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Verfahren und Einrichtung zum Füllen von Tempertöpfen
Beim Glühfrischen zur Erzeugung von weissem
Temperguss ist es üblich, beim Füllen des Temper- topfes dem Temperrohguss in das Tempermittel einzubetten. Hiebei ergibt sich ein Raum- verhältnis von durchschnittlich 1 : 6 zwischen dem Volumen der metallischen Masse einerseits und dem Schüttvolumen des Tempermittels andererseits. Dieses Raumverhältnis hat eine ziemlich unwirtschaftliche Ausnützung des ge- gebenen Topfraumes zur Folge. Zwei Forde- rungen sind bei Veränderung des Raumver- hältnisses vom Temperrohguss zu Tempermittel zu beachten : l. Es muss ein dem Gussgewicht entsprechendes
Sauerstoff-Angebot seitens des Tempermittels vorliegen.
2. Das Tempermittel muss die Hohlräume zwischen dem Temperrohguss satt ausfüllen zwecks Verminderung von Deformationen bei den hohen Temperaturen die beim Glühfrischen angewendet werden.
Die vorliegende Erfindung gestattet eine wesentliche Erhöhung des obengenannten Raumverhältnisses zu Gunsten des Temperrohgussgewichtes, indem nach der zumindest teilweisen Einbringung des Temperrohgusses das Einfüllen des Tempermittels, wahlweise auch das Einfüllen des Temperrohgusses unter Anwendung von Rüttelbewegungen erfolgt.
Es genügt praktisch nicht, diese Rüttelbewegungen lediglich durch Klopfen oder Wippen des Tempertopfes zu erzeugen. Als Rüttelschwingungen eignen sich in erster Linie ungedämpft periodische Schwingungen, die imstande sind, den Schüttkegel des Tempermittels praktisch auszuebnen. Damit wird erreicht, dass das Tempermittel selbst horizontal verlaufende Lücken zwischen dem Temperrohguss zu füllen vermag. Der ungeglühte, kalte Temperrohguss ist sehr spröde und muss daher mit Vorsicht behandelt werden. Um Risse im Temperrohguss zu vermeiden, darf die Rüttelschwingung nicht zu Stössen von einzelnen Gussstücken gegeneinander führen, die Schwingung muss den Charakter einer Wellenlinie haben, damit beim Richtungswechsel der Geschwindigkeit keine unzulässigen Kräfte auftreten.
Zur Durchführung dieses Verfahrens werden zweckmässigerweise Einrichtungen verwendet, welche die Rüttel- bewegungen mechanisch erzeugen als Schwingung in einer Horizontalebene.
In den Zeichnungen sind einige Anwendungs- beispiele von Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens dargestellt. Es zeigen : Fig. 1 eine Rüttelvorrichtung im Längsschnitt ; Fig. 2 dieselbe Rüttelvorrichtung im Grundriss ; Fig. 3 dieselbe Rüttelvorrichtung in Seitenansicht ; Fig. 4 dieselbe Rüttelvorrichtung im Querschnitt ; Fig. 5 eine Spannvorrichtung für Tempertopf ; Fig. 6 und 7 sind Varianten von Rüttelvorrichtungen mit verschiedenen Antriebssystemen.
Die Rüttelvorrichtung von Fig. 1-4 ist auf vier Stabfedem 1 abgestützt und besteht aus einem Rahmen 2, in welchen ein Tempertopf 3 eingespannt wird und einem Schwingungs- erzeuger. Der Tempertopf 3 ruht im Rahmen 2 auf drei Auflageflächen 4 auf ; er wird durch horizontal und vertikal wirkende Spannvor- richtungen 5 und 6 festgehalten. Die Rüttel- schwingungen werden durch zwei synchron umlaufende Schwungmassen 8 angetrieben durch einen gemeinsamen Motor 7 erzeugt. Die synchron drehenden Schwungmassen 8 erteilen dem Rahmen 2 und dem darin festgespannten Tempertopf 3 samt dessen Füllung eine Kreisschwingung in einer horizontalen Ebene. Die Füllung spielt sich wie folgt ab : Ein leerer Tempertopf 3 wird durch den Kran in den Rahmen 2 eingesetzt und alle Spannvorrichtungen 5 und 6 angezogen. Dann wird eine möglichst satte Packung Temperrohguss 9 in den Tempertopf 3 eingefüllt.
Ist eine bestimmte Höhe der Packung von Temperrohguss 9 erreicht, gleichgültig ob halbe oder ganze Höhe des Tempertopfes, so wird dieselbe in den Tempertopf eingerüttelt. Dabei füllen die kleineren Temperrohgussstücke die Zwischen-und die Innenräume der grösseren Temperrohgussstücke möglichst satt aus. Dann lässt man aus einem Behälter, von dem in der Fig. 4 der Ausguss 10 angedeutet ist, Tempermittel einlaufen. Unter der Wirkung der Rüttelschwingungen, hervorgerufen durch die Schwungmasse 8, lagert sich das Tempermittel 11 in die Zwischenräume zwischen die Temperrohgussstücke 9 ein.
Sobald die Zwischenräume zwischen dem Temperrohguss mit Tempermittel ausgefüllt sind, werden die Spannvorrichtungen 5 und 6
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gelöst und der fertig gepackte Tempertopf durch den Kran aus dem Rahmen 2 herausgehoben.
Zwecks Übermittlung der erheblichen Kräfte der
Kreisschwingungen von Rahmen 2 auf den
Tempertopf 3 müssen die Spannvorrichtungen 5 und 6 sehr kräftig bemessen sein. Den Spann- vorrichtungen 5 in horizontaler Richtung ist besondere Aufmerksamkeit zu schenken wegen der Elastizität des Rahmens 2 und der Wandungen des Tempertopfes 3. In Fig. 5 bedeutet 14 den Tempertopf, 15 den Rahmen und 16 die
Spindel einer waagrecht wirkenden Spann- schraube ; ein verstellbares Gewicht 17 dient gleichzeitig als Hebel zum Spannen und als
Sicherung gegen unbeabsichtigtes Lösen der
Spannschraube unter der Wirkung der Rüttel- schwingungen. Zu diesem Zwecke ist der Hebel 17 auf ein Vierkant 18 an der Spindel 16 aufgesteckt.
Die Feder 19 drückt den Hebel 17 gegen den
Bund 20 an der Spindel 16. Beim Anpressen des Fusses 21 gegen den Tempertopf 14 muss nach Beendigung des Spannens der Hebel 17 so auf das Vierkant 18 aufgesteckt werden, dass das Gewicht 22 unter der Wirkung der Rüttel- bewegungen das Bestreben hat, die Spindel anzuziehen.
Die Rüttelschwingungen im Tempertopf können mit verschiedensten Systemen erzeugt werden.
Als Beispiel ist in Fig. 6 eine Rüttelvorrichtung dargestellt, bei welcher Kreisschwingungen durch zwei getrennte Schwungmassen, angetrieben durch zwei synchron laufende Motoren, erzeugt werden.
Die Fig. 6 zeigt in schematischer Darstellung einen Rahmen 24, auf vier Federstäben 25 ruhend, in welcher der Tempertopf 26 eingesetzt wird. Es sind Spannvorrichtungen 27 zum Festhalten des Tempertopfes 26 angedeutet. Die in horizontaler Richtung wirkenden Spannvorrichtungen sind nicht gezeichnet. Links und rechts auf den Schmalseiten des Rahmens 24 sind je ein Synchron-Motor 28 mit Schwungmasse 29 gelagert. Durch entsprechende elektrische Schaltung ist dafür gesorgt, dass die Motoren nur miteinander und nur synchron drehen.
Damit der Synchronismus auch winkelgetreu bleibt, kann eine mechanische Kupplung durch die Welle 30 eingebaut werden.
Fig. 7 zeigt eine Rüttelvorrichtung, bei welcher die Rüttelbewegungen durch Magnete erzeugt werden. Die Rüttelschwingungen sind nicht mehr Kreisschwingungen wie bei den Konstruktionen von Fig. 1-6, sondern horizontale Pendelschwingungen an den Enden der Federstäbe 32, weIche den Rahmen 33 tragen. Der Tempertopf 34 ist in den Rahmen 33 hineingestellt und durch Spannvorrichtungen 35 und 36 festgehalten. Zwei dreiphasig angeschlossene Wechselstrommagnete 37 und 38 sind mit ihrem festen Teil 39 und 40 an einem Gestell des Fundamentes befestigt. Die beweglichen Ankerteile 41 und 42 sind mit dem Rahmen 33 verbunden und übertragen die Zugkräfte der beiden Magnete 37 und 38 auf den Rahmen 33 und den Tempertopf 34 samt dessen Füllung.
Das Einrütteln des Temperrohgusses, wie das Einrütteln des Tempermittels in die Zwischenräume erfolgt bei den Varianten von Fig. 6 und 7 in gleicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform gemäss Fig. 1-5. Die Anwendung von Rüttelbewegungen ermöglicht es, dem Temperrohguss in einer durch Einfüllen von Hand nicht erreichbaren satten Packung in den Tempertopf einzurütteln. In die zwischen den Temperrohgussstücken noch verbleibenden Zwischenräume kann Tempermittel nur unter Anwendung von Rüttelschwingungen so satt gepackt werden, dass eine allseitige Abstützung der Temperrohgussstücke im Topf möglich ist. Bei Anwendung von Tempererz als Tempermittel haben die Versuche ergeben, dass praktisch feststellbare Deformationen des Temperrohgusses beim Glühfrischen nicht mehr auftreten.
Das bis heute übliche Packverfahren bedingte bei einem grösseren Prozentsatz der geglühfrischten Tempergussstücke zufolge der beim Glühfrischen aufgetretenen Deformationen eine Nacharbeit zum Richten, teilweise in kaltem, teilweise im warmen Zustand der Tempergussstücke. Mit dem neuen Verfahren ist es möglich, an die praktisch mögliche Grenze des Füllvermögens heranzukommen.
Die Erfindung hat in erster Linie den Zweck, bei gleichbleibender Qualität des Erzeugnisses dessen Herstellungskosten im allgemeinen, die Kosten des Temperprozesses im besonderen, zu senken.
Die Rückwirkungen auf die Kosten für die Erzeugung von Temperguss erstrecken sich auf verschiedene Faktoren, welche alle gleich- zeitig im günstigen Sinne geändert werden, bei- spielsweise seien genannt : Weniger Wärme zum
Glühfrischen pro Kilogramm Guss, weniger Topf- verbrauch, weniger Lohn, weniger Richtarbeit usw. Dadurch wird auch das Leistungsvermögen der gesamten Glühfrischanlage erhöht.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Füllen von Tempertöpfen mit Temperrohguss und festem Tempermittel, wonach die Tempertöpfe zwecks Erzeugung von weissem Temperguss durch Glühfrischen in Öfen eingesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass nach der zumindest teilweisen Einbringung des Temperrohgusses das Einfüllen des Tempermittels, wahlweise auch das Einfüllen des Temperrohgusses unter Anwendung von Rüttelbewegungen erfolgt.