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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Giessformen für die aluminothermische Zwischengussschweissung von Werkstücken, vorzugsweise Schienen
Bei einer noch nicht zum Stand der Technik gehörenden Vorrichtung zur Durchführung einer alumi nothermischen Zwischengussschweissung von Werkstücken, vorzugsweise Schienen, werden an einem andem Ort vorgefertigte, aus feuerfestem Werkstoff bestehende Giessformen verwendet, die vorteilhafterweise in Einsatzkästen eingesetzt sind und durch eine Spannvorrichtung an die zu schweissenden Werkstücke angepresst werden.
Diese für die aluminothermische Zwischengussschweissung verwendeten vorgefertigten, vornehmlich aus Klebsand bestehenden feuerfesten Giessformen werden bisher von Hand über einem Modell gestampt und mit Hilfe beliebiger Chemikalien, z. B. Wasserglas, gehärtet, um eine grössere Festigkeit der Giessformen zu erzielen.
Um die von Hand zu leistende Stampfarbeit zu vermeiden und die für die Herstellung der Formen erforderliche Zeit und Kosten zu verringern, wurde versucht, die Giessformenherstellungmit- tels der bekannten Formpress-, Rtittel- oder Schiessmaschinen durchzuführen. Dabei hat sich herausgestellt, dass die Herstellung der Giessformen mit dem bekannten feuerfesten Klebsand, der besondere Forderungen hinsichtlich der Feuerfestigkeit, Verteilung der Korngrössen, der Gasdurchlässigkeit, des Schlämmstoffgehaltes und der Feuchtigkeit auf Grund der in der Praxis als günstig ermittelten Werte'erfüllt, nach den bekannten Rüttelverfahren und mit den bekannten Vorrichtungen hiezu nicht ohne weiteres möglich ist.
Dies ist teilweise dadurch bedingt, dass die Gestaltung der Hohlräume innerhalb der Giessformen für die aluminothermische Zwischengussschweissung von Schienen aus giesstechnischen Gründen kompliziert ist, was zur Folge hat, dass die maschinelle Verdichtung des Klebsandes wegen seines geringen Fliessvermögens ungleichmässig ausfällt. Die ungleichmässige Verdichtung bei Verwendung der bekannten Formmaschinen führte zu Druckschatten im Formsand unterhalb der zur Erzielung der erforderlichen Formhohlräume. eingelegten Kerne und somit zu weichen Stellen in der Form, so dass die Festigkeit der Form nicht den an sie gestellten Bedingungen entspricht.
Es wurde nun gefunden, dass mittels des erfindungsgemässen Verfahrens und der Vorrichtung diese Schwierigkeit überwunden werden kann und die Möglichkeit geschaffen ist, die Giessformen für die aluminothermische Zwischengussschweissung aus feuerfestem Klebsand durch Rütteln herzustellen. Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass nach Vorfüllung des Formkastens mit dem als Formsand zu verwendenden Klebsand die Vorverdichtung des Klebsandes mittels eines Kreisrüttlers und die Fertigrüttlung durch gleichzeitige Einwirkung des Kreisrüttlers und eines mit einem profilierten Druckstück versehenen, von oben wirkenden Pendelrüttlers erfolgt.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht in der veränderten Gestaltung der Kanäle der Giessform.
Die bisher üblichen Kanäle hatten runde Querschnitte, die sich für den Rüttelvorgang als nicht geeignet erwiesen haben. Eine bessere Verdichtung des Sandes und eine modellgetreue Nachbildung der Kanäle wird dadurch erreicht, dass erfindungsgemäss die Kanäle mit flach-ovalen oder flach-rechteckigen Querschnitten ausgeführt werden, in der Weise, dass die längeren Querschnittsachsen auf der Modellplatte senkrecht stehen. Hiedurch wird erreicht, dass der vom Pendelrüttler und von Hand von oben her über das profiliert Druckstück ausgeübte Druck am wenigsten von den Metallstäben abgefangen wird, sondern sich senkrecht in den Formsand hinein fortpflanzt.
In der Zeichnung ist die erfindungsgemässe Vorrichtung und die Gestaltung der Kanäle der Giessform
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dargdu. ch die Giessform nach der Linie IlI-III in Fig. 2.
Gemäss Fig. 1 ist der Kreisrüttler 1 mit einer elastisch gelagerten Rüttelplatte 2 verbunden, auf der das Modell 3 für die Giessform, welches sich in einem Modellkasten 4 befindet, befestigt wird. Oberhalb des Modells befindet sich der Pendelrüttler Ï mit einem profilierten Druckstuch o. Der Pendelrüttler mit dem Druckstück hat die Aufgabe einer vertikalenRüttel-und Druckvorrichtung und wird mittels eines Bügels 7 durch einen Sulzug 3 mir Ausgleichsgewichten 9, welche sich innerhalb ales rohrförmigen Gestelles 10 befinden, auf und ab bewegt oder gehalten.
Vor Beginn des Rüttelvorganges werden das Modell und das Druckstück mit Graphit, Petroleum oder mit einem andern beliebigen Mittel zwecks besserer Ablösung der Giessform vom Modell bestäubt. Nach Einfüllung einer bestimmten Menge Klebsand in den Modellkasten durch den Füllkasten 11 wird zuerst durch den Kreisrüttler allein eine Verdichtung des Klebsandes mit gleichzeitiger Füllung samtlicher Hohlräume des Modells vorgenommen. Nach einigen Sekunden wird die vertikale Druckvorrichtung von oben auf die vorgerüttelte Klebsandschicht gesetzt. Durch Betätigen des Fusshebels 12 wird das Gegengewicht angehoben und hiemit die vertikale Druckvorrichtung durch ihr Eigengewicht und durch Handdruk beim Rüttelvorgang zur Wirkung gebracht.
Anschliessend wird die Fertigrüttlung bei gleichzeitiger Einwirkung des Kreisrüttlers und des Pendelrüttlers durchgeführt. Je nach Grösse des herzustellenden Formkörpers kann die Ruttlung in einem oder zwei Arbeitsgängen erfolgen. Nach Beendigung des Rüttelvorganges wird der restliche auf der Form befindliche Sand nach Abheben des Sandfüllkastens abgestrichen und die fertige Giessform nach Abnahme des Modellkastens von dem Modell gelöst. Anschliessend wird die fertige Giessform in bekannter Weise mittels besonderer Chemikalien, z. B. durch Tränkung in Wasserglas, Sulfitlauge od. dgl., gehärtet.
Durch die Kombination der Kreisrüttlung mit der Pendelrüttlung in Verbindung mit profilierten Druckstücken sowie durch die zusatzliche Änderung der Kanalquerschnitte hat sich die für die Anfertigung der Giessformen erforderliche Zeit stark vermindert bei Erreichung einer gleichbleibend guten Beschaffenheit der Giessformen. Druckschatten unter den Kernen und als deren Folge weiche oder lose Sandstellen in den hergestellten Formen werden bei dem erfindungsgemässen Verfahren vermieden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Giessformen für die aluminothermische Zwischengusssch weissung von Werkstücken, vorzugsweise Schienen, nach dem Rütteiverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass nach Vorfüllung des Formkastens mit dem als Formsand zu verwendenden Klebsand die Vorverdichtung des Klebsandes mittels eines Kreisrüttlers und die Fertigrüttlung durch gleichzeitige Einwirkung des Kreisrüttlers und eines mit einem profilierten Druckstück versehenen, von oben wirkenden Pendelrüttlers ertolgt.