DE1941908B2 - Z-foermiger eingiesskanal - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Eingießkanal zum Vergießen von Metallen und anderen gießbaren Substanzen in Formen oder in Kokillen, dessen Gestaltung einer nach unten führenden Wellen- oder Schlangenlinie folgt Derartige Kanäle sind aus der Fachliteratur, aus deutschen Patentschriften und aus Anwendungen in der Praxis seit 30 bzw. 45 Jahren bekannt Dieselben beruhen auf dem Gedanken, die mil dem Fallen zunehmende Energie des in dem Kanal nach unten strömenden Metalls dadurch laufend wieder zu vermindern, daß schräggelegte Fallwege mit mshrfacli wiederholten Umlenkungen vorgesehen werden, um die Reibungsverluste mittels der verlängerten Strömungswege zu vergrößern. Stoßwirkungen sollen dabei ausdrücklich vermieden werden. Es wird vielmehr ein »sanfter und glatter« Durchlauf des Metalls angestrebt Die Geschwindigkeit der Strömung soll über der ganzen Weg, insoweit dieser einen gleichbleibenden Querschnitt hat, konstant bleiben.

Die Praxis zeigte jedoch, daß solches nur erreichbai ist bei Kanälen, die ziemlich eng sind, was sich auch rechnerisch nachweisen läßt Bei Gußstücken meisi üblicher Größe muß man bereits, um nicht überlange Zeitspannen für das Füllen der Formen zu bekommen viel weitere Querschnitte anwenden, und dann stellt sich heraus, daß diese bekannten Eingießkanäle nicht befriedigend arbeiten können; denn die Schaumbildung die man mit ihrer Hilfe verhindern wollte, entsteht ir enttäuschender Weise eben doch. Zur Vermeidung dieses Mangels ist dann später vorgeschlagen worden mehrere gleich große, relativ enge Kanäle der gemeinden Art einander parallel zu schalten. Jedoch konnte auch hiermit das erstrebte Ziel nicht erreiehl werden, wie sich leicht einsehen läßt, wenn man eine kleine mathematisch-physikalische Berechnung darüber wirklich durchführt. Begrenzt man z. B. die im Kanal bzw. in den Einzelkanälen zugelassene Geschwindigkeit der Strömung mit 156cm/sek, so besitzt dieselbe eine kinetische Energie, welche derjenigen statischen Energie äquivalent ist, die dem Druck einer Metallsäule vor 124 mm Höhe entspricht. Ein solcher Energie-Inhalt am Fuße des Eingießkanals übersteigt aber erfahrungsgemäß für viele Legierungen schon einen äußerster Grenzwert, wenn man ohne zusätzliche Hilfen ein ausreichend mildes Einfließen in die Formen erzielen will. Und unter diesen Voraussetzungen hat der Einzeikanal nur einen Querschnitt von 80 mm² =16-5 mm. Es fließen in ihm real 125 cm³/sek.

Die Kontrolle des Reibungswiderstands sieht hierbei wie folgt aus: Beiwert der Reibung (Turbulenz) = 0,036 (Erfahrungswert). Spezifische Länge des Stromfadens je lern Fallhöhe ist gleich etwa 1,7cm, wie sich aus bekanntgewordenen Unterlagen abmessen läßt. Hydraulischer Durchmesser des Kanalprofils aus 4 mal Fläche dividiert durch Umfang gleich 0,76 cm. Reibungsverlust

R = (156V2 · g) · 0,036 · (1,7/0,76) = 1,00 cm

Metallsäule je 1 cm Fallhöhe.

Das heißt, daß die gesamte stetig hinzukommende Fallenergie auf dem Strömungswege gerade laufend aufgezehrt wird. Es heißt auch, daß der Kanal vom strömenden Metall gerade noch voll ausgefüllt ist, wenn man von den hier noch geringfügigen Stromablösungen an der Innenseite in und kurz nach den Kehren absehen will. Und es heißt, daß bei weiteren Kanälen sich die Strömung beschleunigt, den Kanal nicht mehr voll ausfüllt und infolgedessen verschäumt, was sich in praxi auch gezeigt hat. Selbst wenn man nun zehn solcher maximal möglichen Einzelkamäle parallel schaltet, erhält man erst Gießleistungen von 3 kg/sek bei Aluminiumle-

gierungen und rund 10 kg/sek bei Schwermetallen und Eisenlegierungen. Damit sind größere Gießobjekte nicht beherrschbar. Überdies sind solche engen Kanäle bei größer werdenden Längen der Gefahr des Einfrierens ausgesetzt trotz eventuell stark überhöhter Gießtemperaturen. Die dargestellte Lösung hat sich demgemäß in der Praxis auch nicht auf die Dauer durchgesetzt. Die Schilderung ist jedoch so ausführlich erfolgt, um die bisher nur unbefriedigend gelöste Problematik der Sache und den Stand der Technik deutlicher aufzuzeigen.

Ferner gehören zum Stand der Technik ein Eingießkanal, der geradlinig und senkrecht oder doch nahezu senkrecht nach unten führt, dessen Querschnitt mit zunehmender Fallhöhe bzw. Länge in Ableitung von der bekannten Failgleichung gesetzmäßig enger wird. Unabhängig davon, aber dann oft damit kombiniert, ist ein sogenanntes Bremslaufsystem bekanntgeworden, dessen aufeinanderfolgende und gegeneinander kurz abgewinkelte Abschnitte nach jeder Abwinkelung einen größeren, über die jeweilige Abschn^:ttslänge jedoch konstanten Querschnitt haben, wobei die Abwinkelungen meist nur in horizontaler Richtung, manchmal aber auch vertikal nach oben hin vorgenommen werden, jedoch nicht nach unten hin. Mit diesen beiden Prinzipien sind durch längere Zeit hindurch in einer Anzahl Gießereien des Inlands und des Auslands die anfallenden gießtechnischen bzw. anschnittstechnischen Aufgaben auf die bekanntgewordene Weise gelöst worden und werden auch fernerhin gelöst werden können.

Doch stellte sich nach einiger Zeit in bestimmten konkreten Zusammenhängen die weitere Aufgabe, einen Eingießkanal zu linden, und zwar für größeres und größtes Schluckvermögen in cmVsek, aus welchem das Metall an seinem unteren Ende bereits mit einer stark reduzierten Energie ausfließt, deren Größe (Druckhöhe) weitgehend unabhängig sein sollte von der gesamten Tallhöhe des Metalls, damit auch von der vertikalen Gesamthöhe des Kanals, so daß auf die Niachschaltung einer vielstufigen »Bremse« vielleicht verzichtet werden könnte. Dafür sind natürlich an und für sich konstruktive Lösungen möglich, deren Erarbeitung aus dem Bekannten eine reine Ingenieuraufgabe sein würde. Solche Entwürfe erfordern aber auch für jeden Fall einen erheblichen rechnerischen und zeichnerischen Arbeitsaufwand.

Das deswegen weiter verfolgte Bemühen um eine elegantere und generelle Lösung des Problems führte aber nun zur Auffindung eines neuen Bau-Elementes für die Konstruktion und Ausbildung von Eingießkanälen, die jetzt in ihrer Hauptpartie aus der Aneinanderreihung beliebig vieler solcher Elemente bestehen, wobei eine mehr oder weniger lange Anlaufstrecke bekannter Art vorgeschaltet und eine ganz kurze Auslaufstrecke nachgeordnet wird. Dieses Bau-Element ist quasi zugleich Eingießkanal und Bremslaufabschnitt, indem es — vorzugsweise unter 45 bis 40° nach unten gerichtet — einen Ausschnitt aus dem bekannten, gemäß der Fallformel berechneten Eingießkanal mit stetig abnehmendem Querschnitt darstellt, an dessen Ende jetzt ein ihm gleicher Ausschnitt unter schroffer Strom-Umlenkung von 90 bis 80° angeschlossen wird. Dieses kann man beliebig oft wiederholen. Es ist dabei sehr wichtig, daß die Umlenkungen schroff, d. h. mit klar beabsichtigter Stoßwirkung, ausgebildet werden. Denn nur auf diese Webe läßt sich bei dem somit vorgeschlagenen Eineießkanal die sonst unvermeidliche, aber durchaus unerwünschte Stromablösung an der jeweils obenliegenden Innenseite nach jeder Umlenkung unterdrücken oder doch entscheidend einschränken. Die in Fachkreisen immer wieder anzutreffende Vorstellung, als ob man mit »milder« Umlenkung diese Stromablösung, die bekanntlich zur Entstehung eines Sogs an dieser Stelle führt, verhindern kann, geht solange völlig fehl, als die strömende Flüssigkeit ohne eine dafür ausreichende statische Eigenpressung fließen muß, welche die

ι ο Wirkung der dynamischen Kräfte überwiegt.

Gerade diese ungünstige Situation ist aber bei dem in der Einleitung erwähnten Schlangenlauf auch noch im späteren Verlauf des Gießvorganges vorliegend, und sie wird dort erst in der Endphase des Gießens gemildert und schließlich aufgehoben. Die jetzt und hier vorgesehenen, der Stromrichtung nahezu oder genau senkrecht entgegengestellten Wände erzeugen dagegen durch den Stoß eine örtliche statische Pressung, die sich zwar nach den damit verbundenen Energieverlusten restlich wieder in kinetische Energie umsetzt, aber auf kurze Distanz doch hoch genug ansteigt, um die beginnende Stromablösung momentan sofort wieder zu schließen und auch dauernd geschlossen zu halten. Selbstverständlich müssen, wie bekannt, die »inneren« Ecken der Umlenkungen ausreichend aberundet sein, um an dieser Stelle den sonst überhaupt nicht abfangbaren abrupten Richtungswechsel der Stromfäden zu mildern. Jedoch muß eben durchaus nicht die gesamte Strömung »milde« umgelenkt werden. Im Wasserexperiment hat sich diese Ansicht eindeutig beweisen lassen. Natürlich kommen bei derartigen Umlenkungen auch Zentrifugalkräfte ins Spiel. Sie bewirken aber nur Teilphänomene von schwer durchschaubarer und nicht klar definierbarer Art, weswegen auf ein Hereinnehmen darauf bezüglicher Betrachtungen in die Beschreibung verzichtet wird. Immerhin bleibt leider die Tatsache bestehen, daß mit wachsender Größe der hier vorgeschlagenen neuen Eingießkanäle, etwa oberhalb 500cm³/sek Durchfluß beginnend, allerdings die vollständige Unterdrückung der Sogstellen auch nicht mehr gelingt. Diese Grenze liegt je nach Metallart bzw. Legierung verschieden und ist auch im Experiment nicht exakt ermittelbar. Gegen diesen Mangel der Erfindung ist eine weitere Verbesserung gefunden worden, deren Wirkungsweise nachher beschrieben wird.

Zuvor sei das bisher Gesagte an Hand der F i g. 1 und 2 nochmals erläutert. Der Eingießkanal hat einen mittlerer. Hauptteil oder besser eine mittlere Hauptpartie, die aus einer beliebigen Anzahl, mindestens jedoch zwei, je nach Erfordernis aber auch 32 und mehr, im wesentlichen gerader Abschnitte 5 besteht, die in einer Zickzacklinie angeordnet sind und direkt aneinander sich anschließen, wobei die entstehenden Ecken außen gar nicht oder nur wenig, innen jedoch stärker abgerundet werden. Die diesem Hauptteil vorgeschaltete, vertikal oder leicht schräg gestellte Anlaufstrecke 2 wird mit einem großen Radius 3 über eine kürzere gerade Sirecke 4 an den Beginn der Hauptpartie bzw. an den Anfang des ersten der Abschnitte 5 herangeführt. Das Metall tritt hier mit dem gewollten Stoß in die erste Bremsung ein. Der gesamte Anlaufweg 2,3 und 4 wird in seinem Querschnittsverlauf am vorteilhaftesten in bereits bekannter Weise unter Anlehnung an die Fallformel dimensioniert, wobei die Fallhöhen vertikal und die Querschnitte senkrecht zur jeweiligen Stromrichtung gemessen werden. Die gesamte Fallhöhe vom Metallpegel im Gießtrichter 1 oder im Gießkasten 0 bis

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zum Beginn des ersten Abschnittes 5 — in der Zeichnung besonders als h\ bezeichnet — soll ein Mehrfaches der Vertikalerstreckung eines Elementes 5

— in der Zeichnung besonders noch als te bezeichnet — betragen, um dadurch die erforderliche Energie-Reserve zur Kompensation der Reibungswiderstände im gesamten Eingießkanal von Anfang an zur Verfügung zu haben. Diese Widerstände betragen nämlich, in Metallsäule ausgedrückt, bei den kleinsten Kanälen dieser Art in der Praxis mit etwa 250 cmVsek bis zu 25% der Gesamthöhe — in der Zeichnung mit H bezeichnet

— und bei großen Kanälen von z. B. 5000 cmVsek noch etwa 15% davon. Ihre voll gesicherte Überwindung sogleich ab Beginn des Gießens ist nötig, weil s^nst die Strömung den Eingießkanal während des Anlaufens nicht sofort komplett ausfüllen und damit wiederum einen Sogeffekt verursachen würde.

Die einzelnen Abschnitte bzw. Elemente 5 sind alle einander gleich gestaltet und bemessen und werden beim Zusammenfügen vorzugsweise um 90 bis 80° gegeneinander abgewinkelt. Dabei geht man zum Messen des Winkels am besten von den unteren Flächen aus. Ihre Querschnitte sind vorteilhaft längliche Rechtecke, in der praktischen Ausführung oft zu sechseckigen Doppeltrapezen umgewandelt, wie es F i g. 2 zeigt.

Die Höhe dieser Rechtecke oder Doppeltrapeze nimmt bei konstanter Breite gleichmäßig, besser jedoch gemäß der genauen Fallformel ab, wobei die Wahl der Anfangsquerschnitte II sowie der Endquerschnitte H-H, also des größten und des kleinsten Querschnittes für das Element 5, so getroffen wird, daß diese sich wie 139 :100 bzw. wie 100 :72 verhalten, wenn der Ablenkungswinkel mit 90° gewählt ist. Eine geringe Verkleinerung dieses Winkels, und zwar bis maximal um 10 auf 80°, ist tolerierbar und manchmal sogar empfehlenswert. Dann kann als optimale Relation der Querschnitte !35 :100 bzw. 100:74 angenommen werden. Innerhalb dieser Grenzen tritt derjenige Stoßverlust auf, der erfahrungsgemäß die Strömungsenergie etwa halbiert, so daß sich der Zuwachs an Fall-Energie und der Stoßverlust je Element das Gleichgewicht halten. Dabei bleibt der Reibungsverlust außer Betracht, der ohnehin zum Ausgleich der Zunahme an Fall-Energie nicht ausreichen würde, wie bereits dargestellt. Deshalb müssen die Reibungsverluste in ihrer Summierung durch eine zusätzliche statische Energie überwunden werden, welche mittels Überhöhung der Anlaufstrecke gewonnen werden kann. Diese Maßnahme steht im Gegensatz zu der bisher bekannten Handhabung des einfachen geraden und nach der Fallformel bemessenen Eingießkanals in der Praxis.

Bisher hat man den Reibungsverlust, der natürlich auch hier auftritt, nicht durch Aufbringung einer additiven statischen Energie ausgeglichen und dadurch überwunden, sondern man hat seine Auswirkung als Verminderung der Gießleistung je Zeiteinheit bzw. als verringerten volumetrischen Wirkungsgrad eben hingenommen und den Ausgleich mittels Einsatz eines Eingießkanals von entsprechend größerer theoretischer Schluckfähigkeit gewählt

Grundsätzlich wären andere Querschnittsformen als Rechtecke ebenfalls brauchbar, z. B. längliche Ovale, kombiniert mit eingefügten schmalen, in ihrer Höhe veränderlichen Rechtecken, wenn sie nur der Regel gemäß bemessen sind und die sinngemäße Kontinuität der Strömung sowie die gewollten Stoßwirkungen verwirklichen.

Die hiermit beschriebene Konstruktion, nämlich die Zusammenfügung und Folge von mehreren solcher Elementar-Abschnitte 5, ist das Kernstück der vorgelegten Erfindung.

Eine praktische Regel für günstige Bemessungen beim zeichnerischen Entwurf solcher Hauptpartien der vorgeschlagenen Eingießkanäle folgt aus der Bedingung, daß jede einzelne Umlenkung sich vollständig vollzogen haben muß, bevor die nächste einsetzen darf.

ίο Das heißt mit anderen Worten, daß die Abschnitte 5 genügend lang sein müssen. Dem gegenüber steht eine zweite Forderung, daß die Abschnitte möglichst kurz sein soller, damit das mögliche Minimum an Fall-Energie je Abschnitt erreicht wird. Im Ausgleich dieses Widerspruchs ergibt sich aus der Kombination von Rechnung und Erfahrung ein optimales Verhältnis zwischen der Länge und den Querschnittsabmessungen der Elemente 5. Dessen Ermittlung ist eine klare Ingenieur-Aufgabe, die hier wohl nicht weiter abgehandelt zu werden braucht. Dabei ist ohne weiteres einleuchtend, daß Querschnitte und Abschnittslängen mit zunehmender Größe der vom Gießereimann anzugebenden bzw. auszuwählenden Durchflußmenge ebenfalls größer werden und damit, proportional zu einer bestimmten mathematischen Relation, auch die dem zeichnerischen Entwurf zugrunde zu legende vertikale Projektion der einzelnen Abschnittslängen, nämlich das Maß Λ5. Für die rasche Auffindung der günstigsten Größe von hs läßt sich die einfache Formel /75 = 0,35 · V°^A aufstellen, worin Λ5 in cm und V in cm³/sek zu setzen sind. Ist so der Wert für /75 einmal bekannt, so ergeben sich die den Abschnitt begrenzenden Querschnitte aus denjenigen Querschnitten eines für die Leistung V nach der Fallformel berechneten Eingießkanals der bekannten Art, welche den Fallhöhen 1,08 mal Λ5 und 2,08 mal As entsprechen, wenn man das Querschnittsverhältnis 139 :100 gewählt hat, und den Fallhöhen 1,22 mal Λ5 und 2,22 mal As, wenn das Verhältnis 135:100 vorgesehen ist. Eventuell gewünschte Zwischenwerte sind leicht errechenbar. Der so gewonnene Ausschnitt aus dem für die Leistung V berechneten Eingießkanal wird nun gemäß seiner Schrägstellung in allen Teilen proportional verlängert und ergibt dann das einheitliche Element für den Aufbau des hier vorgeschlagenen neuen Eingießkitnals.

Aus früher Dargelegtem folgt eine bereits angedeutete Konsequenz für die ergänzende Konstruktion und Bemessung der Anlaufstrecke 2 bis 4 und ihrer Querschnitte. Der für diese maßgebliche Nullpegel (Metallspiegel) im Trichter 1 oder im Gießkasten 0 muß nunmehr bedeutend höher gelegt werden als der Nullpegel für den ersten der Abschnitte 5. Mit anderen Worten gesagt, muß die Anlaufstrecke einem Eingießkanal bekannter Art, jedoch von größerer Schluckfähigkeit nachgebildet werden. Jedenfalls ist dieser Weg aus vielen Gründen ratsam, obwohl auch schon das Aufsetzen eines genügend hohen Gießkastens unmittelbar über den Beginn des ersten Abschnitts 5 der mathematisch-physikalischen Voraussetzungen genügen würde.

Die erforderliche Höhe der empfohlenen Anlaufstrecke (in den F i g. 1 und 3 mit Ai bezeichnet) bzw. de; direkt aufgesetzten Gießkastens ergibt sich aus denaufsummierten Reibungswiderstand der vorgesehener Anzahl an Elementen 5. Dessen Ermittlung ist wiederum lediglich eine Ingenieur-Aufgabe, ebenso die Aufstel lung der Formel zur Berechnung der Querschnitte dei Anlaufstrecke.

-^fii^etgp.

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Die Endformel der Lösung dieser Aufgabe sei zur Erleichterung des Verständnisses der sachlichen Zusammenhänge in ihrer kürzesten Gestalt hier angegeben.

Sie lautet

r - r ■ ^h"

Darin kann und sollte der Exponent η abweichend vom physikalisch exakten Wert 0,5 zwecks erhöhter Sicherung einwandfreien Arbeitens der Gesamtvorrichtung mindestens mit 0,56 oder besser noch mit 0,60 gesetzt werden. Es ergibt sich dabei, ausgehend vom Querschnitt /ii und der Fallhöhe Λι, eine theoretische DurchHußgröße Vi Jer .Anlaufstrecke für sich allein, welchi zwischen 20 und 100% über dem Grundwert V für die· Elemente der Hauptpartie liegt. Dieselbe klingt jedoch noch während der Füllung des gesamten Eingielikanals auf den Grundwert V ab, wenn die Festsetzungen der Bestimmungsgrößen optimal erfolgt sind. Sie darf nicht unter K absinken und sollte sich auch nicht viel größer einstellen können, letzteres im Interesse der angestrebten, möglichst energiearmen Einströmung in die Form bzw. Kokille.

Im Gange der Beschreibung ist noch eine weitere Verbesserung der Erfindung angezeigt worden. Sie besteht in einer neuartigen und sehr wirkungsvollen Maßnahme in bezug auf den Umlenkungsvorgang. F i g. 4 läßt die dazu vorgenommene Umprofilierung des Querschnitts I-I aus der F i g. 2 erkennen. In die den Strömungsstoß auffangende Ecke wird eine Art »Treppe« eingebaut. Dieselbe kann auch mehrere Stufen haben. Das dem Rechteck bzw. Doppeltrapez vom Querschnitt H-II aufgesetzte, in der Breite verkürzte Rechteck bzw. Doppel-Rhomboid nimmt jetzt die vorgeschriebene Querschnittserweiterung um die Differenz zwischen /i und /ii auf. Die dann folgende Verminderung des Gesamtquerschnitts /i geschieht wie s^hon ausführlich beschrieben, jedoch jetzt nur noch an diesem Ergänzungsquerschnitt durch Verminderung seiner Höhe bei konstanter Breite. Es würde also bis zum jeweiligen Ende des Abschnitts 5 verschwunden sein und ist demgemäß beim Auftreffen auf den folgenden Abschnitt schon sehr klein geworden. Was infolgt: der beschriebenen Maßnahme nun geschieht, ist die Auslösung zusätzlicher Wirbel im Inneren der Ström ang, welche nicht in der Ebene der Umlenkung verlaufen — hier der Zeichenebene von F i g. 1 und 3 —, sondern eine starke Komponente (Rotor) in den Ebenen senkrecht zur Stromrichtung enthalten — hier in der Zeiche nebene von F i g. 4.

Sie entstehen durch das mittels des Treppenabsatzes erzwungene Abgleiten eines mittleren Stromteiles an den vor ihm seitlich abgestoppten Seitenzweigen, welch letztere zugleich schon ihre eigene Richtung im Sinne der Umlenkung ändern. Die Abgleit- bzw. Wirbelerzeugungsllächen liegen in den Verlängerungen der Seitenflächen des Ergänzungsprofils und sind in Fig.4 punktiert angedeutet Diese querlaufenden Wirbel sorgen in überraschender Weise für einen schnellen Ausgleich der statischen Druckdifferenzen zwischen dem »Außen« und dem »Innen« im Umlenkungsbereich. Sie sind offenbar genügend intensiv und wirksam, um den sonst entstehenden geringen Unterdruck (Sog) in der gefährdeten Zone nicht nur aufzuheben, sondern sogar auf einen zwar relativ kleinen, aber ausreichenden Pluswurt aufzufüllen und damit die Ablösung der

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Strömung zu verhindern. Im Weiterlaufen des Stromes durch die Abschnitte 5 wird dann ständig der Teilstrom aus dem Ergänzungsprofil in den oberen Strom hineingedrängt, wobei — von den Kanten ausgehend — weitere kleine Wirbel mit ebenfalls querlaufenden Komponenten entstehen. Diese Wirbelbahnen unterstützen den Effekt der »Treppe« in der Stoßecke.

Im übrigen gilt alles, was an Hand der F i g. 1 und 2 gesagt ist, in analoger Weise für die Ausführung nach F i g. 3 und 4.

Bei beiden Varianten wird schließlich der letzte der Abschnitte 5 in sich selbst in einen senkrecht nach unten gerichteten Abschnitt 6 übergeleitet. Der Endquerschnitt von 6 soll dabei nicht tiefer liegen, als das Maß tr, angibt, und soll gleich dem Querschnitt II - II = h\ bemessen sein. Dann stellt sich zwar eine geringfügige Drosselung von V ein, welche aber das gewünschte Funktionieren des Ganzen gegen mögliche störende Einflüsse der in praxi niemals völlig vermeidbaren Ungenauigkeiten in der Ausführung nochmals absichert.

Jetzt kann man solche Eingießkanäle entweder als für sich allein bestehende und frei bewegliche Aggregate zum direkten Gießen in nach oben offene Formen benutzen. Man kann sie auch als feste Bestandteile von Formen einbauen. Dann werden sie zweckmäßig in bekannter Art aus zwei spiegelbildlichen Außenkernen vorgebildet und in vorgeformte Hohlräume der Formen eingesetzt. Sinngemäß geht man bei der Anwendung im Kokillenguß vor, also entweder Einfräsen in die massive Kokille oder gesonderte Bauteile, die den Eingießkanal enthalten.

An den Fuß 6 schließt man die am besten zugleich mit den Modellen der Gußstücke eingeformten Läufe an, sei es einstromig wie 7a in F i g. 1 und 2 oder zweistromig wie Tb in F i g. 3 und 4. Die sinngemäße Bemessung derselben kann als bekannt vorausgesetzt werden.

Ein wichtiger Vorteil von Eingießkanälen der vorstehend beschriebenen neuen Konstruktion, der für die gedankliche Suche stark mitbestimmend gewesen ist, soll nicht unerwähnt bleiben. Er besteht in der damit möglich gewordenen, bedeutenden Herabsetzung der Strömungsgeschwindigkeiten in den Gießwegen, vor allem der maximalen Geschwindigkeiten und somit auch der maximalen Stoßdrücke selbst bei extrem hohen Formen und Kokillen. Damit verringert sich ganz erheblich die Gefahr von Formsand-Abspülungen bzw bei Kokillen von Erosionswirkungen des flüssigen Metalis im Gießsystem derselben. Es kann daher im Sandguß meistens auf die Anwendung keramischei Einsätze oder solcher aus anderen, hochfesten Formstoffen verzichtet werden. Das ermöglicht beachtliche Kostensenkungen, welche auch nicht durch der Mehraufwand für die Herstellung der besonderen vorhin erwähnten Außenkerne wieder aufgezehn werden, so daß ein nicht unerheblicher technisch-wirtschaftlicher Vorteil und Fortschritt übrigbleibt. Hinzi kommt die kostensparende Auswirkung der Tatsache daß der Arbeits- und Zeitaufwand für die technisch« Arbeitsvorbereitung wesentlich geringer wird, womit ei sehr erleichtert wird, wirksame Gießsysteme zweck: Erzielung hochwertiger, weil fehlerfreierer Gußerzeug nisse über eine vergrößerte Breite der Produktioi überhaupt einzusetzen. Der gesamtwirtschaftliche Fort schritt aus der Anwendung der beschriebenen Erfindunj wird sicherlich sehr deutlich sichtbar werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

609 508/'

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Claims (6)

1. Patentansprüche:

   ϊ. Eingießkanal für Sandgußfonmen und für Kokillen zum Gießen von Leicht- und Schwermetallen, von Gußeisen und Stahl und anderen gießbaren Metallen sowie von nichtmetallischen Substanzen, der in seiner wirksamen Hauptparde einer nach unten führenden Zickzacklinie folgt, wobei diese Hauptpartie aus mindestens zwei gleich großen und gleichgestalteten Bau-Elementen zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren ebenen Flächen dieser Elemente unter Winkeln von 40 bis 50° gegen die Vertikale geneigt sind, so daß sie miteinander Winkel von 100 bis 80° einschließen, während ihre Querschnitte, senkrecht zum jeweiligen Längsverlauf gemessen, so gewählt sind, daß jedes Element einem und demselben Abschnitt eines nach der Fallformel — Querschnitt gleich einer Konstanten dividiert durch Quadratwurzel aus der zugehörigen Fallhöhe — berechneten Eingießkanals entspricht, der so ausgewählt ist, daß der höchstgelegene Querschnitt jedes Elements bzw. Abschnittes um 37 ± 4,5% größer ist als der tiefstgelegene Querschnitt, wobei gleichzeitig die Abstände dieser Querschnitte und ihrer Zwischenquerschnitte voneinander entsprechend ihrer Schräglegung verlängert sind.
2. 2. Eingießkanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte der Elemente bzw. Abschnitte der wirksamen Hauptpartie des Eingießkanals aus Quadraten oder Rechtecken oder wegen Berücksichtigung der formtechnisch bedingten Schrägen aus Trapezen oder Doppeltrapezen bzw. sechseckigen Flächen bestehen.
3. 3. Eingießkanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte der Elemente aus zwei verschieden breiten Rechtecken gebildet sind, von denen das kleinere mittig an der Unterkante des größeren liegt und sich im Längsverlauf jedes Elements von oben nach unten bzw. vom Anfang bis zum Ende desselben kontinuierlich verkleinert durch Verringerung seiner Höhe.
4. 4. Eingießkanal nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das größere Rechteck durch ein symmetrisches Doppeltrapez, das kleinere durch zwei symmetrische Rhomboide ersetzt ist.
5. 5. Eingießkanal nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptpartie desselben eine Anlaufstrecke in der Art eines bekannten, nach der Fallformel oder einer Varianten derselben bemessenen Gießkanals vorgeschaltet ist, dessen Höhenerstreckung vom Beginn der Hauptpartie bis zum Metallspiegel im Gießkasten bzw. Trichter mindestens das Dreifache der vertikal gemessenen Höhe eines Elementes beträgt.
6. 6. Eingießkanal nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptpartie desselben ein Gießkasten unmittelbar vorgeschaltet ist, dessen Höhe mindestens das Dreifache der vertikal gemessenen Höhe eines Elementes beträgt.