DD248755A1 - Verbundgiessform zur verbindung von zwei maschinenteilen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbundgiessform zur Herstellung von Verbundguss fuer oberflaechenbelueftete Maschinen-, Geraete- oder Anlagenteile, deren geometrische Grundform geradlinig, gekruemmt oder ein Hohlzylinder mit oder ohne Boden ist und das eine Maschinenteil, das tragende, vorzugsweise aus Gussmaterial, Ausnehmungen besitzt, die durch das zweite Maschinenteil, einem glatten oder gewellten Mantel oder Mantelteilen geringer Dicke gegenueber dem tragenden Maschinenteil, abgedeckt werden. Die Verbundgiessform ist so gestaltet, dass der Verbundguss eine einseitige oder mehrseitige giesstechnische Verbindung der beiden Maschinenteile miteinander ermoeglicht. Der vorzugsweise gewellte Mantel oder die Mantelteile werden in die Verbundgiessform mittels eines zweiteiligen Kernes, der als ein Kern zu betrachten ist, eingelegt. Die Arretierung desselben erfolgt durch den Innenkern sowie dem zwischen zweiteiligen Kern und Formkasten befindlichen Fuellsand. Das Verbundgiessen kann dabei nach dem Kernblock- oder nach dem "Verlorenen Form"-Giessverfahren erfolgen. Durch die erfindungsgemaesse Anwendung bei Gusslagerschilden von dynamoelektrischen Maschinen mittlerer bis grosser Leistung kann eine Gewichts- und Materialeinsparung bis zu 40% und bei gewelltem Mantel eine bis Fuenffache Vergroesserung der Oberflaeche erreicht werden. Fig. 2

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Verbundgießform für ein aus zwei Bauteilen bestehendes Maschinenteil mittlerer oder großer Dimension, wobei das eine Bauteil als tragendes Element und das andere Bauteil in Leichtbauweise mit möglichst großer Oberfläche ausgebildet ist. Die Anwendung erfolgt vorzugsweise im Maschinen- und technischen Gerätebau, bei denen ein Wärmeaustausch zwischen Innenoberfläche und Außenoberfläche stattfinden muß.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannt ist, daß die tragenden und wärmeabführenden Maschinenteile gegossen oder im Schweißverfahren hergestellt werden, wobei die Wärmekonvektion über die jeweilige Wanddicke erfolgt. Zur Verbesserung werden die Maschinenteile soweit möglich, mit Rippen versehen

Nachteilig ist bei

a) Gußteilen

— die technologisch bedingte geringe Rippenhöhe zum Rippenabstand bei der Herstellung der Gußteile in verlorenen Formen

— die gießtechnologisch bedingte große Wanddicke, die einen hohen Materialeinsatz und große Masse erfordert

— hoher Schwierigkeitsgrad bei der Form- und Kernherstellung

— Gefahr von Materialbruch beim Auspacken, Putzen und bei allen Transporten

b) bei Walzstahlbauteilen

— hoher Material- und Arbeitsaufwand bei der Herstellung der Grundkörper

— das Fügen der Kühlrippen durch Schweißen erbringt keine optimale Kühlwirkung.

Bekannt ist auch, daß bearbeitete und eventuell profilierte Kühlrippen auf einem bearbeiteten Grundkörper in Haltevorrichtungen mittels Spannbandagen festgehalten werden.

Die Nachteile dieser Möglichkeit sind hohe Bearbeitungskosten und kein optimaler Wärmeaustausch vom Innen raum zur Außenhaut des Bauteiles.

Bekannt ist, daß oberflächenbelüftete Bauteile aus speziellen Gußkörpern hergestellt werden, auf die durch Fügetechnik oberflächenvergrößernde Blechmäntel aufgebracht werden, um somit den Kühleffekt zu vergrößern.

Der Nachteil dieser Methode ist der hohe manuelle Aufwand beim Fügen der Blechmäntel bzw. — teile mittels Klebetechnik oder anderer Dichtungsvarianten. Weiter wirken sich die Gußtoleranzen nachteilig beim Fügen der Blechmäntel aus.

Bekannt ist im Gießereiwesen, daß Gußteile mit eingegossenen Teilen hergestellt werden. Die Eingußteile werden dabei teils vollkommen oder nur in einem bestimmten Bereich vom Gießmetall umspült, so daß je nach dem vorgesehenen Verwendungszweck die Verbindung von Gießmetall und Eingußteil hergestellt werden kann.

Bekannt ist, daß dabei die Eingußteile in der Form in spezielle Führungen arretiert oder auch direkt in Kernen mit aufgestampft und somit in ihrer Lage im Formhohlraum fixiert werden.

Aus der DE-OS 2313320 ist bekannt das Umgießen eines oder mehrerer Rohre in einem Gußteil, wobei das Rohr gewellt oder mit Rippen versehen sein kann.

Nachteilig ist, daß das Umgießen der Rohre nur durch eine Vielzahl von Kernen möglich ist und dadurch die Verbundgießform kompliziert ist, was auch für die DE 2263654, 2200226 bzw. 2853705 zutrifft.

Weiter bekannt ist aus der DE 2016313 ein Verbundgußkörper und Verfahren seiner Herstellung. · Nachteilig ist bei den aufgeführten technischen Lösungen, daß zur besseren Bindung von zwei Teilen ein Teil mit „Bruchrippen" versehen wird, die vor dem Umgießen abgeschlagen werden und das frische Bruchgefüge eine bessere Bindung der zwei Teile miteinander ermöglicht.

Ziel der Erfindung

Mit der Erfindung wird bezweckt, durch eine geeignete Verbundgießform die aufgezeigten Nachteile zu vermeiden und mit einfachen Mitteln unter Vermeidung von Ausschuß in gleichbleibender Qualität und verringerten Kosten eine feste und dauerhafte Verbindung von zwei Bauteilen zu sichern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Das Wesen der erfinderischen Aufgabe besteht darin, durch eine einfache Gestaltung der Verbundgießform die ökonomische Zielstellung zu erreichen.

Die erfindungsgemäße Verbundgießform ist geeignet zur Verbindung von zwei Maschinenteilen, einem vorzugsweise ebenen, gewölbten oder hohlzylindrischen mit oder ohne Boden ausgestatteten und mit Ausnehmungen versehenen tragenden Gußoder nach einem anderen Verfahren hergestellten Maschinenteil und einem zweiten Maschinenteil, dem Mantel oder Mantelteil mit wesentlich geringerer Dicke und daß die Ausnehmungen des ersten Maschinenteiles durch den Mantel oder die Mantelteile abgedeckt werden.

Eine optimale Kühlwirkung tritt dabei auf, wenn die Oberfläche der Wellung ca. das Fünffache beträgt gegenüber einer glatten Mantelfläche.

An den Verbindungsstellen zum zweiten Maschinenteil besitzt das erste Maschinenteil die Gegenform zum zweiten Maschinenteil.

Die Verbundgießform ist dabei so ausgestaltet, daß die zu ummantelnde Fläche oder Flächen umgeben sind von einem zweiteiligen Kern, dessen Wirkung wie ein Kern ist durch einen kalt- oder heißhärtenden Kernformstoff. Der zweiteilige Kern wird in einem Schüttkernkasten gefertigt. Bei nur einseitiger gießtechnischer Verbindung wird bzw. werden ein oder alle nicht gießtechnisch verbundenen Seiten in einer mechanischen Halterung oder Verklammerung gehalten, wobei das tragende Maschinenteil z. B. Gußteil, ein Gegenprofil zu dem Mantel oder Mantelteilen besitzt. · '

Die Ausnehmungen können dabei symmetrisch oder unsymmetrisch angeordnet sein.

Die Herstellung des Verbundgußteiles kann in verlorenen Sandformen oder nach dem Kernblockformverfahren erfolgen. Der Mantel oder das Mantelteil wird in die Verbundgießform eingelegt bzw. in den Kernblock eingebaut. Die Herstellung des anliegenden Kernes erfolgt in einem Spezial-Schüttkernkasten, wobei der Kern im Grunde aus zwei Teilen besteht, da durch die glatte oder gewellte Form des Mantels keine Kernformstoffverbindung möglich ist. Der kalt-oder heißaushärtende Kernformstoff wird durch den profilierten Mantel, der vorwiegend aus Blech besteht, genügend arretiert, so daß die durch den Mantel getrennten Kernteile als ein Teil zu betrachten sind.

Ausführungsbeispiel

Anhand eines Ausführungsbeispieles, einem Lagerschild einer oberflächenbelüfteten dynamoelektrischen Maschine, soll die Erfindung näher erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: eine Verbundgießform nach dem Kernblockformverfahren,

Fig.2: den Schnitt durch den Kernblock nach Fig. 1,

Fig.3: eine Verbundgießform nach dem sogenannten „Verlorenen Form"-Gießverfahren.

Das Lagerschild hat eine zylindrische Mantelfläche und einen Boden zur Aufnahme der Lagerung. Die mechanische Festigkeit des Lagerschildes wird durch eine Gußkonstruktion erreicht. Die Guß-Topfform des Lagerschildes wird so ausgebildet, daß die Mantelfläche an den Enden von zwei Flanschen umgeben wird. Die Flansche sind axial gesehen grob gewellt konstruiert. Die grobe Welle richtet sich nach der Gestaltung des gewellten Blechmantels, der im Verbundguß auf die Flansche aufgebracht wird. Der innen liegende Gußmantel wird mit Durchbrüchen versehen, so daß ein Wärmeübergang von der Innenoberfläche zur Außenoberfläche des Blechmantels möglich ist und eine maximale Kühlung durch Konvektion erreicht wird.

Fig. 1 zeigt eine Verbundgießform nach dem Kernblockformverfahren, wobei auf dem Grundkern 1 der Innenkern 2, und der durch den Blech mantel 4, gekennzeichnet mittels 4' und 4", geteilte Kern 3 angeordnet ist. Durch den Abdeck- und Eingußkern 8 wird der Formhohlraum 6 gebildet. Der Kern block, bestehend aus dem Grundkern 1,dem Innenkern 2, dem geteilten Mantelkern 3 und dem Abdeckkern 8, wird umgeben von dem Formkasten 7 und dem verdichteten Füllsand 5.

Fig. 2 zeigt den Schnitt A-A der Fig. 1.

Die stark ausgezogene gewellte Linie zeigt die Form des Blechmantels mit dessen Welltiefe 4' und Wellhöhe", den Blechmantel umschließend angeordneten geteilten Kern 3, den nach innen liegenden Formhohlraum 6 und den sich anschließenden Innenkern 2 sowie in Richtung des Formkastenrahmens 7 vorhandenen Füllsand 5.

Fig.3 zeigt die Verbundgießform in Ausführung einer „verlorenen Form", wobei der Füllsand 5 den geteilten Kern 3 mit dem dazwischenliegenden gewellten Blechmantel 4 mit einer Welltiefe 4' und Wellhöhe 4" sowie den Formhohlraum 6 umgibt.

Claims (6)

1. Verbundgießform zur Verbindung von zwei Maschinenteilen, vorzugsweise ebenen, gewölbten oder hohlzylindrischen mit oder ohne Boden versehenen oberflächenbelüfteten tragenden Gußteilen oder nicht im Gußverfahren hergestellten Maschinenteilen, die mit Ausnehmungen versehen sind und die Ausnehmungen durch'ein zweites Maschinenteil, dem Mantel oder einem Mantelteil mit wesentlich geringerer Dicke, Blech, gegenüber dem ersten Maschinenteil abgedeckt werden und beide Maschinenteile ganz oderteilweise im Gießverfahren miteinander verbunden werden, und die Herstellung der Verbundgießform mittels Modell und Kernen oder im Kernblockformverfahren erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß für die gießtechnisch zu ummantelnde/n Fläche/n im Bereich der zu verbindenden Maschinenteile der Kern (3) aus zwei Teilen besteht, zwischen denen sich der Mantel/Mantelteil (4) in glatter oder gewellter Form mit der Welltiefe (4') bzw. Wellhöhe (4") befindet, einen kalt- oder heißhärtenden Kernformstoff besitzt und durch den Mantel/Mantelteil (4) neben dem Innenkern (2) und dem Füllsand (5), dem Formkastenrahmen (7), dem Grundkern (1) sowie dem Abdeck- und Eingußkern (8) arretiert wird und der zweiteilige Kern (3) als ein Kern anzusehen ist.

2. Verbundgießform nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der geteilte Kern (3) in einem Schüttkernkasten mit gegenüberliegenden Füll- bzw. Auf stampf öffnungen gefertigt wird.

3. Verbundgießform nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel/Mantelteil (4) ein- oder mehrseitig gießtechnisch mit dem tragenden Maschinenteil verbunden ist.

4. Verbundgießform nach Punkt 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gießtechnisch nicht verbundene/n Seite/n des Mantels/Mantelteiles (4) in einer mechanischen Halterung/ Verklammerung des tragenden Guß-/Maschinenteiles angeordnet ist/sind.

5. Verbundgießform nach Punkt 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel/das Mantelteil (4) gewellt (A', 4") und mit dem tragenden GußVMaschinenteil, das ein Gegenprofil zu dem Mantel/ Mantelteilen (4) besitzt, gießtechnisch oder durch eine mechanische Halterung/Verklammerung verbunden ist.

6. Verbundgießform nach Punkt 1, 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen des tragenden Guß-/Maschinenteiies in gleichen oder ungleichen Abständen zueinander angeordnet sind und der Mantel/das Mantelteil (4) dem Profil des tragenden Guß-/Maschinenteiles in seiner Form angepaßt ist.