CH645283A5

CH645283A5 - Process for producing a casting, use of the process for producing containers or gratings and grating according to this use

Info

Publication number: CH645283A5
Application number: CH1096179A
Authority: CH
Inventors: Janos Dipl-Ing Kovacs
Original assignee: Kovacs Janos
Priority date: 1979-12-11
Filing date: 1979-12-11
Publication date: 1984-09-28

Description

**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Herstellung eines mindestens einen Hohlraum aufweisenden Gussstückes, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Sand-Gussform verwendet, bei welcher ein diesen Hohlraum bewirkender Gussformteil mit mindestens einer gegen Eindringen von flüssigem Gussmaterial abgeschlossenen Kammer versehen ist, welche derart angeordnet und ausgebildet ist, dass die verbleibende Wandstärke des den Hohlraum bewirkenden Gussformteiles einerseits während des Giessens den Flüssigkeitsdruck des Gussmaterials auszuhalten vermag, anderseits jedoch nach dem Erstarren des Gussmaterials den während des Abkühlens desselben auftretenden Schrumpfkräften nachgibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der den Hohlraum bewirkende Gussformteil ein mit mindestens einer gegen Eindringen von flüssigem Gussmaterial abgeschlossener Kammer versehener Kern ist, wobei die Kammer derart angeordnet und ausgebildet ist, dass die verbleibende Wandstärke des Kernes einerseits während des Giessens den Flüssigkeitsdruck des Gussmaterials auszuhalten vermag, anderseits jedoch nach dem Erstarren des Gussmaterials den während des Abkühlens desselben auftretenden Schrumpfkräften nachgibt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die verbleibende Wandstärke des den Gussteilhohlraum bewirkenden Gussformteiles derart bemessen ist, dass er den Giessdruck mit mindestens 2facher Sicherheit aushält.

4. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Herstellung von Behältern.

5. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Herstellung von Gitterrosten mit einer maximalen Wandstärke von 8 mm.

6. Gitterrost gemäss der Anwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass er aus modifiziertem Gusseisen mit 0,3 bis 0,6 Gew.-% an FeSi 75%ig oder CaSi 30 bis 60%ig, besteht.

7. Gitterrost nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete Gusseisen 3,1 bis 3,3 Gew.-% an C, 1,4 bis 1,8 Gew.-% an Si, 0,6 bis 0,8 Gew.-% an Mn, max. 0,3 Gew.-% an P und max. 0,12 Gew.-% an S, enthält.

8. Gitterrost nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung einer guten Witterungs- und Meeresklimabeständigkeit das verwendete Gusseisen zusätzlich als Le gierungselemente Cr und Ni enthält und dabei folgende Bedingung erfüllt ist: (Cr = 0,9 bis 1,1 Gew.-%) + (Ni = 0,4 bis 0,5 Gew.-%).

9. Gitterrost nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung einer guten Säure- und Laugenbeständigkeit das verwendete Gusseisen zusätzlich als Legierungselemente Cr und Ni enthält, und dabei folgende Bedingung erfüllt ist: (Cr = 18 bis 19 Gew.-%) + (Ni = 8 bis 9 Gew.-%).

10. Gitterrost nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung einer guten Hitzebeständigkeit bis etwa 873"K das verwendete Gusseisen zusätzlich als Legierungselemente Cr, Ni und Mo enthält, und dabei folgende Bedingung erfüllt ist: (Cr = 0,9 bis l,I Gew.-%) + (Ni = 0,4 bis 0,5 Gew.-%) + (Mo = 0,3 bis 0,5 Gew.-%).

11. Gitterrost nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung einer guten Hitzebeständigkeit bis etwa 1073"K das verwendete Gusseisen zusätzlich als Legierungselemente Cr, Ni und Mo enthält, und dabei folgende Bedingung erfüllt ist: (Cr = 1,8 bis 2,2 Gew.-%) + (Ni = 0,8 bis 1 Gew.-%) + (Mo = 0,6 bis 1 Gew.-%).

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mindestens einen Hohlraum aufweisenden Gussstückes, eine Anwendung dieses Verfahrens zur Herstellung von Behältern oder Gitterrosten sowie einen Gitterrost gemäss dieser Anwendung.

Es ist bekannt, bei der Herstellung von einem Hohlraum aufweisenden Gussteilen zum Beispiel aus einer Sand-Harz Mischung bestehende formstabile Kerne und/oder Sandin seln zu verwenden. Die gemäss diesen bekannten Herstellungsverfahren hergestellten Gussteile weisen jedoch den Nachteil auf, dass sie infolge der starr ausgebildeten Sandinsel bzw. dem starr ausgebildeten Kern einerseits und der nach dem Erstarren des Gussmaterial, während dem Abkühlen derselben auftretenden Schrumpfkräfte anderseits in fertigem Zustand unter hohem inneren Materialspannungen stehen, welche eine starke Verminderung der theoretisch maximal möglichen Festigkeit des dabei verwendeten Gussmaterials bewirken.

Ferner besitzen derart hergestellte Gussteile den Nachteil, dass ihre Festigkeitswerte in einem relativ grossen Streuungsbereich liegen, so dass sie sicherheitshalber immer stark überdimensioniert werden müssen, was wegen zu grossem Materialaufwand ebenfalls unerwünscht ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens, welches die obgenannten Nachteile der bisher bekannten Herstellungsverfahren nicht aufweist, das heisst welches die Herstellung von Gussteilen erlaubt, welche nach dem Erkalten ohne oder zumindest praktisch ohne nennenswerte innere Spannungen sind.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass man eine Sand-Gussform verwendet, bei welcher ein diesen Hohlraum bewirkender Gussformteil mit mindestens einer gegen Eindringen von flüssigem Gussmaterial abgeschlossenen Kammer versehen ist, welche derart angeordnet und ausgebildet ist, dass die verbleibende Wandstärke des den Hohlraum bewirkenden Gussformteiles einerseits während des Giessens den Flüssigkeitsdruck des Gussmaterials auszuhalten vermag, anderseits jedoch nach dem Erstarren des Gussmaterials den während des Abkühlens desselben auftretenden Schrumpfkräften nachgibt.

Für viele Anwendungszwecke ist es vorteilhaft, wenn der den Hohlraum bewirkende Gussformteil ein mit mindestens einer gegen Eindringen von flüssigem Gussmaterial abgeschlossener Kammer versehener Kern ist, wobei die Kammer derart angeordnet und ausgebildet ist, dass die verbleibende Wandstärke des Kernes einerseits während des Giessens den Flüssigkeitsdruck des Gussmaterials auszuhalten vermag, anderseits jedoch nach dem Erstarren des Gussmaterials den während des Abkühlens desselben auftretenden Schrumpfkräften nachgibt.

Ferner ist es zweckmässig, wenn die verbleibende Wandstärke des den Gussteilhohlraum bewirkenden Gussformteiles derart bemessen ist, dass er den Giessdruck mit mindestens 2facher Sicherheit aushält.

Gegenstand der Erfindung ist ausserdem eine Anwen

dung des erfindungsgemässen Verfahrens zur Herstellung von Behältern.

Dieses erfindungsgemässe Verfahren ist ebenfalls sehr gut geeignet zur Herstellung von Zylindern, verschiedenen Hohlkörpern, Deckeln mit Versteifungsrippen oder mit Zargen usw., d. h. für alle Giessereiprodukte, welche mit den herkömmlichen Form- und Giessverfahren nur mit grossen Festigkeitseinbussen bzw. grossen Deformationen, oder aber ab einer gewissen Grösse und/oder Gestalt gar nicht hergestellt werden konnten.

Dieses Verfahren ist für alle Materialien geeignet, welche in Sandformen vergossen werden können, wie zum Beispiel Aluminiumlegierungen, Stahllegierungen usw.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Anwendung des erfindungsgemässen Verfahren zur Herstellung von Gitterrosten mit einer maximalen Wandstärke von 8 mm.

Die bisher bekannten gusseisernen Gitterroste weisen die Nachteile auf, dass sie ausnahmslos nur in einer Richtung tragend ausgebildet und nur für kleinere Belastungen ausgelegt sind, und nur parallel zur Tragrichtung verkürzt werden können.

Diese Nachteile werden bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahren zur Herstellung von dünnwandigen Gitterrosten vermieden.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein nach der erfindungsgemässen Anwendung hergestellter Gitterrost, welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass erç aus modifiziertem Gusseisen mit 0,3 bis 0,6 Gew.-% an FeSi 75%ig oder CaSi 30 bis 60%ig, besteht.

Zweckmässige Weiterausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 7 bis 11.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung an der Herstellung von dünnwandigen Gitterrosten beispielsweise erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 im Schnitt eine beispielsweise Ausführungsform einer Sand-Giessform zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens;
Fig. 2 einen Grundriss eines erfindungsgemäss hergestellten Gitterrostes;
Fig. 3 in vergrössertem Massstab das Detail A aus Fig. 2;
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3;
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist die zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens benutzte Sand-Giessform einen Unterkasten 1, einen Oberkasten 2 sowie einen Eingiess-Stutzen 3, welcher mit dem für das Giessen erforderlichen Verteilsystem verbunden ist, auf. Die Giessform ist längs der Modelltrennebene 4 unterteilt.

Um nun beim Giessen von dünnwandigen Gitterrosten 5 die Aussparungen oder Maschen 6 zu erzielen, sind obere und untere Gussformteile 7a respektive 7b vorgesehen, welche in ihrem Innern je einen Hohlraum 8a respektive 8b aufweisen. Ferner sind die Gussformteile 7a und 7b wie aus Fig. 1 ersichtlich, gegen die Modelltrennebene 4 zu konisch ausgebildet, wie dies aus der Giessereitechnik allgemein bekannt ist.

Um nun zu vermeiden, dass im fertig abgekühlten Gitterrost 5 hohe innere Materialspannungen vorhanden sind, welche die Tragfähigkeit des Gitterrostes stark beeinträchtigen würden, sind die Wandstärken S3 und S4 der hohlen Gussformteile 7a und 7b derart bemessen, dass die letzteren einerseits während dem Giessen dem Flüssigkeitsdruck des Gussmaterials auszuhalten vermögen, anderseits jedoch nach dem Erstarren des Gussmaterials den während dem Abkühlen desselben auftretenden Schrumpfkräften nachgeben. Zweckmässigerweise wählt man die Wandstärke und das Formmaterial der die Gitterrostaussparungen 6 bewirkenden Gussformteile 7a und 7b derart, dass sie den Giessdruck mit mindestens annähernd 1,5- bis 2facher Sicherheit aushalten, wobei der Giessdruck im vorliegenden Fall z. B. etwa 9,74 bar beträgt.

Verschiedene Beispiele von erfindungsgemäss hergestellten Gitterrosten sowie den dazu verwendeten Sandwandstärken sind in Tabelle 1 angeführt. Als Material ist dabei eine modifizierte Grauguss-Sorte wie in den Ansprüchen 6 und 7 definiert, vorausgesetzt, und die berechneten Traglasten beziehen sich auf zweiseitige, freie Auflage.

Die derart im Giessverfahren hergestellten Gitterroste sind in allen Richtungen gleichtragend, so dass eine Aufstücklung eines grösseren Gitterrostelementes mittels einer Trennscheibe in kleinere Elemente in jeder Richtung problemlos ist, und sie sind auch bedeutend billiger als nach konventioneller Art hergestellte Gitterroste, wie zum Beispiel im Durchbruch-Pressverfahren hergestellte Gitterroste.

Tabelle I Nr. Maschenweite x Breite Länge Rost- Sand- Stück- Quadrat- Traglast
Höhe B L Wand- Wand- gewicht meter- beiStütz- beiStütz a x a x H (mm) (mm) stärke stärke (N/ gewicht weite = B weite = L (mm.mm.mm) in mm in mm Stück) (im2) (im2) (n/m2)
S1 S2 S3 S4 1 l5xl5x15 1I00 I595 4 5 3 4 967 551 6610 2860
2 20x20x15 1105 1605 4 5 3 4 768 433 4960 2140
3 20x20x20 1105 1605 4 5 4 5 1024 577 9020 4010
4 25 x 25 x 15 1105,5 1605,5 4 5,5 3 4,5 662 373 4100 1770
5 25x25x25 1105,5 1605,5 4 5,5 5 6,5 1105 623 <RTI

ID=2.21> 11800 5320
6 30x30x20 1086 1596 4 6 4 6 771 445 6400 2840
7 30x30x32,5 1086 1596 4 6 5 7 1253 723 17370 7950
8 40x40x25 1086 1606 4 6 5 7 749 429 7680 3480
9 40x40x40 1086 1606 4 6 6 8 1199 687 20080 9320 10 40x40x50 1086,5 1606,5 4 6,5 7 9,5 1587 909 32450 15160 11 40x40x60 1087 1607 4 7 8 11 1995 1143 49180 23100 12 40x40x80 1088 1608 4 8 10 14 2902 1662 95930 45350

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung eines mindestens einen Hohlraum aufweisenden Gussstückes, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Sand-Gussform verwendet, bei welcher ein diesen Hohlraum bewirkender Gussformteil mit mindestens einer gegen Eindringen von flüssigem Gussmaterial abgeschlossenen Kammer versehen ist, welche derart angeordnet und ausgebildet ist, dass die verbleibende Wandstärke des den Hohlraum bewirkenden Gussformteiles einerseits während des Giessens den Flüssigkeitsdruck des Gussmaterials auszuhalten vermag, anderseits jedoch nach dem Erstarren des Gussmaterials den während des Abkühlens desselben auftretenden Schrumpfkräften nachgibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der den Hohlraum bewirkende Gussformteil ein mit mindestens einer gegen Eindringen von flüssigem Gussmaterial abgeschlossener Kammer versehener Kern ist, wobei die Kammer derart angeordnet und ausgebildet ist, dass die verbleibende Wandstärke des Kernes einerseits während des Giessens den Flüssigkeitsdruck des Gussmaterials auszuhalten vermag, anderseits jedoch nach dem Erstarren des Gussmaterials den während des Abkühlens desselben auftretenden Schrumpfkräften nachgibt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die verbleibende Wandstärke des den Gussteilhohlraum bewirkenden Gussformteiles derart bemessen ist, dass er den Giessdruck mit mindestens 2facher Sicherheit aushält.
4. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Herstellung von Behältern.
5. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Herstellung von Gitterrosten mit einer maximalen Wandstärke von 8 mm.
6. Gitterrost gemäss der Anwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass er aus modifiziertem Gusseisen mit 0,3 bis 0,6 Gew.-% an FeSi 75%ig oder CaSi 30 bis 60%ig, besteht.
7. Gitterrost nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete Gusseisen 3,1 bis 3,3 Gew.-% an C, 1,4 bis 1,8 Gew.-% an Si, 0,6 bis 0,8 Gew.-% an Mn, max. 0,3 Gew.-% an P und max. 0,12 Gew.-% an S, enthält.
8. Gitterrost nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung einer guten Witterungs- und Meeresklimabeständigkeit das verwendete Gusseisen zusätzlich als Le gierungselemente Cr und Ni enthält und dabei folgende Bedingung erfüllt ist: (Cr = 0,9 bis 1,1 Gew.-%) + (Ni = 0,4 bis 0,5 Gew.-%).
9. Gitterrost nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung einer guten Säure- und Laugenbeständigkeit das verwendete Gusseisen zusätzlich als Legierungselemente Cr und Ni enthält, und dabei folgende Bedingung erfüllt ist: (Cr = 18 bis 19 Gew.-%) + (Ni = 8 bis 9 Gew.-%).
10. Gitterrost nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung einer guten Hitzebeständigkeit bis etwa 873"K das verwendete Gusseisen zusätzlich als Legierungselemente Cr, Ni und Mo enthält, und dabei folgende Bedingung erfüllt ist: (Cr = 0,9 bis l,I Gew.-%) + (Ni = 0,4 bis 0,5 Gew.-%) + (Mo = 0,3 bis 0,5 Gew.-%).
11. Gitterrost nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung einer guten Hitzebeständigkeit bis etwa 1073"K das verwendete Gusseisen zusätzlich als Legierungselemente Cr, Ni und Mo enthält, und dabei folgende Bedingung erfüllt ist: (Cr = 1,8 bis 2,2 Gew.-%) + (Ni = 0,8 bis 1 Gew.-%) + (Mo = 0,6 bis 1 Gew.-%).

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mindestens einen Hohlraum aufweisenden Gussstückes, eine Anwendung dieses Verfahrens zur Herstellung von Behältern oder Gitterrosten sowie einen Gitterrost gemäss dieser Anwendung.

Es ist bekannt, bei der Herstellung von einem Hohlraum aufweisenden Gussteilen zum Beispiel aus einer Sand-Harz Mischung bestehende formstabile Kerne und/oder Sandin seln zu verwenden. Die gemäss diesen bekannten Herstellungsverfahren hergestellten Gussteile weisen jedoch den Nachteil auf, dass sie infolge der starr ausgebildeten Sandinsel bzw. dem starr ausgebildeten Kern einerseits und der nach dem Erstarren des Gussmaterial, während dem Abkühlen derselben auftretenden Schrumpfkräfte anderseits in fertigem Zustand unter hohem inneren Materialspannungen stehen, welche eine starke Verminderung der theoretisch maximal möglichen Festigkeit des dabei verwendeten Gussmaterials bewirken.

Ferner besitzen derart hergestellte Gussteile den Nachteil, dass ihre Festigkeitswerte in einem relativ grossen Streuungsbereich liegen, so dass sie sicherheitshalber immer stark überdimensioniert werden müssen, was wegen zu grossem Materialaufwand ebenfalls unerwünscht ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens, welches die obgenannten Nachteile der bisher bekannten Herstellungsverfahren nicht aufweist, das heisst welches die Herstellung von Gussteilen erlaubt, welche nach dem Erkalten ohne oder zumindest praktisch ohne nennenswerte innere Spannungen sind.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass man eine Sand-Gussform verwendet, bei welcher ein diesen Hohlraum bewirkender Gussformteil mit mindestens einer gegen Eindringen von flüssigem Gussmaterial abgeschlossenen Kammer versehen ist, welche derart angeordnet und ausgebildet ist, dass die verbleibende Wandstärke des den Hohlraum bewirkenden Gussformteiles einerseits während des Giessens den Flüssigkeitsdruck des Gussmaterials auszuhalten vermag, anderseits jedoch nach dem Erstarren des Gussmaterials den während des Abkühlens desselben auftretenden Schrumpfkräften nachgibt.

Für viele Anwendungszwecke ist es vorteilhaft, wenn der den Hohlraum bewirkende Gussformteil ein mit mindestens einer gegen Eindringen von flüssigem Gussmaterial abgeschlossener Kammer versehener Kern ist, wobei die Kammer derart angeordnet und ausgebildet ist, dass die verbleibende Wandstärke des Kernes einerseits während des Giessens den Flüssigkeitsdruck des Gussmaterials auszuhalten vermag, anderseits jedoch nach dem Erstarren des Gussmaterials den während des Abkühlens desselben auftretenden Schrumpfkräften nachgibt.

Ferner ist es zweckmässig, wenn die verbleibende Wandstärke des den Gussteilhohlraum bewirkenden Gussformteiles derart bemessen ist, dass er den Giessdruck mit mindestens 2facher Sicherheit aushält.

Gegenstand der Erfindung ist ausserdem eine Anwen **WARNUNG** Ende CLMS Feld konnte Anfang DESC uberlappen**.