Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Fertigformen für die alumino-thermische Zwischengussschweissung von Werkstücken, vorzugsweise von Schienen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Fertigformen für die aluminothermische Zwischengussschweissung von Werkstücken, vorzugsweise von Schienen.
Bei der aluminothermischen Schweissung von Werkstücken, vorzugsweise Schienen, wie es z. B. in der schweizerischen Patentschrift Nr. 344612 be schrieben ist, werden in ständig zunehmendem Masse an einem anderen Ort vorgefertigte Formen verwen det, die vorteilhafterweise auf der Baustelle in Ein satzkästen eingesetzt und durch Spannvorrichtungen an die zu schweissenden Werkstücke gepresst werden.
Diese für die aluminothermische Zwischenguss- schweissung verwendeten, vorgefertigten, vornehmlich aus Klebsand bestehenden feuerfesten Giessformen wer den bisher von Hand über einem Modell gestampft und mit Hilfe beliebiger Chemikalien, z.B. Wasserglas, gehärtet, um eine grössere Festigkeit der Giessformen zu erzielen.
Um die von Hand zu leistende Stampf arbeit zu vermeiden und die für die Herstellung der Formen erforderliche Zeit und Kosten zu verringern, wurde versucht, die Giessformenherstellung mittels der bekannten Formpress-, Rüttel- oder Schiess maschinen durchzuführen.
Dabei hat sich heraus gestellt, dass die Herstellung der Giessformen mit dem bekannten feuerfesten Klebsand, der besondere For derungen 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 hierzu nicht ohne weiteres möglich ist.
Dieses ist teilweise dadurch bedingt, dass die Gestaltung der Hohlräume innerhalb der Giessformen für die aluminothermische Zwischen gussschweissung von Schienen aus giesstechnischen Gründen kompliziert ist, wodurch die maschinelle Verdichtung des Klebsandes wegen seines geringen Fliessvermögens ungleichmässig ist.
Die ungleichmässige Verdichtung bei Verwendung der bekannten Form maschinen führte zu Druckschatten im Formsand unterhalb der zur Erzielung der erforderlichen Form hohlräume eingelegten Kerne und somit zu weichen Stellen in der Form, so dass die Festigkeit der Form nicht den an sie gestellten Bedingungen entspricht.
Durch die Erfindung sollen diese Schwierigkeiten überwunden und die Möglichkeit geschaffen werden, die Giessformen für die aluminothermische Zwischen gussschweissung aus feuerfestem Klebsand durch Rüt teln herzustellen. Demgemäss besteht das erfindungs gemässe Verfahren darin, 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.
Die zur Durchführung des Verfahrens dienende Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie einen mit einer elastisch gelagerten Rüttelplatte, auf der ein Modell mit Form- und Füllkasten abnehm bar befestigt ist, verbundenen Kreisrüttler und einen senkrecht beweglichen, mit einem profilierten Druck stück versehenen Pendelrüttler aufweist.
In Ergänzung der erfindungsgemässen Vorrichtung kann die vertikale Druckvorrichtung mit einem mit Gegengewichten versehenen Seilzug verbunden sein, mit welchem er auf und ab bewegt oder in Ruhe stellung gehalten werden kann.
Ferner kann zweck mässigerweise das der Formherstellung dienende, auf der Rüttelplatte abnehmbar befestigte Modell zwecks Bildung der erforderlichen Formenkanäle beim Rüt- telvorgang mit eingeschobenen Stäben versehen sein, die flachovalen oder flachrechteckigen Querschnitt haben und deren längere Querschnittsachsen senk recht zur Modellplatte stehen.
Hierdurch wird er reicht, dass der vom Pendelrüttler und von Hand von oben her über das profilierte Druckstück ausgeübte Druck am wenigsten von den Metallstäben abgefan gen wird, sondern sich senkrecht in den Formsand hinein fortpflanzt.
In der Zeichnung ist die erfindungsgemässe Vor richtung und die Gestaltung der Kanäle in der Giess form in einer beispielsweise möglichen Art darge stellt. Es zeigt: Fig. 1 die Vorrichtung zur Herstellung der Fer tigformen nach dem Rüttelverfahren, Fig. 2 die Gestaltung der Kanäle der Giessform in der Draufsicht, Fig. 3 einen Schnitt durch die Giessform nach der Linie<I>AB</I> gemäss 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 5 mit einem profilierten Druckstück 6. Der Pendelrüttler mit dem Druckstück hat die Aufgabe einer vertikalen Rüttel- und Druckvorrichtung und wird mittels eines Bügels 7 durch einen Seilzug 8 mit Ausgleichsgewich ten 9, welche sich innerhalb des rohrförmigen Gestel les 10 befinden, auf und ab bewegt oder gehalten.
Vor Beginn des Rüttelvorganges werden das Modell und das Druckstück mit Graphit, Petroleum oder mit einem anderen 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 Fül lung sämtlicher Hohlräume des Modells vorgenom men. Nach einigen Sekunden wird die vertikale Druckvorrichtung von oben auf die vorgerüttelte Klebsandschicht gesetzt.
Durch Betätigen des Fuss hebels 12 wird das Gegengewicht angehoben und hiermit die vertikale Druckvorrichtung durch ihr Eigengewicht und durch Handdruck beim Rüttel vorgang zur Wirkung gebracht. Anschliessend wird die Fertigrüttlung bei gleichzeitiger Einwirkung des Kreisrüttlers und des Pendelrüttlers durchgeführt. Je nach Grösse des herzustellenden Formkörpers kann die Rüttlung in einem oder zwei Arbeitsgängen erfol gen. Nach Beendigung des Rüttelvorganges wird der restliche auf der Form befindliche Sand nach Abhe ben 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 oder dgl., gehärtet.
Durch die Kombination der Kreisrüttlung mit der Pendelrüttlung in Verbindung mit profilierten Druck stücken sowie der Änderung der Kanalquerschnitte hat sich die für die Anfertigung der Giessformen erforderliche Zeit stark vermindert bei Erreichung einer gleichbleibend guten Beschaffenheit der Giess formen. Druckschatten unter den Kernen und als deren Folge weiche oder lose Sandstellen in den hergestellten Formen werden bei dem erfindungs gemässen Verfahren vermieden.