DE1508771A1 - Trennvorrichtung fuer mehrteilige Formen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Druckgießverfahren, bei welchen geschmolzenes Material nach oben in eine Form hineingedrückt wird.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf senkrechte Formen, die auf Karren angeordnet sind, welche sich in eine Gießstation hinein und an ihr vorbeibewegen, an welcher die Formen gefüllt werden, wobei jede Form aus getrennten Teilen hergestellt ist. Die Erfindung schließt auch Kraftmittel ein, welche die Formteile jedes Wagens in eine Eingriffsstellung miteinander sowie aus ihr herausbewegen und die Teile gemeinsam bewegen, um die Verbindung mit der Gießstation zu unterbrechen.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung von Formen der genannten Art und neuartigen Mitteln, die die Formen halten und eine feste Unterstützung für die Formen auf den Wagen bilden. Eine weitere Aufgabe besteht in der Schaffung einer Zeitverzögerung zwischen der Beendigung des Füllvorganges und dem Abtrennen der Form von Gießrohr.

Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen hervor. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Formeinbaues einschließlich des Wagens zur Beförderung der Form auf dem beabsichtigten Pfad entlang,

Fig. 1a eine Teilansicht nach der Linie 1a-1a der Fig. 1,

Fig. 1b eine Teilansicht einer beim Festklemmen der Formteile nach Fig. 1 benutzten Klemmutter,

Fig. 2 eine teilweise gebrochene Draufsicht auf die in Fig. 1 gezeigte Anordnung,

Fig. 3 einen Teilschnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 2,

Fig. 4 eine schaubildliche Darstellung einer Ausführungsform der Krafteinrichtung für die Bewegung der Form auf dem Wagen,

Fig. 5 eine schematische Darstellung mehrerer Formeinbauten in den entsprechenden Lagen, wie sie bei der Bewegung nacheinander auf der Schiene entlang eingenommen werden, und

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Formeinbaues in verschiedenen Stellungen auf der Schiene, welche die relativen Lagen der Formblöcke auf dem Wagen in den verschiedenen Stellungen des Formeinbaues veranschaulicht.

Fig. 1 und 2 zeigen einen Formeinbau 10, sowie einen Wagen zum

Tragen des Formeinbaues und einen Rahmen für die Halterung der Formteile in der richtigen Stellung auf dem Wagen. Die Form 10 schließt zwei trennbare Hauptteile 12 und 14 ein, die in die geschlossene Stellung hinein und aus ihr heraus bewegt werden können. Die Fig. 1 und 2 zeigen diese Teile in der geschlossenen Stellung, während Fig. 6 die Formteile getrennt in zwei ihrer Stellungen zeigt. Jeder Formteil 12, 14 umfaßt einen Graphitblock 16, deren Trennlinie 18 zwischen diesen beiden Blöcken veranschaulicht ist, und die Anordnung umfasst vorzugsweise obere und untere Elemente 18a bzw. 18b (Fig. 2), um die Formteile während ihrer Bewegung in die geschlossene Stellung auszurichten. Jeder Graphitblock 16 ist in einem Rahmen mit zwei senkrechten Winkeleisen 20 befestigt. Diese vier Winkeleisen sind jeweils in den entsprechenden Ecken der Form angeordnet. In dem Block 16 und den Rahmenwinkeleisen 20 sind Passformen gebildet, um eine unterschiedliche Ausweitung zwischen ihnen zu ermöglichen. Die beiden Winkeleisen jedes Formteiles sind durch Querstücke 22 (siehe Fig. 1) untereinander verbunden, die beispielsweise durch Schweißen daran befestigt sind. Die Formteile 12, 14 werden für einen Gießvorgang durch Klemmarme 24 sicher in der geschlossenen Stellung zusammengehalten. Die Klemmarme 24 sind auf Stiften 26 drehbar gehalten, welche wieder auf an den Winkeleisen 20 an einer Seite befestigten Platten 28 gehalten sind. Die Schwenkenden der Arme stehen in Verklinkungseingriff mit den gegenüberliegenden Rahmenwinkeleisen 20. An jedem Schwenkende ist eine mit Gewinde versehene Stange 30 befestigt, auf die eine Klemmutter 32 aufgeschraubt ist, welche einen großen äußeren Vieleckabschnitt 34, einen kleinen inneren rohrförmigen Abschnitt 36 und eine Abschrägung 38 dazwischen einschließt (Fig. 1b). An dem angrenzenden Winkeleisen 20 ist ein Klemmbügel 39 befestigt (Fig. 1a), welcher eine nach oben offene Kerbe 40 besitzt, um deren unteres Ende herum sich eine Abschrägung 41 erstreckt. Der Arm wird durch Schwenken seines freien Endes in die Kerbe 40 hinein verklinkt, und zwar nach Lösen der Mutter, wenn sie nicht lose war, und durch anschließendes Anziehen der Mutter. Die Abschrägung 38 an der Mutter greift darauf in die Schrägung auf dem Klemmbügel ein, und es ist eine zwangsläufige Einspannwirkung gewährleistet. Ein zusätzlicher Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass ein Ausgleich für die Verringerung der Graphitblöcke in ihren Abmessungen vorgesehen ist, die nach Abnutzung der Trennlinie 18 entlang erneut oberflächenbearbeitet werden. Gegebenenfalls können die Arme 24 mit mehreren Löchern 42 versehen werden, die wahlweise die Stifte 26 für die Herstellung einer ähnlichen Einstellung aufnehmen.

Die Form 10 ist als zum Guß verhältnismäßig langer Barren ausgebildet dargestellt und ist als solcher verhältnismäßig groß. Die Form ist zur Ausführung einer Gleitbewegung auf der Oberfläche eines Wagens 44 entlang angeordnet, auf dem sie getragen wird, und zum Halten der Form in der richtigen Lage, während der Gleitbewegung. Ein Rahmen 46 ist vorgesehen. Der Rahmen 46 umfaßt ein senkrechtes Rahmengerüst 48 und untere Haltestangen 50, die darin auf gegenüberliegenden Seiten der

Form gehalten sind. Das Rahmengerüst schließt mehrere senkrechte Körper 52 entsprechender Form und Größe ein, von denen vier vorhanden sein können, und es ist eine zusätzliche Haltestange 51 auf einer Seite der Form im Bereich des oberen Abschnitts derselben vorgesehen. Die Haltestange 51 hält die Form gegenüber einer Kippbewegung fest, während die unteren Haltestangen 50 die zusätzliche Funktion des festen Niederhaltens der Form auf der Wagenplattform ausführen. Diese Haltestangen sind in Lagern oder Stützelementen 54 und 55 gelagert, die auf den senkrechten Körpern 52 befestigt sind, und werden in hülsenförmigen Lagern 56 und 57 aufgenommen, die auf den Winkeleisen 26 der Formteile befestigt sind. Die Haltestangen 50 sind elastisch und werden zwischen ihren zugehörigen Lagern 54 leicht durchgebogen, um die Form nach unten zu drücken.

Die senkrechten Körper 52 sind in der Längsrichtung des Wagens mit Abstand aufgestellt, und die Haltestangen 50 und 52 sind ausreichend lang, um eine Bewegung der zusammengebauten Form auf dem Wagen entlang und in getrennten Bewegungen zu ermöglichen, bei denen die Formteile getrennt werden, um den darin gegossenen Gegenstand zu entfernen. Die unteren Haltestangen 50 sind in passender Höhe angeordnet und haben eine solche Charakteristik, dass sie die Form eng anliegend gegen die Tragplatte 58 halten, so dass an allen Punkten der Formteile der richtige Druck ausgeübt wird.

Der Wagen 44 schließt die obere Tragplatte 58 mit einer ebenen Oberseite ein, auf der die Form aufgesetzt wird. Der Formeinbau schließt eine Wärmeschleuse 60 in Form einer Platte ein, die vorzugsweise aus getrennten Teilen hergestellt und zwischen der Form und der Tragplatte 58 angeordnet ist. Diese Platte hat eine hohe Wärmeleitfähigkeit und besteht vorzugsweise aus Kupfer, das eine wesentlich höhere Leitfähigkeit hat als die Graphitblöcke der Form. Die Teile dieser Platte 60 sind jeweils an den Formteilen, z.B. durch Innenplattenteile und entsprechende Elemente der Winkel 20 an Winkel 62 befestigt.

Die Platte 60 besitzt eine Öffnung, die mit der Öffnung 64 der Form fluchtet und entsprechend geformt ist, deren Form durch die beabsichtigte Form des gegossenen Gegenstandes bestimmt wird. Die Öffnung in der Platte kann von derselben Größe und Gestalt sein.

Der Wagen 44 schließt Räder 66 ein, die auf Schienen 68 entlanglaufen. In Fig. 1 ist eine Gießstation angedeutet, in der ein Gießrohr 70 angeordnet ist, um den Gießvorgang in die Form hinein durchzuführen, und zwar entweder durch Anheben des Rohres oder Absenken der Schienen 68, wobei das Gießrohr mit einer Gießpfanne 72 in Verbindung steht.

Die Kraftmittel für die Bewegung der Form sind am besten aus den Fig. 2, 3 und 4 ersichtlich, und bestehen vorzugsweise aus hydraulischen Stößelvorrichtungen 74, von denen jede einen Zylinder 76 und einen Stößel 78 einschließt. Die Vorrichtungen sind von zwei verschiedenen Arten, von denen eine, entsprechend Fig. 2, ein Schiebertyp ist, während die andere 74b entsprechend Fig. 4, ein Zugtyp ist. In der Vorrichtung 74a besitzt der Stößel 78 einen Kopf 78a, der die Form zum Schieben nur lose berührt, während in der anderen Vorrichtung 74b der Stößel 78 einen Kopf 78b (Fig. 4) aufweist, der einen Haken zum Anhaken eines mitwirkenden Elementes auf der Form einschließt, um die Form oder die Formteile zu ziehen.

Die Vorrichtungen sind lösbar in dem Formeinbau in auf dem Wagen befestigten Wiegen 80 und 82 gehalten. Die Wiege 80 schließt Bügel 84 mit Stellschrauben 86 ein, die jeweils mit gegenüberliegenden Oberflächen einer Grundplatte 88 der Vorrichtung zur Zusammenwirkung kommen können. Die Vorrichtung (z.B. am rechten Ende der Fig. 2) wird durch Einsetzen der Grundplatte 88 zwischen gegenüberliegenden Stellschrauben in Stellung gebracht, wobei der Stößel 78 so gerichtet ist, dass er die Form erfasst, und zwar dann, wenn der Stößel ausgezogen ist. Der Formrahmen schließt einen Verbinder 90 mit einem Stift 92 zur Angleichung oder Verbindung der Zugstößel (Fig. 4) ein, jedoch dient der Verbinder auch als Mittel, durch welches der Schubstößel die Form erfassen kann.

An dem anderen Ende des Formeinbaues (links in Fig. 2) schließt die Wiege 82 zusätzliche Bügel 84 ein, um beide Vorrichtungen, nämlich 74a der Fig. 2 oder 74b der Fig. 4 aneinander anzupassen oder miteinander zu verbinden. Im Falle der Vorrichtung 74a stößt die Grundplatte 88 gegen die äußeren Stellschrauben 86a an. Diese Wiege 82 eignet sich insbesondere für die Aufnahme der Ziehvorrichtung 74b, bei deren Gebrauch ihre Grundplatte 88 zwischen den gegenüberliegenden Stellschrauben 86b und 86c angeordnet und der Haken 78b über den Stift 92 gehakt und somit in der Stellung zum Ziehen der Form oder des entsprechenden Formteiles ist.

Fig. 5 zeigt eine Aufeinanderfolge von Formeinbauten und Wagen. Diese Wagen und Formeinbauten werden durch Kraftmittel (nicht gezeigt) auf der Schiene 68 entlang zu einer Gießstation 94 bewegt, oberhalb und in Fluchtlage mit dem Gießrohr 70. Nach dem Füllen jeder Form wird der Wagen auf der Schiene entlang in die Stellung links in Fig. 5 bewegt und ein anderer in Gießstellung gebracht.

Fig. 6 zeigt eine Anzahl von Stellungen eines einzigen Wagens und einer einzigen Form. In Verbindung mit Fig. 6 befindet sich eine Gießstation etwa in der Stellung c. Der Wagen und die Form bewegen sich von rechts nach links. In der Stellung a sind die Formteile entsprechend der Entfernung des gegossenen Gegenstandes nach einem vorhergehenden Gießvorgang getrennt. In der Stellung a sind zwei durch Kraftmittel 96a betätigte Vorrichtungen 74a angeordnet, und wenn der Formeinbau diese Stellung erreicht, dann werden diese Vorrichtungen in den Wiegen in Stellung gebracht. Bei Betätigung und nachfolgendem Ausziehen der Stößel werden die Formteile durch die Vorrichtungen 74 zusammen in die in der Stellung b gezeigte Lage bewegt, wonach die Klemmarme 24 (Fig. 1) in die in Fig. 1 gezeigte Klemmstellung hineingeschwenkt werden.

Sodann wird der Wagen in die Gießstellung c abgestellt, wenn er nicht zu der Zeit so angeordnet und der Gießvorgang durchgeführt wird. Nach Beendigung des Gießvorganges (siehe auch unten) wird eine Schubvorrichtung 74a betätigt, wobei die Formteile zusammengeklemmt bleiben, woraufhin die Form als ganzes aus ihrer Fluchtlage mit der Gießöffnung durch den Wagen herausgedrückt und die Form von dem Gießrohr entsprechend der Darstellung in Fig. 6a abgetrennt wird. Es sei darauf hingewiesen, dass die Formteile in eine Zusammenwirkung miteinander hineinbewegt werden können, bevor der Formeinbau die Gießstation erreicht oder während er sich an dieser befindet, wobei der Hohlraum in der Form mit dem Gießrohr in Fluchtlage gebracht wird. So kann dasselbe einzige Paar von Vorrichtungen 74a in jeder und in allen drei ersten Stellungen a, b, c benutzt werden.

Nachdem die Form auf dem Wagen in die Abtrennstellung bewegt worden ist, die Stellung c in Fig. 6, kann die Form abkühlen. Zu diesem Zweck werden die Vorrichtungen 74a von der Form entfernt und diese dann aus der Gießstellung heraus bewegt, so dass eine weitere Form während der verhältnismäßig längeren Zeit, die zum Kühlen der vorher gefüllten Form erforderlich ist, in die Gießstellung d hineinbewegt werden kann. Nachdem die Form in dem gewünschten Ausmaß gekühlt worden ist, werden zwei weitere Vorrichtungen 74b auf den Wagen aufgebracht, auf den entsprechenden Stiften 92 festgehakt und bei Betätigung der Kraftmittel 96b die Stößel zurückgezogen, was zu einer Trennung der Formteile führt, nachdem zunächst die Einspannarme 24 (Fig. 1) ausgeklinkt worden sind. Der so erzeugte gegossene Gegenstand 98 in Fig. 6 ist in der Stellung d gezeigt.

Die Vorrichtungen 74b sind, lösbar auf den Wagenwiegen angeordnet, und so genügt ein einziges Paar solcher Klemmarme an einer festen Stellung, um alle Formen zu trennen.

Die metallische Wärmeschleusenplatte 60 dient als ein Mittel zum schnellen Erstarrenlassen des geschmolzenen Metalls in Berührung mit dieser Platte, und dieses Merkmal zusammen mit dem festen Niederhalten der Form durch die Niederhaltestangen 50 verhindert die Bildung von Finnen zwischen der Form und der Platte und zwischen der Platte und der Wagentragplatte 58. Das sichere Niederhalten, welches ein Halten der Form in der genauen Lage ungeachtet seiner verhältnismäßig großen Höhe einschließt und jegliches Kippen derselben verhindert, wirkt bei der Verhinderung der Bildung oder des Auslaufens irgendwelcher Finnen an den genannten Punkten unterstützend mit.

Die Abtrennbewegung der Form braucht nicht größer als die maximale Abmessung des Formhohlraumes in der Bewegungsrichtung zu sein. Die Bewegung der Form sollte so glatt und ununterbrochen wie möglich sein, was durch das wirksame Niederhalten der Form und die glatte und ununterbrochene Bewegung der Stößel, die vorzugsweise in der Größenordnung von 152 mm/sec liegt, erreicht wird. Eine Bewegung bei einer höheren Geschwindigkeit kann zur Folge haben, dass eine unregelmäßige Bewegung stattfindet, während eine Bewegung bei einer geringeren Geschwindigkeit ein Binden in der Scherebene hervorbringen kann.

Die Verwendung einer metallischen Wärmeschleusenplatte 60 schließt jegliches Reißen oder Brechen des verhältnismäßig weichen und spröden Graphits aus, das auftreten könnte, wenn eine solche Platte nicht benutzt würde.

Die Erfindung schließt vorzugsweise auch eine Zeitverzögerung zwischen der Beendigung des Gießdruckes in der Gießpfanne 72 und dem Beginn der Abtrennbewegung ein. Es ist festgestellt worden, dass eine Zeitverzögerung in der Größenordnung von 1 Sek. befriedigend sein sollte. Diese Zeitverzögerung gestattet es der Anlage, wenigstens teilweise die kinetische Energie des aufsteigenden Metalls in dem Drucksystem abzuleiten. Die Kraft dieser kinetischen Energie könnte das Auslaufen dünner Abschnitte an den Auftreffebenen der Teile des Formeinbaues bewirken.

Während eine bestimmte bevorzugte Ausführungsform der Erfindung offenbart ist, sei doch darauf hingewiesen, dass innerhalb des Bereiches des Erfindungsgedankens Veränderungen vorgenommen werden können.

Claims (6)

1. Trennvorrichtung für mehrteilige Formen, gekennzeichnet durch eine Grundplatte (58), die eine Gießöffnung aufweist und in eine Gießstation (72) hinein- und aus ihr herausbewegt werden kann, in welcher sie über einem Gießrohr (70) angeordnet ist und die Gießöffnung mit diesem Gießrohr fluchtet, um geschmolzenes Metall aufzunehmen, welches durch den Gießdruck durch das Rohr nach oben gedrückt wird, zwei Formteile (16), die auf der Grundplatte angeordnet und relativ in eine Eingriffsstellung miteinander hinein- und aus ihr herausbewegt werden können und zwischen sich einen Formhohlraum (64) bilden, wenn sie miteinander in Eingriff sind, wobei diese Formteile auch gemeinsam als eine Einheit in eine Stellung hinein- und aus ihr herausbewegt werden können, in welcher der Hohlraum (64) mit der Gießöffnung fluchtet, sowie Mittel (50, 54, 56) zum Niederhalten der Formteile in fester Zusammenwirkung mit der Grundplatte, während die Formteile in die Lage versetzt werden, sich auf der Grundplatte entlang zu bewegen, sowie Kraftmittel

(74a) zum Bewegen der Formteile einzeln und zusammen als eine Einheit, um den Hohlraum von der Öffnung zu trennen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Wärmeschleusen (60) höherer Leitfähigkeit als die Form an dem Boden der Formteile befestigt sind, diese Wärmeschleusen und die Grundplatte (58) zwischen entsprechenden ebenen Verbindungsoberflächen jeweils fest miteinander in Eingriff sind, und wobei Niederhalteeinrichtungen (50, 54, 56) jeweils auf den gegenüberliegenden Seiten der Form vorgesehen sind, um ein Kippen der Formteile in irgendeine Richtung zu verhindern und um einen festen ebenen Eingriff zwischen den ebenen Oberflächen nahe der entsprechenden Bereiche derselben aufrechtzuerhalten.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Formteile verhältnismäßig groß sind sowie verhältnismäßig kleine waagerechte Querabmessungen haben und zusätzliche Niederhaltevorrichtungen (51, 55, 57) im Bereiche des Formoberteiles vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (58) eine Tragplatte eines Wagens (44) mit Rädern (66) ist, die sich auf Schienen (68) entlang bewegen, und dass das Kraftmittel für die Bewegung der Formteile zwei Kraftvorrichtungen (74) auf jeder von zwei Stationen einschließt und diese Krafteinrichtungen von dem Wagen trennbar sind und für einen rückwirkenden Wirkeingriff zwischen dem Wagen und der Form lösbar darauf befestigt werden können, wobei zwei dieser Vorrichtungen (74a) ausgedehnt werden können, um die Formteile zu schließen, und zwei weitere Vorrichtungen (74b) zusammengezogen werden können, um die Formteile zu öffnen, und dass der Wagen Wiegen (82) zur wahlweisen Aufnahme beider Arten von Kraftvorrichtungen einschließt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte (16) der Form, die diesen Hohlraum begrenzen, aus Graphit und die Wärmeschleusen-Platte (60) aus metallischem Kupfer bestehen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, um zwischen der Beendigung des Gießdruckes und dem Beginn der Abtrennbewegung der Form eine Zeitverzögerung einzuschalten.