DE10111244B4

DE10111244B4 - Verfahren zur Herstellung eines Kanalbauteils aus Gusseisen

Info

Publication number: DE10111244B4
Application number: DE2001111244
Authority: DE
Inventors: Hubert Dipl.-Ing. Oberle
Original assignee: Heinrich Meier Eisengiesserei GmbH and Co KG
Current assignee: Heinrich Meier Eisengiesserei GmbH and Co KG
Priority date: 2001-03-09
Filing date: 2001-03-09
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2021-03-10
Also published as: DE10111244A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Kanalbauteils aus Gusseisen zum Anbringen auf einem Kunststoffschachtrohr, welches Kanalbauteil einen Rohransatz (2) aufweist, der von einer radial überstehenden Rahmenplatte (3) nach unten vorsteht und der auf seinem Außenumfang vorstehende Haltemittel (4) zur Befestigung in dem Kunststoffschachtrohr aufweist, im Sandformguss, durch Abgießen einer Sandform aus verfestigtem Formsand, die im Bereich der Rahmenplatte (3) axial zweigeteilt ist in ein Formoberteil (9) mit einem Modelloberteil (10) und ein Formunterteil (5) mit einem Modellunterteil (6), welche durch Abformen von Modellen gebildet werden, gekennzeichnet dadurch, dass in die seitliche Umfangsfläche des Modellunterteils (6) bei geöffneter Form nockenförmige Vertiefungen (8) eingedrückt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Kanalbauteils aus Gusseisen zum Anbringen auf einem Kunststoffschachtrohr, welches Kanalbauteil einen Rohransatz aufweist, der von einer radial überstehenden Rahmenplatte nach unten vorsteht und der auf seinem Außenumfang vorstehende Haltemittel zur Befestigung in dem Kunststoffschachtrohr aufweist, im Sandformguss, durch Abgießen einer Sandform aus verfestigtem Formsand, die im Bereich der Rahmenplatte axial zweigeteilt ist in ein Formoberteil mit einem Modelloberteil und ein Formunterteil mit einem Modellunterteil, welche durch Abformen von Modellen gebildet werden.

Es ist bekannt, Kanalbauteile wie beispielsweise Schachtrahmen, Schachtabdeckungen, Abdeckhauben, Einlaufroste und dergleichen aus Gusseisen herzustellen, welche entsprechend als Kanalgussbauteile bezeichnet werden. Die für diese Anwendung besonders vorteilhaften Eigenschaften von Gusseisen bestehen darin, dass es witterungsbeständig, robust und relativ korrosionsbeständig ist, so dass Kanalgussbauteile auch bei rauen Umgebungsbedingungen und starker Verkehrsbeanspruchung eine hohe Lebensdauer haben. Als weiterer Vorteil kommt hinzu, dass die Herstellung aus Gusseisen rationell im Sandformguss in weitgehend automatisierten Gießanlagen erfolgen kann.

Zur Anbringung auf Betonschächten ist es bekannt, Kanalgussbauteile mit Betonrahmen oder dergleichen zu versehen, welche zur Anbringung auf einen Schachthals aufgesetzt und aufgemauert werden können. Eine derartige Befestigung ist auf Kunststoffschachtrohren, welche insbesondere für kleinere Schachtdurchmesser zunehmende Verbreitung finden, nicht durchführbar. Eine bekannte Möglichkeit zur Herstellung einer festen und dauerhaften Verbindung sieht vor, dass das Kanalgussbauteil, beispielsweise ein Schachtrahmen, auf seiner Unterseite einen Rohransatz hat, auf den ein Kunststoffschachtrohr thermisch aufgeschrumpft wird. Hierbei wird das obere Ende des Kunststoffschachtrohrs durch Erwärmung gedehnt, und auf den Rohransatz aufgeschoben. Durch die beim Abkühlen auftretende Schrumpfung sitzt das Rohrende radial kraftschlüssig verspannt auf dem Rohransatz.

Um die Haltekraft der Schrumpfverbindung zu erhöhen, ist es bekannt, auf der Außenseite des Rohransatzes Haltemittel vorzusehen. Im Stand der Technik wird hierzu in den Außenumfang des Rohransatzes mit Abstand zu dessen freien Ende ein hinterschnittener Abschnitt eingearbeitet, so dass am unteren Ende des Rohransatzes ein umlaufender, radial vorstehender Ringvorsprung gebildet wird. Beim Aufschrumpfen des Kunststoffschachtrohrs wie vorangehend erläutert drückt sich dieser Haltevorsprung in die Kunststoffwandung ein, so dass sich eine in axialer Richtung formschlüssige Verbindung ergibt, welche unter normalen Einsatzbedingungen des Kanalbauteils praktisch unlösbar und damit besonders sicher ist.

Den praktischen Vorteilen stehen jedoch fertigungstechnische Nachteile entgegen. Wie bereits angesprochen, werden Kanalgussbauteile im Eisenguss in einer Sandform hergestellt. Diese ist in Höhe des über den Rohransatz radial vorstehenden, oberen Rahmenabschnitts axial zweigeteilt in ein Formoberteil mit einem Modelloberteil und ein Unterteil mit einem Modellunterteil, wobei der auszugießende Formhohlraum zwischen dem Modelloberteil und dem Modellunterteil frei bleibt. Dadurch, dass das Modelloberteil und -unterteil durch axiales Einpressen von Formstempeln in mit Formsand gefüllte Formkästen hergestellt werden, ist es prinzipiell nicht möglich, einen am äußeren Ende des Rohransatzes umlaufenden Vorsprung zu realisieren, da ein derart hinterschnittenes Formwerkzeug nicht aus der Sandform entformbar wäre. Zur Herstellung dieses Haltevorsprungs ist man daher im Stand der Technik dazu gezwungen, die Hinterschneidung für den Haltevorsprung durch spanende Bearbeitung einzubringen. Dies bedeutet einen relativ hohen Arbeitsaufwand, welcher mit entsprechenden Kosten verbunden ist.

In der GB 2 266 902 A ist bereits ein Schachtrahmen beschrieben, der auf einem Schachtrohr anbringbar ist, welches als Kunststoffrohr ausgebildet ist. Zur Befestigung auf diesem Kunststoffrohr weist der Schachtrahmen einen Rohransatz auf, der auf das Schachtrohr aufgesteckt wird. Dieser Rohransatz ist auf seiner Innenseite mit Vorsprüngen versehen, die in entsprechende Öffnungen in dem Schachtrohr von außen einschnappen.

Wenn der aus der GB 2 266 902 A vorbekannte Schachtrahmen aus Gusseisen gefertigt werden soll, so ist allerdings zur Ausbildung der Vorsprünge auf der Innenseite des Rohransatzes eine zerspanende Bearbeitung des im Sandformguß hergestellten Guß-Rohlings erforderlich. Dadurch wird der Fertigungsaufwand erheblich erhöht.

Angesichts der vorangehend erläuterten Problematik liegt der Erfindung daher die Aufgabenstellung zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Kanalbauteils aus Gusseisen mit den eingangs genannten Merkmalen anzugeben, welches mit geringerem Arbeitsaufwand und kostengünstiger durchführbar ist als im Stand der Technik.

Zur Lösung dieser Aufgabenstellung wird für ein Verfahren mit den eingangs genannten Merkmalen erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass in die seitliche Umfangsfläche des Modellunterteils bei geöffneter Form nockenförmige Vertiefungen eingedrückt werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Kanalbauteil sind am unteren Ende des Rohransatzes anstatt eines hinterschnittenen, umlaufenden Haltevorsprungs wie im Stand der Technik mehrere vorstehende Haltenocken vorgesehen, die außen auf dem Rohransatz angeformt sind. Diese Nocken erfüllen damit im wesentlichen dieselbe Funktion bei der vorangehend bereits erläuterten Anbringung eines Kunststoffschachtrohrs durch Aufschrumpfen. Zusätzlich hat die erfindungsgemäße Ausführung wesentliche Vorteile bezüglich einer rationellen Fertigung sowie einer optimierten Haltefunktion, wie nachfolgend erläutert wird.

Ein wesentlicher Vorteil im Hinblick auf eine rationelle Fertigung besteht bei dem erfindungsgemäßen Kanalgussbauteil darin, dass die Nocken an dem Rohransatz gießtechnisch bereits beim Eisenguss mit angeformt werden können, so dass keine weitere spanende Bearbeitung erforderlich ist, wie im Stand der Technik. Der Herstellungs- und Kostenaufwand wird dadurch deutlich reduziert.

Mit der Erfindung wird erstmals eine Möglichkeit aufgezeigt, die Haltemittel an dem Rohransatz gießtechnisch mit vertretbarem Aufwand im Sandformguss zu fertigen. Dabei ist insbesondere die Lösung der Problematik gelungen, dass sich der umlaufende Haltevorsprung, welcher im Stand der Technik durch Eindrehen der Hinterschneidung gebildet wird, sich im Sandformguss nicht ohne Schwierigkeiten nachbilden lässt. Dagegen wären die erfindungsgemäß einzeln auf dem Außenumfang des Rohransatzes ausgebildeten Nocken bei spanender Bearbeitung nicht mit vertretbarem Aufwand zu realisieren, jedoch vorteilhafterweise im Sandformguss. Dank des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens kann dies nämlich ohne die Verwendung von Zusatzkernen oder dergleichen erfolgen, was wiederum den Aufwand erhöhen würde.

Das erfindungsgemäße Verfahren bezieht sich auf die Herstellung des erfindungsgemäßen Kanalgussbauteils mit den vorgenannten Merkmalen im Sandformguss. Dieser Sandformguss erfolgt im Stand der Technik durch Abgießen einer Sandform aus verfestigtem Formsand, die im Bereich der Rahmenplatte des Kanalbauteils axial zweigeteilt ist in ein Formoberteil mit einem Modelloberteil und ein Formunterteil mit einem Modellunterteil, welche durch Abformen von Modellen gebildet werden. Wie oben erläutert worden ist, ist es mittels dieses konventionellen Sandformgusses nicht ohne weiteres möglich, Hinterschneidungen innerhalb des Formhohlraums gießtechnisch herzustellen. An dieser Stelle setzt das erfindungsgemäße Verfahren an und schlägt den zusätzlichen Verfahrensschritt vor, dass in die seitlichen Umfangsflächen des Modellunterteils bei geöffneter Form nockenförmige Vertiefungen eingedrückt werden.

Der als bekannt zugrunde gelegte Sandformguss umfasst die Verfahrenschritte:

1. Abformen der Modelle im Formoberteil und im Formunterteil
2. Zusammensetzen von Formoberteil und Formunterteil zur geschlossenen Form
3. Abgießen des Formhohlraums der geschlossenen Form.

Erfindungsgemäß wird zwischen dem ersten und dem zweiten Verfahrensschritt ein weiterer Verfahrensschritt eingefügt. Diese zusätzliche Schritt bezieht sich auf das Einpressen der zusätzlichen Vertiefungen in die Seitenwände der unteren Formhälfte, welche am Gussteil den Außenumfang des Rohransatzes bilden. Diese zusätzliche Bearbeitung der Sandform bzw. des darin ausgebildeten Formhohlraums erfolgt also an dem Form-Grünling, welcher im Stand der Technik beim Sandformguss einer weiteren Bearbeitung nicht mehr zugänglich ist. Dies gilt insbesondere für die Formherstellung auf automatischen Formanlagen.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrensschritts ist, dass die Einformung der nockenförmigen Vertiefungen ebenfalls mittels eines automatisierten Formwerkzeugs erfolgen kann, welches von oben in das geöffnete Modellunterteil eingesetzt und dann seitlich ausgefahren wird, so dass die erfindungsgemäßen Vertiefungen eingedrückt werden. Anschließend werden die Formhälften wie bekannt zusammengefügt und abgegossen.

Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass durch dieses bislang im Sandformguss unübliche Vorgehen die Haltenocken am Gussteil mit der geforderten Präzision realisiert werden können und zwar insbesondere ohne spanende Nachbearbeitung.

Bezüglich der Befestigung auf einem Kunststoffschachtrohr hat die erfindungsgemäße Ausführung mit den vereinzelt über den Umfang ausgebildeten Nocken den weiteren Vorteil gegenüber dem im Stand der Technik umlaufenden Vorsprung, dass durch die Nocken beim Eindrücken in die Kunststoffwandung zusätzlich ein Formschluss in Umfangsrichtung gebildet wird. Die Anbringung ist damit zusätzlich verdrehsicher.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Haltenocken etwa halbkugelförmig gerundet ausgebildet sind. Dadurch drücken sich die Nocken gleichmäßig beim Aufschrumpfen in die Wandung des Kunststoffschachtrohrs ein, ohne dass Beschädigungen durch Materialspannungen auftreten, wie sie sich an scharfen Kanten unter Umständen bilden könnten.

Die Haltenocken sind bevorzugt mit Abstand vom unteren bzw. oberen Ende des Rohransatzes angeordnet. Ein gewisser Abstand vom unteren Rand sollte deswegen eingehalten werden, damit eine abgeschrägte Anlaufkante zum einfacheren Einsetzen in das Kunststoffschachtrohr zur Verfügung gestellt wird. Der Abstand zum oberen Ende ist zweckmäßig, damit zwischen den Haltenocken und dem oberen Ende des Kunststoffschachtrohrs hinreichend viel Material stehen bleibt, um die Haltekräfte aufzunehmen.

Oben an dem Rohransatz kann eine radial überstehende Rahmenplatte einstückig ausgebildet sein zur Bildung eines Schachtrahmens. Dadurch wird ein Schachtrahmen speziell zur Anbringung auf Kunststoffschachtrohren zur Verfügung gestellt, welcher als Ganzes als einstückiges Gusseisenteil hergestellt ist, welches keiner spanenden Nachbearbeitung bedarf. In die Rahmenplatte dieses Schachtrahmens kann ein Schachtdeckel, Rost oder dergleichen eingesetzt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Im einzelnen zeigen:
1 einen teilweisen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäße Kanalgussbauteil;
2 eine teilweise Ansicht A gemäß 1;
3 einen Längsschnitt durch ein Kanalgussbauteil gemäß 1 in Gesamtansicht;
4 eine Ansicht von unten auf das Kanalgussbauteil gemäß 3;
5, 6, 7 Fertigungsphasen bei der Herstellung einer Sandform zur Fertigung eines erfindungsgemäßen Kanalgussbauteils gemäß 1 bis 4.
1 zeigt einen teilweisen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kanalgussbauteil, nämlich einen gusseisernen Schachtrahmen 1. Dieser ist als einstückiges Gusseisenteil ausgebildet und weist einen Rohransatz 2 auf, welcher sich von einer radial überstehenden, im Ausführungsbeispiel quadratischen Rahmenplatte 3 nach unten erstreckt.
Die erfindungsgemäße Besonderheit des Schachtrahmens 1 besteht darin, dass an dem Rohransatz, der nach unten auf seiner Außenseite leicht konisch zusammenläuft, auf seiner Außenseite erfindungsgemäß als Haltemittel Haltenocken 4 angeformt sind.
Wie sich aus der in 2 dargestellten Ansicht A gemäß 1 zeigt, sind diese Haltenocken 4 in etwa halbkugelförmig gerundet ausgebildet.
3 und der Ansicht von unten gemäß 4 ist entnehmbar, dass in dieser Ausführungsform insgesamt sechs dieser Haltenocken 4 über den Umfang des Rohransatzes 2 gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
Anhand der Abbildungen in 5, 6 und 7 ist die Herstellung einer Sandform zur Fertigung eines Schachtrahmens 1 gemäß der vorangehenden Abbildungen erläutert. 5 zeigt zunächst das aus verfestigtem Formsand bestehende Formunterteil 5, in welches das Modellunterteil 6 eingeformt ist, welches im wesentlichen die negative Außenform eines Schachtrahmens 1 hat. Dieser das Formunterteil 5 bildende Form-Grünling wird, wie dies im Stand der Technik bekannt ist, durch Eindrücken eines Modells von oben in den Formsand gebildet und im Stand der Technik nicht weiter bearbeitet.
In 6 ist der erfindungsgemäße zusätzliche Verfahrensschritt angedeutet. Dabei wird ein nockenförmiges Formwerkzeug 7 zunächst in das offene Modellunterteil 6 eingeführt und dann seitlich ausgefahren, was mit dem Pfeil angedeutet ist. Dadurch wird eine nockenförmige Vertiefung 8 in die seitliche Umfangsfläche des Modellunterteils 6 eingedrückt.
Anschließend wird, wie in 7 dargestellt, wie beim konventionellen Sandformguss mit einer zweiteiligen Gussform vorgegangen, indem ein Formoberteil 9 mit einem daran ausgebildeten Modelloberteil 10 von oben auf das Formunterteil 5 aufgesetzt wird, so dass ein nunmehr geschlossener Formhohlraum 11 gebildet wird. Anschließend erfolgt das Abgießen mit Gusseisen sowie das Entformen.
Wie bereits in 7, welche die fertige Form aus dem Formoberteil 9 und dem Formunterteil 5 zeigt, erkennbar ist, kann dank des erfindungsgemäßen Verfahrens mit dem in 6 dargestellten Zwischenschritt ein Schachtrahmen 1 gemäß
1 bis 4 gießtechnisch als einstückiges Gusseisenteil hergestellt werden. Dieses zeichnet sich durch die Haltenocken 4 auf dem Außenumfang des Rohransatzes 2 aus. Damit wird ein Kanalgussbauteil 1 realisiert, welches zum einen besonders rationell herstellbar ist und zum anderen besonders gut geeignet ist zur Anbringung auf einem Kunststoffschachtrohr durch Aufschrumpfen.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Kanalbauteils aus Gusseisen zum Anbringen auf einem Kunststoffschachtrohr, welches Kanalbauteil einen Rohransatz (2) aufweist, der von einer radial überstehenden Rahmenplatte (3) nach unten vorsteht und der auf seinem Außenumfang vorstehende Haltemittel (4) zur Befestigung in dem Kunststoffschachtrohr aufweist, im Sandformguss, durch Abgießen einer Sandform aus verfestigtem Formsand, die im Bereich der Rahmenplatte (3) axial zweigeteilt ist in ein Formoberteil (9) mit einem Modelloberteil (10) und ein Formunterteil (5) mit einem Modellunterteil (6), welche durch Abformen von Modellen gebildet werden, gekennzeichnet dadurch, dass in die seitliche Umfangsfläche des Modellunterteils (6) bei geöffneter Form nockenförmige Vertiefungen (8) eingedrückt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltenocken (4) etwa halbkugelförmig gerundet ausgebildet sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltenocken (4) mit Abstand zum unteren Rand des Rohransatzes (2) angeordnet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltenocken (4) mit Abstand zum oberen Ende des Rohransatzes (2) angeordnet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass oben an dem Rohransatz (2) eine radial überstehende Rahmenplatte (3) einstückig ausgebildet ist.
Kanalbauteil aus Gusseisen, hergestellt nach einem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 5, zur Anbringung auf einem Kunststoffschachtrohr, mit einem nach unten vorstehenden Rohransatz (2), der von oben in ein Kunststoffschachtrohr einsetzbar ist und der auf seinem Außenumfang Haltemittel zur Fixierung in dem Kunststoffschachtrohr aufweist, wobei die Haltemittel als eine Mehrzahl von einstückig mit dem Rohransatz (2) gegossenen, radial vorstehenden Haltenocken (4) ausgebildet sind, die über den Außenumfang des Rohransatzes (2) verteilt angeordnet sind.