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Verfahren zur Erhöhung der Benutzungsdauer von Kokillen unrunden Innenprofile.
Bekanntlich werden Stahl-oder Metallblöcke in Kokillen aus Gusseisen oder Stahl vergossen.
Die Benutzungsdauer derartiger Kokillen ist eine verhältnismässig kurze, da das schmelzflüssige Metall die Wandungen der Kokillen angreift, dieselben rissig macht und zerstört. Da die Kokillen schon nach 30-50 Abgüssen für die Weiterbenutzung unbrauchbar sind und nicht mehr verwendet werden können, erweisen sich die Kokillen für den Betrieb ausserordentlich kostspielig.
Es wurde zwar versucht, unbrauchbar gewordene runde Kokillen dadurch wieder brauchbar zu machen, dass die Innenfläche der Kokillen durch Einwegspanabnahme behandelt werden.
Diese Art der Wiederbrauchbarmachung von Kokillen besitzt ausser ihrer Umständlichkeit auch den Nachteil, dass die Bearbeitung durch Einwegspanabnahme Messerspuren zurücklässt, so dass die Kokilleninnenfläche rauh bleibt und sich ein rascher Verschleiss sowie ein unsauberer Block ergibt.
Die Erfindung verfolgt den Zweck, die Benutzungsdauer von Kokillen, insbesondere solcher unrunden Innenprofils auf einfache Weise wesentlich zu verlängern und die alten unbrauchbaren Kokillen in einen solchen Zustand zu bringen, dass sie sich von neuen Kokillen durch nichts unterscheiden. Der Erfindung gemäss wird dies dadurch erreicht, dass die aus dem Gebrauch der Kokille sich ergebenden Fehler der Kokilleninnenfläche durch Bearbeitung der Kokilleninnenfläche mit umlaufenden Schleifwerkzeugen entfernt werden, so dass die Kokille wieder benutzt werden kann. Die Durchführung dieses Verfahrens kann auf einfache und betriebssichere Weise mit Maschinen erfolgen, bei welchen in bekannter Weise das Werkzeug auf einem in den Hohlraum des Werkstückes einführbaren Träger lagert.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele von Maschinen zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung dargestellt. Fig. 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der Maschine in Vorderansicht bei längsgeschnittener Kokille. Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht gemäss Fig. 1 mit quergeschnittener Kokille. Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Maschine gemäss der Erfindung schematisch im Längsschnitt. In Fig. 4 ist ein drittes Ausführungsbeispiel einer Maschine schematisch im Längsschnitt dargestellt. Die Fig. 5-7 zeigen im Querschnitt durch die Kokille verschiedene Formen von Werkzeugen schematisch in Ansicht.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss den Fig. 1 und 2 ist mit x die Kokille und mit y das rotierende, die Innenfläche 1 der Kokille bearbeitende Werkzeug bezeichnet. Das Werkzeug y ist drehbar auf einem Ausleger 3 gelagert und wird auf irgendeine Weise, bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel durch eine Riemenscheibe 4, angetrieben. Der Werkzeugträger 3 mit dem Antrieb 4 sitzt auf einem Schlitten 5, der vor allem entsprechend der Konizität der Innenfläche 1 der Kokille, x in einer schrägen Führung 6 in der Pfeilrichtung p verschiebbar ist.
Die Verschiebung in der Führung 6 kann entweder von Hand aus oder durch ein geeignetes Triebwerk selbsttätig erfolgen. Überdies ist der Werkzeugträger 3 mit dem Werkzeug y durch eine in der Zeichnung nicht näher dargestellte Steuerung in der Pfeilrichtung q drehbar angeordnet. Das rotierende Werkzeug kann entweder aus einer Schleifscheibe, aus einer Stahlbürstenscheibe, auch aus einem Fräser u. dgl. bestehen. Bei entsprechender Form des Werkzeuges y wird bei Bewegung des Werkzeugträgers 3 in den Pfeilrichtungen p und q die gesamte Innenfläche der Kokille x bearbeitet, derart, dass die aus dem Gebrauch der Kokille sich ergebenden Oberflächenfehler der Kokilleninnenfläche entfernt werden.
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Die Bearbeitung der Kokilleninnenfläche 1 kann entweder streifenweise oder in Spiralform erfolgen. Wird beispielsweise das Werkzeug y angestellt und wird der Werkzeugträger 3 nur längs verschoben, so findet eine streifenweise Bearbeitung der Kokilleninnenfläche statt. Der Werkzeugträger 3 wird nach Bearbeitung eines Streifens der Kokilleninnentläche so verdreht, dass das Werkzeug y den anschliessenden Flächenstreifen bearbeitet. In diesem Falle ist die Bewegung des Werkzeugträgers 3 in der Pfeilrichtung q eine absatzweise.
Bei spiralförmiger Bearbeitung der Kokilleninnenfläche wird der Werkzeugträger 3 langsam, u. zw. entweder ständig oder absatzweise mittels der Führung 6 in der Pfeilrichtung j ? bewegt, während eine verhältnismässig rasche Drehbewegung in der Pfeilrichtung q stattfindet.
Der Werkzeugträger 3 kann mit dem Werkzeug auch feststehend angeordnet sein, während die Kokille die entsprechenden Steuerbewegungen ausführt. Schliesslich können auch beide, also Kokille a ? und Werkzeug y, entsprechend gegeneinander bewegt werden. Die Bewegungsmittel sind in der Zeichnung nur schematisch dargestellt, da diese einerseits der Form der Kokilleninnenfläche, anderseits der Form des rotierenden Werkzeuges y und schliesslich auch der Bearbeitungsweise (streifenweise, Spiralform u. dgl.) angepasst sein müssen. Wesentlich ist nur, dass der Werkzeugträger oder die Kokille oder beide so beweglich sind, dass die gesamte Innenfläche der Kokille vom rotierenden Werkzeug bearbeitet wird.
Bei der Einrichtung gemäss Fig. 3 der Zeichnung besteht der Werkzeugträger aus einer durch die Kokille x verlaufenden Spindel 10, die beiderseits bei 11 und 12 gelagert ist. Die Spindel 10 betätigt einen Gleitsupport 13, der das Werkzeug y trägt. Das Werkzeug y sitzt bei diesem Ausführungsbeispiel radial verschiebbar auf dem Gleitsupport 13 und wird durch ein Presswerk, beispielsweise durch eine Feder 14, elastisch nachgiebig gegen die Innenfläche der Kokille gedrückt. Dadurch kann auf einfache Weise der geringen Konizität der Kokille (20-60 mm bei 1-2 m langen Kokillen) Rechnung getragen werden. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4 ist ein Werkzeugträger 16 vorgesehen, der um eine Achse 17 drehbar angeordnet ist.
Auf den Werkzeugträger 16 wirken federnde Mittel 19 ein, welche ein nachgiebig federndes Andrücken des Werkzeuges y gegen die Innenfläche 1 der Kokille a ; ermöglichen. An Stelle der mit Druck wirkenden Blattfeder 19 kann auch eine Zugfeder 20 vorgesehen sein.
Die rotierenden Werkzeuge besitzen eine der Form der Kokille angepasste Gestalt. Die Fig. 5-7 stellen drei verschiedene Ausführungsbeispiele von Werkzeugen dar. Das in Fig. 5 dargestellte Werkzeug zur Bearbeitung von Kokillen mit vierkantigem Innenprofil besteht aus einer Scheibe mit abgerundeter Kante. Das vorstehende Werkzeug besitzt eine Arbeitszone 25, eine an diese Arbeitszone sich anschliessende, von der abgerundeten Kante 26 gebildete Arbeitszone 27 und eine Arbeitszone 28, die sich an 27 anschliesst. Die Arbeitszone 25 gestattet die Bearbeitung der ebenen Flächenteile der Hohlform, die Arbeitszone 27 die Bearbeitung der Innenkante und die Arbeitszone 28 die Bearbeitung des an die abgerundete Innenkante sich anschliessenden Flächenstreifens der ebenen Seitenwände der Kokille.
Wird beispielsweise ein solches Werkzeug auf eine Ecke eingestellt (vgl. strichlierte Stellung der Fig. 5) und in der Längsachse der Kokille bewegt, so wird die eine Ecke der Kokille und die an diese Ecke sich anschliessenden Seitenteile der Kokilleninnenform streifenförmig bearbeitet. Nunmehr wird das Werkzeug in die strichpunktierte Stellung eingestellt und wieder in der Längsache der Kokille bewegt. Bei entsprechender Wahl des Durchmessers des Werkzeuges y ist es möglich, dass (Fig. 5) die bearbeiteten Flächenstreifen mit ihren Rändern sich gegenseitig übergreifen, wodurch glatte Innenflächen gewährleistet werden. Nachdem die eine Seite des Innenprofils bearbeitet wurde, wird entweder das Werkzeug mit dem Werkzeugträger oder die Kokille um 90'gedreht und in gleicher Weise fortgefahren, bis die gesamte Innenfläche der Kokille bearbeitet ist.
Das in Fig. 6 dargestellte Werkzeug y gestattet die Bearbeitung von Kokillen mit achtkantigem Innenprofil ; auch hier ist zweckmässig die Breite des Arbeitswerkzeuges so bemessen, dass sich die bearbeitenden Streifen mit ihren Rändern gegenseitig übergreifen. Das in Fig. 7 dargestellte Werkzeug dient zur. Bearbeitung von Vierkantkokillen. Die Werkzeugform ist eine solche, dass schon nach viermaligem Durchgang des Werkzeuges durch die Kokille die gesamte Kokilleninnentläche bearbeitet ist. Die Bearbeitung der Innenfläche von Kokillen kann auch durch mehrere gleichzeitig wirkende Werkzeuge durchgeführt werden, wobei die Werkzeuge hintereinander, nebeneinander oder auch ergänzend angeordnet sein können.
Die Konizität der Kokillen und damit auch die der Blöcke kann verringert werden, wodurch an Blockgewicht gewonnen wird. Die Stahlblöcke sehen desto sauberer aus, je reiner und glatter die Kokilleninnenwand gehalten wird. Durch das vorliegende Verfahren in Verbindung mit der schematisch dargestellten Ausschleifmaschine ist daher auch ein neuer Weg gegeben, um die Selbstkosten der Erzeugung von Metallblöcken zu verringern, die Ware gleichzeitig zu verbessern und das Gesamtausbringen des Hüttenwerkes zu steigern.