DE1778288U

DE1778288U - Vorrichtung zur verdichtung und gefuegeverfeinerung von in sand- oder schamottegiessformen vergossenem und erstarrendem gusseisen oder stahlguss.

Info

Publication number: DE1778288U
Application number: DE1957K0025405
Authority: DE
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1957-03-30
Filing date: 1957-03-30
Publication date: 1958-11-27

Description

Vorrichtung zur Verdichtung und Gefügeverfeinerung von

in Sand-oder Schamottegießformen veros8enem und er-

starrendem Gußeisen oder Stahlguß.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verdichtung und Gefügeverfeinerung von in Sand-oder Schamottegießformen vergossene und erstarrendem Gußeisen oder Stahlguß mittels eines auf die Einguß- oder Steigersäule des Gießwerkstoffes ausgeübten Druckes.
Durch diese Druckausübung auf das in die Gießform eingefüllte, flüssige und in dieser allmählich erstarrende Gußeisen oder Stahlguß gelingt es, die durch die Gasbildung beim Gießen entstehenden Hohlräume (Bunker) und die sich beim Erstarren des Gießwerkstoffes bildenden Kristalle zu verkleinern und hierdurch die Verdichtung und Gefügeverfeinerung des Gießwerkstoffes herbeizuführen, wodurch die Festigkeit des Gußstückes wesentlich erhöht wird. Auch führt die Druckausübung auf den noch flüssigen Gießwerkstoff, insbesondere bei vielgestaltigen Gußstücken, zu einem besseren Ausfüllen der Gießform. als beim einfachen Vergießen des flüssigen Gießwerkstoffes, so daß die unter Druckanwendung hergestellten Abgüsse sich ausserdem noch durch enauere Maßhaltigkeit und ein hohes Maß an Oberflächengüte auszeichnen. Hierbei wird ein Druck von zwei bis fünf atß angewendet, dem die Sand-bzw. Schamotteform ohne weiteres standhält.
Die bekannten Vorrichtungen der eingangs bezeichneten Art bestehen aus einer mit einem Absperrorgan versehenen Rohrleitung, deren Mündunsende in die noch flüssige Eingußsäule des Gießwerkstoffea in der Gießform eingeführt wird. Nach dem Erstarren des Gießwerkstoffes im Bereich der Einführungsstelle durch die abkühlende Wirkung des Rohrendes und der damit erzielten Abdichtung des Rohres im Einguß, wird das Absperrorgan geöffnet und ein gasförmiges Druckmittel zur Einwirkung auf den noch flüssigen Inhalt der Gießform gebracht, um die gewünschte Verdichtung des Gießwerkstoffes und die Verfeinerung des Kristallgefüges zu erhalten, Indessen hat sich herausgestellt, daß sich durch die Anwendung eines Druckgases Gas-und Luftbläschen im Gießwerkstoff im Bereich der Einführungsstelle bilden und hierdurch Große verlorene Gußköpfe entstehen. Auch wird beim Einleiten des Gasstromes der Gießwerkstoff verwirbelt und hierdurch hervorspringende Formkanten abgespülte Außerdem kann das Rohr mit dem Absperrorgan nur einmal verwendet werden, da es in den verlorenen Gußkopf eingeschmolzen ist. Es ist auch schon bekannt, zur-Veredelung von Metalllegierungen dickwandige Stählformen vorzusehen, in deren Eingußöfi'nung ein Preßkolben zur Einwirkung auf die in der Druckkammer enthaltene Legierung mit hohem Druck eingetrieben wird. Diese Druckkammer und die hierzu erforderlichen Druckerzeugungsanlagen sind jedoch sehr aufwendig und unterliegen einem hohen Verschleiß, so daß die Wirtschaftlichkeit ihrer Anwendung nur bei wertvollen Legierungen, nicht aber bei Gußeisen und Stahlguß für die Massenherstellung billiger Gußstücke gegeben ist. Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, die Vorrichtung nach dem Gattungsbegriff so weiterzubilden, daß sie bei einfachstem Aufbau für die serienmäßige Herstellung vielgestaltiger, eine große Maßgenauigkeit und Festigkeit erfordernder Grauguß-oder Stahlgußstücke

unter Verwendung der üblichen Sand-und StahlgieBformen

z

in wirtschaftlicher Weise verwendbar ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß als Vorrichtung eine mit den Seitenwänden der Gießform zusammenschließbare Brücke vorgesehen ist, die einen Rohrstutzen zur Führung eines die Brücke durchsetzenden Kolbens aufweist, dem eine Druckbeaufschlagungseinrichtung zum Einwirken auf den kristallisierenden Gießwerkstoff im Einguß oder in einem Steiger zugeordnet ist.
Durch diese Maßnahmen wird nicht nur die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe in vorteilhafter Weise gelöst, sondern darüber hinaus der Vorteil erzielt, mit einer verhältnismäßig geringen Anzahl von Vorrichtungen nach der Erfindung, eine große Anzahl Gießformen bedienen zu können, weil die Vorrichtung mit wenigen Handgriffen von der gefüllten und druckbeaufschlagten Gießform gelöst und an einer anderen noch nicht gefüllten Gießform angebracht werden kann, wobei ggf. lediglich der einfache zylindrische Kolben erneuert zu werden braucht.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des ERfindung@gegenstandes schematisch dargestellt. Es zeigt: Abb. 1 einen Längsschnitt durch eine zum Einfüllen des Gießwerkstoffes vorbereitete Gießform mit aufgesetzter Brücke, Abb. 2 die mit dem Gießwerkstoff gefüllte Gießform nach Abb. 1 mit einem in den Rohrstutzen der Brücke eingedrückten Kolben, Abb. 3 eine Brücke mit einem feststehenden und einem in deren Längsrichtung verschiebbaren Flansch in schaubildlicher Darstellung, Abb. 4 eine aus zwei Schienen gebildete Brücke mit in Längsrichtung der Brücke verschiebbaren Flansch und Rohrstutzen in schaubildlicher Darstellung, Abb. 5 die Brücke nach Abb. 4e jedoch mit einem axial verschiebbaren Rohrstutzen, Abb, 6 einen Teil einer Gießform mit aufgesetzter Brücke und einem elektrisch beheizten Rohrstutzen, Abb. 7 einen Teil einer Gießform mit aufgesetzter Brücke und einem in den Rohrstutzen eingeführten, an der Stirnseite mit einer Heizmasse versehenen Kolben, Abb. 8 einen Kolben mit einem kegelstumpfformigen Fortsatz auf der Stirnfläche und Abb. 9 einen Teil einer Gießform mit einem in den Rohrstutzen der Brücke eingeführten und auf die Gießwerkstoffsäule eines Steigers einwirkenden sowie eine profilierte Stirnfläche aufweisenden Kolben und einem absperrbaren Eingußkanal.
Auf den oberen Rändern gegenüberliegender Begrenzungswände eines zweiteiligen Gußkastens 1, in dem in üblicher veiae durch Einformen eines Modells in Sand oder Schamotte eine Hohlform mit einem Einguß 2 hergestellt ist, sitzt eine schienenartige Brücke 3, vorzugsweise aus Metall, deren untere Fläche unmittelbar auf der Sand-bzw. Schamotteform aufliegt. Die Enden dieser Brücke 3 sind rechtwinklig abgebogen und bilden je einen die äußeren Seitenflächen des Gußkastens 1 übergreifenden schienenartigen Flansch 4, in denen zum Zusammenschließen der Brücke 3 mit dem Qußkasten 1 Stellschrauben 5 von außen dlrchgescraubt sind. Die schienenartige Brücke 3 ist mit einem Rohrstutzen 6 versehen, dessen Achse senkrecht zu den breiteren Seitenflächen der Brücke 3 verläuft und dessen Bohrung die Brücke 3 durchsetzt. Der Rohrstutzen 6 erstreckt sich zum Teil unter die Brücke 3 und ist daher im Formmaterial eingebettet. Er kann aber auch mit der unteren Fläche der Brücke 3 abschließen. Die

Brücke 3 ist so auf dem Gußkasten 1 angeordnet, daß der

Rohrstutzen 6 und der Einguß 2 gleichachsig verlaufen. Im Rohrstutzen 6 ist eine Auskleidung 7 aus feuerfestem Material, z. B. Schamotte vorgesehen. Unmittelbar nach dem Auffüllen der Hohlform durch den Rohrstutzen 6 bzw. Einguß 2 wird ein Kolben 8 aus Gußeisen oder Stahlguß in die Bohrung des Rohrstutzens 6 bis zum Aufsitzen auf der Säule des Gießwerkatoffes im Einguß 2 eingeführt und hierauf ein Druck von zwei bis fünf atü auf dosen ausgeübt. (Abb. 2) Durch diesen Druck wird das im flüssigen Gießwerkstoff enthaltene Gas zum größten Teil in Lösung gehalten, so daß sich keine oder nur kleinste Hohlräume (Lunker) bilden können. Gleichzeitig wird auch das Wachstum der Kristalle des Gießwerkstoffes unterbunden und damit ein feinkörniges Gefüge erhalten.
Um die Brücke 3 auf beliebig große Gußkasten 1 aufsetzen bzw. auf diesen befestigen zu können, ist beim Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 einer der beiden Flanschen an den Brückenenden in Längsrichtung der Brücke 3 verschiebbar ausgebildet. Hierzu bildet der Flansch 9 einen von der Brücke 3 gesonderten Teil und ist mit einem winkelförmigen Querschnitt ausgebildet. Eine mit dem Ende in einem Schenkel des Flansches 9 sitzende Stellschraube 10 ist durch einen Längsschlitz der Brücke 3 hindurchgeführt und trägt am andern Ende ein Gewinde zum Aufschrauben einer Mutter, die mit einer Unterlagscheibe versehen ist. Durch Lösen dieser Mutter ist der Flansch 9 in L'ngsrichtung der Brücke 5 verstellbar und durch Anziehen der Mutter feststellbar. Beim Ausführungsbeispiel nach Abb. 4 ist außer der Verschiebbarkeit des Flansches 9 auch eine Verschiebbarkeit des Rohrstutzens 6 in Längsrichtung der Brücke 3 vorgesehen, um in der verschiedenen Anordnung des Eingusses 2 in der Sand-bzw. Schamottegießform anpassen zu können. Die Brücke 3 besteht in diesem Fall aus zwei im Abstand des Rohrstutzendurchmessers an dem testen Flansch 11 parallel angeordneten Schienen 12. Das untere Ende des Rohrstutzens 6 ist mit einer die Schienen 12 übergreifenden Scheibe 13 und der Außenmantel mit einem Gewinde 14 versehen, auf das eine der unteren Scheibe 13 entsprechende, mit Innengewinde versehene Scheibe 15 aufgeschraubt ist. Der durch den Spalt 16 zwischen den beiden Schienen 12 hindurchgeführte Rohrstutzen 6 kann durch Aufschrauben der mit Gewinde versehenen Scheibe 15 festgestellt und durch lösen in Längsrichtung der Brücke 3 verschoben werden, so daß durch Einstellen der Brücke 3 und des Rohrstutzens 6 praktisch jeder Anordnung des Eingusses 2 in der Sand-oder Schamottegießform Rechnung getragen werden kann.
Beim Ausführungsbeispiel nach Abb. 5 ist außer dieser Verstellmöglichkeit noch zusätzlich eine axiale Verstellung des Rohrstutzens 6 vorgesehen, um diesen fest auf die Sand-bzw. Schamotteform aufpressen und hierdurch eine absolut dichte Verbindung des Rohrstutzens 6 mit der Form herstellen zu können. Hierbei ist die Ausbildung der Befestigung der Verschiebbarkeit der Rohrstutzens 6 nach Abb. 4 nunmehr für einen Ringflansch 17 vorgesehen, in dem der Rohrstutzen 6 axial verschiebbar geführt und mittels einer Stellschraube 18, Klemmvorrichtung od. dgl feststellbar ist.
Abb. 6 zeigt eine Brücke 3 mit einem elektrisch beheizbaren Rohrstutzen 6. Die Heizwicklung 19 umschließt hierbei den Stutzen und ist auf der Brücke 3 abgestützt.

Durch diese Heizung wird ein schnelles Abkühlen und da-

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mit ein Erhärten der Oberfläche der Gießwerkstoffsäule im Einguß 2 und damit eine Verminderung der Druckübertragung auf den flüssigen Gießwerkstoff vermieden.
EineHeizwirkung kann gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 7 auch dadurch herbeigeführt werden, daß an der auf den Gießwerkotoff einwirkenden Stirnfläche des Kolbens 8 eine Auflage einer thermithaitigen Masse 20 vorgesehen wird, die sich bei der Berührung mit dem flüssigen Gießwerkstoff entzündet und hierbei Wärme an diesen abführt. In Fällen, bei denen eine Heizung nicht anwendbar oder vorgesehen ist, wie bei den Ausführungsbeispielen nach

Abb. 1 bis 5, kann an der auf den Gießwerkstoff ein-

wirkenden Stirnfläche des Kolbens 8 ein kegelstumpfförmiger Fortsatz 21 vorgesehen werden, der beim Niederdrücken des Kolbens 8 eine etwa gebildete Gußhaut durchbricht (Abb. 8).
Schließlich ist beim AusfShrungsbeispiel nach Abb. 9 ein Fall vorgesehen, bei dem es auf eine besonders genaue, profilierte Oberfläche und auf eine große Festigkeit des Gußstückes ankommt, wie z. B. bei Ma@trizen, Kunststoff-oder DruckguBformen, da dieses nicht nur ein verdichtetes Grundmaterial, sondern infolge der Abkühlung durch den Kolben 8 auch ein verfeinertes und härteres Oberflächenmaterial aufweist. Hierbei ist die Herstellung eines zylindrischen Gußstückes mit profilierter Stirnfläche 22 angenommen. Die hierzu erforderliche Hohlform 23 erstreckt sich in Form eines Steigers bis zur Oberfläche der Sand-bzw.
Schamotteform. Zu der Hohlform 23 koaxial ist der Rohrstutzen 6 der Brücke 3 angeordnet. Der Einguß 2 ist seitlich der Hohlform 23 vorgesehen und mit dieser durch einen Einlaufkanal 24 aus Schamotte verbunden, der mittels eines als Absperrorgan vorgesehenen Schiebers 25 absperrbar ist.
Nach dem Auffüllen der Hohlform 23 mit dem Gießwerkstoff wird der Einlaufkanal 24 geschlossen und der Kolben 8 auf

den GieBwerkstoff gepreßt. In vorteilhafter Weise wird

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hierbei die Stirnfläche des Kolbens 8 vor dem Einpressen mit einem Anstrich aus einem Graphit-Wassergemisch versehen, um ein Festhalten des Kolbens 8 auf der Oberfläche des Gießwerkstoffes mit Sicherheit zu vermeiden. Nach dem Erkalten desselben trägt das Gußstück den gewünschten negativen Abdruck der Kolbenstirnfläche. Bei anderen als zylindrischen Gußstücken wird dem Kolben 8 in vorteilhafter Weise ein Querschnitt gegeben, der der Grundrißform des Gußstückes entspricht. Selbstverständlich muß auch der Rohrstutzen 6 dieser Kolbenform angepaßt sein.
Als Druckbeau. Eschlagunesvorrichtung für den Kolben 8 kann jede in Gießereien ohnehin vorhandene hydraulische, pneumatische oder elektrische Druckvorrichtung wie sie für Formmaschine üblich sind, verwendet werden. Sie kann aber auch in einfachster Form aus einem am Rohrstutzen 6 oder an der Brücke 3 schwenkbar angeordneten Handhebel bestehen, der in kurzer Entfernung von der Schwenkstelle unmittelbar auf den Kolben 8 einwirkt.

Claims

Sehutzasspruche.

1. Vorrichtung zur Verdichtung und Gefügeverfeinerung von in Sand- oder Schamottegießformen vergossenem und erstarrendem Gußeisen oder Stahlguß mittels eines auf die Einguß- oder Steigersäule des Gießwerkstoffes ausgeübten Druckes, dadurch gekennzeichnete daß als Vorrichtung eine mit den Seitenwänden der Gießform zusammenschließbare Brücke (3) vorgesehen ist, die einen Rohrstutzen (6) zur Führung eines die Brücke durchsetzenden Kolbens (8) aufweist, dem eine Druckbeaufschlagunbseinrichtung zum Einwirken auf den kristallisierenden Gießwerkstoff im Einpaß (2) oder in einem Steiger zugeordnet ist. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden der Brücke (3) schienenartige Flanschen (9,11) vorgesehen sind, die gegenüberliegende Seitenwände der Gießform übergreifen und mit diesen drch Stellschrauben (10) zusammenschließbar

sind. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Flanschen (9) an der Brücke (3) in deren Längsrichtung verschiebbar angeordnet ist. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brücke (3) aus zwei im Abstand des Kolbendurchmesser an den Flanschen (9,11) befestigten Schienen (12) besteht, auf denen der Rohrstutzen (6) in Längsrichtung der Brücke verschiebbar geführt und feststellbar ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstutzen (6) in einem Ringflansch (17) axial verschiebbar und feststellbar angeordnet ist, der auf der Br@cke (3) befestigt, oder auf dieser in Längsrichtung verschiebbar geführt und feststellbar ausgebildet ist. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichn@t, daß der Kolben (8) aus Gußeisen oder Stahlguß gefertigt und der Rohrstutzen (6) mit Schamotte ausgekleidet ist. 7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekenn- zeichnet. daß der Rohrstutzen (6) mit einer Heizung ver- sehenist.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekenn- zeichnet, daß die auf den Gießwerkstoff einwirkende Stirn- fläche des Kolbens (8) mit einer Schicht aus thermithal- tiger Masse (20) versehen ist.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Gießwerkstoff einwirkende Stirnflãche des Kolbens (a) matrizenartig profiliert ist.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Kolbens (8) der Grundrißform des Gußstückes entspricht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbeaufschlagungseinrichtung aus einem einarmigen Handhebel besteht, dessen dem Handgriff gegenüberliegendes Ende am Rohrstutzen (6) oder der Brücke (3) schwenkbar gelagert ist und der unmittelbar auf den Kolben (8) einwirkt.