Die Erfindung betrifft einen gegossenen Rohling, dessen Einguss mit einer umlaufenden Partie des Rohlingskörpers leicht trennbar verbunden ist.
Bisher pflegte man die Gusstücke von den beim Giessen entstandenen Angüssen (Eingüsse, Läufe, Steiger) dadurch zu trennen, dass man neben der Angusstelle gegen das Gusstück schlug. Bei diesem Verfahren muss der Stummel oder Teil des Angusses, der dabei am Gusstück verbleibt, nachher durch Abdrehen, Abschleifen oder einen sonstigen Abspan-Arbeitsvorgang entfernt werden. Um dieses Verfahren zu verbessern, hat man vorgeschlagen, auch das Abtrennen der Angüsse von den Gusstücken auf Schrupp-Drehbänken oder durch sonstiges maschinelles Abspanen zu erledigen. Auch dadurch entstehen andere Schwierigkeiten, nämlich dass die nachfolgenden Arbeitsvorgänge vermehrt, die zu diesem maschinellen Abspanen dienenden Werkzeuge beschädigt und gar infolge ungenauer Stellung der zu diesem Abspanen dienenden Werkzeuge die Gusstücke selbst beschädigt werden.
Um diesen Schwierigkeiten zu begegnen, hat man vorgeschlagen, die Form des Roh-Gusstückes zu verbessern, und zwar insbesondere die Form des Angusses zu verbessern. Einer dieser Vorschläge z. B. geht dahin, die Querschnittsfläche in einer vorbestimmten Bruchebene, in der der Anschnitt vom Gusstück abbrechen soll, zu verkleinern und dadurch den Winkel, der zwischen dieser vorbestimmten Bruch-Ebene und der zu bearbeitenden Fläche des Rohgusstückes liegt, zu verringern, so dass dadurch die Höhe des Anguss-Stummels des Gusstückes kleiner wird. Aber eine Verkleinerung der Anguss-Querschnittsfläche erschwert den Zufluss des flüssigen Metalls vom Eingusskopf in dem Form-Hohlraum, da das in die Form einfliessende Metall schon an dieser Stelle des Eingusses sich abzukühlen beginnt. Dies hat häufig zu Lunker-Bildung im Gusstück geführt.
Ferner hat eine Verringerung des Winkels zwischen der vorbestimmten Bruch-Ebene des Angusses und der zu bearbeitenden Oberfläche des Gusstückes oft zu tiefgehenden Bruchfehlern geführt, derart, dass der Anguss nicht in der gewollten Bruchebene abbrach. Wenn man, um dieser Schwierigkeit zu begegnen, diesen Winkel, der sich zwischen der gewollten Ebene des Anguss-Bruches und der zu bearbeitenden Oberfläche des Gusstückes befindet, vergrössert, so ist die Folge, dass der beim Abbruch des Angusses vom Gusstück verbleibende Anguss-Stummel nur grösser ist und dadurch das bei der maschinellen Bearbeitung zum Abtrennen des Stummels dienende Schneidwerkzeug unzulässig hoch beansprucht wird.
Die Bestimmung der Querschnitssfläche eines Angusses hängt davon ab, wie der Kern in der Form liegt. Man muss ein Spiel zwischen dem Kernzapfenlager, der Form und dem Kernzapfen vorsehen, um das Einlegen des Kerns in die Form zu erleichtern. Dies erfordert, den Anguss so zu gestalten, dass die Querschnittsfläche des Angusses höher liegt als die niedrigste Höhenlage, in der die oben genannten Lunker nicht auftreten.
Dementsprechend ist es die Hauptaufgabe der Erfindung, ein Roh-Gusstück zu liefern, dessen Anguss erst gleichzeitig mit dem Fertig-Abspanen oder sonstiger maschineller Bearbeitung des Roh-Gusstückes entfernt werden muss.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist schliesslich, die Zahl der auf das Giessen folgenden Arbeitsvorgänge zu verringern, den Giess-Arbeitsvorgang ergiebiger zu machen und die Güte des Gusstückes zu verbessern und somit die Gestehungskosten der Gusstücke zu senken.
Diese Aufgaben werden durch einen Rohling gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Einguss an der Stelle, an der er mit der umlaufenden Partie verbunden ist, seinen kleinsten Querschnitt hat. Eine bevorzugte Ausführung ist derart ausgeführt, dass die durch den kleinsten Querschnitt definierte Ebene mit einem vom kleinsten Querschnitt ausgehenden, sich innerhalb der umlaufenden Partie erstreckenden Flächenabschnitt einen Winkel bildet, der zwischen 30 und 120 liegt, damit das Abbrechen des Eingusses vom Roh-Gusstück leichter vor sich geht.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Diese Zeichnung zeigt in:
Fig. 1 einen gegossenen Rohling, in einer ersten Ausfüh runpsform der Erfindung, in einem Teil-Längsschnitt,
Fig. 2 denselben Rohling in einem Querschnitt der Linie II II der Fig. 1,
Fig. 3 denselben Rohling beim Gewindeschneiden mittels Gewindebohrer, nachdem der Anguss vom Gusstück abgebrochen ist, in einem Teil-Längsschnitt,
Fig. 4 einen gegossenen Rohling gemäss einer zweiten Ausführungsform der Erfindung in einem Teil-Längsschnitt,
Fig. 5 denselben Rohling in einem Teil-Querschnitt.
Fig. 1 und 2 zeigen einen erfindungsgemässen Rohling eines Muffenrohres, der an einer Innen-Wandfläche bearbeitet werden muss und der in einer in Achsebene des Rohres quergeteilten Giessform gegossen worden ist.
In Fig. 1 und 2 bezeichnen die Bezugsziffern 1 das Muffenende des Rohr-Rohlings, 2 einen Steiger und 3 einen Einguss, der in einer vorbestimmten Ebene P-P, in der er abbrechen soll, mit einer umlaufenden Partie 4 verbunden ist, welche sich über den ganzen Umfang der Innen-Wandfläche la erstreckt. Die vorbestimmte Bruchebene P-P ist so angeordnet, dass der in dieser Ebene P-P liegende Querschnitt des Eingusses 3 kleiner als jeder andere Querschnitt des Eingusses ist.
Ein wichtiges Merkmal des Rohlings besteht darin, dass die umlaufende Partie 4 auf dem ganzen Umfang der Innen Wandfläche angeordnet ist. Dank dieser Anordnung erhält, wenn der Anguss 3 vom Roh-Gusstück durch Abbrechen längs seiner Bruchebene P-P nach Fig. 1 getrennt wird, die Innen Wandfläche des Rohr-Endteiles 1 eine zur Achse des Roh Gusstückes drehsymmetrische Gestalt. Infolgedessen wird die Belastung des Gewindebohrers 7, wenn mit ihm gemäss Fig. 3 ein Gewinde in die Innen-Wandfläche des Rohres eingeschnitten wird, zentrisch und gleichmässig. So werden gleichzeitig der Stummel des Eingusses 3 und die umlaufende Partie 4 abgedreht und das Gewinde geschnitten und dabei ein genaues Gewinde erzeugt.
Der Winkel a zwischen der Ebene P-P und einem vom kleinsten Querschnitt ausgehenden, sich innerhalb der umlaufenden Partie 4 erstreckenden Flächenabschnitt beträgt zwischen 30 und 1200. Daher lässt sich nämlich der Einguss 3 leicht dadurch vom Roh-Gusstück abbrechen, dass automatisch mittels eines Schwingförderers od. dgl. ein Schlag gegen den Einguss 3 geführt wird. Beim Abbrechen des Eingusses wird der Bruch an einem Anfangspunkt 5a beginnen und an einem Endpunkt 5b enden, so dass der Einguss 3 zwangsläufig längs der vorbestimmten Bruchebene P-P vom Roh-Gusstück abbrechen wird. Durch diese Ausgestaltung des Rohlings kann die Länge 1 der Bruchebene P-P für den Einguss grösser als die Länge des entsprechenden Teiles bei herkömmlichen Roh Gusstücken gemacht werden.
Dies bietet den Vorteil, dass das Erstarren des flüssigen Metalls in der vorbestimmten Bruch Ebene des Eingusses 3 verzögert und der Durchfluss des geschmolzenen Metalles durch diese Stelle gefördert wird und somit die Möglichkeiten, dass Lunker und andere Fehler im Inneren des Gusstückes entstehen, verringert werden.
Die Gründe, derentwegen der Winkel a auf einen Bereich zwischen 30 und 120 beschränkt ist, sind folgende: Wenn der Winkel kleiner als 30O ist, dann ist der Winkel so spitz, dass, wenn der Kern 6 geformt wird, der Sand in dem am Punkt 5a anliegenden spitzen Winkel des Kernes 6 bei weitem nicht fest genug gestampft wird und daher, wenn das geschmolzene Metall eingefüllt wird, der in diesem spitzen Winkel gelegene Teil des Kernes 6 vom Anprall des flüssigen Metalls weggeschwemmt und daher das Gusstück fehlerhaft wird.
Andererseits würde, wenn der Winkel am Anfangspunkt 5a der beabsichtigten Bruch-Ebene P-P grösser als 1200 und der Winkel am Endpunkt 5b dieser Ebene spitz wäre, die Gefahr auftreten, dass der Anguss 3, wenn er vom Roh-Gusstück durch Schlag mittels eines Schwingförderers automatisch abgebrochen wird, der Bruch am Endpunkt 5b beginnt und dann nicht in der beabsichtigten Bruch-Ebene P-P vor sich geht. Daher würde es dann merklich häufiger geschehen, dass der Einguss unvollständig abbricht und ein sehr grosser Einguss-Stummel stehenbleibt. Aber ein grosser stehengebliebener Einguss Stummel bewirkt eine ungewöhnlich grosse Belastung des Gewindebohrers, der zum Gewindeschneiden in das Roh Gusstück benutzt wird, und beschädigt den Bohrer. Deshalb ist der Winkel a auf den Bereich zwischen 30 und 1200 beschränkt.
Wenn der Winkel a kleiner als 120 ist, dann wird derjenige Teil des Kerns, der dem Punkt 5a, in welchem der Bruch beginnt, benachbart ist, örtlich stärker erhitzt, als wenn der Winkel a grösser als 120 wäre, und dadurch wird das Erstarren des flüssigen Metalls nahe der beabsichtigten Bruch-Ebene P-P verzögert und für den Zufluss geschmolzenen Metalls aus dem Steiger 2 in den Rohr-Endteil 1 eine längere Zeit erforderlich, was den Vorteil bietet, dass eine Entstehung von Lunkern oder sonstigen inneren Fehlern im Roh-Gusstück vermieden wird.
Bei der ersten Ausführungsform der Erfindung kann dadurch, dass an der Innen-Wandfläche des Rohr-Endteils 1 eine umlaufende Partie 4 vorgesehen ist, der Winkels, der zwischen der Innen-Wandfläche des Rohr-Endteiles 1 und der beabsichtigten Bruch-Ebene P-P des Angusses 3 liegt, grösser gewählt werden, als es bisher nach der üblichen Technik möglich war. Wenn der Winkels gross ist, kann der Anguss 3 nicht so abbrechen, dass die abzuspanende Oberfläche des Roh Gusstückes beim Fortschreiten des Bruches vom Anfangspunkt 5a zum Endpunkt 5b beschädigt würde.
Der Abbruch des Angusses 3 soll, während der Anguss automatisch durch einen Schwingförderer od. dgl. abgebrochen wird, vorzugsweise am Anfangspunkt 5a beginnen und zum Endpunkt 5b hin fortschreiten. Damit bei der ersten Ausführungsform das Abbrechen des Angusses 3 nicht am Endpunkt 5b beginnt, wird das Ende 5b vorteilhafterweise abgerundet.
Wenn aber zugelassen wird, dass das Abbrechen des Angusses 3 am Endpunkt 5b beginnt, dann kann dieses Ende 5b eckig gestaltet werden.
Die in Fig. 4 und 5 gezeigte Ausführungsform der Erfindung ist ein Rohling, der ebenfalls in einer in Achsebene des Rohres quergeteilten Giessform gegossen worden ist, aber auf einem End-Teil des Roh-Gusstückes an seiner Aussen-Umfangsfläche abgespant werden soll.
Bei dieser Ausführungsform ist an dem Ende 9 eines Rohlings an dessen abzuspanender Aussen-Wandfläche 13 eine umlaufende Partie 10 angeordnet und an dieser Partie 10 ein Teil eines Eingusses 11, der in dieser Stelle seine kleinste Querschnittsfläche hat. Dank dieser Anordnung lässt sich der Einguss 11 leicht längs einer vorbestimmten Bruch-Ebene Q Q, wie Fig. 5 zeigt, durch einen Schlag gegen das Gusstück abbrechen. In der Praxis freilich wird beim Abbrechen des Eingusses 11 die umlaufende Partie 10 etwas abgebrochen werden, wie durch eine Linie R angedeutet; aber dabei wird die abzuspanende Aussen-Wandfläche 13 nicht beschädigt werden.
Wie aus dieser Beschreibung wohl ersichtlich, lässt sich von dem erfindungsgemässen Roh-Gusstück der Einguss bequem und in gewollter Weise durch Abbrechen mittes eines kleinen Stosses entfernen. Insbesondere lässt sich bei diesem erfindungsgemässen Roh-Gusstück der Einguss automatisch mittels eines Schwingförderers oder in einer Putztrommel vom Gusstück abtrennen, ohne dass dieses beschädigt würde.
Ferner wird, wenn das erfindungsgemässe Roh-Gusstück spanabhebend bearbeitet wird, das Bearbeitungswerkzeug nicht aussergewöhnlich beansprucht und daher nicht beschädigt, und die bearbeitete Fläche kann nicht unsauber oder zur Werkstückachse schief werden.
The invention relates to a cast blank, the sprue of which is connected in an easily separable manner to a peripheral part of the blank body.
Up until now, it was customary to separate the castings from the sprues (sprues, barrels, risers) produced during casting by hitting the casting next to the sprue. With this method, the stub or part of the sprue that remains on the casting must be removed afterwards by turning, grinding or some other machining process. In order to improve this process, it has been proposed that the sprues should also be separated from the castings on roughing lathes or by other mechanical stock removal. This also gives rise to other difficulties, namely that the subsequent work processes increase, the tools used for this mechanical stock removal are damaged and the castings themselves are damaged as a result of the imprecise positioning of the tools used for this stock removal.
In order to counter these difficulties, it has been proposed to improve the shape of the raw casting, in particular to improve the shape of the sprue. One of these suggestions z. B. is to reduce the cross-sectional area in a predetermined fracture plane in which the gate is to break off the casting and thereby reduce the angle that lies between this predetermined fracture plane and the surface of the raw casting to be machined, so that thereby the height of the sprue stub of the casting becomes smaller. However, a reduction in the cross-sectional area of the sprue makes it more difficult for the liquid metal to flow into the mold cavity from the sprue head, since the metal flowing into the mold begins to cool down at this point in the sprue. This has often led to the formation of voids in the casting.
Furthermore, a reduction in the angle between the predetermined breaking plane of the sprue and the surface of the casting to be machined has often led to deep breakage defects such that the sprue did not break off in the intended breaking plane. If, in order to counter this difficulty, this angle, which is located between the desired plane of the sprue fracture and the surface of the casting to be machined, is increased, the result is that the sprue stub remaining when the sprue is broken off from the casting is only larger and as a result the cutting tool, which is used to cut off the stub during machining, is inadmissibly high stressed.
Determining the cross-sectional area of a sprue depends on how the core lies in the mold. Clearance must be provided between the core journal bearing, the mold and the core journal to facilitate the insertion of the core into the mold. This requires the sprue to be designed so that the cross-sectional area of the sprue is higher than the lowest altitude at which the above-mentioned voids do not occur.
Accordingly, it is the main object of the invention to deliver a raw casting, the sprue of which has to be removed only at the same time as the final machining or other machining of the raw casting.
Finally, a further object of the invention is to reduce the number of operations following casting, to make the casting operation more productive and to improve the quality of the casting and thus to lower the production costs of the castings.
These objects are achieved by a blank which is characterized in that the sprue has its smallest cross section at the point where it is connected to the peripheral part. A preferred embodiment is designed in such a way that the plane defined by the smallest cross section forms an angle between 30 and 120 with a surface section starting from the smallest cross section and extending within the circumferential part, so that it is easier to break off the sprue from the raw casting is going on.
The invention is explained in more detail below with reference to a drawing of exemplary embodiments. This drawing shows in:
Fig. 1 shows a cast blank, in a first Ausfüh runpsform of the invention, in a partial longitudinal section,
FIG. 2 the same blank in a cross section along the line II II of FIG. 1,
3 shows the same blank during thread cutting by means of a tap after the sprue has broken off from the casting, in a partial longitudinal section,
4 shows a cast blank according to a second embodiment of the invention in a partial longitudinal section,
5 the same blank in a partial cross-section.
1 and 2 show a blank according to the invention of a socket pipe which has to be machined on an inner wall surface and which has been cast in a casting mold which is transversely divided in the axial plane of the pipe.
In Fig. 1 and 2, the reference numerals 1 denote the socket end of the pipe blank, 2 a riser and 3 a sprue, which is connected in a predetermined plane PP, in which it is to break off, with a circumferential part 4, which extends over the entire circumference of the inner wall surface la extends. The predetermined fracture plane P-P is arranged in such a way that the cross section of the sprue 3 lying in this plane P-P is smaller than any other cross section of the sprue.
An important feature of the blank is that the circumferential part 4 is arranged on the entire circumference of the inner wall surface. Thanks to this arrangement, when the sprue 3 is separated from the raw casting by breaking along its breaking plane P-P according to FIG. 1, the inner wall surface of the pipe end part 1 is rotationally symmetrical to the axis of the raw casting. As a result, the load on the tap 7, when a thread is cut into the inner wall surface of the pipe according to FIG. 3, becomes centric and uniform. Thus, at the same time, the stub of the sprue 3 and the circumferential part 4 are turned off and the thread is cut and an exact thread is produced in the process.
The angle a between the plane PP and a surface section starting from the smallest cross-section and extending within the circumferential part 4 is between 30 and 1200. That is why the sprue 3 can be easily broken off from the raw casting by automatically using a vibratory conveyor od. Like. A blow against the sprue 3 is performed. When the sprue is broken off, the break will begin at a starting point 5a and end at an end point 5b, so that the sprue 3 will inevitably break off from the raw casting along the predetermined breaking plane P-P. With this configuration of the blank, the length 1 of the fracture plane P-P for the sprue can be made greater than the length of the corresponding part in conventional raw castings.
This offers the advantage that the solidification of the liquid metal in the predetermined fracture plane of the sprue 3 is delayed and the flow of the molten metal is promoted through this point, thus reducing the possibility of voids and other defects occurring in the interior of the casting.
The reasons why the angle α is limited to a range between 30 and 120 are as follows: If the angle is smaller than 30O, then the angle is so acute that when the core 6 is formed, the sand in that at the point 5a adjacent acute angle of the core 6 is not stamped firmly enough and therefore, when the molten metal is poured in, the part of the core 6 located at this acute angle is washed away by the impact of the liquid metal and therefore the casting becomes defective.
On the other hand, if the angle at the starting point 5a of the intended fracture plane PP were greater than 1200 and the angle at the end point 5b of this plane were acute, the danger would arise that the sprue 3, when it was removed from the raw casting by impact by a vibratory conveyor is canceled, the break begins at the end point 5b and then does not take place in the intended break plane PP. Therefore, it would then happen noticeably more frequently that the sprue breaks off incompletely and a very large sprue stub remains. But a large remaining sprue stub causes an unusually high load on the tap, which is used to cut threads in the raw casting, and damages the drill. Therefore, the angle α is limited to the range between 30 and 1200.
If the angle a is smaller than 120, then that part of the core which is adjacent to the point 5a, at which the fracture begins, is locally more heated than if the angle a were larger than 120, and this causes the liquid metal is delayed near the intended fracture plane PP and a longer time is required for the inflow of molten metal from the riser 2 into the pipe end part 1, which has the advantage that the formation of voids or other internal defects in the raw casting is avoided becomes.
In the first embodiment of the invention, in that a circumferential part 4 is provided on the inner wall surface of the pipe end part 1, the angle between the inner wall surface of the pipe end part 1 and the intended breaking plane PP of the sprue 3 is larger than was previously possible using conventional technology. If the angle is large, the sprue 3 cannot break off in such a way that the surface of the raw casting to be machined would be damaged as the fracture progressed from the starting point 5a to the end point 5b.
The interruption of the sprue 3 should, while the sprue is automatically interrupted by a vibratory conveyor or the like, preferably begin at the starting point 5a and progress towards the end point 5b. So that in the first embodiment the sprue 3 does not begin to break off at the end point 5b, the end 5b is advantageously rounded.
But if it is allowed that the breaking off of the sprue 3 begins at the end point 5b, then this end 5b can be made angular.
The embodiment of the invention shown in FIGS. 4 and 5 is a blank which has also been cast in a casting mold divided transversely in the axial plane of the tube, but is to be machined on an end part of the raw casting on its outer circumferential surface.
In this embodiment, a circumferential part 10 is arranged at the end 9 of a blank on its outer wall surface 13 to be machined and on this part 10 a part of a sprue 11, which has its smallest cross-sectional area at this point. Thanks to this arrangement, the sprue 11 can easily be broken off along a predetermined breaking plane Q Q, as shown in FIG. 5, by an impact against the casting. In practice, of course, when the sprue 11 breaks off, the circumferential part 10 will be broken off somewhat, as indicated by a line R; but the outer wall surface 13 to be machined will not be damaged in the process.
As can be seen from this description, the sprue can be conveniently and deliberately removed from the raw casting according to the invention by breaking it off with a small shock. In particular, in the case of this raw casting according to the invention, the sprue can be automatically separated from the casting by means of a vibratory conveyor or in a cleaning drum, without the latter being damaged.
Furthermore, when the raw casting according to the invention is machined, the machining tool is not subjected to exceptional stress and is therefore not damaged, and the machined surface cannot become unclean or oblique to the workpiece axis.