專利名稱:用來為模鑄準備模具的壁的過程和用于此過程的裝置的制作方法
技術領域:
本發明涉及用來為用于模鑄部件的模鑄或成形在一次模鑄循環完成并從模具中取出模鑄部件之后準備模具的壁,使該模具為下一個模鑄循環作好準備的過程,該過程包括以下步驟(a)使模具壁達到所要求的溫度;以及(b)把一種模具壁處理劑施加到模具壁上。
按照現有技術已經知道了這類過程,并例如在用模鑄過程生產模鑄部件中得到了應用,這些模鑄過程比如在專業人員范圍內以模具鑄造、觸變鑄塑、觸變成形、Vacural模具鑄造、擠壓鑄造等的名字已經知道的那些過程。下面將以示例的方式在準備用來對金屬進行模具鑄造的模具的模具壁的基礎上解釋技術的現狀,但是應該強調的是在其它成形過程比如鍛造過程中也會出現類似的問題。
為了生產一個模鑄部件,通常在壓力下把由輕金屬或重金屬合金組成的液態金屬或半液態金屬引入關閉的可分開的鋼模具中,使其固化。同時,由于來自固化材料而傳遞到模具上的熱量使模具加熱。在生產狀況下,即,在盡可能最短的時間內生產盡可能多的鑄造件的過程中,模具的溫度可能持續上升。然而,為了得到質量好的鑄造件,在每個生產循環的開始時模具應該有相同的初始溫度。因此,在生產條件下,通常必須連續地從模具中移走熱量,從而在金屬傳遞到模具的熱量與由于輻射傳遞到周圍環境的熱量或通過補充冷卻由模具移走的熱量之間達到熱平衡,結果使模具溫度維持近似均勻。
當然,除了補充冷卻,也可能必須向模具提供補充熱量。例如,當僅把少量金屬倒入非常重的模具中時,即,當生產帶有非常薄的件的模鑄部件時,就是這樣的情況。因此,在這種情況下,可能發生的情況是模具向周圍環境輻射出比維持對鑄造過程有利的模具溫度所要求的更多的熱量。因此,按照本發明,以更一般的術語來說模具被“回火”,包括了必須冷卻模具的可能性和必須加熱模具的可能性。
除了需要使模具回火以外,還必須在移開上一個模鑄部件之后和在把新的液態金屬引入該模具之前用一種潤滑和脫模劑處理模具壁的表面。這種模具壁處理劑的主要任務是防止被引入的金屬焊接到或粘接到模具材料上,確保可以由模具把成品的部件移開,并潤滑模具的運動部件,比如頂推器或推桿。在某些過程中,模具壁處理劑有另外的任務,就是在填充過程中降低被引入的金屬與模具之間的熱傳遞。施加到模具壁上的模具壁處理劑應該有最大可能的均勻厚度,這是因為在處理劑層太薄的部位該層可能破裂,這將進而造成被引入的金屬焊接到模具材料上。還有,如果這些層太薄,可能有太多的熱量由被引入的金屬傳到模具上,結果,被引入的金屬在把它引入之后就過快地冷卻,因此使模具不能被充分地充滿。但是,太厚的層也可能由于占據了過多的模具體積而損害鑄造件的質量。
按照傳統的方法,每次把模鑄部件從模具中移開之后用模具壁處理劑與水的混合物對模具壁進行噴涂,如在例如德國專利文件DE4,420,679 A1和DE195-11,272A1中所描述的那樣。采用這些處理劑與水的混合物的優點是節省時間,這是由于在把模具壁處理劑施加到壁上的同時模具壁的表面由于噴撒的水而被冷卻。然而,在這種方法中不得不處理的問題之一是Leidenfrost效應。即,當噴撒的液滴落在模具壁的表面上時,在這些液滴與該表面之間形成一個蒸汽屏障。此蒸汽屏障妨礙液滴使表面完全變濕。因此,一些被噴撒上的處理劑和水的混合物由模具壁的表面流下,而沒有使模具壁冷卻,使它潤滑,或使它變濕,并賦予它所要求的脫模性質。
盡管有這一問題,為了能冷卻模具壁表面,并可以用模具壁處理劑充分地涂覆模具壁表面,必須施加一種另外的處理劑與水的混合物。但是,必須作出權衡相當數量的處理劑與水的混合物將從模具壁表面流下而沒被利用,隨后必須收集它們并進行處理。這在環境相容性方面造成了嚴重的問題,下面在一個示例的基礎上將對此作更詳細的解釋。
如果我們假設一個鑄造車間對每1000公斤鑄鋁大約使用5公斤濃的模具壁處理劑,并且在噴撒之前把這一濃度與水以1∶100的比例稀釋,即噴撒總量大約為500升的處理劑與水的混合物,并且,如果我們也假設這一數量的大約80%未被利用而從模具壁作為多余物流下,這意謂著每噸鑄鋁必須處理大約400升廢液。這是一個保守的估計。不太樂觀但是是比較實際的估計為對于處理每噸鋁大約造成900升體積的廢液。因此,在每年可以處理大約500噸鋁的一個中等規模的鑄造車間中,必須處理2000-4500立方米的廢液。
在這一背景基礎上,本發明的任務是改進上述類型的過程對環境的相容性。
按照本發明,這一任務的完成在于,在所討論的一般類型的過程中,按所表明的順序彼此獨立地進行步驟(a)和(b)。因此,在步驟(a),依賴于過程條件和/或環境條件控制,最好用一個程序控制,向模具壁提供熱量或由模具壁移走熱量;而在步驟(b),以一種可控的方式,最好以程序控制的方式,施加模具壁處理劑。因此,按照本發明,在與這一回火過程無關的一個過程中對其進行涂布之前,首先使模具壁,特別是它們的表面達到所要求的溫度。具體地說,即,在模具的回火與施加模具壁處理劑之間在時間上沒有重疊。下面將解釋按照本發明的過程的優點,再一次僅以示例的方式在使用前面討論的鑄造過程的基礎上作這種解釋,在上述的鑄造過程中,模具壁的回火通常為冷卻的形式。
由于在回火與涂布之間在時間上分開的原故,使得兩個分過程中的每個過程可以在對于它單獨進行最有利的條件下進行,這對按照本發明的過程的環境相容性有有利的影響。
首先,在考慮到過程條件和/或環境條件的情況下以一種可控的方式冷卻模具壁表面。這種受控的冷卻并不排除把冷卻劑最好是純水至少在某些時間間隔中過量地施加到模具壁以便抵消Leidenfrost效應的可能性。由于用過量的水進行冷卻,可以在相對較短的時間內從模具移走大量的熱量,這使得可以快速地達到對下一個填充過程所要求的溫度。然而,在回火過程的最后階段,冷卻過程的控制使得可以把溫度嚴格地調整到所要求的溫度值。然而,以過量水進行冷卻對環境是完全安全的,這是因為按照本發明可以用水作為冷卻劑,可以將從模具流下的過量的水凈化,通過過濾,離心,沉降,沉積等方法除去金屬和處理劑殘余物,隨后或者再次使用,或者按當地法律的規定容易地排放到市政的下水道系統中。
隨后,以一種可控的方式施加模具壁處理劑。因為模具壁已經首先被冷卻,Leidenfrost效應干擾模具壁表面變濕的的程度,即使這一效應仍然存在,至少比按照現有技術已出現的情況要明顯地小。因此,為了實現足夠的涂布,不需要過量地施加模具壁處理劑。最多,可能必須把只非常少的過量處理劑施加到模具壁表面上,這意謂著或者完全沒有處理的問題,或者相應地減少了仍然保留有待處理的問題。可控地施加模具壁處理劑不僅使得可以使此過量降到最低或完全消除過量,而且不管模具壁的形狀如何都可以把厚度均勻的模具壁處理劑層施加到模具壁表面上。
因為按照本發明的過程有更好的環境相容性,當使用該過程時,與每次模鑄過程有關的處理成本相應地較低,因此,盡管在回火與模具壁的涂布之間在時間上分開,按照本發明的過程的經濟指標肯定不比按照現有技術的過程差,并可能更好。另外,應該注意到,通過可控地進行回火和可控地施加模具壁處理劑可以使為準備循環所需要的時間降到最少。
按照本發明的過程的環境相容性方面的另一個改進可以通過使用準備好待用的模具壁處理劑來獲得,例如,從一個運輸容器不加稀釋地取得這樣的模具壁處理劑,并把它施加到模具壁上。通過消除了對處理劑制造者所供應的模具壁處理劑進行稀釋的步驟,可以避開多種問題,由于需要把模具壁處理劑的濃度稀釋到準備好待用的濃度,這些問題至今使現有技術受到損害。即,用水稀釋的混合物容易受到細菌或霉菌的作用,這可能破壞模具壁處理劑的潤滑和脫模性能。因此,必須對供應的模具壁處理劑添加殺菌劑或類似物,而這些殺菌劑對模具壁處理劑的潤滑和脫模性能有不利的影響。另外,殺菌劑使得更難于以對環境安全的方式處理向下流的過量物。
因為如所提出的那樣直接由運輸容器取得模具壁處理劑,并直接把它施加到模具壁上,即,在一個封閉系統中處理模具壁處理劑,也因為模具壁處理劑已經準備好待用,所以按照本發明取消了上面討論的稀釋步驟,并且,在按照本發明的過程中,受細菌或霉菌侵害的危險被減到最小。由于通過使用適當設計的抽取裝置或通過類似的措施把運輸容器仔細密封地保存可以進一步地減小這一危險。因此,可以完全不用殺菌劑。另外,也省去了用來操作,維修和監視模具壁處理劑的準備和稀釋系統的人力費用。
相應的邏輯也用于防腐蝕劑的使用,把這種防腐蝕劑添加到用水稀釋的混合物中以保護模具,但是這種防腐蝕劑妨礙模具壁處理劑薄膜在模具壁表面上的形成。然而,因為按照本發明的處理劑不用水稀釋,可以減少這種防腐蝕劑的添加,或甚至可以完全取消。
如果使用的模具噴霧裝置中至少包括兩個運輸容器,它們中的至少一個被連接到噴霧件上,將處理劑供應給它,而使至少一個另外的容器保持為同樣的目的作好準備,就得到了以下好處在一個運輸容器完全空了以后,可以自動地或者人工地切換到另一個運輸容器,并繼續由此容器中抽取處理劑。這樣,生產的運行不需要中斷;相反,可以在運行沒有中斷的條件下,用一個新的充滿模具壁處理劑的運輸容器替換空的容器。
如果模具壁處理劑包括至少重量百分比98%的帶有潤滑和脫模性質的物質(例如,這種模具壁處理劑可以包括至少一種硅油或類似的合成油和/或至少一種做為潤滑和脫模物質的聚烯烴蠟,比如聚乙烯蠟,或聚丙烯蠟)和不多于重量百分比2%的輔助材料,比如防腐蝕劑,殺菌劑,乳化劑,溶劑比如水,等,就可以避開另一個問題。除非被立即使用,即使添加了乳化劑,用水稀釋的模具壁處理劑仍會分離開。可以例如通過混合物的攪動防止這種分離。然而,比如借助于混合機器或離心泵進行攪動使模具壁處理劑的潤滑和脫模物質經受重復的剪切應力,而損害它們的潤滑和脫模性能。然而,由于沒有溶劑,將不用害怕分離,因此可以不用對模具壁處理劑進行攪動。這對模具壁處理劑的潤滑和脫模性能有好的影響,并且,同時,由于不再需要混合機器,降低了系統的建立和維修成本。最后,這使得可以有效地利用潤滑和脫模物質。
還有,由于水的含量低,把模具壁處理劑施加到熱的模具壁表面上受到很少或完全沒有Leidenfrost效應的干擾。因此,可以使例如在20攝氏度下的粘性大約在50-2500mPa.s(在20rpm下用Brookfield粘度計測量)范圍內的模具壁處理劑與比在上面按照現有技術解釋的模具處理系統中所可能的要熱得多的模具壁接觸。因此,模具壁表面不需要明顯地冷卻;這首先有節省時間的優點,第二,有降低模具上的熱應力的優點。因為準備好待用的模具壁處理劑可以使模具壁變濕,并且即使模具壁溫度大約為350-400℃也能在模具壁上形成一個潤滑和有效脫模層,所以可以在對下一個模鑄循環有利的溫度下處理模具壁。這種有利的處理溫度通常為150-350攝氏度的范圍,但是,此溫度甚至可以更高。例如在美國專利No.5,346,486中描述了具有高溫下變濕性能的模具壁處理劑。
模具壁處理劑的水含量低也產生的好處是施加到模具壁表面上的處理劑層即使包含水也含有極少的水。如果存在這樣的水含量,當把液體金屬倒進模具時由這些水含量形成的水蒸汽不能由模具中出來,導致在鑄造件中細孔的形成,這明顯地損害了它的質量。當使用按照本發明沒有水的模具壁處理劑時,如果不是完全消除,至少是顯著減小了這一危險,結果可以得到即使有任何細孔也是細孔非常少的鑄造件。
鑒于上面提到的在施加模具壁處理劑過程中模具壁表面占優勢的溫度范圍,建議模具壁處理劑的閃點溫度至少為280攝氏度。
為了確保模具壁處理劑被精細地霧化,建議借助于至少一個帶有離心霧化和空氣控制(英譯者注在英文摘要中“空氣輸送”)裝置的噴霧件,考慮到模具壁處理劑的組成和如上所述的高粘度,把它施加到模具壁上。下面將進一步更詳細地討論噴霧件的設計和功能。
然而,應該強調,按照本發明的過程也可以用傳統的噴霧件實現,特別是當使用用水稀釋的模具壁處理劑時。例如,可以使用由德國專利文件DE4,420,679 A1和DE195-11,272 A1知道的那些噴霧件。
作為模具壁處理劑的可控地施加的一部分,可以例如用傳感器檢測每單位時間排放到模具壁上的模具壁處理劑的量,這些傳感器測量體積流速和/或質量流速。通過改變噴霧件的噴射軌跡,至少設置一個這樣的件,和/或通過改變一個或多個噴霧件的速度,和/或通過改變每單位時間由一個或多個噴霧件所排放的模具壁處理劑的量,來控制施加到模具壁上的模具壁處理劑層的厚度。
如上面已經提到的那樣,當使用的模具壁處理劑沒有明顯數量的潤滑或脫模性能差的物質時,并且當與程序控制的施加相聯系把模具壁處理劑精細地霧化時,這種程序控制的施加模具壁處理劑只排出非常少量的氣相組分,可以在熱的模具壁表面上形成薄的均勻的模具壁處理劑層。當目標是生產細孔少的鑄造件或可焊接的鑄造件時,這是特別重要的。
可以以多種方式把熱量提供給模具壁,或由模具壁移走。按照第一設計方案,可以例如對模具壁施加一種適當的回火流體。在原理上,回火流體可以是一種適當的回火氣體。然而,因為液體的傳熱性能更好,最好使用一種回火液體,比如水。
例如,可以靠把一種液體施加到模具壁上最好是靠把一種液體噴撒到模具壁上,并使它蒸發來冷卻模具壁。按照一種優選的實施例,為此目的采用軟化水,這樣的結果是將得到潤滑和脫模生能非常有效的模具壁處理劑層。這就是說,如果象在按照先有技術過程中通常的那樣使用水,在這種自來水中存在的CaO和MgO在水由模具壁表面蒸發時會形成一個涂層,比如一個石灰沉積層,這會損害以后施加上的模具壁處理劑的潤滑和脫模作用。在最壞的情況下,這種損害可能導致當把金屬倒進時模具壁處理劑薄膜的破裂,從而導致這種金屬焊接到模具上。這可以通過使用軟化水來避免。雖然在原理上可以使用添加劑來增加回火效果,但是按照上面說到的,應該注意確保這些添加劑不會干擾模具壁處理劑的潤滑和脫模性能。水特別是軟化水的腐蝕效應可以通過添加防腐蝕劑得到改善。可以在對所有經濟方面考慮的情況下選定軟化的程度和添加的防腐蝕劑的數量。
如在先有技術中那樣,可以過量地把冷卻液體施加到模具壁上,因為在按照本發明的過程中,由模具流下的過量的冷卻液體不會產生任何的環境問題。另外,可以把由模具壁流下的冷卻液體收集和再次使用,可能是在凈化處理,比如過濾、離心、沉降、沉積等之后再次使用。
如果必要,在用液體冷卻模具壁之后可以使模具壁干燥;最好是將它吹干。
按照本發明的為了在模具壁表面達到所要求的溫度的第二方案,可以至少使模具壁的一定面積的表面與一個傳熱裝置相接觸。應該理解到,這種接觸回火也可以增加到上面討論的流體回火中使用。例如,可以用接觸回火冷卻模具壁表面特別熱的那些部分。
為了在模具壁表面與傳熱裝置之間得到可能最好的傳熱,建議傳熱裝置包括至少一個吸熱和/或提供熱量的本體,把此本體設計成與要被回火的模具壁表面形狀匹配。可以把一個或多個吸熱和/或提供熱量的本體彈性地裝在一個攜帶裝置上和/或彼此抵靠,這使得這些吸熱和/或提供熱量的本體的任何熱膨脹或熱收縮容易得到平衡。
在這一方案的又一方面,建議至少部分地用良導熱體比如銅,銅合金,鋁,鋁合金等制作傳熱裝置,至少制作它的傳熱表面的那部分。
為了當傳熱裝置與模具壁表面接觸時可以把熱量提供給傳熱裝置或由傳熱裝置移走熱量,建議把用來移走或提供熱量的傳熱裝置連接到一個加熱-冷卻機器上。然而,附加于此,或者做為一個替代方法,也可以把傳熱裝置浸入在一個加熱-冷卻池中,對它提供熱量或從其中移走熱量,為傳熱接觸作準備。
為了在傳熱裝置與模具壁之間產生傳熱接觸,可以至少把模具部分地關閉。可以用其自身已經知道了的工業機器人最好一個六軸機器人把傳熱裝置移進模具中,使它與模具接觸,隨后再將其從模具中拉回。
用來把熱量提供給模具或由模具移走熱量的另一設計方案是把模具直接連接到一個加熱-冷卻機器上,該機器使得加熱-冷卻流體可以通過模具中的一個通道系統流動。
可以把模具壁的溫度作為模具壁表面的可控的回火的一個可能的輸入變量。可以這樣做的一種方式是在代表模具壁的溫度分布的至少一個位置和/或溫度特別重要的至少一個位置安裝溫度傳感器。附加于此,或做為一種替代方法,也可以借助于一個紅外測量裝置測量模具壁表面的溫度,該裝置提供模具壁表面的數字和空間分辨的熱圖像,這些圖像是時間分辨的,并且幾乎是瞬時的。如果不可能用紅外測量裝置直接確定模具壁表面的溫度分布,也可以間接地通過分析由模具中剛剛脫出的模鑄部件的熱圖像得出這種分布。也可以使模鑄部件的溫度重要的部位與一個溫度傳感器接觸。
上面描述的通過測量剛剛制作出來的模鑄部件間接地確定模具壁表面的溫度分布的方法有一個優點可以把紅外測量裝置或溫度傳感器固定地安裝在靠近模具的一個位置,這意謂著不再需要一個機器人臂移動此測量裝置或傳感器,或特別地把此測量裝置引進模具中。
特別是當使用上面討論的紅外測量裝置時,可以在打開模具并移出模鑄部件之后的一個預定的時間長度內檢測在模具壁表面上一個預定位置的溫度。可以比較在接續的模鑄和模具壁處理循環中對于特定的時間和位置所得到的溫度。這樣,可能得出關于整個模鑄和模具壁處理操作的穩定性的結論,如果必要,用校正措施進行干預。例如,如果發現在一個預定的位置溫度隨時間和空間由一個循環到另一個循環在不斷提高,就可以因此增加對模具壁表面進行冷卻的強度。如果溫度超過一定的值,就可以得出結論在回火裝置中有故障,可以停止整個模鑄過程,防止生產出廢品和對模具有不利的損壞。當上面討論的體積流速和/或質量流速傳感器檢測出正在噴撒太少的模具壁處理劑時,也可以作出類似的決定。
另外,上面解釋的熱平衡控制方案也可以考慮周圍溫度,因為在模具位置的外界溫度也影響由模具發出的熱輻射的強度。然而,周圍溫度例如隨著季節改變,并且也由于在陽光中暴露的情況而改變。
另外,也應該把工作過程或生產過程考慮在內,因為當系統空運轉時模具有冷卻得過多的危險,在這種情況下,模具壁表面的溫度可能落到低于所要求的值。在工作日開始時在模具壁處理系統啟動的過程中也有同樣的情況。
當采用流體回火時,可以通過調整每單位時間供應給模具壁的流體的數量和/或通過調整作用時間的長短來控制提供給模具壁的熱量或由模具壁移走的熱量。當采用接觸回火時,可以通過調整模具壁與傳熱裝置之間傳熱接觸的時問長短和/或通過調整傳熱裝置的初始溫度來控制提供給模具壁的熱量或由模具壁移走的熱量。
在噴霧工具上可以裝有帶離心霧化和空氣控制裝置的噴霧件,至少設置一個這樣的嘖霧件,在上面已經簡短地提到了這種噴霧件,并將在下面更詳細地解釋它,噴霧工具把噴霧件引進模具中。還有,當模具壁表面用流體回火時,在該噴霧工具上也可以安裝至少一個用來噴撒回火流體的排放件。另外,在噴霧工具上也可以安裝至少一個用來噴出吹送氣體的排放件;這種空氣可以例如用于從模具上清理處理劑殘余物,或吹干模具。最后,可以用最好是六軸機器人,最好是程序控制的機器人的臂移動該噴霧工具。這一優點是該噴霧工具有高的移動能力,并可以由沿著它的軌道的一個適當的位置以一個適當的取向噴撒模具壁上的每一部位,使得即使模具的部位有復雜的形狀,比如凹陷和凹進部分,也可以以所要求的均勻度進行噴涂。
由另一觀點看,本發明涉及用來在完成模鑄循環并把模鑄部件由模具移開之后為用于一個模鑄部件的模鑄或成形準備模具的模具壁,使模具壁為下一個模鑄循環作好準備的裝置。關于這種模具壁處理裝置的設計和功能和它的使用可以得到的好處,可以參考上述的按照本發明的過程的討論。
按照又一種觀點,本發明涉及用一種模具壁處理劑噴撒到用于模鑄部件的模鑄或成形的模具的壁上的噴霧件,該噴霧件包括一個轉子,它被安裝在一個噴霧件本體中,使它可以繞著一旋轉軸線轉動,一個霧化件裝設在該轉子的一個縱向端部上,噴霧件也包括用于模具壁處理劑的一個送料管線,模具壁處理劑可以由此管線通過到達霧化件,并包括用于控制空氣的一個送氣管線,此管線用來把由霧化件霧化的模具壁處理劑引導到被噴撒的模具壁,以及其中控制空氣送氣管線的一個出口被設置在靠近霧化件的外圓周的位置。即,本發明也涉及帶有離心霧化和空氣控制裝置的一種噴霧件,如在上面已經幾次提到的那樣。
已經由涂布技術知道帶有離心霧化和靜電控制裝置的噴霧件。可以僅以示例的方式參考德國專利文件DE4,105,116 A1;DE2,804,633 C2和歐洲專利文件EP0,037,645 B1。在這種噴霧技術中,在涂布過程中對噴霧件施加高電壓,而例如把被涂布的物體接地。離心作用力的作用使供應給轉動的霧化件的涂料霧化,同時使細小的涂料滴由于靜電作用而帶電。雖然涂料滴被霧化件垂直于轉子的軸線甩開,但是由于它們帶電,這意謂著它們沿著噴霧件與被涂布的物體之間電場的電場線行進,并因此而到達被涂布的表面。上面描述的帶有離心霧化和靜電控制裝置的噴霧件不能考慮用來噴撒用于模鑄或成形的模具的壁,這是因為該裝置和用來使用靜電控制所需要的安全系統的成本高到可能使模鑄或成形過程整體變得不經濟。另外,Faraday效應干擾對模具壁表面的凹進的表面部分的噴涂,特別是孔、肋板、間隙等,比如在用來鑄造引擎塊體、曲軸的模具中經常看到的那些部分。
也必須記住,該噴霧件是用來把基本上沒有溶劑的模具壁處理劑施加到模具壁表面上,比如上面考慮的那些用來以精確地測量的,精細地分布的和均勻的方式噴涂模具壁表面的那些噴霧件。如已經提到的那樣,這種類型的基本上沒有溶劑的這類模具壁處理劑就是包括至少重量百分比98%的帶有潤滑和脫模性質的物質和不多于重量百分比2%的輔助材料,比如殺菌劑、乳化劑、比如水的溶劑等的模具壁處理劑,它通常在20℃下的粘度大約在50-2500mPa.s(在20rpm下用Brookfield粘度計測量)的范圍內,并以比按照先有技術所使用的數量要少得多的數量施加到模具壁表面上。應該記住,模具壁處理劑生產者發貨的濃度通常只包括大約重量百分比5-40%的帶有潤滑和脫模性質的物質,并在使用前甚至進一步把它以1∶40-1∶200的比例稀釋。因此,用按照本發明的噴霧件每單位時間噴撒的體積大約比傳統的噴霧件噴撒的體積小1000倍。
然而,本發明的任務是提供用來在兩個接續的模鑄循環之間涂布用于模鑄或成形的模具的壁的一種噴霧件,即,一種噴霧件,它能把甚至基本上沒有溶劑的粘稠的模具壁處理劑以適合于下一個模鑄循環的層厚度施加到模具壁表面上,實現這一點的同時保持了模鑄過程的經濟效益。
盡管模具壁處理劑的流量小,按照本發明的噴霧件所采用的離心霧化可以把處理劑以嚴格測量的方式以所要求的隨時間的均勻度霧化。隨后,控制空氣接受被霧化的模具壁處理劑,并把它由被推動的方向(即,垂直于轉子的軸線的方向)偏轉,這樣,模具壁處理劑基本上在主噴撒方向上運動,即,在轉子軸線的延長線的方向上運動,朝向模具壁表面。用壓縮空氣來引導模具壁處理劑的噴霧的好處是通常在用來進行模鑄或成形的系統中壓縮空氣是已經可供使用的,因此,不需要任何附加的投資。這對用按照本發明的噴霧件改進已經存在的噴霧系統的方面也有意義。另外,壓縮空氣是一種相對比較安全的介質,機器操作人員和維修人員長時間以來已經對它很熟悉。
然而,必須記住,按照本發明的噴霧件也適用于噴撒用水稀釋的模具壁處理劑和水。可以例如通過適當地選擇霧化件的轉速和通過適當地調整控制空氣的流量實現對這些低粘度材料的使用。
為了能確保控制空氣能盡可能完全地挾帶離開噴霧件的模具壁處理劑噴霧,按照一第一替代設計方案,控制空氣送氣管線的出口包括在圍繞霧化件的一個圓中設置的多個出口開孔。按照一第二替代設計方案,控制空氣送氣管線的出口可以包括圍繞霧化件形成一個圓的一個出口狹縫。為了能確保控制空氣的壓力在圓周方向上盡可能地均勻,建議控制空氣送氣管線在出口狹縫的上游包括一個環形的通道。
為了調整噴霧錐體的包角,可以例如由噴霧件本體的一個頭部至少部分地形成控制空氣送氣管線,該頭部可以相對于噴霧件本體的一個基座部分運動,比如借助于一個最好為程序控制的伺服驅動裝置使它運動。環形通道的邊界在徑向上的外側可以由頭部形成,而在徑向上的內側可以由基座部或由連接到基座部上的一個件形成。
這樣,可以以射流狀的可控的方式噴射出控制空氣,可以把控制空氣送氣管線設計成靠近出口端有一個斜面,在控制空氣的出口方向上向下傾斜。
用來產生轉子圍繞它的旋轉軸線轉動的驅動單元可以例如為用壓縮空氣驅動的渦輪機,這代表一種低成本的設計方案,因為在任何情況下都把壓縮空氣作為控制空氣供應給噴霧件。另外,驅動單元也可以是一個電馬達,或某種其它適用類型的旋轉驅動裝置。可以把該驅動單元裝在一個殼體中,該殼體與噴霧件本體的基座分離開,并可以把該殼體裝設到基座上。這例如會使得為了維修而接近它變得容易。
霧化件可以與轉子形成一個整體的單元,或可以借助于例如可快速脫開的裝置可拆開地裝到轉子上。
按照一第一替代設計方案,可以使霧化件有一個朝向模具壁表面的霧化表面。對于該霧化表面來說,在徑向上向外伸展并在旋轉方向上離開噴霧件是有利的,這樣,霧化表面形成一個錐體,該錐體的包角的一半例如在大約30度與大約60度之間,最好大約為45度。這樣設計的霧化表面是有利的,這是因為作用在其上的離心作用力會把模具壁處理劑壓到霧化表面上,并在摩擦力的作用下使模具壁處理劑被霧化件有效地霧化。因此,霧化件可以例如有在模具壁表面的方向上打開的一個霧化通道,該通道的內表面用做霧化表面。
為了可以把模具壁處理劑以最大可能均勻的方式排放到霧化表面上,建議一個分配腔室位于霧化表面的前面。此分配腔室在靠近旋轉軸線處可以有一個圍繞著該旋轉軸線伸展的開孔,通過此開孔引入模具壁處理劑;在徑向上向外伸展朝向離開旋轉方向的一個分配腔室的邊界表面可以與開孔的外圓周邊緣連接。該分配腔室邊界表面可以是錐形的,該錐體的包角的一半例如在大約20度與大約60度之間,最好大約為45度。
作用在其上的離心作用力對通過在徑向上在里面的開孔被引入分配腔室的模具壁處理劑在腔室內施加在徑向上的作用;分配腔室的邊界表面防止模具壁處理劑由分配腔室再次排出,并因此防止噴霧件受到污染。由分配腔室通到霧化表面的分配通道可以設在這個徑向上在外面的夾持空間的位置,該空間至少部分地由分配腔室的邊界表面形成,即,在分配腔室遠離旋轉軸線的周邊部位形成該空間。這些分配通道可以簡單地是孔或狹縫,使制造霧化件的成本達到最低。就生產技術而言,這些孔或狹縫在徑向上伸展也是有利的。然而,在原理上,也可以使這些孔或狹縫對徑向方向成一個預定的角度。通過使用適當的方法制作霧化件,也可以使分配通道是曲線的,從而得到可以與導向葉片類似的效果。
如果在分配腔室與模具壁之間形成邊界的件的外周邊邊緣在徑向上伸出,越過分配通道的徑向上的外邊緣,并且把此邊緣安裝在離開霧化表面一定距離處,就可以對分配通道提供一定的保護,防止損壞。另外,該霧化件整體獲得一個吸引人的外觀。
然而,特別是,在上面的設計中在霧化表面與形成分配腔室與模具壁之間的邊界的件之間存在的間隙有另一個有利的效果。如果霧化件進行空運轉,即沒有任何模具壁處理劑供應給該霧化件,離心作用力會把在這間隙中所包含的空氣在徑向上向外推送,從而在分配通道的出口部位產生一個負壓,此負壓把空氣由分配腔室抽出。因此,在模具壁表面的涂布已經完成之后,整體地為一種吹風機樣的效果,這最終導致霧化件的自清理作用。
在已經把模具壁處理劑引入分配腔室之后,通過設置由分配腔室的圓柱形邊界表面到分配腔室的邊界表面的一個圓滑過渡部分,可以使模具壁處理劑流入分配通道變得比較容易,分配腔室的圓柱形邊界表面基本上與旋轉軸線同軸,而分配腔室的邊界表面基本上垂直于旋轉軸線伸展。作為一種確保完成霧化件的上述自清理的途徑,這是特別重要的。
按照上面討論的本發明的第一替代設計方案的霧化件可以設計成一個整體的件,或是幾個單獨的件。在后面的情況下,可以用加壓、凸緣配合或類似方式把霧化件的個別部分連接在一起。
按照一第二替代設計方案,霧化件可以包括一個霧化盤。
為了可以獲得霧化件的離心效應的最大好處,建議由模具壁處理劑送料管線流出的模具壁處理劑靠近它的旋轉軸線沖擊到霧化件上。
如果噴霧件包括多個模具壁處理劑送料管線,可以用一種或多種模具壁處理劑分開地涂布需要特殊處理的模具壁的部位。然而,也可以用多種模具壁處理劑的多層涂布進行整個模具壁處理劑的涂布。也可以通過至少兩個模具壁處理劑送料管線同時排放模具壁處理劑施加混合層。
為了噴涂凹進的模具壁段,比如孔、以及肋板和間隙,設置一個裝置可能是有利的,該裝置用來使噴霧件的主排放方向偏離開轉子的旋轉軸線。有多種不同的設計方案可以用來實現這樣的偏轉裝置。例如,偏轉裝置可以是用來改變出口開孔的數量和/或直徑的一種裝置,并例如由一個薄膜環構成。然而,做為一個替代方案,該偏轉裝置也可以是用來改變出口狹縫的寬度的一種裝置,并例如也由一個薄膜環構成。但是,也可以設置多個控制空氣送氣管線,可以彼此獨立地調整它們的空氣流量。在這種情況下,靠把通過大多數送氣管線的空氣流量適當地調節成不同的值實現偏轉效果。最后,該偏轉裝置也可以由至少一個偏轉空氣送氣管線構成;即,設置一個附加的偏轉空氣送氣管線,當需要時,把它“接通”。
作為本發明的另一方面,提供可以控制,最好是以程序控制的方式控制,施加到模具壁的模具壁處理劑層的厚度。例如,可以通過調整噴霧件行進的速度和/或調整由至少一個噴霧件每單位時間中排放的模具壁處理劑的數量控制所施加的層的厚度。
從一個不同的觀點看,本發明涉及按照本發明的噴霧件的使用,如果愿意,此噴霧件可以做為按照本發明的模具噴霧裝置的的一部分,如果愿意,它也處在實現上述的按照本發明的模具壁處理過程的范圍內,此過程用來用一種基本上沒有溶劑的模具壁處理劑噴涂用于模鑄或成形的模具的壁。可以由上面給出的討論看出使用這種嘖霧件的好處。
下面將在附圖的基礎上更詳細地解釋本發明,在附圖中
圖1為按照本發明的一個模具噴霧裝置的示意性簡圖,按照本發明,該裝置可以與按照本發明的噴霧件一起使用;圖2為用來控制按照圖1所示的模具噴霧系統的控制單元的一個粗略的示意圖;圖3為按照本發明帶有離心霧化和空氣控制裝置的一個噴霧件的剖面側視圖;圖4示出了用于按照圖3所示的噴霧件的驅動單元的另一設計;圖5為類似于圖3的示出按照圖3的噴霧件的另一設計的排放端的視圖;圖6為按照圖4的設計在圖5中的箭頭Ⅵ的方向上的前端視圖;圖7為類似于圖3的示出按照本發明的噴霧件的另一實施例的一部分的視圖;以及圖8為示出按照圖7的設計的霧化件的一個詳細的視圖。
圖1為在下面被標記為標號10的一個模具噴霧裝置的一個示意性簡圖,在該裝置中可以應用按照本發明的過程。模具噴霧裝置10在這里示出的示例性實施例中被用來為下一工序準備模具12的模具壁12a,12b,作為借助于例如鋁的模具鑄造過程生產模鑄部件的一部分。
模具12包括兩個半塊12c,12d,它們之一,即,12c被裝到一塊夾緊板14a上,它可以在雙向箭頭F的方向上運動,而另一半塊被裝到一塊靜止的夾緊板14b上。這樣,可以把模具12閉合起來,形成一個封閉的腔室16,并可以再次打開,為的是移出一個模鑄部件(未示出)。在這里以示例的方式討論的模具鑄造過程中,模具12被閉合,隨后通過一個送料管線18用液態金屬充滿模具腔室16。在模鑄部件完全變硬并把模具打開之后,從模具12中把該部件移出并拿走。雖然在圖1中只示出了帶有兩個半塊模具12c,12d的兩塊夾緊板14a,14b,但是,當然,也可以使用多于兩部分構成的模具。
為了使模具12為下一個模鑄循環作好準備,必須首先使模具壁表面12a,12b的溫度達到對下一個模鑄循環有利的溫度。因為充滿模具腔室16的液態金屬當它固化時把它的熱量傳給模具12,所以通常必須冷卻模具壁表面12a,12b,使它們的溫度成為適合于下一個模鑄循環的溫度,這是因為僅只靠熱輻射實現的冷卻是不夠的。盡管如此,在模鑄部件的連續生產中斷的情況下或在生產由相對較少數量的液態金屬構成的非常精細地分開的模鑄部件的情況下,也可能發生模具壁12a,12b必須被加熱,使它們達到對后面的模鑄循環有利的溫度。
第二,必須盡可能以均勻的模具壁處理劑層涂布模具壁12a,12b。此模具壁處理劑的第一個任務是潤滑在圖1中未示出的頂推器,它從模具12中把固化的部件推出,第二個任務是防止引入的金屬焊接或粘接到模具材料上,并防止引入的金屬過早地固化,因此幫助得到所要求質量的鑄造件。在某些條件下,也可能必須從模具壁12a,12b清除模具壁處理劑的殘余物或金屬的殘余物,例如可以在對壁回火和進行涂布之前用壓縮空氣這樣做。
與現有技術相反,按照本發明,在分開的步驟中進行模具12的回火和用模具壁處理劑涂布模具壁12a,12b,即,這兩個步驟在時間上不重疊。然而,在圖1中所示的示例性實施例中,兩個步驟由一個相同的模具噴霧裝置10在圖2中所示的控制單元20的控制下進行。
模具噴霧裝置10包括帶有多個噴霧件或吹出件24,26,28的一個噴霧工具22,一個六軸工業機器人30把它插入打開的模具半塊12c,12d之間,沿著一個希望的路徑B以一個希望的速度v運動,并最后完全由模具12中拉回。在這一過程中,機器人30可以在沿著路徑B的任何位置把噴霧工具22帶到空間中的任何所要求的取向。
已經知道工業機器人30本身的設計和功能,因此,這里不對更詳細的細節作解釋。
在按照圖1的圖示中,可以借助于三種不同的可能性使模具壁表面12a,12b的溫度成為適合于下一個模鑄循環,它們是第一,設置一個加熱-冷卻單元32,它通過送料管線32a把一種加熱-冷卻流體,最好是一種加熱-冷卻液體供應給模具12內部的一個通道系統12e。借助于此加熱-冷卻單元32,即使當液態金屬正在模具腔室16中固化時,也可以由模具12移走熱量,或補充熱量給模具12。理想上,這種“內部的”回火應該是唯一的用來使模具達到所要求的溫度的方法,這是因為與下面將討論的“外部的”回火過程相比,此法在模具材料上產生最小的熱應力,因此由于交替變化的溫度應力使模具的磨損的數量最小。一旦把金屬引入模具腔室16中開始固化時,就可以開始這種“內部的”回火,而在“外部的”回火的情況下,只有在模具半塊12c,12d已經被打開,并已經把生產出的模鑄部件由模具中取出之后才能開始該過程。
如果由于與生產有關的技術原因或由于經濟的原因,上面描述的模具的“內部的”回火不充分,也可以從外部對模具12進行回火。例如,這可以借助于噴霧工具22進行,通過噴霧噴嘴24把一種冷卻流體,最好是一種軟化水噴撒到模具壁表面12a,12b上,并使它們在表面上蒸發。采用軟化水有這樣的優點,既避免了石灰在模具壁表面12a,12b上沉積,而這種沉積可能損害以后施加模具壁處理劑層的質量。例如,可以把噴霧噴嘴24設計成在德國專利文件DE4,420,679 A1中所描述的形式。為了加速冷卻過程,常常施加比由熱的模具表面12a,12b能夠自發蒸發的要多的冷卻液體。流下的過量的水被收集在一個收集盤34中。在過量的水中的粗顆粒被一個過濾器單元截留。接著,將被收集的水通過一管線36a送到一個凈化裝置38,在該裝置中借助于例如離心、沉降、沉積等把水中的油膜,懸浮物質清除掉。隨后,把凈化的水通過一管線38a送到一個罐40,供噴霧裝置10再次使用。還有,使用一管線40a供應新鮮的軟化水,使得總可以使足夠的冷卻水供應可通過管線40b供噴霧裝置10使用。
應該附帶說一下,為了使按照德國專利文件DE4,420,679 A1的噴霧件運行,不僅需要被噴霧的液體,而且也需要吹出的空氣。通過一個壓縮空氣管線42把這種空氣供應給模具噴霧系統10。為了清楚起見,由圖1所示的圖中省略了沿著機器人臂30伸展的壓縮空氣、回火液體和模具壁處理劑的供應管線。
另一種進行外部的回火的可能性是使一個傳熱裝置44與模具壁表面12a,12b接觸,或與該模具表面需要特別冷卻的區域12f接觸。為此目的,此傳熱裝置包括一個攜帶本體44a和至少一個傳熱物體44b,沿著攜帶本體引導此傳熱物體,并使此傳熱物體與該攜帶本體處于良好的熱接觸。傳熱物體的表面44c被設計成與要被回火的模具壁表面12a,12b的部位12f形狀一樣。如果需要,例如可以借助于在圖1中未畫出的另一個工業機器人使傳熱裝置44在模具半塊12c,12d之間運動,并使它與模具壁表面12a,12b接觸。
為了防止對傳熱裝置44或模具12的損壞,同時為了確保在傳熱物體44b與要被回火的模具12的部位12f之間有好的傳熱接觸,借助于一個彈簧44d把傳熱物體44b墊放在攜帶本體44a上。為了可以把熱量供應到傳熱物體44b上或由傳熱物體44b把熱量移走,在攜帶本體44a中設置了一個流體通道系統44e,此系統可以進而連接到加熱-冷卻單元32上。把熱量供應到傳熱裝置44上或由傳熱裝置44把熱量移走的另一個可能性是把它浸在一個為了回火過程準備的加熱-冷卻池46中。
在上面討論的用來使模具12回火的所有三種可能性中,都希望只由模具移走剛剛足夠的熱量或供應給模具剛剛足夠的熱量,象達到對下一次模鑄循環有利的溫度所必要的那樣多。因此,一個控制單元20在至少一個傳感器信號的基礎上控制加熱-冷卻單元32的運行、噴霧工具22在開啟的模具半塊12c,12d之間的運動、冷卻液體由噴霧件24的噴射、傳熱裝置44與模具壁表面12a,12b之間接觸的時間長短等等。下面討論傳感器信號例如,一個溫度傳感器48可以連續地監測模具12的溫度,該傳感器可以裝在在模具12中溫度分布有代表性的一個部位。按照圖2,溫度傳感器48把一個模具溫度信號TF1傳到控制單元20。如果需要,可以設置多個這樣的模具溫度傳感器。
然而,也可以借助于熱成像記錄裝置50確定模具壁表面12a,12b的溫度分布,此裝置把一個相應的數字的空間分辨的溫度信號TF2傳給控制單元20。可以永久地安裝熱成像記錄裝置50,或者可以用一個樞軸轉動裝置或用一個機器人臂使此裝置進入對于記錄熱圖像最有利的位置。另一種改型是不直接確定模具壁表面12a,12b的熱分布,而是間接地從一個模鑄部件在它剛剛離開模具之后的熱圖像來確定熱分布。
為了考慮在生產工廠的范圍內溫度的起伏,例如,這種起伏隨著季節變化,或者這種改變是暴露在陽光下的結果,這種變化也可能對模具壁表面的溫度有影響,為了控制回火過程,控制單元20也可以由一個周圍溫度傳感器接受一個溫度信號TU。
另外,對于工藝過程的數據A也可能對回火階段的控制有意義。例如,生產過程的中斷可能導致模具12的完全冷卻下來,這意謂著當生產再次開始時必須首先加熱模具,隨后當生產進入完全的循環時對模具進行冷卻。一個適當的數據存儲單元54可以使比如生產過程的信息對控制單元20是可用的,在圖2中僅以示例的形式用磁帶記錄機的示意性符號表示這一數據存儲單元。
控制單元20的溫度控制器20a由信號TF1,TF2,TU和A,如果需要,由附加的傳感器信號來確定對于使噴霧工具22運動的工業機器人30的輸出信號,特別是該工具的運行軌跡、位置和運動速度;對于噴霧件24或為這些噴霧件服務的裝置的運行信號,這些服務的裝置比如是為了從罐40供應冷卻液體的泵和閥門,以及為了由壓縮空氣管線42供應吹出的空氣的泵和閥門;對于加熱-冷卻單元32的運行信號;以及對于傳熱裝置44的運行信號。
在模具壁表面12a,12b被回火之后,現在噴霧工具22,特別是噴霧件26可以用模具壁處理劑涂布經回火的模具壁表面12a,12b。按照本發明,使用一種基本上沒有溶劑的模具壁處理劑,甚至在對下一個模鑄循環有利的溫度下,即,在范圍350-400℃的溫度下,它也能夠使模具壁表面12a,12b變溫,并在這些表面上形成厚度大約5-10微米有潤滑和脫模性質的膜。“基本上沒有溶劑的模具壁處理劑”的表述可以理解為意謂著這樣一種模具壁處理劑,它包括至少重量百分比98%的帶有潤滑和脫模性質的物質和不多于重量百分比2%的輔助材料,比如殺菌劑、乳化劑、溶劑以及類似物。
把模具壁處理劑制作成在運輸容器56,58中以準備好待用的濃度可供使用,把這些容器直接連接到噴霧裝置10上,模具壁處理劑由這些容器直接供應給噴霧件26,即,沒有任何事先用水或其它溶劑稀釋的處理。用壓縮空氣驅動的移出裝置64把處理劑由這些容器取出。這種直接的不稀釋的移出提供了優點第一,可節省獲得和維持一個稀釋系統的成本,第二,可以幾乎完全排除與稀釋有關的被細菌或霉菌損害的危險。設置兩個運輸容器56,58提供了另外的好處在一個容器56完全變空了之后,可以在控制單元20的控制下自動地或人工地把系統切換到由另一個容器58中抽取,而不需要中斷生產來作這件事。此外,在不中斷運行的條件下可以用一個充滿模具壁處理劑的新的運輸容器替換已經空了的容器56。
這一涂布過程也在控制單元20的控制下進行。按照圖2,噴霧工具22的軌跡、速度和位置,即,工業機器人30的運行以及噴霧件26每單位時間排放的模具壁處理劑的數量都由控制單元20的一個涂布控制器20b來控制。為了確保做到這一點,在噴霧工具22的軌跡B的每一點,把適宜于噴霧工具的速度和位置的一定數量的模具壁處理劑施加到模具壁表面12a,12b上,即,確保用最大可能的均勻的模具壁處理劑層涂布整個模具壁表面12a,12b,在噴霧工具22中設置一個排放速率傳感器60,比如一個體積流速測量裝置或一個質量流速傳感器,它向控制單元20發出一個相應的通過量信號V。當然,最好對于每個噴霧件26有它自己的單獨的流速傳感器60。在這些流速傳感器60的檢測信號的基礎上,對于控制單元20和它的涂布控制器20b可以實現層厚度的自動控制。
如上面已經解釋的那樣,噴霧工具22也包括用來排放壓縮空氣的噴氣噴嘴28。例如在移走最新生產出的模鑄部件之后和在進行回火之前可以使用此壓縮空氣,用來由模具12清除金屬和處理劑的殘余物,和/或在用模具壁處理劑涂布壁之前吹干模具。這種吹出空氣的清潔和干燥也可以在控制單元20的控制下進行。
應該補充提到,控制單元20也可以實現其它的控制任務,比如控制模具半塊12c,12d的打開和關閉,一旦模鑄部件生產出來把它由模具12中移出,以及可能出現的類似的控制任務,如總體上在圖2中用參考標號Z表示的那樣。
應該記住的一點是生產工廠10的運行可以以程序控制的方式進行。把控制單元20連接到一個數據輸入/輸出終端62上,從而可以把這種類型的控制程序輸入和調出。
借助于上面描述的控制系統可以在模鑄循環的任何位置檢測到對預定的標稱溫度的偏離,隨后可以在適當的數據的基礎上或借助于適當的軟件程序調整控制程序,這最好是自動地進行。這樣,在任何情況下,總可以在窄的公差范圍內保持對工藝過程進行最有利的熱平衡狀態。這對生產出的模鑄部件的質量有有利的影響。
圖3詳細地示出了用來噴撒模具壁處理劑的一個噴霧件26。噴霧件26被設計成噴撒基本上沒有溶劑的有高溫下使物體變濕性能的模具壁處理劑。這種類型的模具壁處理劑,即,包括至少重量百分比98%的帶有潤滑和脫模性質的物質和不多于重量百分比2%的輔助材料,比如殺菌劑、乳化劑、溶劑等的處理劑能夠在例如350-400℃下使模具壁表面變濕,并在其上形成模具壁處理劑的一個均勻層,這種處理劑在20℃下的粘度大約在50-2500mPa.s(在20rpm下用Brookfield粘度計測量)的范圍內。
噴霧件26包括一個轉子110,它有一個轉子軸112,圍繞一旋轉軸線R轉動,噴霧件26還包括一個霧化盤114,此盤被設計成與軸為單一部件,或者被緊固到該軸上(見示意地示出的螺絲S)。把轉子110固定成在噴霧件的基座本體116中,或更嚴格地說,在這一基座本體116中的一個軸通道116a中保持有圍繞旋轉軸線R的轉動自由度;一個軸承組件118使得轉子110可以旋轉。在轉子軸112與霧化盤114相對的那端,設置一個驅動單元120,它驅動轉子110以大約10000rpm到大約40000rpm量級的速度旋轉。
在按照圖3的實施例中,驅動單元120由一個壓縮空氣渦輪機120a構成,通過一個壓縮空氣送氣管線122把壓縮空氣供應給它。壓縮空氣渦輪機120a和壓縮空氣送氣管線122被裝設在殼體116e中,在圖3中僅示意性地示出了它們,以可拆開的方式把它們裝到基座本體116上,這使得比較容易維修。按照示于圖4的設計改型,驅動單元122也可以是一個電馬達120b。壓縮空氣渦輪機120a的優點是將由下面的討論看到,驅動它所需要的壓縮空氣是在任何情況下必須供應給噴霧件26的,而在電馬達120b的情況下,需要鋪設到噴霧件26的電力線路的附加的工作。
在基座本體116中,設置有通到本體的前端116b的第一送料管線124。一個噴嘴體126排放出通過送料管線124供應給霧化盤114的模具壁處理劑,即,供應到靠近盤連接到轉子軸112的部位,把此噴嘴體126插入到送料管線124的前端的孔124a中。由于盤的旋轉,把與霧化盤114接觸的模具壁處理劑以相對旋轉軸線R成直角的角度向外甩出,并因此而將其精細地霧化。通過相對于旋轉軸線R在徑向上伸展的沖撞肋板(未示出)可以增強這種霧化效果。
以在基座本體116的圓柱形段116c上在旋轉軸線R的方向上可以自由運動的方式支承頭部116d。例如,可以把一個旋轉對稱的頭部116d用螺紋旋擰到圓柱形段116c上。然而,對于頭部116d也可以在例如可以是程序控制的控制單元20的控制下由一個伺服驅動裝置在旋轉軸線R的方向上移動。在這一頭部116d中設置了一個壓縮空氣送氣管線128,此管線通入靠近噴霧件本體116的前端116b的一個環形通道130中;在該環形通道的端部130a,該通道向下傾斜,朝向轉子的旋轉軸線R,并在環形出口狹縫130b中那個位置終止。在按照圖3的示例性實施例中,頭部116d把環形通道130界定在徑向上向外的側面上,圓柱形段116c把環形通道130界定在徑向上向里的側面上。環形通道130用來使通過送氣管線128供應的壓縮空氣的壓力和在出口狹縫130b的壓力相等。
通過出口狹縫130b排放的壓縮空氣將已經在徑向上由旋轉軸線R向外甩出的霧化的模具壁處理劑偏轉。這樣的結果是產生一個噴霧錐體132,此錐體在主噴霧方向H上向外打開,方向H由旋轉軸線R的延長線確定。通過在旋轉軸線R的方向上移動頭部116d的位置,可以改變出口狹縫130b的寬度,從而改變通過這一出口狹縫130b排放的控制空氣的數量。這樣,在圖3中,在頂部示出了一個非常寬的出口狹縫,由此狹縫排放出大量的控制空氣,而在圖3的下部示出了一個非常窄的出口狹縫,由此狹縫排放出非常少量的控制空氣。然而,通過出口狹縫130b排放的壓縮空氣的數量越多,這些壓縮空氣施加到霧化的模具壁處理劑上的挾帶效果越強,并且,噴霧錐體的包括角度越小。這樣,當頭部116d處在圖3頂部示出的位置時,將得到一個非常窄的噴霧錐體132,而當頭部116d處在圖3下面示出的位置時,將得到一個非常寬的噴霧錐體132’。
還應該指出,也可以設置用于模具壁處理劑的多個送料管線124,按照第一變型,通過這些管線供應一種相同的模具壁處理劑,或者,按照第二變型,通過這些管線可以供應不同的模具壁處理劑,用以通過噴霧件26排放。
例如,為了在凹進的模具部分比如孔、肋板、縫隙等進行涂布,使噴霧射流132向側面偏離由旋轉軸線R的延長線確定的主噴霧方向H,可能是有利的,如在圖3中由箭頭H’所示出的那樣。為此目的,例如可以在噴霧件本體116的頭部116d上設置一條為了使空氣偏轉的附加的送料管線136,或在該頭部中設計一條這樣的管線。
然而,也可以設置圍繞著頭部116d的周邊分布的多條控制空氣送料管線128,可以彼此獨立地控制這些管線的控制空氣流量。這些管線可以直接在噴霧件本體116的排放端向外打開,也可以與按照圖3的實施例類似,它們可以向環形通道打開,在這種情況下,必須使此通道的長度短到使得在圓周方向上的壓力不能彼此相等,或者,至少在空氣到達出口狹縫130b時壓力不能完全相等。
在圖5和6中示出了另一種設計改型。在這一噴霧件26’中,在噴霧件本體116’的頭部116d’上設置了一個膜盤138,它有圓形的截面,并帶有一個相對于旋轉軸線R偏心地構成的圓形盤狀膜開孔138a。膜開孔138a的尺寸使得在霧化器盤114’與該膜138之間形成一個出口狹縫130b’,它的寬度在圓周方向上是不同的。這樣,在圖5的頂部,出口狹縫130b’有最大的寬度,而在圖5的底部,出口狹縫130b’有最小的寬度。結果,在圖5的頂部,從狹縫排放出更多的控制空氣,這導致對霧化的模具壁處理劑的挾帶效應相應的增加,并因此整體地導致在圖5中的噴霧錐體向下偏轉。
可以把膜138裝設到頭部116d’上,其方式使得可以使它在圓周方向上旋轉,改變噴霧錐體被偏轉的方向。也可以把它設計成使它可以在徑向上相對于旋轉軸線R運動,從而可以改變它相對于霧化盤114’設置的偏心度。最后,可以把膜138設計成一種可變的膜,從而可以改變膜開孔的直徑,并因此可以改變膜間隙138a的寬度。
圖7和8示出了按照本發明的噴霧件的另一實施例26”的一部分,它基本上與按照圖3示出的噴霧件相對應。因此,在圖7和8中類似的部件標有與圖3中所使用的相同的標號,只是添加了雙撇。另外,在下面對按照圖7和8的噴霧件26”只描述與按照圖3的噴霧件26不同的部分。對于部件相同的部分,直接參考對以前的部件的描述。
在按照圖7的噴霧件26”的情況下,把驅動單元120”插進基座本體116”中的一個中心通道116a”,并借助于適當的裝置(未示出)把該驅動單元緊固在那里。驅動單元120”的一個驅動件110”包括一個凹進部分110a”,一個用螺紋旋入的傾斜件170”把霧化件114”的軸114a”不能旋轉地固定在其中。這種傾斜類型的安裝自身是一種快速脫開的連接。
如在圖8中詳細地示出的那樣,基本上垂直于旋轉軸線R的一個盤件114b”被整體地連接到在主噴霧方向H上的軸114a”端部上。軸114a”與盤114b”之間的過渡部分是圓滑的。在盤114b”的徑向外端部114d”設置了一個環形的肩部114e”,它在與主噴霧方向H相反的方向上伸展,即,朝向噴霧件26”伸展。環形肩部114e”的內圓周表面114e1”、軸114a”的圓柱形表面114a1”的一部分、圓滑部分114c”和基本上垂直于旋轉軸線R伸展的盤114b”的邊緣表面114b1”共同形成一個分配腔室114f”的邊界,由噴嘴件126”通過鄰近軸114a”的開孔114g”可以引進模具壁處理劑(見圖7)。
由于作用在模具壁處理劑上的離心作用力,模具壁處理劑沿著圓滑的部分114c”和邊界表面114b1”運動到分配腔室114f”的外圓周邊緣114f1”,或被甩到環形肩部114e”的邊界表面114e1”。在這里示出的示例性實施例中,此邊界表面114e1”是錐形的,錐體的包角α的一半大約為45度。此錐體在噴霧方向H上伸展,使得離心作用力把打到表面114e1”上的模具壁處理劑推向分配腔室114f”的外圓周邊緣114f1”。
在分配腔室114f”的外端114f1”設置有徑向的分配通道114h”,模具壁處理劑可以通過該通道由分配腔室114f”排放出,因此到達漏斗件114i”的霧化表面114i1”,通過壓配合把該漏斗件連接到環形肩部114e”上。把霧化表面114i1”設計成象一個在噴霧方向H上打開的錐形漏斗表面,其中,在這里的示例性實施例中,此漏斗表面114i1”的包角β的一半大約為45度。表面114i1”在噴霧方向H上展開的形狀的優點是作用在模具壁處理劑上的離心作用力迫使模具壁處理劑對著霧化表面114i1”,隨著半徑的增加而增加的離心作用力和與霧化表面114i1”的摩擦力使模具壁處理劑在霧化表面上精細地霧化。在通過中斷邊緣114i2”之后,在被從出口狹縫130b”所排出的空氣俘獲并沿著噴霧錐體132”載運到模具壁上之前,使霧化了的模具壁處理劑在徑向上向外甩出。
應該指出,由于上面描述的霧化件114”的設計,當霧化件空運轉時,即,當沒有任何模具壁處理劑供應給分配腔室114f”時,離心作用力和各種表面和伴隨的空氣層施加的挾帶效應產生一個吹風機效果。此吹風機效果使空氣可以通過分配通道114h”并沿著霧化表面114i1”流出分配腔室114f”。在按照圖8的霧化件114”的設計中,這一吹風機效果由于盤件114b”和環形肩部114e”的外邊界表面114b2”基本上平行于霧化表面114i1”并離開該表面一個小距離而得到增強,使得在這兩個表面之間形成了一個窄的環形間隙,該間隙在噴霧方向H上成錐形地伸展。這一環形間隙對在其中的空氣的挾帶效應增強了吹風機效果,使得當沒有把較多的模具壁處理劑引進分配腔室114f”時,離心作用力和吹風機效應會把仍然存在于分配腔室114f”中的模具壁處理劑由這個分配腔室完全排出。因此,霧化件114”是完全自清理地運行。
也應該附加地提到,在按照圖7的噴霧件26”的實施例中,基座部分116”和形成間隙的環172”合作形成一個不可調整的出口間隙130b”;該環形成連接到控制空氣送氣管線128”上的分配腔室130”的邊界。然而,與按照圖3的實施例相對應,按照圖7的實施例的出口間隙130b”也可以被設計成可以調整的。在圖7中,對模具壁處理劑的送料管線被標記成124”。
也應該提到,按照本發明的噴霧件和整個模具噴霧系統也適用于噴撒傳統的用水稀釋的模具壁處理劑。該系統可以用于低粘度的處理劑與水的混合物,這可以例如通過選擇驅動單元的適當的轉速和通過相應地調整空氣流量實現。
權利要求
1.一種用來在完成一個模鑄循環并把模鑄部件移開之后為一個模鑄部件的模鑄或成形準備模具(12)的模具壁(12a,12b),使模具壁為下一個模鑄循環作好準備的過程,此過程包括以下步驟(a)使模具壁(12a,12b)達到所要求的溫度;以及(b)把一種模具壁處理劑施加到模具壁(12a,12b)上,其特征在于,步驟(a)和(b)以所表明的順序并彼此獨立地進行,其中,在步驟(a),以一種可控的方式(20a)最好以一種程序控制的方式依賴于過程的條件和/或環境條件向模具壁(12a,12b)提供熱量或由模具壁(12a,12b)移走熱量;其特征還在于,在步驟(b),以一種可控的方式(20b)最好以一種程序控制的方式施加模具壁處理劑。
2.按照權利要求1所述的過程,其特征在于,使用準備好待用的模具壁處理劑,這種處理劑不稀釋地取自運輸容器(56,58),并施加到模具壁(12a,12b)上。
3.按照權利要求2所述的過程,其特征在于,準備好待用的模具壁處理劑包括至少重量百分比98%的帶有潤滑和脫模性質的物質和不多于重量百分比2%的輔助材料,諸如殺菌劑、乳化劑、溶劑比如水等。
4.按照權利要求2或3所述的過程,其特征在于,準備好待用的模具壁處理劑在20℃下的粘性在大約50到大約2500mPa.s的范圍內。
5.按照權利要求1-4中之一所述的過程,其特征在于,模具壁處理劑的閃點溫度至少為280攝氏度。
6.按照權利要求1-5中之一所述的過程,其特征在于,借助于至少一個帶有離心霧化和空氣控制裝置的噴霧件(26)把模具壁處理劑施加到模具壁(12a,12b)上。
7.按照權利要求1-6中之一所述的過程,其特征在于,檢測每單位時間排放到模具壁(12a,12b)上的模具壁處理劑的數量(V)。
8.按照權利要求1-7中之一所述的過程,其特征在于,通過改變排放模具壁處理劑的噴霧件(26)的軌跡(B),至少設置一個這樣的件,和/或通過改變噴霧件(26)的速度(V),至少設置一個這樣的件,和/或通過改變每單位時間噴霧件(26)排放的模具壁處理劑的數量(V),至少設置一個這樣的件,來控制施加到模具壁(12a,12b)上的模具壁處理劑層的厚度。
9.按照權利要求1-8中之一所述的過程,其特征在于,把適當的回火流體施加到模具壁(12a,12b)上,向模具壁(12a,12b)提供熱量或由模具壁(12a,12b)移走熱量。
10.按照權利要求9所述的過程,其特征在于,把一種液體施加到,最好噴撒到模具壁(12a,12b)上,而使液體蒸發,以冷卻模具壁(12a,12b)。
11.按照權利要求10所述的過程,其特征在于,使用軟化水冷卻模具壁(12a,12b)。
12.按照權利要求10或11所述的過程,其特征在于,把冷卻液體過量地施加到模具壁(12a,12b)上。
13.按照權利要求12所述的過程,其特征在于,收集和再使用從模具壁(12a,12b)流下的冷卻液體,可能是在凈化之后再次使用。
14.按照權利要求10-13中之一所述的過程,其特征在于,在模具壁(12a,12b)用液體冷卻之后,使模具壁(12a,12b)干燥,最好把模具壁(12a,12b)吹干。
15.按照權利要求1-14中之一所述的過程,其特征在于,至少使模具壁(12a,12b)的某些部分(12f)與傳熱裝置(44)實現傳熱接觸。
16.按照權利要求15所述的過程,其特征在于,傳熱裝置(44)包括至少一個吸熱和/或放熱物體(44b),把此裝置設計成與要被回火的模具壁(12a,12b)的部分(12f)的形狀相匹配。
17.按照權利要求16所述的過程,其特征在于,把吸熱和/或放熱的一個或幾個物體(44b)彈性地彼此并排安裝和/或安裝在一個攜帶裝置(44a)上。
18.按照權利要求15-17中之一所述的過程,其特征在于,至少部分地用良導熱體比如銅,銅合金,鋁,鋁合金等制作傳熱裝置(44),至少制作它的傳熱表面的部分(44c)。
19.按照權利要求15-18中之一所述的過程,其特征在于,把傳熱裝置(44)連接到一個加熱-冷卻單元(32)上,用來把熱量攜帶走或提供熱量。
20.按照權利要求15-19中之一所述的過程,其特征在于,把傳熱裝置(44)浸入一個加熱-冷卻池(46)中,用來把熱量攜帶走或提供熱量。
21.按照權利要求15-20中之一所述的過程,其特征在于,把模具(12)至少部分地關閉,使傳熱裝置(44)與模具壁(12a,12b)實現傳熱接觸。
22.按照權利要求1-21中之一所述的過程,其特征在于,把模具(12)連接到一個加熱-冷卻單元(32)上,用來把熱量攜帶走或提供熱量。
23.按照權利要求1-22中之一所述的過程,其特征在于,檢測模具壁(12a,12b)的溫度(TF1,TF2)。
24.按照權利要求23所述的過程,其特征在于,在至少一個代表模具壁(12a,12b)的溫度分布的位置上設置一個溫度傳感器(48)。
25.按照權利要求23或24所述的過程,其特征在于,借助于紅外測量裝置(50)確定模具壁(12a,12b)的溫度分布。
26.按照權利要求23或24所述的過程,其特征在于,借助于紅外測量裝置(50)確定由模具移出的模鑄部件的表面的溫度分布。
27.按照權利要求23-26中之一所述的過程,其特征在于,檢測周圍溫度(TU)。
28.按照權利要求23-27中之一所述的過程,其特征在于,考慮到工作的過程(A)。
29.按照權利要求23-28中之一所述的過程,其特征在于,通過改變每單位時間施加到模具壁(12a,12b)的流體的數量和/或通過改變所采用的溫度,來控制提供給模具壁(12a,12b)的熱量或由模具壁(12a,12b)移走的熱量。
30.按照權利要求23-29中之一所述的過程,其特征在于,通過改變模具壁(12a,12b)與傳熱裝置(44)之間的傳熱接觸時間長短和/或通過改變傳熱裝置(44)的初始溫度,來控制提供給模具壁(12a,12b)的熱量或由模具壁(12a,12b)移走的熱量。
31.按照權利要求6-30中之一所述的過程,其特征在于,在噴霧工具(22)上至少安裝一個帶有離心霧化和空氣控制裝置的噴霧件(26)。
32.按照權利要求31所述的過程,其特征在于,在噴霧工具(22)上至少安裝一個用來排放回火流體的件(24)。
33.按照權利要求31或32所述的過程,其特征在于,在噴霧工具(22)上至少安裝一個用來排放被吹出的空氣的件(28)。
34.按照權利要求31-33中之一所述的過程,其特征在于,最好在程序控制(20)下由一個最好是六軸的機器人(30)的一個機械臂將噴霧工具(22)移動。
35.一種用來在完成一個模鑄循環并把模鑄部件由模具(12)移開之后為一個模鑄部件的模鑄或成形準備模具(12)的模具壁(12a,12b),使模具壁為下一個模鑄循環作好準備的裝置,該裝置最好用來完成按照權利要求1-34中之一的過程,其特征在于,它包括帶有一個回火控制器(20a)和一個模具壁處理控制器(20b)的一個控制裝置(20),其中回火控制器(20a)和模具壁處理控制器(20b)被設計成彼此結合使得在把模具壁處理劑施加到模具壁(12a,12b)上之前,首先使模具壁(12a,12b)回火到一個要求的溫度,其中回火控制器(20a)按照過程條件和/或周圍條件控制向模具壁(12a,12b)提供的熱量或由模具壁(12a,12b)移走的熱量。
36.按照權利要求35所述的裝置,其特征在于,它包括裝有準備好待用的模具壁處理劑的運輸容器(56,58)和一個排出裝置(64),此裝置由運輸容器(56,58)中取出模具壁處理劑,并在沒有事先稀釋的條件下把它供應,用來排放到模具壁(12a,12b)上。
37.按照權利要求35或36所述的裝置,其特征在于,它包括至少兩個運輸容器(56,58),把它們中的至少一個(56)連接到噴霧件(26)上,用來排放處理劑,同時保持至少另外一個容器(58)處在準備用來排放的狀態。
38.按照權利要求35-37中之一所述的裝置,其特征在于,設置至少一個帶有離心霧化和空氣控制裝置的噴霧件(26),用來排放模具壁處理劑。
39.按照權利要求35-38中之一所述的裝置,其特征在于,用來檢測被排放的模具壁處理劑的數量(V)的一個測量裝置(60)設置在用來排放模具壁處理劑的至少一個噴霧件(26)上。
40.按照權利要求35-39中之一所述的裝置,其特征在于,設置用來供應對模具壁提供熱量或移出熱量的流體的件(24),這種流體例如為一種提供熱量或移出熱量的液體,最好是軟化水。
41.按照權利要求40所述的裝置,其特征在于,設置收集由模具壁(12a,12b)流下的過量的提供熱量或移出熱量的液體的裝置(34)和返回到提供熱量或移出熱量的液體儲罐(40)的管線(36a,38a)。
42.按照權利要求41所述的裝置,其特征在于,設置一個過濾單元(36),并可能設置用來凈化所收集的液體的一個裝置(38)。
43.按照權利要求35-42中之一所述的裝置,其特征在于,它包括一個傳熱裝置(44),此裝置可以與模具壁(12a,12b)的至少一定部分(12f)實現傳熱接觸。
44.按照權利要求43所述的裝置,其特征在于,傳熱裝置(44)包括至少一個吸熱和/或放熱物體(44b),把此物體設計成與要被回火的模具壁(12a,12b)的部分(12f)的形狀相匹配。
45.按照權利要求43或44所述的裝置,其特征在于,把吸熱和/或放熱的一個或幾個物體(44b)彈性地彼此并排安裝和/或安裝在一個支承裝置(44a)上。
46.按照權利要求43-45中之一所述的裝置,其特征在于,至少部分地用良導熱體比如銅,銅合金,鋁,鋁合金等制作傳熱裝置(44),至少制作它的傳熱表面的部分(44c)。
47.按照權利要求43-46中之一所述的裝置,其特征在于,為了把熱量攜帶走或提供熱量,把傳熱裝置(44)連接到一個加熱-冷卻單元(32)上。
48.按照權利要求43-47中之一所述的裝置,其特征在于,為傳熱裝置(44)設置一個加熱-冷卻池(46)。
49.按照權利要求35-48中之一所述的裝置,其特征在于,為了引導吹出的空氣設置至少一個吹風件(28)。
50.按照權利要求35-49中之一所述的裝置,其特征在于,在至少一個代表模具壁(12a,12b)的溫度分布的位置設置一個溫度傳感器(48)。
51.按照權利要求35-50中之一所述的裝置,其特征在于,設置一個紅外測量裝置(50),來確定模具壁(12a,12b)的溫度分布和/或由模具移出的模鑄部件的表面的溫度分布。
52.按照權利要求35-51中之一所述的裝置,其特征在于,設置一個溫度傳感器(50)來檢測周圍溫度。
53.按照權利要求35-52中之一所述的裝置,其特征在于,設置一個記錄單元(54),用來記錄工作步驟。
54.按照權利要求38-53中之一所述的裝置,其特征在于,在噴霧工具(22)上安裝噴霧件(26),它們中的至少一個帶有離心霧化和空氣控制裝置。
55.按照權利要求54所述的裝置,其特征在于,在噴霧工具(22)上至少安裝一個用來排放回火流體的件(24)。
56.按照權利要求54或55所述的裝置,其特征在于,在噴霧工具(22)上至少安裝一個用來排放被吹出的空氣的吹風件(28)。
57.按照權利要求54-56中之一所述的過程,其特征在于,把噴霧工具(22)安裝在一個最好是六軸的機器人(30)的一個機械臂上。
58.一種用一種模具壁處理劑噴撒用于模鑄或成形的模具(12)的壁(12a,12b)的噴霧件(26;26’;26”),它可能是用于按照權利要求35-57中之一所述的裝置(10)中,比如用來實現按照權利要求1-34中之一所述的過程,其特征在于,該噴霧件(26;26’;26”)包括一個轉子(110),它安裝成使它可以繞著在一個噴霧件本體(116;116’;116”)中的一個旋轉軸線(R)自由轉動,霧化件(114;114’;114”)裝設在該轉子的一個縱向端部上;-其中噴霧件(26;26’;26”)包括用于模具壁處理劑的一個送料管線(124),模具壁處理劑由此管線到達霧化件(114;114’;114”),并包括用于控制空氣的一個送氣管線(128),此管線用來把被霧化件(114;114’;114”)霧化的模具壁處理劑引導到被噴撒的模具壁(12a,12b)上;以及-其中控制空氣送氣管線(128)的一個出口(130b)位于靠近霧化件(114;114’;114”)的外圓周的位置。
59.按照權利要求58所述的噴霧件,其特征在于,控制空氣送氣管線(128)的出口包括設在圍繞霧化件的一個圓周上的多個開孔。
60.按照權利要求58所述的噴霧件,其特征在于,控制空氣送氣管線(128)的出口(130b)包括圍繞霧化件(114)形成一個圓的一個狹縫(130b)。
61.按照權利要求60所述的噴霧件,其特征在于,控制空氣送氣管線(128)包括在出口狹縫(130b)上游的一個環形通道(130)。
62.按照權利要求58-61所述的噴霧件,其特征在于,控制空氣送氣管線(128)至少部分地由噴霧件本體(116)的頭部(116d)形成,比如借助于最好是程序控制的伺服驅動裝置可以使此頭部相對于噴霧件本體(116)的一個基座部分(116a,116c)運動。
63.按照權利要求61或62所述的噴霧件,其特征在于,頭部(116d)把環形通道(130)界定在徑向上的外側面上,而基座部分(116a,116c)或連接到它上的一個件把環形通道(130)界定在徑向上的內側面上。
64.按照權利要求58-63中之一所述的噴霧件,其特征在于,控制空氣送氣管線(128,130)被設計成在它的出口(130b)的區域沿控制空氣的出口方向向下傾斜。
65.按照權利要求58-64中之一所述的噴霧件,其特征在于,把一個驅動單元(120)設置成使轉子(110)圍繞著它的旋轉軸線(R)轉動。
66.按照權利要求65所述的噴霧件,其特征在于,驅動單元(120)包括一個由壓縮空氣驅動的渦輪機(120a)。
67.按照權利要求65所述的噴霧件,其特征在于,驅動單元(120)包括一個電馬達(120b)。
68.按照權利要求65-67中之一所述的噴霧件,其特征在于,驅動單元(120)被安裝在一個殼體(116e)中,該殼體設計成與噴霧件本體(116)的基座部分(116a)分開的一個單元,并最好可拆開地緊固在其上。
69.按照權利要求58-68中之一所述的噴霧件,其特征在于,把霧化件(114)設計成與轉子(110)形成一個整體的單元。
70.按照權利要求58-68中之一所述的噴霧件,其特征在于,借助于例如快速脫開的緊固件把霧化件(24)可拆開地連接到轉子(20)上。
71.按照權利要求58-70中之一所述的噴霧件,其特征在于,霧化件(114’)有一個朝向模具壁表面的霧化表面(114i1”)。
72.按照權利要求71所述的噴霧件,其特征在于,霧化表面(114i1”)是錐形的,其特征還在于,該錐體的包角(α)的一半例如在大約30度與大約60度之間,最好大約為45度。
73.按照權利要求71或72所述的噴霧件,其特征在于,霧化件(114i1”)有一個朝向模具壁表面打開的霧化通道(114i”),此通道與一個內表面一起做為霧化表面(114i1”)。
74.按照權利要求71-73中之一所述的噴霧件,其特征在于,在霧化表面(114i1”)的上游設置一個分配腔室(114f”)。
75.按照權利要求74所述的噴霧件,其特征在于,為了引入模具壁處理劑,分配腔室(114f”)鄰近旋轉軸線(R)有一個圍繞著旋轉軸線(R)的一個開孔(114g”)。
76.按照權利要求75所述的噴霧件,其特征在于,在徑向上向外并在噴霧方向(H)上伸展的分配腔室的邊界表面(114e1”)與開孔(114g”)的外圓周邊緣鄰接。
77.按照權利要求76所述的噴霧件,其特征在于,分配腔室的邊界表面(114e1”)是錐形的,其特征還在于,該錐體的包角(β)的一半例如在大約20度與大約60度之間,最好大約為45度。
78.按照權利要求74-77中之一所述的噴霧件,其特征在于,通到霧化表面(114i1”)的分配通道(114h”)在它的周邊部位(114f1”)連接到分配腔室(114f”)上,離開旋轉軸線(R)。
79.按照權利要求78所述的噴霧件,其特征在于,件(114b”)的外周邊緣形成分配腔室(114f”)與模具壁之間的一個邊界,此邊緣在徑向上伸出,越過分配通道(114f”)的徑向上的外端,并離開霧化表面(114i1”)有一定距離。
80.按照權利要求74-79中之一所述的噴霧件,其特征在于,由分配腔室(114f”)的一個圓柱形邊界表面(114a1”)出來的過渡部分(114c”)基本上與旋轉軸線(R)共軸地到達基本上垂直于旋轉軸線(R)的一個邊界表面(114b1”),此過渡部分是圓滑的。
81.按照權利要求58-70中之一所述的噴霧件,其特征在于,霧化件是一個霧化盤(114)。
82.按照權利要求58-81中之一所述的噴霧件,其特征在于,由模具壁處理劑送料管線(124)排出的模具壁處理劑在靠近旋轉軸線的位置沖擊到霧化件(114)上。
83.按照權利要求58-82中之一所述的噴霧件,其特征在于,設置了多個模具壁處理劑送料管線(124)。
84.按照權利要求58-83中之一所述的噴霧件,其特征在于,設置用來將噴霧件(26)的主排放方向(H)偏轉離開轉子(110)的旋轉軸線(R)的延長線的裝置。
85.按照權利要求59和84中之一所述的噴霧件,其特征在于,偏轉裝置包括一個用來改變出口開孔的數量和/或直徑的裝置。
86.按照權利要求60和84所述的噴霧件,其特征在于,偏轉裝置包括一個用來改變出口狹縫(130b’)的寬度的裝置(138)。
87.按照權利要求84所述的噴霧件,其特征在于,設置多個控制空氣送氣管線(128),可以彼此獨立地調整它們的空氣流量。
88.按照權利要求84所述的噴霧件,其特征在于,偏轉裝置包括至少一個使空氣偏轉的送氣管線(136)。
89.按照權利要求58-88中之一所述的噴霧件,其特征在于,施加到模具壁(12a,12b)上的模具壁處理劑層的厚度可以控制,最好以程序控制的方式控制。
90.按照權利要求89所述的噴霧件,其特征在于,通過改變噴霧件(26)的軌跡(B),和/或通過改變噴霧件(26)的速度(V),和/或通過改變每單位時間由噴霧件(26)排放的模具壁處理劑的數量(V),控制施加到模具壁(12a,12b)上的模具壁處理劑的厚度。
91.當想要作為按照權利要求35-57中之一所述的裝置(10)的一部分使用時,另外當想要在實施按照權利要求1-34中之一所述的過程的范圍內使用時,按照權利要求58-90中之一所述的噴霧件(26)的使用,按照權利要求1-34中之一所述的過程是用來把基本上沒有溶劑的模具壁處理劑噴撒到用于模鑄或成形的模具(12)的壁(12a,12b)上。
全文摘要
一種用來在完成一個模鑄循環并把模鑄部件由該模具(12)移開之后為一個模鑄部件的模鑄或成形準備模具(12)的模具壁(12a,12b),使模具壁為下一個模鑄循環作好準備的過程和用于此目的的裝置(10),彼此獨立地對模具壁(12a,12b)進行回火和用模具壁處理劑涂布模具壁,即,沒有任何時間上的重疊,并在一種可控的方式下最好在一種程序控制的方式下進行。為了進行涂布,最好使用一種帶有離心霧化和空氣控制裝置的噴霧件,最好用基本上沒有溶劑的模具壁處理劑涂布模具壁。
文檔編號B22C3/00GK1228365SQ9811966
公開日1999年9月15日 申請日期1998年9月21日 優先權日1998年3月9日
發明者H·-D·倫克爾, D·M·科克, K·-H·克姆, T·俊克爾 申請人:艾奇遜工業有限公司