może być przykręcona do odcinka walcowego 116c. Możliwe jest jednak również, by część głowicowa 116d, była poruszana przez serwonapęd w kierunku osi obrotu R pod kontrolą na przykład jednostki sterowniczej 20, która może być sterowana programowo. Przewód zasilający powietrza sprężonego 128, który otwiera się do pierścieniowego kanału 130 w pobliżu końca przedniego 116b korpusu 116 elementu rozpylającego, jest w tej części głowicowej 116d, przy końcu 130a, kanału pierścieniowego, kanał ten zwęża się w dół w kierunku osi obrotu R wirnika i kończy się tam

186 974 w pierścieniowej szczelinie wylotowej 130b. W przykładowym wykonaniu według fig. 3, pierścieniowy kanał 130 jest ograniczony po stronie promieniowo zewnętrznej przez część głowicową 116d a po stronie promieniowo wewnętrznej przez odcinek walcowy 116c. Pierścieniowy kanał 130 służy do wyrównania ciśnienia sprężonego powietrza podawanego przez przewód zasilający 128 i obecnego przy szczelinie wylotowej 130b.

Sprężone powietrze uwalniane przez szczelinę wylotową 130b odchyla rozpylony środek do obróbki ścian formy, który został odrzucony promieniowo na zewnątrz od osi obrotu R. Daje to w efekcie powstanie stożka rozpylenia 132, który otwiera się w głównym kierunku rozpylania H, wyznaczonym przez przedłużenie osi obrotu R. Poprzez przesunięcie położenia części głowicowej 116d w kierunku osi obrotu R, szerokość szczeliny wylotowej 130b i w ten sposób można zmieniać ilość powietrza sterującego uwalnianego przez tę szczelinę wylotową 130b. W ten sposób, na fig. 3 u góry przedstawiona jest bardzo szeroka szczelina wylotowa, z której uwalniana jest duża ilość powietrza sterującego, natomiast na dole fig. 3 przedstawiona jest bardzo wąska szczelina wylotowa, z której wychodzi bardzo niewielka ilość powietrza sterującego. Im jednak większa ilość sprężonego powietrza uwalniana jest przez zewnętrzną szczelinę 130b, tym większy efekt porywania, jaki to sprężone powietrze wywiera na rozpylony środek do obróbki ścian formy i tym mniejszy kąt zawarcia stożka rozpylenia. W ten sam sposób, bardzo wąski stożek rozpylenia 132 uzyskuje się, gdy część głowicowa 116d jest w położeniu przedstawionym u góry fig. 3, natomiast bardzo szeroki stożek rozpylania 132' uzyskuje się, gdy część głowicowa 116d jest w położeniu przedstawionym u dołu fig. 3.

Należy również zwrócić uwagę, iż może być również zapewnionych wiele przewodów zasilających 124 dla środka obróbki ścian formy, przez które, według pierwszej alternatywy, podawany jest jeden i ten sam środek do obróbki ścian formy albo, według drugiej alternatywy, różne środki do obróbki ścian formy można podawać dla uwolnienia przez element rozpylający 26.

Na przykład, dla pokrycia wklęsłych obszarów formy, takich jak otwory, żebra, szczeliny i tym podobnych, korzystne może być odchylenie strumienia rozpylonego 132 na boki poza główny kierunek rozpylania H, wyznaczony przez przedłużenie osi obrotu R, jak wskazano na fig. 3 strzałką H’. Dla tego celu na przykład dodatkowy przewód zasilający 136 dla powietrza odchylającego może być umieszczony albo zaprojektowany na części głowicowej 116 korpusu elementu rozpylającego 116.

Możliwe jest jednak również wiele przewodów zasilania sprężonego powietrza 128 sterującego, rozmieszczonych wokół obrzeża części głowicowej 116d, których przepustowości dla powietrza sterującego mogą być sterowane niezależnie od siebie. Mogą one otwierać się albo bezpośrednio przy końcu uwalniającym korpusu elementu rozpylającego 116, albo w analogii do przykładowego wykonania przedstawionego na fig. 3, mogą otwierać się do pierścieniowego kanału, w którym to wypadku długość tego kanału musi być tak krótka, by ciśnienie nie mogło się wyrównać w kierunku obwodowym albo przynajmniej taka, by nie mogło się ono wyrównać całkowicie do czasu, gdy powietrze osiągnie szczelinę wylotową 130b.

Inna alternatywa projektowa przedstawiona jest na fig. 5 i 6. W tym elemencie rozpylającym 26', przepona 138 o kolistym przekroju poprzecznym i kolistym, dyskowym otworze przeponowym 138a, umieszczony mimośrodowo względem osi obrotu R, jest na części głowicowej 116d' korpusu elementu rozpylającego 116'. Otwór przeponowy 138a ma takie wymiary, że szczelina wylotowa 130b', której szerokość zmienia się w kierunku obwodowym, utworzona jest pomiędzy tarczą rozpylającą 114' a przeponą 138. W ten sposób, szczelina wylotowa 130b' u góry fig. 5 ma maksymalną szerokość, natomiast u dołu fig. 5 ma ona minimalną szerokość. W rezultacie, więcej powietrza sterowniczego uwalnia się ze szczeliny u góry fig. 5, co prowadzi do odpowiedniego zwiększenia się efektu porywania środka do obróbki ścian formy i w ten sposób ogólnie do odchylenia w dół stożka rozpylenia na fig. 5.

Przepona 138 może być przymocowana do części głowicowej 116d' w taki sposób, że może się obracać w kierunku obwodowym tak, by zmieniać kierunek, w którym odchylany jest stożek rozpylania. Może być ona również zaprojektowana w taki sposób, że może się poruszać w kierunku promieniowym względem osi obrotu R, tak że odśrodkowość jej położenia względem krążka rozpylającego 114' może się zmieniać. Wreszcie, przepona 138 może być

186 974 zaprojektowana jak przepona tęczówki, tak że średnica otworu przepony a tym samym szerokość szczeliny przepony 138a może się zmieniać.

Figury 7 i 8 przedstawiają część innego przykładowego wykonania elementu rozpylającego 26 według wynalazku, co odpowiada zasadniczo rozwiązaniu z fig. 3. Dlatego też analogiczne części na fig. 7 i 8 wyposażono w takie same numery odnośne co na fig. 3, z wyjątkiem tego, że dodano do nich oznaczenie . Dodatkowo, element rozpylający 26 według fig. 7 i 8 opisany jest następująco tylko w takim stopniu, w jakim różni się od elementu rozpylającego 26 z fig. 3. W stopniu, w jakim elementy te są takie same, niniejszym czyni się jawne odniesienie do opisu poprzedniego elementu.

W wypadku elementu rozpylającego 26 według fig. 7, jednostka napędowa 120 włożona jest do środkowego kanału 116a w korpusie podstawnym 116 i przymocowana tam przy pomocy odpowiednich urządzeń (nie przedstawionych). Wirnik 110 jednostki napędowej 120 zawiera wybranie 110a, w którym wał 114a tarczy rozpylającej 114 jest utrzymywany nieobrotowo przez wkręcany element zbieżny 170. Ten rodzaj umocowania jest połączeniem szybkiego uwalniania. Jak przedstawiono szczegółowo na fig. 8, element tarczowy 114b, zasadniczo pod kątem prostym do osi obrotu R jest integralnie połączony z końcem wału 114a wskazującym główny kierunek rozpylania H. Przejście 114c pomiędzy wałem 114a a tarczą 114b, jest zaokrąglone. Przy promieniowo zewnętrznym końcu 114d tarczy 114b, jest pierścieniowate ramię 114e, które przebiega w kierunku przeciwnym do głównego kierunku rozpylania H, to jest, w kierunku elementu rozpylającego 26. Wewnętrzna powierzchnia obwodowa 114 el ramieni a pieśścienioweoo 114e' ', zzęś ć walcowej powierzchni 114a1 wału 114a, zaokrąglony obszar 114c oraz powierzchnia graniczna 114b1 tarczy 114b przebiegają zasadniczo pod kątem prostym do osi obrotu R, tworząc razem granice komory rozpraszania 114f, do której środek do obróbki ścian formy można wprowadzić z elementu dyszowego 126 przez otwór 114g, sąsiadujący z wałem 114a (patrz fig. 7).

Z powodu działania nań siły odśrodkowej, środek do obróbki ścian formy przesuwa się wzdłuż zaokrąglonego obszaru 114c i powierzchni granicznej 114b1 do zewnętrznej krawędzi obwodowej 114f1 pierścieniowego ramienia H44. W przykładowym wykonaniu przedstawionym tu, ta graniczna powierzchnia 114ei jest stożkowa, przy czym połowa kąta a stożka wynosi około 45°. Stożek rozszerza się w kierunku rozpylania H, tak że środek do obróbki ścian formy uderzający w obszar 114e1 wypychany jest przez siły odśrodkowe w kierunku zewnętrznej krawędzi obwodowej 114f1 komory rozpraszania 114f'.

Przy zewnętrznym końcu 114f1 komory rozpraszania 114.f, są promieniowe przewody rozpraszania 114h, przez które środek do obróbki ścian formy może wypłynąć z komory rozpraszania 114F', połączone przez dopasowanie dociskowe z pierścieniowym ramieniem 114e. Powierzchnia rozpylająca 114i1 jest stożkową tulejową powierzchnią otwierającą się w kierunku rozpylania H, przy czym połowa kąta β tej powierzchni tulejowej w niniejszym przykładowym wykonaniu wynosi około 45°. Kształt powierzchni 114i1 rozszerzającej się w kierunku rozpylania H ma tę zaletę, iż środek do obróbki ścian formy jest dociskany przez siły odśrodkowe działające nań do powierzchni rozpylającej 114i1, gdzie jest ostatecznie rozpylany przez siłę odśrodkową, która zwiększa się wraz ze wzrostem promienia i przez tarcie o powierzchnię rozpylającą 114i1. Po przejściu krawędzi oderwania 114i2, zatomizowany środek obróbki ścian formy jest wyrzucany promieniowo na zewnątrz, przed pochwyceniem go przez powietrze wyłaniające się ze szczeliny wylotowej 13Ob i przenoszony wzdłuż stożka rozpylania 132 na ścianę formy.

Należy zwrócić uwagę, iż w rezultacie projektu tarczy rozpylającej 114 opisanego powyżej, gdy tarcza rozpylająca opróżni się, to znaczy gdy nie będzie się podawać środka do obróbki ścian formy do komory rozpraszania 114f efekt dmuchawy wytworzy się dzięki siłom odśrodkowym i efektowi porywania, który wywierają różne powierzchnie i sąsiednie warstwy powietrza. Efekt dmuchawy pozwala na wypłynięcie powietrza z komory rozpraszania 114P przez kanały rozpraszania 114h i wzdłuż powierzchni rozpylającej 114i1. W tarczy rozpylającej 114, z fig. 8, ten efekt dmuchawy jest wzmocniony przez fakt, iż zewnętrzne powierzchnie brzegowe 114b2 elementu tarczowego 114b oraz pierścieniowe ramię Π44 są zasadniczo równoległe do i w niewielkiej odległości od powierzchni rozpylającej 11411,

186 974 tak, że pomiędzy tymi powierzchniami tworzy się wąska, pierścieniowa szczelina, rozszerzająca się stożkowo w kierunku rozpylania H. Efekt porywania tej pierścieniowej szczeliny na powietrze obecne w niej wzmacnia efekt dmuchawy, tak że gdy nie wprowadza się już środek do obróbki ścian formy do komory rozpraszania 114f, jakikolwiek środek do obróbki ścian formy obecny ciągle w komorze rozpraszania jest wyrzucany całkowicie z komory rozpraszania 114f przez siły odśrodkowe i efekt dmuchawy. Krążek rozpylający 114 jest w ten sposób całkowicie samo oczyszczający się.

Należy również dodać, iż w przykładowym wykonaniu elementu rozpylającego 26 według fig. 7, część podstawna 116, oraz pierścień tworzący szczelinę 172, współdziałają tworząc nieregulowalną szczelinę wylotową 130b, pierścień stanowi obrzeże komory rozpraszania 130, połączonej z przewodami zasilania powietrzem sprężonym 128. Odpowiednio do przykładowego wykonania według fig. 3, szczelina wylotowa 130b przykładowego wykonania według fig. 7 może jednak również być zaprojektowana tak, by była regulowana.

Należy zauważyć również, iż element rozpylający według wynalazku a tym samym i cały układ rozpylania w formie nadaje się również do rozpylania konwencjonalnych, rozcieńczanych wodą środków do obróbki ścian formy. Układ ten można dostosować do niższej lepkości mieszaniny środek obróbczy-woda przez, na przykład, dobranie odpowiedniej prędkości obrotowej jednostki napędowej i przez odpowiednią regulację przepustowości powietrza.

186 974

©JD

O

186 974

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 6,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób formowania albo kształtowania części formowanej po zakończeniu cyklu formowania i usunięciu części formowanej z formy dla przygotowania ścian do następnego cyklu formowania, obejmujący pierwszy etap doprowadzania ścian formy do pożądanej temperatury i drugi etap nakładania środka do obróbki ściany formy, znamienny tym, że etapy pierwszy i drugi przeprowadza się w kolejności wskazanej i niezależnie od siebie, przy czym w pierwszym etapie, dostarczanie albo usuwanie ciepła ze ścian formy (12a, 12b) przeprowadza się w sposób kontrolowany, korzystnie w sposób sterowany programowo, jako funkcję warunków procesu i/lub warunków środowiskowych i że w drugim etapie środek do obróbki ścian formy nakłada się w sposób kontrolowany, korzystnie w sposób sterowany programowo.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się gotowy do użytku środek do obróbki ścian formy, który pobiera się nie rozcieńczony z pojemnika transportowego (56, 58) i nakłada się na ściany formy (12a, 12b).
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że stosuje się gotowy do użytku środek do obróbki ścian formy, zawierającej przynajmniej 98% wagowych substancji o własnościach smarowniczych i uwalniających oraz nie więcej niż 2% wagowych materiałów pomocniczych, takich jak środki bakteriobójcze, emulgatory, rozpuszczalniki takie jak woda i tym podobne.
4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że stosuje się gotowy do użytku środek do obróbki ścian formy o lepkości w zakresie około 50 do około 2,500 mPa · w temperaturze 20°C.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się środek do obróbki ścian formy o temperaturze zapłonu przynajmniej 280°C.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że środek do obróbki ścian formy nakłada się na ściany formy (12a, 12b) za pomocą przynajmniej jednego elementu rozpylającego (26) z rozpyleniem odśrodkowym i sterowaniem powietrznym.
7. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, znamienny tym, że kontroluje się ilość (V) środka do obróbki ścian formy uwalnianą na jednostkę czasu na ściany formy (12a, 12b).
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kontroluje się grubość warstwy środka do obróbki ścian formy nakładanego na ściany formy (12a, 12b) przez zmianę trajektorii (B) elementu rozpylającego (26) dla uwalniania środka do obróbki ścian formy, przy czym stosuje się przynajmniej jeden taki element, i/lub przez zmianę prędkości (v) przynajmniej jednego elementu rozpylającego (26), i/lub przez zmianę ilości (V) środka do obróbki ścian formy uwalnianego na jednostkę czasu przez przynajmniej jeden element rozpylający (26).
9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że na ściany formy (12a, 12b) nakłada się odpowiednio nawilżający płyn dla dostarczenia albo odprowadzenia ciepła ze ścian formy (12a, 12b).
10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że płyn nakłada się, a korzystnie rozpyla na ściany formy (12a, 12b) i powoduje się jego odparowanie dla schłodzenia ścian formy (12a, 12b).
11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że do chłodzenia ścian formy (12a, 12b) stosuje się wodę odmineralizowaną.
12. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że płyn chłodzący nakłada się w nadmiarze na ściany formy (12a, 12b).
13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że płyn chłodzący spływający ze ścian formy (12a, 12b) zbiera się i ponownie używa, możliwie po oczyszczeniu.
14. Sposób według zastrz. 10 albo 11, albo 12, albo 13, znamienny tym, że ściany formy (12a, 12b) po schłodzeniu płynem suszy się, korzystnie powietrzem.

186 974
15. Sposób według zastrz. 1 albo 9, znamienny tym, że przynajmniej pewien obszar (12f) ścian formy (12a, 12b) kontaktuje się na zasadzie przenoszenia ciepła z urządzeniem przenoszącym ciepło (44).
16. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że urządzenie przenoszące ciepło (44) zanurza się w wannie grzewczo-chłodzącej (46).
17. Sposób według zastrz. 16, znamienny tym, że formę (12) przynajmniej częściowo zamyka się i powoduje się kontakt urządzenia przenoszącego ciepło (44) ze ścianami formy (12a, 12b) na zasadzie przenoszenia ciepła.
18. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 8, albo 9, albo 10, albo 11, albo 12, albo 13, albo 16, znamienny tym, że formę (12) podłącza się do jednostki grzewczo-chłodzącej (32).
19. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 8, albo 9, albo 10, albo 11, albo 112, albo 13, albo 1(5, znamienny tym, że mierzy się temperaturę (Tfi, Tfi) ścian Formy (12a, 12b).
20. Sposób według zastrz. 19, znamienny tym, że umieszcza się czujnik temperatury (48) w przynajmniej jednym miejscu reprezentatywnym dla rozkładu temperatury ścian formy (12a, 12b).
21. Sposób według zastrz. 19, znamienny tym, że określa się rozkład temperatury ścian formy (12a, 12b) za pomocą urządzenia mierzącego promieniowanie podczerwone (50).
22. Sposób według zastrz. 19, znamienny tym, że określa się rozkład temperatury na powierzchni części formowanej, usuniętej z formy, za pomocą urządzenia mierzącego promieniowania podczerwone (50).
23. Sposób według zastrz. 19, znamienny tym, że określa się temperaturę otoczenia (Tu).
24. Sposób według zastrz. 19, znamienny tym, że uwzględnia się przebieg pierwszego etapu procesu roboczego.
25. Sposób według zastrz. 19, znamienny tym, że kontroluje się dostarczanie ciepła albo odprowadzanie ciepła ze ścian Formy (12a, 12b) przez zmianę ilości płynu nakładanego w jednostce czasu na ściany Formy (12a, 12b) i/lub przez zmianę czasu nakładania.
26. Sposób według zastrz. 19, znamienny tym, że kontroluje się dostarczanie ciepła albo odprowadzanie ciepła ze ścian formy (12a, 12b) przez zmianę czasu trwania kontaktu pomiędzy ścianami Formy (12a, 12b) przenoszącymi ciepło a urządzeniem przenoszącym ciepło (44) i/lub przez zmianę początkowej temperatury urządzenia przenoszącego ciepło (44).
27. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że na narzędziu rozpylającym (22) mocuje się przynajmniej jeden element rozpylający (26) z rozpylaniem odśrodkowym i sterowaniem powietrznym.
28. Sposób według zastrz. 27, znamienny tym, że na narzędziu rozpylającym (22) mocuje się przynajmniej jeden element (24) do uwalniania nawilżonego płynu.
29. Sposób według zastrz. 27, znamienny tym, że na narzędziu rozpylającym (22) mocuje się przynajmniej jeden element (28) do uwalniania wydmuchiwanego powietrza.
30. Sposób według zastrz. 27 albo 28, albo 29, znamienny tym, że narzędzie rozpylające (22) uruchamia się przez ramię robota, korzystnie robota sześcioosiowego (30), korzystnie sterowanego programowo.
31. Urządzenie do Formowania albo kształtowania części Formowanej po zakończeniu cyklu Formowania i usunięciu części Formowanej z Formy dla przygotowania ścian do następnego cyklu Formowania, znamienne tym, że zawiera jednostkę sterowniczą (20) ze sterownikiem temperatury (20a) i sterownikiem pokrywania ścian Formy (20b), przy czym sterownik temperatury (20a) oraz sterownik pokrywania ścian Formy (20b), są skoordynowane ze sobą w zakresie ustalania temperatury i dostarczania albo usuwania ciepła ze ścian Formy (12a, 12b) jako Funkcji warunków procesu i/lub warunków otoczenia.
32. Urządzenie według zastrz. 31, znamienne tym, że zawiera pojemnik transportowy (56, 58) z gotowym do użytku środkiem do obróbki ścian Formy oraz urządzenie pobierające (64) środek do obróbki ścian Formy z pojemnika transportowego (56, 58) i dostarczające nierozcieńczony środek na ściany Formy (12a, 12b).

186 974
33. Urządzenie według zastrz. 31, znamienne tym, że zawiera przynajmniej dwa pojemniki transportowe (56, 58), z których przynajmniej jeden (56) jest połączony z elementem rozpylającym (26).
34. Urządzenie według zastrz. 31, znamienne tym, że ma przynajmniej jeden element rozpylający (26) z odśrodkowym rozpyleniem i sterowaniem powietrznym.
35. Urządzenie według zastrz. 31, znamienne tym, że urządzenie pomiarowe (60) do wykrywania ilości (V) uwalnianego środka obróbki ścian formy (12a, 12b) jest połączone z przynajmniej jednym elementem rozpylającym (26).
36. Urządzenie według zastrz. 31, znamienne tym, że ma element (24) do nakładania na ściany formy (12a, 12b) płynu dostarczającego ciepło albo usuwającego ciepło, takiego jak ciecz dostarczająca ciepło albo odbierająca ciepło, korzystnie wody odmineralizowanej.
37. Urządzenie według zastrz. 36, znamienne tym, że ma urządzenie zbierające (34) dla zbierania nadmiaru płynu dostarczającego ciepło albo odbierającego ciepło, opadającego ze ścian formy (12a, 12b) oraz przewód powrotny (36a, 38a) do zbiornika płynu dostarczającego ciepło albo odbierającego ciepło (40).
38. Urządzenie według zastrz. 37, znamienne tym, że ma jednostkę filtracyjną (36) i ewentualnie urządzenie (38) do oczyszczania zebranego płynu.
39. Urządzenie według zastrz. 31, znamienne tym, że zawiera urządzenie przenoszące ciepło (44), które kontaktuje się na zasadzie przenoszenia ciepła z przynajmniej jednym obszarem (12f) ścian formy (12a, 12b).
40. Urządzenie według zastrz. 39, znamienne tym, że urządzenie przenoszące ciepło (44) zawiera przynajmniej jeden korpus pochłaniający ciepło i/lub uwalniający ciepło (44b), który jest dopasowany do konturów normowanego obszaru (12f) ścian formy (12a, 12b).
41. Urządzenie według zastrz. 39, znamienne tym, że korpus albo korpusy pochłaniające ciepło i/lub uwalniające ciepło (44b) jest/są zamontowane sprężyście obok siebie i/lub na podparciu (44a).
42. Urządzenie według zastrz. 39 albo 40, albo 41, znamienne tym, że urządzenie przenoszące ciepło (44) wykonane jest, przynajmniej w obszarze jego powierzchni przenoszącej ciepło (44c), przynajmniej częściowo z dobrego przewodnika ciepła, takiego jak miedź, stop miedzi, aluminium, stop aluminium i tym podobne.
43. Urządzenie według zastrz. 39 albo 40, albo, 41, znamienne tym, że urządzenie przenoszące ciepło (44) jest połączone z jednostką grzewczo-chłodzącą (32).
44. Urządzenie według zastrz. 39 albo 40, albo 41, znamienne tym, że urządzenie przenoszące ciepło (44) jest wyposażone w wannę grzewczo-chłodzącą (46).
45. Urządzenie według zastrz. 31 albo 32, albo 33, albo 34, albo 35, albo 36, albo 37, albo 38, albo 39, albo 40, albo 41, znamienne tym, że ma przynajmniej jeden element nadmuchowy (28) dla ukierunkowywania wydmuchiwanego powietrza.
46. Urządzenie według zastrz. 31 albo 32, albo 33, albo 34, albo 35, albo 36, albo 37, albo 38, albo 39, albo 40, albo 41, znamienne tym, że ma czujnik temperatury (48) w przynajmniej jednym punkcie reprezentatywnym dla rozkładu temperatury ścian formy (12a, 12b).
47. Urządzenie według zastrz. 31 albo 32, albo 33, albo 34, albo 35, albo 36, albo 37, albo 38, albo 39, albo 40, albo 41, znamienne tym, że ma urządzenie mierzące promieniowanie podczerwone (50) dla określania rozkładu temperatury ścian formy (12a, 12b) i/lub powierzchni części uformowanej, usuniętej z formy.
48. Urządzenie według zastrz. 31 albo 32, albo 33, albo 34, albo 35, albo 36, albo 37, albo 38, albo 39, albo 40, albo 41, znamienne tym, że ma czujnik temperatury (50) do wykrywania temperatury otoczenia.
49. Urządzenie według zastrz. 31 albo 32, albo 33, albo 34, albo 35, albo 36, albo 37, albo 38, albo 39, albo 40, albo 41, znamienne tym, że ma jednostkę rejestrującą (54) do rejestracji protokołu procedury roboczej.
50. Urządzenie według zastrz. 34, znamienne tym, że na narzędziu rozpylającym (22) zamontowany jest przynajmniej jeden element rozpylający (26), z rozpylaniem odśrodkowym i sterowaniem powietrznym.

186 974
51. Urządzenie według zastrz. 50, znamienne tym, że na narzędziu rozpylającym (22) zamontowany jest przynajmniej jeden element (24) do uwalniania płynu chłodzącego.
52. Urządzenie według zastrz. 50, znamienne tym, że na narzędziu rozpylającym (22) zamontowany jest przynajmniej jeden element nadmuchowy (28) dla powietrza wydmuchiwanego.
53. Urządzenie według zastrz. 50 albo 51, albo 52, znamienne tym, że narzędzie rozpylające (22) jest zamontowane na ramieniu robota, korzystnie robota sześcioosiowego (30).
54. Element rozpylający do formowania albo kształtowania części formowanej dla przygotowania formy do następnego cyklu formowania do natryskiwania środkiem do obróbki ścian formy, znamienny tym, że element rozpylający (26; 26’; 26) zawiera wirnik (110), który jest osadzony swobodnie wokół osi obrotu (R) w korpusie elementu rozpylającego (116; 116'; 116), przy czym do jednego podłużnego końca wirnika (110) jest przymocowany element rozpylający (114; 114’; 114), przy czym ten element rozpylający (26; 26’; 26) zawiera przewód zasilający (124) środkiem do obróbki ścian formy (12a, 12b), zaś wylot (130b) przewodu zasilającego (128) powietrza sterującego jest umieszczony w pobliżu zewnętrznego obwodu elementu rozpylającego (114; 114’; 114).
55. Element rozpylający według zastrz. 54, znamienny tym, że wylot (130b) przewodu zasilającego powietrza sterującego zawiera wiele otworków umieszczonych koliście wokół elementu rozpylającego (114; 114’; 114).
56. Element rozpylający według zastrz. 54, znamienny tym, że wylot (130b) przewodu zasilającego powietrza sterującego (128) zawiera szczelinę (130b) tworzącą okrąg wokół elementu rozpylającego (114).
57. Element rozpylający według zastrz. 56, znamienny tym, że przewód zasilania powietrza sterującego (128) zawiera pierścieniowo ukształtowany kanał (130) powyżej szczeliny wylotowej (130b).
58. Element rozpylający według zastrz. 54, znamienny tym, że przewód zasilający powietrza sterującego (128) jest ukształtowany przynajmniej częściowo przez część głowicową (116d) korpusu elementu rozpylającego (116), która jest umieszczona ruchomo względem części podstawnej (116a, 116c) korpusu elementu rozpylającego (116), zwłaszcza za pomocą serwonapędu, korzystnie sterowanego programowo.
59. Element rozpylający według zastrz. 57 albo 58, znamienny tym, że pierścieniowy kanał (130) jest ograniczony po promieniowo zewnętrznej stronie przez część głowicową (116d) a po promieniowo wewnętrznej stronie przez część podstawną (116a, 116c) albo element połączony z nią.
60. Element rozpylający według zastrz. 54, znamienny tym, że w obszarze swego wylotu (130b), przewód zasilający powietrza sterującego (128, 130) zwęża się w dół w kierunku wylotowym powietrza sterującego.
61. Element rozpylający według zastrz. 54, znamienny tym, że ma jednostkę napędową (120) do obracania wirnikiem (110) wokół jego osi obrotu (R).
62. Element rozpylający według zastrz. 61, znamienny tym, że jednostka napędowa (120) zawiera turbinę (120a) napędzaną przez sprężone powietrze.
63. Element rozpylający według zastrz. 61, znamienny tym, że jednostka napędowa (120) zawiera silnik elektryczny.
64. Element rozpylający według zastrz. 61 albo 62, albo 63, znamienny tym, że jednostka napędowa (120) jest zamontowana w obudowie (116e), jako jednostka oddzielna od części podstawnej (116a) korpusu elementu rozpylającego (116) i korzystnie jest przymocowana do niej rozłącznie.
65. Element rozpylający według zastrz. 54, znamienny tym, że element rozpylający (114) ma postać pojedynczej jednostki z wirnikiem (110).
66. Element rozpylający według zastrz. 54, znamienny tym, że element rozpylający (114) jest rozłącznie połączony z wirnikiem (110) za pomocą, korzystnie łączników szybkiego uwalniania.
67. Element rozpylający według zastrz. 54, znamienny tym, że element rozpylający (114’) ma powierzchnię rozpylającą (114il), zwróconą do powierzchni ściany formy (12a, 12b).

186 974
68. Element rozpylający według zastrz. 67, znamienny tym, że powierzchnia rozpylająca (114il’’) jest stożkowa i że połowa kąta (a) stożka wynosi, korzystnie pomiędzy około 30° a około 60°, a zwłaszcza około 45°.
69. Element rozpylający według zastrz. 67, znamienny tym, że element rozpylający (114) ma tuleję rozpylającą (114i), otwartą w kierunku powierzchni ściany formy (12a, l2b), której wewnętrzna powierzchnia stanowi powierzchnię rozpylającą (114il).
70. Element rozpylający według zastrz. 67, znamienny tym, że powyżej powierzchni rozpylającej (114il) znajduje się komora rozpraszająca (114”).
71. Element rozpylający według zastrz. 70, znamienny tym, że komora rozpraszająca (114f ) ma, w sąsiedztwie swej osi obrotu (R) otwór (114g), otaczający oś obrotu (R).
72. Element rozpylający według zastrz. 71, znamienny tym, że powierzchnia obrzeża komory rozpraszającej (114e1), przebiegająca promieniowo na zewnątrz i w kierunku rozpylania (H), jest połączona z zewnętrzną obwodową krawędzią otworu (114g).
73. Element rozpylający według zastrz. 70, znamienny tym, że powierzchnia obrzeża komory rozpraszania (114e1) jest stożkowa i że połowa kąta ((3) stożka wynoii korzystnie pomiędzy 20° a około 60°, a zwłaszcza około 45°.
74. Element rozpylający według zastrz. 70, znamienny tym, że przewody rozpraszające (114h) prowadzące do powierzchni rozpylającej (114i1) połączone są z komorą rozpraszającą <114f”) w jej obszarze obwodowym (114”1) odległym od osi obrotu (R).
75. Element rozpylający według zastrz. 70, znamienny tym, że zewnętrzna krawędź obwodowa elementu (114b), tworząca granicę pomiędzy komorą rozpraszającą (11^4f”^ł), a ścianami formy, wystaje promieniowo poza promieniowo zewnętrzny koniec przewodów rozpraszających (114h) i jest w usytuowana w pewnej odległości od powierzchni rozpylającej (114i1).
76. Element rozpylający według zastrz. 70, znamienny tym, że przejście (114c) z walcowej powierzchni granicznej (114a1) komory rozpraszającej (114”*) zasadniczo współosiowej z osią obrotu (R) na powierzchnię graniczną (114b1) zasadniczo pod kątem prostym do osi obrotu (R) jest zaokrąglone.
77. Element rozpylający według zastrz. 54, znamienny tym, że element rozpylający (114) jest krążkiem rozpylającym.
78. Element rozpylający według zastrz. 54, znamienny tym, że koniec przewodu (124) podającego środek do obróbki ścian formy jest skierowany na element rozpylający (114) w pobliżu osi obrotu. '
79. Element rozpylający według zastrz. 54, znamienny tym, że ma wiele przewodów zasilających (124) środka do obróbki ścian formy.
80. Element rozpylający według zastrz. 54, znamienny tym, że ma urządzenie do odchylania głównego kierunku uwalniania (H) środka do obróbki elementu rozpylającego (26) od przebiegu osi obrotu (R) wirnika (110).
81. Element rozpylający według zastrz. 55 albo 80, znamienny tym, że urządzenie odchylające zawiera urządzenie do zmiany liczby i/lub średnicy otworów wylotowych.
82. Element rozpylający według zastrz. 56 albo 80, znamienny tym, że urządzenie odchylające zawiera urządzenie (138) do zmiany szerokości szczeliny wylotowej (130b').
83. Element rozpylający według zastrz. 80, znamienny tym, że ma wiele przewodów zasilających powietrza sterującego (128), których przepustowość dla powietrza jest regulowana niezależnie od siebie.
84. Element rozpylający według zastrz. 80, znamienny tym, że urządzenie odchylające zawiera przynajmniej jeden przewód zasilający (136) powietrza odchylającego.
85. Element rozpylający według zastrz. 54 albo 55, albo 56, albo 58, albo 60, albo 61, albo 62, albo 63, albo 65, albo 66, albo 67, albo 68, albo 69, albo 70, albo 71, albo 72, albo 73, albo 74, albo 75, albo 76, albo 77, albo 78, albo 79, albo 80, albo 83, albo 84, znamienny tym, że ma sterowanie korzystnie programowo, grubością warstwy środka do obróbki ścian formy, nakładanego na ściany formy (12a, 12b).

186 974
86. Zastosowanie elementu rozpylającego do formowania albo kształtowania części formowanej dta przygotowania farmy da easięceoga cyklu faamawaeia przez natryskiwaniu śaadkinm da aZróZki ścian farmy zasadniczo pozbawionego rozpuszczalnika.

Prąndmioiem wynalazku jest scosóZ i urządzenie oraz element rozpylający da formowania alba kształtowania części formowaboj i ąastosowabin elementu rozcytajądogo da formawania alba kształtowania części foamowaboj.

Oe stanu techniki są znane tega typu sposoby, które abejmują etapy dacrawadzania ścian farmy da pożądanej temperatury i nakładania na ściany farmy środka da obróbki ścian farmy.

Sposoby tega typu są wykarzystywane na przykład w wytwarzaniu części farmawanych w procesach formawania takich jak te znane pad nazwami takimi jak foamowabio w stanie ciekłym, thixocastibg, czyli odtewabin z wykorzystywabinm tiksotaopowych właściwaści metalu, thixo-forming, czyli adkształcanie stopów w stanie półciekłym, foamowabie próżniowe w stanie półciekłym, prasowanie w stanie ciekłym i tym podobne. Stan techniki zostanie objaśniony poniżej w charakterze przykładu na podstawie przygotowania ścian formy dla farmy do odlewania kokitowogo metalu, ale należy podkreślić, iż analogiczny problem występuje również w innych procesach kształtowania, takich jak kucie.

W celu wytworzenia części formowanej, płynny bądź półpłynny metal, składający się ze stopu lekkiego albo ciężkiego metalu wprowadza się zwykle pod ciśnieniem da podzielonej, zamkniętej formy ze stali i doprowadza da zakrzepnięcia. W tym samym czasie, forma rozgrzewa się w wyniku ciepła przenoszonego nań z materiału ulegającego krzepnięciu. W warunkach produkcyjnych, to znaczy w czasie wytwarzania tak wielu odlewów, jak ta tylko możliwe w najkrótszym możliwie czasie, temperatura formy ciągle by wzrastała. W celu osiągnięcia odlewów o dobrej jakości forma powinna jednak mieć tę samą początkową temperaturę przy rozpoczęciu każdego cyklu produkcyjnego. W warunkach produkcji forma musi zatem zwykle mieć odprowadzane w sposób ciągły ciepło, tak że osiąga się równowagę termiczną pomiędzy ilością ciepła, którą metal przenosi na formę a ilością ciepła, którą forma uwalnia jako promiebiowabin do otoczenia, albo która jest usuwana z niej przez uzupełniające chłodzenie, z rezultatem takim, że utrzymuje się w przybliżeniu jednorodną temperaturę formy.

Oczywiście zamiast uzupełniającego chłodzenia kobinczbn może być również zapewnienie formie uzupełniającego ogrzewania. Dochodzi do tego w wypadku, gdy na przykład tylko niewielka ilość metalu wlewana jest do bardzo ciężkiej formy, to znaczy, gdy wytwarza się części formowane o bardzo cienkich członach. W tym wypadku może się zatem zdarzyć, iż forma wypromiebiujo więcej ciepła do otoczenia, niż pożądane jest dla utrzymania temperatury formy korzystnej dla procesu odlewania. Dlatego też, w odniesieniu do niniejszego wynalazku, określa się w bardzo ogólnych terminach, iż formę się „reguluje”, to znaczy, że formę trzeba schłodzić, lub jak trzeba ją ogrzać.

W dodatku do konieczności regulacji formy, konieczna jest również obróbka powierzchni ścian formy środkiem poślizgowym i uwalniającym formę po usunięciu ostatniej części formowanej i przed wprowadzeniem do formy świeżego płynnego metalu. Ten środek do obróbki ścian formy ma piorwszorzędowe zadanie polegające na zapobieganiu połączeniu się wprowadzonego metalu do formy, czyli gwarantuje, że ukończona część daje się usunąć z formy, oraz ma za zadanie smarowanie części ruchomych formy takich, jak wyrzutniki albo wypychacze. W pewnych procesach, środek do obróbki ścian formy ma dodatkowe zadanie polegające na zmniejszaniu przenoszenia ciepła pomiędzy wprowadzanym metalem a formą w czasie procesu napełniania. Warstwa środka do obróbki ścian formy nałożona na ścianę formy powinna mieć możliwie najbardziej jednorodną grubość, ponieważ warstwa ta może przerwać się w punktach, gdzie jest zbyt cienka, co spowoduje połączenie się wprowadzonego metalu z formą. Jeżeli warstwy są zbyt cienkie, to ponadto zbyt wioIo ciepła może przenieść się z wprowadzanego metalu na formę, co spowoduje, iż wprowadzany metal ochłodzi się

186 974 zbyt szybko i w ten sposób zapobiegnie wystarczającemu napełnieniu się formy. Jednak warstwy, które są zbyt grube również niekorzystnie wpływają na jakość odlewów, zajmując zbyt dużo objętości formy.

Według sposobu konwencjonalnego, ściany formy natryskuje się mieszaniną środka do obróbki ścian formy i wody za każdym razem, gdy część formowana usuwana jest z formy, jak to opisano, na przykład w niemieckim opisie patentowym DE 4,420,679 Al i DE 195-11,272 A1. Korzyścią z zastosowania tych mieszanin środka do obróbki i wody jest oszczędność czasu, która wynika z faktu, iż powierzchnia ściany formy jest chłodzona przez rozpylaną wodę w tym samym czasie, kiedy środek do obróbki ścian formy nakładany jest na ściany. Jednym z problemów, z którymi trzeba uporać się w tym sposobie jest jednak efekt Leidenfrosta. Oznacza to, iż gdy krople natrysku spadają na gorącą powierzchnię ściany formy, powstaje bariera pary pomiędzy kroplami a powierzchnią. Ta bariera zapobiega całkowitemu zwilżeniu powierzchni przez krople. Część z rozpylonej mieszaniny środka obróbczego i wody dlatego spływa po powierzchni ściany formy bez chłodzenia, smarowania, zwilżania jej i nadawania pożądanych własności uwalniających.

Elementy rozpylające z natryskiem odśrodkowym i sterowaniem elektrostatycznym znane są z technologii pokrywania. Można jedynie przykładowo poczynić odniesienie do niemieckich opisów patentowych DE 4,105,116 Al, D2,804,633 C2 i europejskiego opisu patentowego Ep 0,037,645 B1. W tej technologii rozpylania, do elementu rozpylającego w czasie procesu pokrywania przykładane jest wysokie napięcie, natomiast korpus jest, na przykład, uziemiony. Farba dostarczana do obracającego się elementu rozpylającego ulega rozpyleniu dzięki działaniu siły odśrodkowej, a drobne kropelki farby są równocześnie ładowane elektrostatycznie. Choć drobne kropelki farby są odrzucane przez element rozpylający pod kątami prostymi do osi wirnika, fakt iż są naładowane oznacza, iż podążają za liniami pola elektrycznego pomiędzy elementem rozpylającym a korpusem, który ma być pokryty i w ten sposób docierają do powierzchni, która ma być pomalowana. Wyżej opisane elementy rozpylające z natryskiem odśrodkowym i sterowaniem elektrostatycznym nie mogą być rozważane dla napylania na ściany formy do formowania albo kształtowania, ponieważ koszt wyposażenia i układów bezpieczeństwa wymaganych dla zastosowania sterowania elektrostatycznego jest zbyt wysoki i uczyniłby proces formowania albo kształtowania jako całość nieekonomicznym.

Dodatkowo, efekt Faradaya przeszkadza w rozpylaniu na wklęsłych obszarach powierzchni ściany formy, a zwłaszcza w otworach, żebrach, szczelinach itp., takich jak to się często znajduje w formach do odlewania takich jak bloki silnikowe, wały korbowe i tym podobne.

Dla schłodzenia powierzchni ściany formy oraz pokrycia wystarczająco jej środkiem do obróbki ściany formy, konieczne jest nałożenie nadmiaru mieszaniny środka obróbczego-wody. Ale wówczas trzeba przyjąć w zamian, iż znaczna ilość mieszaniny środka obróbczego-wody spłynie po powierzchni ścian formy bezużytecznie a następnie będzie musiała być zebrana i usunięta. Pociąga to za sobą znaczne problemy jeśli chodzi o zgodność z przepisami o ochronie środowiska.

Jeżeli przyjmiemy, iż odlewnia zużywa około 5 kg koncentratu środka do obróbki ścian formy na 1000 kg odlewanego glinu i że ten koncentrat jest rozcieńczany przed rozpyleniem wodą w stosunku 1:100, to jest rozpyla się całkowitą ilość około 500 litrów mieszaniny woda-środek obróbczy, i jeżeli przyjmiemy również, że około 80% tej ilości spływa bezużytecznie ze ścian formy jako nadmiar, oznacza to, iż na tonę odlanego glinu musi zostać usunięte około 400 litrów odpadowego płynu. Jest to ocena zachowawcza. Mniej korzystna ale równie realistyczna ocena daje objętość około 900 litrów odpadu na tonę glinu. W średniej wielkości zakładzie odlewniczym o wydajności około 5,000 ton glinu na rok, jest zatem konieczne usunięcie 2,000-4,500 m- płynu odpadowego.

Na tym tle rysuje się zadanie niniejszego wynalazku polepszenia zgodności z przepisami o ochronie środowiska sposobu ogólnie opisanego powyżej.