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Verfahren und Vorrichtung zum Verklammern von Ober- und Unterkasten
einer Sandgießform Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zum Verklammern
des Oberkastens mit dem Unterkasten einer Sandgießform für Metalle.
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Bei der Herstellung eines Metallgußstückes besteht die Gießform häufig
aus zwei Teilen, die durch den Ober- und Unterkasten gebildet werden. Das gegossene
Metall wird nach Abkühlen und Erstarren als festes Gußstück nach Entfernen des Oberkastens
entnommen.
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Beim Eingießen des Metalls mittels eines Eingußtrichters in den Formhohlraum
entwickelt der verlorene Kopf eine Kraft, die das Bestreben hat, den Oberkasten
der Gießform aus seiner Lage auf dem Unterkasten zu verdrängen und dadurch zum Schwimmen
zu bringen. Der Oberkasten muß daher mit dem Unterkasten zusammengespannt werden,
um eine übermäßige Gratbildung längs der Trennebene zwischen Ober- und Unterkasten
der Form zu verhindern. Bisher war es üblich, entweder eine von Hand bedienbare
mechanische Klemme zu verwenden oder gegebenenfalls bei der Bildung des Gußstückes
ein Gewicht auf den Oberkasten aufzulegen.
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Aufgabe der Erfindung ist es nun, die bisher bekannte Art des Zusammenspannens
durch ein selbsttätiges Zusammenspannen zu ersetzen. Ein solches Zusammenspannen
oder Verklammern von Ober-und Unterkasten erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß zusammen
mit dem Abguß ein gesondertes Angußklemrnstück aus Metall innerhalb der Gießform
in einem Formhohlraum, der zum einen Teil im Oberkasten, zum anderen im Unterkasten
liegt, gegossen wird. Mittels dieses Angußklemmstückes wird die Lage des Oberkastens
zum Unterkasten während der Herstellung des eigentlichen Gußstückes gesichert. Ein
weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das Angußklemmstück rasch abgekühlt
wird, um ein schnelles Zusammenspannen und Verklammern des Oberkastens mit dem Unterkasten
zu erreichen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung
in Verbindung mit den Zeichnungen. Diese zeigen in F i g. 1 eine Ansicht einer Gießform
im senkrechten Schnitt, F i g. 2 eine Teilansicht im Schnitt nach der Linie 2-2
in F i g. 1, F i g. 3 eine Draufsicht des Unterkastens der in F i g. 1 dargestellten
Gießform, F i g. 4 eine Unteransicht des Oberkastenteils der in F i g. 1 dargestellten
Gießform, F i g. 5 in vergrößertem Maßstab eine Teilansicht der in F i g. 1 dargestellten
Klemmenschreckblockanordnung gemäß der Erfindung, F i g. 6 eine Ansicht der Schreckblockanordnung
im senkrechten Schnitt nach. der Linie 6-6 in F i g. 5, F i g. 7 eine schaubildliche
Ansicht des in F i g. 1 dargestellten Gußstückes und der an das Gußstück angegossenen
erfindungsgemäßen Klemme, F i g. 8 eine Teilansicht im Schnitt einer anderen Ausführungsform
der in F i g. 2 dargestellten Schreckblockanordnung, F i g. 9 eine weitere Ausführungsform
der in F i g. 2 gezeigten Schreckblockanordnung und Fi g. 10 wieder eine weitere
Ausführungsform der in F i g. 2 dargestellten Schreckblockanordnung.
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In den Zeichnungen sind mehrere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
dargestellt. Bei der in F i g. 1 gezeigten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße
Vorrichtung eine allgemein mit 10 bezeichnete Gießform auf. Diese Gießform 10 ist
für das Gießen zusammengebaut dargestellt und besitzt einen ihren oberen Teil bildenden
Oberkasten 12 sowie einen ihren unteren Teil bildenden Unterkasten 14. Der Oberkasten
wird durch ein zylindrisches Gehäuse 11 gebildet, in das der Formsand 1ö eingepackt
ist, in welchem ein Teil des Formhohlraumes eingeformt
ist. Der
Unterkasten 14 wird ebenfalls durch ein zylindrisches Gehäuse 13 gebildet, in das
der Sand 16 eingepackt ist und in welches der restliche Formhohlraum eingeformt
ist. Ein Eingußtrichter 17, durch den schmelzflüssiges Metall in die Form gegossen
wird, und die Hauptkanäle 18 zur Verteilung des Metalls in der Form sowie ein Steiger
19 für den Austritt von Gasen und überschüssigem Metall aus dem Formhohlraum sind
im Oberkasten der Form ausgebildet. Diese Ausbildungen sind am besten in F i g.
4 ersichtlich und werden nachfolgend näher beschrieben. Wie F i g. 3 zeigt, sind
im Unterkasten der Form Zulaufkanäle 20 für die Zufuhr des schmelzflüssigen Metalls
aus den Hauptkanälen 18 zum Formhohlraum geformt.
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F i g. 1 zeigt als Beispiel ein in der Gießform 10 gegossenes Kettenrad
21. Dieses Kettenrad 21 wird dadurch erhalten, @daß schmelzflüssiges Metall durch
den Eingußtrichter 17 eingegossen wird, so daß es durch die Hauptkanäle 18 und die
Zulaufkanäle 20 in einen Formhohlraum 22 fließt. Das auf diese Weise in den Formhohlraum
22 eintretende schmelzflüssige Material füllt den Hohlraum aus, während das überschüssige
Metall im Steiger 19 ansteigt, der unmittelbar an den Nabenteil24 des Formholraumes
anschließt. Der Eingußtrichter 17, die Hauptkanäle 18 und die Zulaufkanäle 20 können
natürlich an jeder gewünschten Stelle in der Gießform vorgesehen werden, damit die
Verteilung des schmelzflüssigen Materials im Formhohlraum 22# in der bestmöglichen
Weise gewährleistet ist.
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Der Oberkasten 12 und der Unterkasten 14 der Gießform 10 sind
mit Flanschen 28 sowohl an ihrer Oberseite als auch an ihrer Unterseite versehen.
Die benachbarten Flansche des Oberkastens 12 und des Unterkastens 14 sind mit sich
radial nach außen erstreckenden Ansätzen 30 bzw. 32 ausgebildet. Jeder der Ansätze
30 und 32 weist eine Öffnung 36 auf, durch die ein Bolzen 34 geführt werden kann,
um eine bestimmte Ausrichtung zwischen dem Oberkasten 12 und dem Unterkasten 14
aufrechtzuhalten, so daß die komplementären Teile des Formhohlraumes, in welchen
das schmelzflüssige Material fließt, in Ausfluchtung zueinander gesichert sind.
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Außer der Gießform 10 ist in F i g. 1 eine Klemmenlösevorrichtung
40 dargestellt. Die Vorrichtung 40 besitzt einen Zylinder, der auf einem Untergestell
43 aufruht und in dem ein Kolben 44 angeordnet ist. Dieser Kolben arbeitet in der
üblichen Weise unter der Wirkung eines hydraulischen Druckmittels oder der Zufuhr
von Druckluft. Das Arbeitsmittel tritt wechselweise .an einer Einlaßöffnung 45 ein
und wird durch eine Öffnung 47 abgeleitet oder tritt durch die Öffnung 47 ein und
wird durch die Öffnung 45 abgeleitet. Übertragungsleitungen 49 und 51 führen von
den Öffnungen 45 und 47 zu einer Druckmittelquelle oder wahlweise zu einem Sumpf,
die beide nicht gezeigt sind. An dem äußeren Ende einer mit dem Kolben 44 verbundenen
Kolbenstange 42 sind zwei Arme 46 angebracht, die sich in Längsrichtung erstrecken
und in senkrechtem Abstand zueinander angeordnet sind. Jede Klemmenlösevorrichtung
40 ist mit Bezug auf die Gießform 10 so angeordnet, daß durch das Ausfahren der
Kolbenstange 42 die Arme 46 in Öffnungen 48 in den zylindrischen Gehäusen 11 und
13 des Oberkastens 12 und des Unterkastens 14 eintreten. Wenn die Arme 46 durch
-die Öffnungen 48 nach innen bewegt werden, wird Sand 16 nach innen verlagert und
ein Angußklemmstück 50 - vom Oberkasten 12 und Unterkasten 14 wegbewegt. Eine weitere
Beschreibung des Klemmstücks 50 wird nachfolgend bei der näheren Beschreibung der
übrigen Figuren gegeben,- Hier -sei zunächst erwähnt, ' daß unter normalen Umständen,
-das- übliche Auspacken zum Entfernen ,des Sandes 16 und zur Entnahme des Gußstückes
21 aus -der Gießform 10 zur Folge hat, daß das Klemmstück 50 vom übrigen Gußstück
weggebrochen wird, worauf es leicht ohne die Verwendung einer Hilfseinrichtung,
beispielsweise der Klemmenlösevorrichtung 40, entfernt werden kann.
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Das Angußklemmstück 50 wird innerhalb einer Schreckblockanordnung
53 .geformt, die in vergrößertem Maßstab in F i g. 5 und 6 dargestellt ist und einen
ersten Schreckblock 54 aufweist, der mit der Innenwand des zylindrischen Gehäuses
11 des Oberkastens 12 verschweißt oder an dieser in anderer Weise befestigt ist,
sowie einen zweiten Schreckblock 56, -der in ähnlicher Weise . an der Innenwand
des zylindrischen Gehäuses 13 des Unterkastens 14 angebracht ist. Der Schreckblock
54 ist mit einem Klemmenhohlraum 58 ausgebildet, während der Schreckblock 56 einen
Klemmenhohlraum 60 begrenzt. Wenn die Schreckblockanordnung in der in F i g. 2 gezeigten
Weise vorgesehen wird, fließt schmelzflüssiges Metall aus dem Hauptkanal 18 durch
im Sand 16 des Oberkastens 12 vorgesehene Hilfskanäle 61 in die Klemmenhohlräume
58 und 60. Dieses Metall erstarrt durch den Kontakt mit den Schreckblöcken 54 und
.56 rasch und bildet ein angegossenes Klemmstück 50, durch welche der Oberkasten
12 und der Unterkasten 14 aneinander. gesichert werden. Infolge der Gestaltung der
Klemmenhohlräume 58 und 60 der Schreckblöcke 54 und 56 kann der Oberkasten 12 nicht
aus seiner Lage auf dem Unterkasten 14 unter der Wirkung der Kräfte schwimmen,
die durch den verlorenen Kopf des schmelzflüssigen Metalls innerhalb des Hohlraumes
22 in der Gießform 10 erzeugt werden.
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Die Hohlräume 58 und 60 sind so geformt, daß ein Teil jedes Schreckblockes
54 und 56 zwischen einem Teil des Hohlraumes und der Trennebene 59 zwischen den
beiden Schreckblöcken liegt. Außerdem stehen die Hohlräume 58 und 60 an der Trennebene
in offener Verbindung miteinander. Die Schreckhohlräume können natürlich verschiedene
Formen haben und trotzdem der voranstehend gegebenen allgemeinen Beschreibung entsprechen.
Das einzige Erfordernis besteht darin, daß die Angußklemme so geformt ist, daß sie
in den Schreckblöcken, welche mit dem Oberkasten und dem Unterkasten starr verbunden
sind, senkrecht nicht beweglich ist. Dies wird durch die vorangehend beschriebene
Anordnung erreicht, bei welcher ein Teil jedes Blockes zwischen dem Hohlraum und
der Trennebene 59 liegt, wobei die Hohlräume in offener Verbindung stehen, so,daß
das schmelzflüssige Metall in diesen als festes einteiliges Klemmelement erstarrt.
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Einge der vielen möglichen Hohlraumgestaltungen sind in F i g. 8,
9 und 10 dargestellt. Aus einer Betrachtung dieser Figuren ergibt sich, daß die
Angußklemme aus ihrer Lage innerhalb der Klemmblöcke entfernt werden muß, um diese
voneinander abheben zu können. Bei allen diesen Figuren ist ein Teil des Schreckblockes,
der mit der gleichen Bezugsziffer 57 bezeichnet ist, zwischen dem Klemmhohlraum
und der Trennebene 59 angeordnet. F i g. 8 zeigt eine
Form einer
Schreckbloekanordnung 53 a, die Schreckblöcke 54 a und 56 a
mit Hohlräumen aufweist, welche zur Bildung eines Klemmstücks 50 a im wesentlichen
die Form der Ziffer $ haben. Das Klemmstück 50 b nach F i g. 9 wird durch
eine Klemmenanordnung 53 b gebildet, welche Klemmblöcke 54 b
und
56 b mit Hohlräumen aufweist, die zur Trennebene 59 zwischen dem Oberkasten
12 und dem Unterkasten 14 schräg liegen. F i g. 10 zeigt ein im wesentlichen Z-förmiges
Angußklemmstück 50 c, die in der Schreckblockanordnung 53 c gebildet wird, deren
Schreckblöcke 54c und 56c in der vorangehend beschriebenen Weise angeordnet sind.
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Die einzelnen Schreckblöcke 54 und 56 können am Oberkasten 12 und
am Unterkasten 14 natürlich auch so angeordnet werden, daß die Trennebene 59 nicht
mit der Trennebene zwischen Oberkasten und Unterkasten zusammenfällt. Wenn z. B.
die Form des Gußstückes derart ist, daß der Oberkasten 12 das Bestreben hat, vor
der Füllung der Schreckblockhöhlräume 58 und 60 zu schwimmen, ist es möglich, die
Trennebene 59 so weit tiefer zu legen, daß diese Schwierigkeit vermieden wird. Aus
der vorangehenden Beschreibung ergibt sich, daß, wenn ein Schreckblock 54 am Oberkasten
12 und ein zweiter Schreckblock 56 am Unterkasten 14 angeordnet wird und die beiden
Teile durch ein erstarrtes Angußklemmstück 50 miteinander verbunden werden, die
gewünschten Ergebnisse erreicht werden.
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Die Schreckblockklemmenhohlräume 58 und 60 werden mit schmelzflüssigem
Material aus dem gleichen Eingußtrichter 17 und Hauptkanälen 18 wie der Gußhohlraum
22 beliefert. Da die Hauptkanäle 18 beim Gießen des Gußstückes überflutet gehalten
werden und das Volumen der Klemmenhohlräume 58 und 60 verhältnismäßig klein ist,
werden die letzteren gefüllt, bevor der Hohlraum 22 vollständig gefüllt ist. Das
in die Schreckblöcke 54 und 56 eintretende Metall erstarrt daher, bevor das Metall
im Hohlraum 22 ein ausreichendes Volumen zur Ausübung einer Anhebekraft auf den
Oberkasten 12 erreicht hat. Das Wegschwimmen des Oberkastens 12 vom Unterkasten
14 wird daher verhindert, da der Oberkasten 12 nun mit dem Unterkasten 14 durch
ein festes Angußklemmstück 50 zusammengespannt ist.
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Wie F i g. 1, 3 und 4 zeigen, sind im Sand 16 des Oberkastens 12 und
des Unterkastens 14 unmittelbar benachbart den Hohlräumen 58 und 60 der Schreckblöcke
54 und 56 Hohlräume 33 ausgeformt. Diese Hohlräume 33 haben drei wichtige Funktionen
zu erfüllen. Erstens erleichtern sie das Entfernen des Sandes aus den Hohlräumen
58 und 60, wenn die Gießform geformt wird. Zweitens stehen sie mit den Hilfskanälen
61 in Verbindung, so daß ein rascher Metallfluß erhalten wird, durch den die Hohlräume
58 und 60 in den Schreckblöcken 54 und 60 vollständig :gefüllt werden, während das
Gußstück noch gegossen wird. Drittens bildet das erstarrte Metall in den Hohlräumen
33 ein Mittel, welches das Herausnehmen der Klemmstücke 50 aus ihrer Lage in den
Schreckblockanordnungen erleichert. Wenn die in F i g. 1 gezeigten Stangen 46 in
die Öffnungen 48 eintreten, greifen sie an Teilen des Gusses in den Hohlräumen 33
an und entfernen dadurch das Klemmstück 50 aus den Hohlräumen 58 und 60 jeder Schreckblockanordnung
53. Die in den Hilfskanälen 61 befindlichen Teile des Gußstückes werden hierbei
natürlich gebrochen. In F i g. 7 ist das fertige in der Gießform 10 geformte Gußstück
21 dargestellt. Die Klemmstücke 50 sind mit dem übrigen Teil des Gußstückes 21 zusammengegossen
dargestellt. In der Praxis werden jedoch die Klemmstücke 50 und das Metall 33 a
aus den Hohlräumen 33 vom Gußstück durch das Lösen der Klemmstücke weggebrochen,
da das Trennen des Oberkastens 12 und des Unterkastens 14 nicht geschehen kann,
solange sich die Klemmstücke 50 noch in ihrer Lage in den Schreckblockhohlräumen
befinden. Dieses Wegbrechen geschieht normalerweise am Teil 61a des Gußstückes,
-der sich im Hilfskanal 61 bildet. Das in den Hauptkanälen 18 und in den Zulaufkanälen
20 geformte Material 18a und 20a wird zusammen mit dem im Eingußtrichter 17 und
im Steiger 19 verbleibenden Material nach der Entnahme des Gußstückes 21 aus der
Gießform 10 entfernt. Der Eingußtrichter 17 und der Steiger 19 haben die in F i
g. 7 angedeutete relative Lage zum Gußstück 21.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen bevorzugten
Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Rahmens verschiedene
Abänderungen erfahren.