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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines unterteilten
Barrens aus Metallen, insbesondere aus Leichtmetall
Es ist ein Verfahren zur Herstellung von Teilen aus Metallen, insbesondere aus Leichtmetall, durch Einführen von Trennelementen in Form von z. B. hitzebeständigen Bändern, Platten od. dgl. in Längsrichtung der zu giessenden Bairen, insbesondere Stranggussbarren, bekanntgeworden, die einer spanlosen Verformung durch Walzen, Schmieden oder Pressen unterworfen werden, wobei die Walz-, Schmiede- oder Pressprodukte entlang den Trennflächen vollständig oder teilweise getrennt werden. Bei Durchführung des bekannten Verfahrens zeigte es sich, dass die vorbestimmte Lage der einzugiessenden Bänder durch die Bewegung der flüssigen Schmelze bisweilen geändert wurde, wodurch ein beachtlicher Ausschuss entstand.
Die Erfindung hat eine Ausgestaltung dieses bekannten Verfahrens sowie zweckmässige Vorrichtungen zu seiner Durchführung zum Gegenstande. Zur Vermeidung der Nachteile wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, die Trennelemente in vorgespanntem Zustand einzugiessen und dabei vorzugsweise die Bänder unmittelbar vor Eintritt in die Schmelze durch eine Bandführung zu leiten. Zur Durchführung dieses Verfahrens wurden zwei zweckmässige Vorrichtungen entwickelt, wovon die eine besonders für ein vielgestaltiges Fertigungsprogramm geeignet ist, während die andere vorteilhafterweise zum halb-oder vollkontinuierlichen Einsatz beim Giessen gleichbleibender Stranggussbarren bestimmt ist.
Nach der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Trennelemente einerseits am Kokillenboden und anderseits an einer Aufhängevorrichtung unter Zwischenschaltung von zugfedern im gewünschten Abstand mit entsprechender Vorspannung aufgehängt sind, wobei die Aufhängevorrichtung für die Bänder vorzugsweise mittels eines Gestelles auf der Absenkbühne der Stranggussvorrichtung stehend angeordnet ist und mit dieser abgesenkt wird.
Ein weiteres Merkmal dieser Vorrichtung besteht darin, dass die Länge der Säulen des Gestelles der Aufhängevorrichtung zwecks Korrektur der Bänderspannung mittels einer Schraubvorrichtung während des Giessens verstellbar ist.
Weitere Einzelheiten der für ein vielgestaltiges Fertigungsprogramm bestimmten Vorrichtung sind an Hand der Fig. l und 2 erläutert. Es zeigen Fig. l die Bandspann- und Führungsvorrichtung während des Gie- ssens in Seitenansicht und Fig. 2 einen Querschnitt des gegossenen Barrens mit den eingegossenen Trennelementen. Fig. 3 und 4 zeigen eine Seitenansicht der für ein gleichbleibendes Fertigungsprogramm bestimmten Vorrichtung während und vor dem Giessen und die Fig. 5,6 und 7 eine Einzelheit derselben in Ansicht und im Querschnitt. Fig. 8 zeigt die Anordnung der Bänder in den Aussparungen des Kokillenbo- dens.
In Fig. 1 sind mit 1 die Säulen des auf dem Absenktisch 2 der Stranggussvorrichtung stehenden und sich beim Giessen mit ihm abwärts bewegenden Gestelles bezeichnet. Auf einer Bodenplatte 3, auf welcher die Säulen 1 ruhen, liegt der Kokillenboden 4 auf. An diesem ist eine als Gitter ausgebildete Befestigungvorrichtung 5 für die einzugiessenden Trennelemente 6, z. B. Glasgewebebänder, angeordnet. Mit 7 ist die Stranggiesskokille, mit 8 der im Guss befindliche Block bezeichnet. 9 kennzeichnet die erfindungsgemäss unmittelbar über dem Schmelzespiegel angeordnete weitere Bandführung.
Die Bänder 6 werden vor dem Giessen in noch näher zu beschreibender Weise mittelbar a m Kokillenboden befestigt und dann mittels der
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Zugfedern 10 unter Vorspannung an der Aufhängevorrichtung 11, z. B. an einem Hakenblech, befestigt. Sie wandern beim Giessen selbsttätig mit dem Kokillenboden 4 nach unten und werden so nach und nach von dem Metall umgossen. Die Aufhängevorrichtung 11 ruht am oberen. Ende der Säulen 1. Mit Hilfe einer Schraubvorrichtung 12 kann die Spannung der Bänder während des Giessens im Bedarfsfalle geregelt werden. Die Schraubvorrichtung kann auch dazu dienen, die Vorspannung der Bänder vor dem Giessen auf einen bestimmten Wert einzustellen.
Während diese Vorrichtung besonders für ein wechselndes Fertigungsprogramm geeignet ist, wird nachfolgend eine weitere Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens beschrieben, die bei gleichbleibendem Fertigungsprogramm oder auch beim kontinuierlichen Stranggiessen eine rationellere Arbeitsweise gestattet. Erfindungsgemäss wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Trennelemente von drehbar gelagerten Rollen abwickelbar sind und zwischen diesen und dem Kokillenboden gespannt sind, indem Federn vorgesehen sind, die die Rollen beim Absenken der Kokille bremsen.
Gemäss Fig. 3 ist ein Bandrollenvorratsgestell 13 in der vorliegenden Ausführungsform mit Wellen 14 ausgestattet, die in zwei zueinander geneigten Reihen von je 7 Wellen angeordnet sind. Auf jeder Welle sind beispielsweise 30 bzw. 31 Bandrollen 15 angeordnet, so dass die Vorrichtung insgesamt mit 427 Rollen ausgestattet ist. Blattfedern 16, welche auf besonderen Wellen 17 angeordnet sind und durch Sperrklinken 18 mit veränderlicher Spannung an die Bandrollen 15 gedrückt werden können, üben auf diese beim Absenken der Stranggussbühne eine Bremswirkung aus, so dass die bei der vorliegenden Anordnung über einen Umlenkrahmen 19 und die Bandführung 20 in die Kokille 7 einlaufenden Bänder stets gespannt gehalten werden.
Die erfindungsgemäss überdem Schmelzspiegel angeordnete Bandführung 20 kann beispielsweise aus einzelnen mit Ausnehmungen versehenen Stäben bestehen, welche auf einem Rahmen befestigt sind.
Es kann auch eine-mit Schlitzen versehene Platte verwendet werden. Diese Bandführung wird auf der Kekille befestigt, um ein Verrutschen derselben im Betrieb zu verhindern. Mit 4 ist der Kokillenboden bezeichnet und mit 5 die erfindungsgemässen Flachstäbe, die auf dem Kokillenboden 4 ruhen und zwischen denen die Bänder 21 eingeklemmt sind. Mit 3 ist ein vorzugsweise hydraulisch betriebener Absenktisch und mit 22 der Giessbehälter bezeichnet, auf dessen oberem Rand die Tragstäbe 23 aufgelegt sind, auf denen die Kokille ruht. Der Umlenkrahmen 19 ist an den nach links und rechts verstellbaren Armen 24 um die Achse 25 drehbar angeordnet. 26 stellt eine Ablagevorrichtung dar, welche die Flachstäbe 5 während der Giesspausen aufnimmt.
Gemäss Fig. 4 ist die Bandführung 20 an der Ablagevorrichtung 26 aufgehängt. Die Bänder sind bereits durch die Schlitze der Bandführung 20 hindurchgezogen. Die Bandenden jeder Bandreihe mit in vorliegendem Falle 30 bzw. 31 Bändern sind zwischen zwei Flachstäben27 eingeklemmt und befinden sich auf der Ablagevorrichtung 26 in Arbeitsbereitschaft. Dieses Befestigungselement für die Bänder bildet gleichfalls einen Gegenstand der Erfindung und kann selbstverständlich auch bei der erstbeschriebenen Vorrichtung verwendet werden. Gemäss Fig. 5 und 6 sind die Flachstäbe 27 an ihren Enden verjüngt, so dass nach dem Zwischenlegen der Bänder 21 durch Überschieben eines innen ebenfalls konischen Schlosses 28 die beiden Flachstäbe zusammengeklemmt werden, wodurch die Bänder im vorbestimmten Abstand festgehalten werden.
Auf den einander zugekehrten Seiten können die Flachstäbe mit Rillen versehen werden.
Zur zusätzlichen Sicherung können die Enden der Bänder 21 mit Heftnadeln od. dgl. gegen Herausrutschen gesichert werden.
Nach Anbringung der Kokille 7 über dem Giessbehälter 22 und Auflegen des Kokillenbodens 4 auf den hochgefahrenen Absenktisch 3 werden die Flachstäbe 5, zwischen welchen die Bänder 21 eingeklemmt sind, nacheinander von der Ablagevorrichtung 26 heruntergenommen und auf dem Kokillenboden 4 in einer dazu besonders angebrachten Aussparung nebeneinander angeordnet. Die Flachstabpaare füllen diese Aussparung in dem Kokillenboden 4 vollkommen aus. Aus Fig. 8 ist die Aussparung im Kokillenboden ersichtlich, in die die Flachstäbe 21 eingelegt sind, welche die Bänder klemmen. Falls erforderlich, können die Stäbe 21 noch zusätzlich am Kokillenboden 4 mittels eines Stiftes 29 befestigt werden. Kleinere Fugen, z. B. an den konischen Enden der Flachstäbe, werden zweckmässigerweise mit Glaswolle verstopft.
Die Bänder21 werden nun durch Drehen der Rollen 15 geradegerichtet und vorgespannt (Fig. 3), worauf die Vorrichtung giessbereit ist. Das flüssige Metall wird mittels einer gabelförmigen Giessrinne an den beiden schmalen Seiten der Giessform in dieselbe hineingeführt. Zur gleichmässigen Verteilung des Giessgutes wird die Giesstemperatur zweckmässigerweise etwas höher gewählt als beim üblichen Stranggiessen. Nach beendetem Guss wird die Bandführung 20 von der Kokille abgehoben und an der Ablagevorrichtung 26 aufgehängt. Dann werden die einzelnen Bandreihen nacheinander von weiteren FlachstabpaarenS zusammen
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26 gelegt. Die Kokille kann nun entfernt und der Block aus der Giessgrube herausgezogen werden.
Die unter dem Block noch befindlichen Flachstäbe können leicht entfernt werden, da sie nicht vom Block umgossen sind. Nach dem Herausheben des Blockes kann die Kokille sofort wieder über dem Giessbehälter aufgebaut und für einen weiteren Guss vorbereitet werden. Der Block kann beliebig lang gegossen werden.
Als zweckmässig hat sich eine Länge von 2 bis 3 m erwiesen. Die Vorrichtung ist grundsätzlich aber auch für den kontinuierlichen Strangguss geeignet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung eines unterteilten Barrens aus Metallen, insbesondere aus Leichtmetall, durch Einführen von Trennelementen in Form von hitzebeständigen Bändern, Platten od. dgl. in Längsrich- tung des zu giessenden Barrens, insbesondere Stranggussbarrens, der einer spanlosen Verformung durch Walzen, Schmieden oder Pressen unterworfen wird, wobei entlang der Trennfläche eine vollständige oder teilweise Trennung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennelemente im vorgespannten Zustand eingegossen werden.