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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Metallgussstileken.
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Metallgussstücken, insbesondere von Drahtbarren (Rohbarren) aus Kupfer oder andern Metallen, und betrifft vornehmlich ein Verfahren zur
Bearbeitung der Barren und das dadurch verbesserte Erzeugnis.
Beim Guss von Drahtbarren, die im allgemeinen etwa 10-12 cm breit und hoch und 120-150 cm lang sind, wird das Kupfer in waagrechten oben offenen Formen gegossen, wobei sich ergibt, dass die obere Fläche des Gussstückes oxydiert wird. Diese Gussoberfläche weist dabei einen höheren Sauerstoffgehalt als das übrige Gussstück auf und zeigt ferner Schrunden, die beim späteren Walzen und bei der Weiterverarbeitung zum Fertigerzeugnis eingewalzt werden und störend wirken.
Zur Beseitigung dieser Mängel wurde bereits vorgeschlagen, die Barren in senkrechten Formen zu giessen ; jedoch konnte durch diesen Vorschlag das Problem nicht wirksam gelöst werden, weil der senkrechte Guss selbst eine teure Massnahme ist und die auf diese Weise hergestellten Barren tiefe Lunker aufweisen.
Es wurde ferner noch vorgeschlagen, die oxydierte Oberfläche waagrecht gegossener Barren dadurch zu entfernen, dass die Gussstücke einfach abgefräst oder abgehobelt wurden. Aber auch mit diesem Verfahren konnte das Problem nicht befriedigend gelöst werden, weil sich durch die Bearbeitung scharfkantige Ränder ergaben und die scharfen rechten Winkel an den Rändern des Barrens eine reichliche Schieferbildung in den nachfolgenden Arbeitsvorgängen verursachen.
Die vorliegende Erfindung hat dagegen ein Verfahren zur Behandlung waagrecht gegossener Barren zum Gegenstand, das völlig die früheren Mängel beseitigt und einen Barren liefert, welcher Unvollkommenheiten im Enderzeugnis ausschliesst. Im wesentlichen besteht das Verfahren in dem Abfräsen der oxydierten Oberfläche des Barrens und der Entfernung der rauhen und unregelmässigen Ränder, um einen Barren zu liefern, der glatte, abgerundete oder abgeschrägte Ränder auch an den verjüngten Enden aufweist, die sich im wesentlichen über die ganze Länge des Barrens erstrecken.
Der Erfindungsgegenstand ist in den beiliegenden Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel erläutert, u. zw. zeigen Fig. l eine Seitenansicht einer Maschine zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens, wobei die Bewegungsrichtung des Barrens während der Behandlung und auch das Ausmass der Bewegung ersichtlich ist, Fig. 2 den Grundriss der Maschine der Fig. 1, Fig. 3 eine Stirnansicht der Maschine mit den aufgebrachten Drahtbarren im Querschnitt ;
die Ansicht veranschaulicht die Anordnung und Lage der Schneidewerkzeuge, die bei der Verarbeitung des Barrens verwendet werden, Fig. 4 eine Einzelansicht in vergrössertem Massstabe, die die Art der Befestigung der Barren in der geeigneten Stellung und die Anordnung der Schneidwerkzeuge während der Bearbeitung der Barren gemäss der Linie 4-4 der Fig. 1 veranschaulicht, Fig. 5 eine schaubildliche Ansicht des erfindungsgemässen Drahtbarrens und Fig. 6 einen Querschnitt durch den Drahtbarren längs der Linie 6-6 der Fig. 5, der die äussere Gestalt des Drahtbarrens zeigt.
Die Maschine weist eine Grundplatte 1 auf, auf der ein hin und her schwingender Werktisch oder Schlitten 2 angebracht ist, auf dem die Barren paarweise befestigt werden können und der in irgendeiner gebräuchlichen Weise bewegt wird. Der Tisch ist mit Vorrichtungen 3, 3 zum Festklemmen und Ausrichten versehen, um die gegenüberliegenden Drahtbarren 4 zu befestigen und zu richten und zwischen ein paar Motore 5, 5 zu bringen. Die Drahtbarren 4 haben die gewöhnliche Form mit zugespitzten Enden, während der mittlere Teil der Barren im wesentlichen parallele Seiten aufweist.
Die Länge der Bewegungsbahn der Drahtbarren ist durch die in Fig. 1 dargestellte Stellung der Barren veranschaulicht und die Pfeile 6, 6 geben die Bewegungsrichtung der Barren an, so dass der Barren
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von der mit ausgezogenen Linien dargestellten Stellung bis zu der durch gestrichelte Linien angezeigten Stelle und wieder zurück zu der anfänglichen Stellung bewegt wird, wobei dieser Vorgang so oft als erforderlich wiederholt wird, um dem Barren die gewünschte Form zu verleihen. Die Klemmen und Richtungsvorrichtungen 3,3 werden durch Luftzylinder 7,7 in der üblichen Weise betrieben.
Die Antriebsmotoren 5,5 sind gegeneinander geneigt angeordnet und ihr Abstand voneinander kann durch eine Vorrichtung geregelt werden (Fig. 3), welche aus Schneckenrädern 8, 8 besteht, die
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die in den Lagerböcken 13, 13 für die Motoren angeordnet sind und daraus noch oben hervorstehen. Die Welle 10 dient auch als Stütze, um die Motoren in der gewünschten Stellung zu halten. Jeder Lagerboek 13 ist auf der Grundplatte 1 in Führungen 13 a, 13 a gleitend gelagert.
Jeder Motor ist mit einem Ritzel 14 versehen, das auf der Antriebswelle 15 des Motors befestigt ist. Das Zahnrad 14 kämmt mit einem die Geschwindigkeit untersetzenden Zahnrad 16 von normaler Bauart, das in einem Gehäuse 17 eingeschlossen ist und eine Welle 18 antreibt, die sich durch den Lagerbock 13 erstreckt ; auf der Welle 18 ist ein Fräskopf 19 befestigt, mit dem die flache oxydierte Oberfläche des Drahtbarrens 4 bearbeitet wird, um die Oxydsehieht von der Oberfläche zu entfernen.
Während dieser Arbeit bewegt sich natürlich der Tisch oder Schlitten 2, auf dem die Drahtbarren befestigt sind, an dem Schneidwerkzeug vorbei, so dass ein stetiger Vorschub des Drahtbarrens zu dem arbeitenden Schneidwerkzeug vorhanden ist und eine gleichmässige Bearbeitung der Barren bewirkt wird. Wenn die Barren aus der linken Stellung der Fig. 1 in die durch punktierte Linien dargestellte rechte Stellung angekommen sind, wird die Bewegungsrichtung des Schlittens 2 selbsttätig umgekehrt, so dass die auf dem Schlitten befestigten Drahtbarren wieder zurückbewegt werden und in die Bahn der Schneidwerkzeuge 19 kommen, welcher Vorgang so lange wiederholt wird, bis die oxydierte Oberfläche vollständig entfernt ist.
In Verbindung mit den fräsenden Schneidwerkzeugen 19 sind noch radiale Schneidwerkzeuge 20,20 tätig, welche paarweise angebracht sind, um die scharfen Kanten des Drahtbarrens zu bearbeiten, die sich durch die Bearbeitung mit den Sehneidwerkzeugen 19 ergaben. Die Sehneidwerkzeuge 20,20 sind paarweise auf Wellen 21, 21 gelagert, die in geeigneter Weise durch entsprechende Motoren angetrieben werden. Diese Sclmeidwerkzeuge 20, 20 runden oder schrägen die scharfen unregelmässigen Kanten ab, die durch die Schneidwerkzeuge 19, 19 geschaffen wurden, und brechen die Kanten des Barrens in einer solchen Tiefe, dass eine abgerundete oder abgeschrägte Oberfläche entsteht, bei der alle genannten Unregelmässigkeiten vollständig beseitigt sind.
Es wird also ein Barren mit abgerundeten oder abgeschrägten Kanten 22, 22 erzielt, die sich über die ganze Länge des Barrens einschliesslich der koniseh zulaufenden Enden 23, 23 erstrecken, wie aus Fig. 5 hervorgeht. Die Schnittiefe an den Barren wird durch den Abstand der Motoren 5,5 geregelt. Der Werktisch oder Sehlitten 2 läuft in Spindeln 24, 24, die zweckmässig in der Grundplatte gelagert sind.
Die Metallspäne von den Schneidwerkzeugen fallen in rinnenförmige Einbuchtungen 25,25, wo sie gesammelt werden. Ein Förderband für die Späne, das in der Zeichnung nicht dargestellt ist, kann in diesen Einbuchtungen 25,25 angebracht werden, um die Späne an das Ende der Maschine zur Weiterverwendung zu befördern.
Jede der Klemmbacken 3 enthält die Teile 26 und 27, die mit benachbarten Seiten des Drahtbarrens 4, 4 in Zusammengriff kommen, wie aus Fig. 4 hervorgeht. In Zusammenwirkung mit diesen Teilen 26 und 27 stehen Bolzen 28, 28, die an den Enden eines Jochs 29 befestigt sind, das durch Luftdruck so geregelt werden kann, dass ein Druck die Bolzen 28 auf die Drahtbarren ausgeübt wird, so dass jeder Drahtbarren 4 ganz fest gegen die Klemmfläehen 26 und 27 gedrückt wird. Diese Klemmglieder 26 und 27 haben zweckmässig gerauhte Oberflächen, wie bei 30 angedeutet ist, um zu verhindern, dass die Drahtbarren während der Bearbeitung gleiten.
Die Klemmbolzen 28, 28 sind, wie bei 31 angedeutet, mit einem Gewinde versehen und werden in der richtigen Stellung durch eine Mutter 32 gehalten, die auf dem Gewinde 31 aufgeschraubt ist.
Für die radialen Sehneidwerkzeuge 20 kann jede geeignete Antriebsvorrichtung benutzt werden.
Eine Form eines solchen Antriebes ist schematisch in den Zeichnungen veranschaulicht. Die Darstellung zeigt ein Sehneekenrad 33, das auf der Welle 18 gelagert ist, wobei das Rad 33 mit einer Schnecke 34 in Eingriff steht, die auf einem Ende einer horizontalen Welle 35 sitzt, deren anderes Ende ebenso mit einer Schnecke 36 versehen ist, die in ein Rad 37 am oberen Ende der Welle 21 eingreift, auf der die radialen Sehneidwerkzeuge 20, 20 befestigt sind. Eine entsprechende Antriebsvorrichtung ist natürlich für jeden Motor vorhanden.
Die Schneidwerkzeuge 20, 20 sind auf der Welle 21 so aufgekeilt, dass sie sich in der Längsrichtung der Welle aufeinander zu oder voneinander weg entsprechend der Form des Drahtbarrens 4 bewegen können. Damit diese Schneidwerkzeuge den konisch zugespitzten Enden des Barrens folgen können, sind mit einer Ringnut versehene Stellringe 38, 38 auf der Welle 21 zwischen den Lagern 39,39 und den Schneidwerkzeugen 20, 20 vorgesehen.
Die Verschiebung dieser Schneidwerkzeuge auf der Welle 21, die der äusseren Form des Drahtbarrens folgen, wird durch entsprechende Bedienung der gegabelten Glieder 40, 40 erzielt, die die Stellringe 38, 38 umfassen und durch eine geeignete Vorrichtung
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betätigt werden, wodurch erreicht wird, dass die Ränder des Barrens über die ganze Länge, wie in
Fig. 5 gezeigt ist, abgerundet oder abgeschrägt werden.
Ausser für Kupferdrahtbarren kann selbstverständlich das Verfahren der Erfindung auch für
Gussstücke aus Messing, Aluminium oder aus andern Metallen angewendet werden, wenn das Guss- stück einer nachfolgenden Bearbeitung in warmem oder kaltem Zustande unterworfen werden soll.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Metallgussstücken, insbesondere von Drahtbarren (Rohbarren) aus Kupfer oder andern Metallen, durch Giessen des Metalls in oben offenen waagrechten Formen und
Abfräsen der oxydierten oberen Gussfläche des Gussstückes, dadurch gekennzeichnet, dass zugleich mit der Entfernung der oxydierten Oberfläche die sich ergebenden scharfen Ecken in einem Arbeitsgang gebrochen werden, um abgerundete oder abgeschrägte Kanten zu ergeben, die sich im wesentlichen über die ganze Länge des fertigen Gussstückes erstrecken.