DE170479C - - Google Patents

Description

PATENTAMT.

Beim Gießen beispielsweise von Arbeitszylindern für Dampfmaschinen oder dergl. mit abgeschreckter Innenfläche kommt es sehr auf genaue Form und Größe der Gußstücke an, da die Innenfläche nur durch Schleifen fertig bearbeitet werden kann. Ebenso wesentlich ist es, eine überall gleichmäßig abgeschreckte Innenfläche zu erzielen.

Bedingung dafür ist zunächst, daß der

ίο Gießformkern imstande ist, die schwere flüssige Metallmasse sicher abzustützen, die die Abschreckwirkung vereitelnde Luft von den betreffenden Teilen des schmelzflüssigen Metalles fernzuhalten und sodann dem Schrumpfen des erhärtenden Metalles ringsum gleichmäßig nachzugeben und eine zu seiner Längsachse symmetrische Form beizubehalten. Weicht nämlich der Kern ungleichmäßig aus, so läßt er Stellen des Metalles ungestützt, und man erhält ein ungenaues Gußstück.

Man hat längsgeteilte Kerne aus in ihrem Durchmesser veränderlicher Kernhülse und schienenförmigem Schlußstück mit Keilansätzen vorgeschlagen, ferner Kerne, bei denen eine Rohrform aus mittels Falze ineinandergreifenden Teilen und einem an Gelenkhebeln verschiebbar getragenen Keil gebildet wird usw. Ein ringsum gleichmäßiges Nachgeben der Kernteile und eine ringsum gleichmäßige Stützung des Metalles und ein Verhindern des Zutritts von Luft durch die Teilfugen an die abzuschreckenden Stellen ist dabei nicht ermöglicht.

Der den Gegenstand der Erfindung bildende Gießformhohlkern gewährleistet die gewünschte Genauigkeit der Gestaltung der abzuschreckenden Innenfläche, ohne daß eine Gefahr für das Auftreten schädlicher Spannungen und die Bildung von Sprüngen vorhanden ist. Der mit Segmenten und Schlußstücken versehene Hohlkern ist wesentlich dadurch gekennzeichnet, daß sowohl Segmente als Schlußstücke bei Erhaltung ihrer Symmetrielage zur Längsachse des Kerns durch Drehung von zur Längsachse parallelen und die gegenseitige Stützung der Segmente und Schlußstücke gegen den Druck des Gießmetalles vermittelnden Achsen kraftschlüssig in Gießstellung, bei der der Kern den größten Durchmesser hat, übergeführt werden können. Indem beispielsweise Exzenter der Achsen auf an den Segmenten und Schlußstücken angreifende, kräftige Stützmittel bildende Teile einen radialen Schub nach außen ausüben, wird die kraftschlüssige Einstellung für das Gießen erreicht, ohne daß die symmetrische Stellung zur Mittelachse des Kerns verloren geht. Bei entsprechender anderer Einstellung der mechanischen Stützmittel sind Segmente So und Schlußstücke imstande, gleichmäßig und ohne daß ihre Symmetrielage verloren geht, gegen die Mittelachse des Kerns nachzugeben.

Fig. ι zeigt in senkrechtem Schnitt nach Linie C-C von Fig. 2 eine Gießform mit einem solchen längs- und quergeteilten Gußkern zum Gießen eines Zylinders,

, Fig. 2 zeigt das untere Ende der Lagerhülse und des Gußkerns und einige Teile in wagerechtem Schnitt nach Linie A-A von Fig. i.

Fig. 3 zeigt einen wagerechten Schnitt nach Linie B-B von Fig. ι und

Fig. 4 einen wagerechten Schnitt nach Linie A-A von Fig. t, und zwar nach aufwärts gesehen und mit Weglassung einiger Teile.

ίο Fig. 5 zeigt ein in der Lagerhülse anzubringendes Armkreuz,

Fig. 6 einen senkrechten Schnitt von Fig. 2, Fig. 7 einen Grundriß und

Fig. 8 einen senkrechten Schnitt nach Linie D-D von Fig. 7 mit einem Lagerteil für die einzelnen zur Einstellung dienenden Wellen. Im Ausführungsbeispiel Fig. 1 und 2 befindet sich die Platte α zum Tragen der Lagerhülse mit ihren Bewegungsvorrichtungen und der einzelnen Teile des Gußkerns in einem ringförmigen Bodenrahmen b, an welchem sie durch Stiftschrauben c mit Splinten d befestigt ist. Oben in der Platte befindet sich eine Ringnut zur Aufnahme des unteren Endes der Lagerhülse e. Diese besteht aus drei Bogenstücken, die nach einem Zylinder gestaltet und mit Ansätzen/behufs Verbindung durch Schrauben und Muttern g versehen sind (Fig. 2). Die Bogenstücke der Lagerhülse e stehen ferner an jedem Ende mit den Armen von Armkreuzen h in Verbindung (Fig. 4). .

Der Gußkern i wird aus einzelnen gußeisernen Segmenten passender Dicke zusammengesetzt. Im dargestellten Beispiel haben diese Segmente verschiedene Form und Größe. Einige Segmente j¹ erstrecken sich vom einen Ende des Gußkerns zum anderen; andere wieder, wie die Segmente j²j^a, erstrecken sich nur über Bruchteile der Länge des Gußkerns (Fig. 6).

An den Segmenten j¹ und den Segmenten j ² sind Anschlußohren k für Arme / vorgesehen (Fig. ι und 2), die durch die Lagerhülse e führen und durch Stellvorrichtungen in letzterer nach aus- und einwärts bewegt werden können. Diese Arme I besitzen nämlich Schlitze, durch welche senkrechte Achsen m führen, die in den Armkreuzen h gelagert sind, so daß sie Führung an diesen Achsen m haben; auf die Vorsprünge η wirkt ferner ein Exzenter 0 auf der betreffenden Achse m ein. Gegen eine Verschiebung in der Längsrichtung der Achse m wird der Arm durch das Exzenter 0 und einen auf der Achse befestigten Bund ρ gesichert. Durch Aufstecken eines Schlüssels auf einen Vierkant der Achse kann diese gedreht und dadurch der betreffende Arm / aus- oder einwärts verschoben werden.

Nach der Darstellung ist jeder Arm / mit einer Kappe q aus Asbest oder dergl. versehen, die eine zu starke Wärmeübertragung auf ihn verhindert. Der Anschlußstift r ist in einen Ansatz s des Segmentes eingeschraubt und führt durch das Ohr k hindurch (Fig. 6).

Um Segmente, wie z. B: j³, die mit Ohren für den Anschluß von Bolzen nicht versehen sind, in Stellung zu den übrigen Segmenten zu halten, sind nach Fig. 6 Vertiefungen in j³ vorgesehen, in welche Vorsprünge t von p eintreten.

Bei Gußkernen von großem Durchmesser, bei denen sich die Segmente über einen großen Teil des Umfanges erstrecken, empfiehlt es sich, die Segmente aus mehreren durch Gelenk χ verbundenen Teilen u ν w (Fig. 1 und 2) herzustellen. Hier haben die Teile u und w bei χ Gelenkanschluß mit dem Teile v, der an dem Arm / angelenkt ist. ■■

Zum Ausfüllen der Zwischenräume zwischen den Segmenten j'²j^s und den rechts und links folgenden Segmenten dienen im Querschnitt keilförmige Schlußstückey, die schmale, parallele Seitenflächen nur dicht an der Kopffläche haben. Diese Schlußstücke legen sich, 8g wenn der Gußkern für den Guß fertig eingestellt wird, an die Segmente p 7²J³ an; sie sind ebenso wie die Segmente mit Nuten \ und ι (Fig. 2) versehen, welche das Einfügen von Graphit oder schwer schmelzbarer Masse zwischen den Schlußstücken y und den anliegenden Segmenten erleichtern.

Die Schlußstückey sind durch Stifte 2 mit Armen 4 verbunden, die in der Lagerhülse e mittels Exzenter 5 ein- und auswärts verschoben werden können, welche auf einer zentralen Achse 6, die durch Schlitze der Arme 4 führt, festsitzen. Zwischen die Schlußstücke und die Arme 4 ist ebenfalls eine Asbestkappe oder ein sonstiger schlechter Wärmeleiter eingefügt. Die Arme 4 haben auch hier Führung an der Achse 6 und sind gegen Verschiebung in der Längsrichtung der Achse durch die darüber und darunter liegenden Exzenter der beiden übrigen Arme 4 gesichert. Jedes Exzenter 5 liegt so in einem Ausschnitt des betreffenden Armes 4, daß bei Drehung der Achse der Arm nebst dem Schlußstücky nach ein- oder auswärts geschoben werden kann.

Wenn die Segmente J¹J²J'⁶ zusammengestellt und mit ihren Armen verbunden und die Schlußstückey ebenfalls mit ihren Armen verbunden sind, wird die Lagerhüljre e auf der Bodenplatten mittels Ankerbolzen 7 (Fig. 1) befestigt, die in der Platte α festgehalten werden und durch die Lagerhülse e und ein Loch einer Platte e¹ auf der Lagerhülse sowie durch einen Querbügel 8 hindurchführen (Fig. 1 und 8). An letzteren ist ein Ring 9 für den Anschluß einer Krankette angebracht, mittels deren sich die Platte α mit der Lagerhülse und den

daran liegenden Teilen heben und fortbewegen läßt. Schraubt man die Muttern von den Ankerbolzen 7 ab, so kann man die betreffenden Teile leicht auseinandernehmen. Sind also die Segmente j¹ j ²J³ und die Schlußstücke y an ihre Arme / und 4 angeschlossen, so kann man durch Drehung der Achsen m und der zentralen Achse 6 die Segmente und das Schlußstück aus der in Fig. 2 punktiert dargestellten Lage in die in vollen Linien gezeichnete Lage überführen und umgekehrt aus der letzteren Lage in die erstere.

Zur Erleichterung der Bewegung der Segmente und des Schlußstücks auf der Bodenplatte α sind Kugeln 10 in Nuten zwischen der Platte und den Segmenten sowie dem Schlußstück eingelegt. Ist der aus den Segmenten und dem Schlußstück zusammengesetzte Gußkern in Gebrauch zu nehmen, so wird Graphit oder eine schwer schmelzbare Masse zwischen die Fugen der Segmente und der Schlußstücke eingefügt. Wenn dann durch Drehung der Achsen m die Segmente in die in vollen Linien gezeichnete Stellung (Fig. 2) und durch Drehung der Achse 6 die Schlußstücke y in entsprechende Stellung übergeführt sind, so bildet der Graphit einen dichten Abschluß , so daß Luft durch die Fugen des Gußkerns nicht eindringen und schädlich auf das herzustellende Gußstück wirken kann. Da der Graphit oder dergl. gegen Druck etwas nachgiebig ist, so ist auch beim Erhitzen der Segmente und des Schlußstücks durch das um den Gußkern zu gießende Metall ein Ausdehnen der Teile möglich. Nötigenfalls kann man auch die etwa vorhandenen Lücken und Unregelmäßigkeiten an der Außenfläche der Segmente und Schlußstücke mit Graphit oder dergl. ausschmieren, um dem Kern eine glatte, zylindrische Außenfläche zu geben.

Durch Drehung der Achsen m und 6, der Exzenter 0 und 5 können die Segmente und Schlußstücke in die in Fig. 2 dargestellte Lage gebracht werden.

Im Beispiel Fig. 1 ist der Gußkern von einem Formkasten 11 ^a umgeben, der eine Form 11 enthält, in welcher Eingießkanäle 12, von denen nur einer zu sehen ist, gebildet sind. In diese wird das geschmolzene Metall eingegossen, und es läuft dann nach dem Boden der Gießform und steigt von diesem nach und nach hoch. Schwer schmelzbare Masse, z. B. Lehm, der am unteren Endteil des Gußkerns in eine Aussparung 13 eingefügt ist, verhindert vor dem Hochsteigen des geschmolzenen Metalles sein Abschrecken.

Ist die Gießform 11 mit geschmolzenem Metall gefüllt und dieses erstarrt, so werden durch Drehung der Achse 6 und Exzenter 5 die Schlußstückey in die in Fig. 2 punktierte Stellung zurückgezogen, und die Achsen m werden etwas gedreht, damit, wenn das den Gußkern umgebende Metall durch Zusammenziehen auf die Segmente ßßß zu drücken beginnt, die Arme / die Exzenter 0 drehen und die Segmente dem Schrumpfen des Gußstücks selbsttätig nachgeben. Später können die Achsen m weiter gedreht und die Segmente von der Innenfläche des Gußstücks abgerückt werden, um Luft zwischen den Gußkern und das Gußstück eindringen zu lassen und die Segmente möglichst lange brauchbar zu halten. Löcher E sind in der Bodenplatte α und in der Kernhülse e angebracht, um in den von den Segmenten umschlossenen Raum Luft ein- und austreten zu lassen. Ist das Gußstück genügend abgekühlt, so schlägt man die Splinte d (Fig. 1) aus den Stiftschrauben c heraus, so daß man die Bodenplatte α mit dem Gußkern i durch Anziehen des Ringes 9 mittels Kette oder dergl. aus dem Gußstück herausziehen und für ein neues Gußstück vorbereiten kann.

Die Segmente j³ sind mit Löchern 13^s (Fig. 6) zur Aufnahme von Sand oder dergl. versehen. Dadurch kann das Abschrecken des Gußstücks namentlich an solchen Stellen verringert werden, woselbst wegen ungleicher Wandstärken beim Erkalten Neigung zu Sprüngen vorliegt, wie z. B. an den Dampfkanälen eines Dampfzylinders.

Statt die zum Aufstecken von Schlüsseln dienenden Vierkante der Achsen m und 6 oben anzubringen, könnten sie auch am unteren Ende angebracht werden. Für diesen Fall reichen die Achsen durch Löcher der Bodenplatte a, wie in Fig. 1 punktiert, weiter abwärts, damit man an die Vierkante mit dem Schlüssel herangelangen kann. Am Bodenrahmen befinden sich die erforderlichen Aussparungen 14 (Fig. 1), durch welche man mit der Hand Zugang zu den Achsen hat.

Bei Gußkernen von größerer Höhe und Länge ist es nötig, die Teile β β . . . und y gegen zufälliges Verrücken zu sichern. Zu diesem Zweck müssen die Achsen m und 6 in den betreffenden Einstellungen gesichert werden.

Fig. 7 und 8 zeigen eine hierzu dienende Einrichtung. Um die Achse 6 ist ein Armkreuz 15 gelegt, dessen Arme an den Enden so ausgespart sind, daß sie die Achsen m zur Hälfte umschließen. Auf der Achse 6 und den Achsen m befinden sich außerdem Ringe 16; diese sind mit einer Kerbe versehen, in die eine Nase 17 des Armkreuzes 15 eingeführt werden kann, wenn die Achsem zur Einstellung der Segmente j^lf²j³ ■ ■ · für den Guß gedreht worden ist. Der Ring 16 auf der mittleren Achse 6 ist mit zwei Ker_rben versehen, in welche zwei Vorsprünge 18

des Armkreuzes 15 eingeführt werden können, wenn die Achse 6 zur Einstellung der Schlußstücke y für den Guß gedreht worden ist. Das Armkreuz . ist in Fig. 8 oben auf der Achse 6 angebracht, es könnte aber auch auf den unteren Enden der Achsen m und 6 angebracht sein. Bewegt wird es mittels einer besonderen Vorrichtung, wie eine solche im Beispiel Fig. 7 und 8 dargestellt ist, in welchem ein Handrad 19 außen an seiner Nabe Bolzengewinde 20 trägt, welches in Muttergewinde des Armkreuzes 15 eingreift. Durch Drehung des Handrades kann dann das Armkreuz gehoben oder gesenkt werden. Zweck mäßig werden, wie Fig. 7 und 8 zeigen, auf der Deckplatte e¹ der Lagerhülse Zeiger 21 angebracht, die, wenn sie auf Striche 22 (Fig. 7) der Ringe 16 eingestellt sind, anzeigen, daß sich die Achsen m und 6 nach der Einstellung der Segmente und Schlußstücke in richtiger Stellung befinden.

An Stelle eines Schlußstücks aus einem einzigen Stück könnte ein solches aus mehreren Teilen Anwendung finden, um zu den Anschlußstiften r und 2 und sonstigen Teilen vom oberen Ende des Gußkerns Zugang zu gewinnen.

Die Gießform 11, die den Gußkern umschließt, kann aus Formsand, Lehm oder Metall bestehen, je nach der Beschaffenheit, die man dem Gußstück zu geben wünscht. Die SegmenteJ¹J²J³ und das Schlußstücky können so eingerichtet sein, daß sie an die Arme / und 4 angeschlossen werden, nachdem die Lagerhülse e bereits auf der Bodenplatte α befestigt wurde. Endlich könnten in den Schlußstückeny Löcher oder Kanäle zur Aufnahme von Sand oder dergl. vorgesehen sein, um die abschreckende Wirkung auf das geschmolzene Metall an den betreffenden Stellen zu mildern.

Ein Gießformkern nach der Erfindung gestattet, jede nur gewünschte Abschreckwirkung auf das geschmolzene Metall zu erzielen, Beschädigungen und die Neigung zur Bildung von Sprüngen fernzuhalten. Mit Hilfe eines solchen Kerns lassen sich Zylinder oder Zylinderfutter für Dampfmaschinen, Gasmotoren, Dampfturbinen usw. in den verschiedensten Graden leicht härten. Der Gußkern findet zweckmäßig Verwendung ferner beim Gießen von Werkstücken aus Stahloder Kupferlegierungen, die später zu Röhren, Hülsen oder dergl. durch Ziehen weiter ausgestaltet werden sollen. Der Vorteil des Gußkerns liegt außerdem darin, daß man die Schnelligkeit und den Grad der Zusammenziehung, die man beim Gießen von Kupfer- und Stahllegierungen oder anderen Legierungen beobachten kann, zu berücksichtigen in der Lage ist.

Bei der Herstellung von Stahlgüssen ist es nötig, auf der ganzen Länge des Kerns Löcher anzubringen, in welche Sand oder eine andere schwer schmelzbare Masse eingefügt werden kann, um den Gußkern solange wie nur möglich in brauchbarem Zustande zu erhalten. Die einzelnen Segmente und Schlußstücke, aus denen der Kern zusammengestellt wird, mag dieser nun für das Gießen von Eisen oder anderem Metall oder Legierungen benutzt werden, müssen leicht durch entsprechende andere Teile ersetzt werden können, falls sie beschädigt sind.

Claims (3)

Pate nt-A N Sprüche:

1. Aus verstellbaren Segmenten und Schlußstücken bestehender Abschreckhohlkern vorzugsweise zur Herstellung von Gußstücken mit zylindrischer Innenfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (J¹J²- ■ ■) und Schlußstücke (y) unter Erhaltung ihrer Symmetrielage zur Längsachse des Kerns gleichzeitig mittels paralleler Achsen irn, 6), daran befestigter Hubkörper (Exzenter oder dergl.) und radialer Arme (Z, 4) für das Gießen einstellbar sind und dem Schwinden des Gußstücks entsprechend nachgeben können.

2. Abschreckhohlkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den einander zugekehrten Flächen der radial stellbaren Segmente (J¹J'²) und Schlußstücke (y) mit Graphit oder dergl. zu füllende Nuten (\, 1) vorgesehen sind, um das Herandringen von Luft durch die Schlußfugen des Kerns an die abzuschreckenden Teile des schmelzflüssigen Gießmetalles zu verhindern.

3. Abschreckhohlkern nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ■ Achsen (m, 6) in der Grund- und Deckplatte (a, e¹) eines hülsenförmigen Lagerkörpers (e) drehbar sind und zu ihrer Sperrung nach Einstellung der Segmente und Schlußstücke für den Guß auf ihnen Ringe (16) mit Kerben befestigt sind, in welche Vorsprünge (17, 18) eines durch Handrad (19) verstellbaren Armkreuzes (15) eintreten können. no

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.