DE2132757A1

DE2132757A1 - Maschine zum kontinuierlichen Giessen eines bandfoermigen Gitters

Info

Publication number: DE2132757A1
Application number: DE19712132757
Authority: DE
Inventors: Dunning Kenneth G; Smith Carleton H
Original assignee: CANADA METAL CO Ltd
Current assignee: CANADA METAL CO Ltd
Priority date: 1970-07-06
Filing date: 1971-07-01
Publication date: 1972-01-20
Also published as: FR2098166A1

Description

6 Frankfurt a. M., 28. Jun i 1971

Ammeiburgstraße 34 , _{σ /τ5 Τ} F.rn»pr.cher 590045 VO-fc/Ul

Τ·!·χ 04-14354

- F 84 P 6 -

,DIPL-ING. ROLAND MERTENS

PATENTANWALT

TIIE OMADA MEOJAL COMPANY LIMITED

721, Eastern Avenue, Toronto 8, Ontario/Canada "

" Maschine zum kontinuiBrlichen Gießen eines bandförmigen Gitters"

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum kontinuierlichen Gießen eines bandförmigen Gitters mit einer rotierenden Trommel, die in ihrer Mantelfläche das Negativ des Git- j ters enthält und mit einem Schuh mit einer glatten Hache, die als Gegenstück iaur Kontur eines Stückes der Mantelfläche der Trommel'ausgebildet ist und damit zusammen die Form für das Gitter einschließt, sowie mit einer Einrichtung zum kontinuierlichen Zuführen von geschmolzenem Metall zu der Porm. Die Maschine nach der Erfindung ist insbesondere für das kontinuierliche Giessen von Batterie.-Gitcerplatten gedacht und wird auch im Hinblick hierauf erläutert. Jedoch ist sie auch beim Gießen von anderen Metallprodukten verwendbar.

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Eine Maschine dieser Art enthält eine rotierende Trommel, in deren Mantel ein ununterbrochenes Gitter eingeformt ist und einen Schuh mit einer Oberfläche,der einen Teil des Mantels der Trommel zu einer Form ergänzt« In einen/Einguß im Bereich des oberen Endes der Foi-m wird geschmolzenes Metall eingefüllt _t das beim Umlauf der damit ausgefüllten Hohlräume der Trommel in dem Schuh erstarrt. Es verläßt-die Kohlräume als kontinuierlich gegossenes Band«,

Vorschläge zur allgemeinen Ausbildung solcher G-iessmaschinen*sind nicht brauchbar gewesen, und man hat sie fallenlassen, beispielsweise wie solche nach dem USA-Patent Λ 651 678» Zwar hat es den Anschein, als hätie die bekannte Maschine jedenfalls die Vorzüge der vorliegenden Erfindung, jedoch fehlt ihr zumindest ein* wesentliches Kennzeichen, weshalb die Lehre des US-Patentes zu nichts geführt hat« Der Schuh bzw. die Form, die mit der Trommel zusammenwirkt, muß aus einem Material gefertigt sein, das einen sehr niedrigen Ausdehnungskoeffizienten hat, damit das Durchlecken aus dem von der Trommel und dem Schuh eingeschlossenen Raum bei unterschiedlichen Temperatures, wie sie bei dem Verfahren auftreten, vermieden wird. Bei dem amerikanischen und anderen noch älteren Patenten waren Maschi- ^:iiea für'das kontinuierlich© G-ieBen eines Bleigitters

-vorgesehen» denn dieses Kennzeichen fehlte-.Diese Maschinen konnten nicht ordnungsgemäß arbeiten, tieshalb man von ihnen abkam. Dennoch blieb die Nachfrage nach einer Maschine aura kontinuierlichen Gießen, die wirklich, brauchbar arbeitet©, bestehen» Ss wurde hiernach, mit dem US-Patent 2 206 930 eine Maschine vorgeselalagen _s bei dar di© SisBf©rm von ■ einer Formtrommel und.^: einem beweglichen Ghirii gebildet wurden * Mit

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dieser Maschine wurden zwar die Schwierigkeiten vermieden, die durch die Anforderungen an Toleranzen und Reibung Von den älteren Maschinen nicht behoben werden konnten. Dafür mußte aber eine unzulässig komplizierte Konstruktion in Kauf genommen werden und sie wurden zu unhandlich, als daß sie bei einfacher Arbeitsweise zufriedenstellend hätten arbeiten können.

Der Stand der Technik wird bis heute nur von solchen Maschine mit Schuhen zum kontinuierlichen Gießen reprä- | sentiert, die man als mangelhafte und unbrauchbare Vorschläge ansehen muß. Die Nachteile dieser Maschinen haben zu der Entwicklung von Maschinen geführt, die anstel-Ie eines Schuhes einen Gurt hatten, der bewegt wird. Aber auch mit dieser Art von Maschinen kann man Gußstücke mit dünnen Gliedern nicht herstellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine mit einem Schuh so zu gestalten, daß auch dünnwandige Teile ohne Schwierigkeiten kontinuierlich gegossen werden können. ..

Die Erfindung besteht darin, daß der Schuh aus Graphit ™ gefertigt ist. Dieses Material hat.einen sehr niedrigen Ausdehnungskoeffizienten und dichtet die Trommel bei allen Temperatur-gegebenheiten ohne Schwierigkeiten feut ab. Seine Schmierfähigkeit bei der Relativbewegung zwischen Trommel und Schuh ist gut. ;.;_'...

Nach der Erfindung besteht die Gießmaschine aus einer ·' rotierenden Trommel mit einem ununterbrochenen Gitternegativ, eipem Schuh mit glatter Oberfläche, die das Gegenstück zur Kontur eines Stückes der Mantelfläche der

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Trommel bildet und daran so anliegt, daß sie die Gitterform einschließt und einer Einrichtung zum kontinuierlichen Zuführen von geschmolzenem Metall in den Formraum,die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist,daß der Schuh aus Graphit "besteht.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es sind:

Fig. 1 eine Seitenansicht,

Fig. 2 eine Schrägdarstellung des Schuhes,

Fig. 5 die Trommel, teilweise geschnitten dargestellt,

Fig. 4- eine Einzelheit zur Darstellung der Gießeinrichtung und

Fig. 5 ei*¹ Ausschnitt aus dem Band des Plattengitters.

Hauptsächlich in Fig. 1 sieht man, daß die "beiden Hauptbestandteile der Maschine nach der Erfindung eine Trommel 10 und ein Graphitschuh 12 sind. Die Trommel ist hohl und auf einer horizontalen Hohlwelle 14 drehbar, die wiederum von den Beinen 16 eines Tisches 18 getragen xtfird. Der Mantel der Trommel' ist so ausgearbeitet, daß er ein kontinuierliches Gittermuster für ein Plattengitter einer Batterie enthält. Das Gittermuster der Trommel entsteht aus den gekreuzten Nuten 20 und 22 (Fig. 3 und 4·) entsprechend dem Schnitt durch das^s Band des gegossenen Gitters 24 nach Fig. 5.

Der Schuh 12 ist aus Graphit gefertigt, wd.1 sich herausge-

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stellt hat, daß dieses Material eine günstige Verbindung von Schmiereigenschäften und niedrigem Ausdehnungskoeffizienten h_at und damit genaue Gußstücke hergestellt werden können, was bei den bisher bekannten Maschinen mit einer Trommel, die sich an einem Schuh, drehte, nicht möglich war.

Der Schuh 12 hat eine Wanne 26 für- das geschmolzene Blei in seinem oberen Bereich und eine Kammer 28 für einen Gasbrenner 30, dessen Aufgabe es ist, das Blei in der Wanne 26 in geschmolzenem Zustand zu halten. Eine Exzen- % terwalze 32 in dem einen Ende des Schuhes mittels einer Riemenscheibe 35 und einer Riemenscheibe 34 rotieren,die von einer Lagerschale getragen wird, nnitder die Trommel 10 rotiert. Wenn die Trommel 10 kontinuierlich umläuft,' dreht sich auch die Walze 32 kontinuierlich um und schwabbt das Blei aus der Wanne 26 über den niedrigen Endbereich einer Schwelle 36 in den Einguß 38 des Gerätes hinein. Mit 40 ist ein Kanal bezeichnet, durch den überschüssiges Blei aus dem Einguß 38 in die Wanne zurückkehren kann. Geschmolzenes Blei wird der Wanne aus einer Förderleitung 42 zugeführt.

Der Graphitschuh 12 hat eine glatte Oberfläche, die als Gegenstück zur Kontur eines Stückes der Mantelfläche der Trommel 10 ausgebildet ist, und der Schuh ist auf dem Tisch 18 befestigt, so daß die glatte Fläche am Mantel der Trommel anliegt und dort zusammen mit der Trommel eine Plattengitterform einschließt. In diese Gußform tritt das geschmolzene Blei aus dem Einguß 38 ein und wird von der Trommel entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn mitgenommen und gegebenenfalls von der Trommel abgelöst. Während der Zeitspanne, in der es; sich Ln dar GußCorm befindet,

kühlt Da äiiih. ab und erstarrt, so daß „n iiash dem Austreten + v/Lrd

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aus der Gußforui, die von der Oberfläche des Schuhes in der Trommel eingeschlossen wird, die Gitterform hat,wie sie in Pig. 5 lait 24 bezeichnet dargestellt ist.

Es sind Einrichtungen dafür getroffen, dass die temperatur des Gußstückes in der Gußform bis zum Erstarren des Metalls geregelt wird. Hierzu dient u.a. eine Kühlschlange 44, die sich mehrmals durch den Schuh in der Nähe der gekrümmten Fläche, die an der Trommel anliegt, hin- und her erstreckt. Die Kühlschlange 4'4 wird während des Betriebes ununterbrochen von einer Kühlflüssigkeit, beispielsweise Wasser, durchströmt und. führt die Wärme aus dem Metall in der Form ab, um es zum Erstarren au bringen«,

Für die Wärmeabfuhr aus dem Metall ist auch von der Innenseite der Trommel her Sorge getragen«, Zu diesem -Zweck wird Wasser durch*die Trommel geführt« Es tritt durch die Leitung 46 ein und fällt aus einer Eintrittsstelle 48 in das Innere der Trommel hinein. Die Wärme des geschmolzenen .Metalls, die durch die Trommel übertragen wird_s läßt es dort verdampfen. Der Dampf steigt hoch, undv verläßt die Trommel durch die' öffnungen 50» "VOn dort gelangt der Dampf durch die Welle 14 in den Auslaß 52₉ wo ::©r gesammelt wirdjkondensiert und wieS.e'r. durch die Leitung 46 angeführt wird.

Wahlweise kann man auch die Hitze mit einer flüssigkeit abführen, die bei Arbeitstemperatür nicht verdampft.In diesem Fall x^ürde man die erwärmte Flüssigkeit aus dem Inneren der Trommel abziehen, sie durch einen Wärmeaustauscher führen, um ihr die Wärme zu entziehen und sie dann wieder an den gewünschten Platz im Inneren der Trommel zurückbringen, Eine geeignete Flüssigkeit kann beispielsweise auf Glykolbasis gebildet werden. Solche

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Flüssigkeiten verdampfen nicht unter 260° C(500° F). Man kann eine solche Flüssigkeit aus der Trommel hei Temperaturen oleger Größenordnung abziehen, sie kühlen und dann wieder in die Trommel "bei Raumtemperatur ein·* laufen lassen, um den KühlVorgang durchzuführen.

Wie dargestellt, wird die Welle 14· an den Beinen 16 starr montiert" und die ..Trommel 10-ist mit Lagerschalen 54- und 56 ausgestattet, die auf der Welle 14- laufen. Riemenscheiben 34- und 58 greifen an den Lagern 54· fest an. Die Kraft zur Drehung der Trommel 10 und.der Walze 32 kommt von dem Antriebsmotor 60 über ein Getriebe 62. Eine Riemenscheibe 64- auf der Ausgangswelle des Getriebes 6Ö ist mit der Riemenscheibe 58 zur Drehung der Trommel 10 verbunden. Die Kraft zum Antrieb der Walze 32 stammt von der Riemenscheibe 30.

Dort, wo das gegossene Band aus dem Formraum austritt, erstrecken sich quer darüber eine Reihe von Düsen 70» aus denen ein Kühlstrom aufwärts unmittelbar dagegen gerichtet wird.

Im Betrieb wird das Blei in der Wanne 26 auf eine Temperatur von etwa 453°C (850° F) gehalten. Die Exzenterwalze 32 wird ununterbrochen angetrieben, um das Blei aus der Wanne 26 in den Einguß 38 im oberen Bereich der Form hinüberzuschwabbein. Da die Trommel 10 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird (Fig.l), läuft sie an dem Einguß vorbei, und die Nuten 22, 24- des endlosen Gitterbandes füllen sich mit Blei. Dieses Blei wird nach unten durch den Formraum mitgenommen, der von dem Schuh und dem Mantel der Trommel gebildet wird. Beim Abwärtstransport wiüd es dank der Kühlwirkung des Wassers,das durch die Schlange 4-4· strömt ,und dank des Kühleffektes

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des in der Trommel 10 verdampfenden Wassers gekühlt. So kommt es am unteren Ende des Schuhes am Auslaßende des Formraumes an und ist dann steif genug_} um als Band 72 selbsttragend zu sein. Es wird dann kontinuierlich, von der Maschine abgezogen.

Wie zuvor beschrieben, eignet sich das gegossene Baad zur Verwendung als Batterieplatte und wird zu diesem Zweck in passende Abschnitte zerlegt, in Fig* ^l) ist eine Länge des Bandes dargestellt, das mit der beschriebenen Maschine kontinuierlich, -gegossen wurde.

Im Hormalfall wird zum Gießen von Batterie-Gitterplatten Antimon mit dem Blei legiert, wodurch man beim Gießvorgang eine wünschenswerte CliaralcteriEtiir des Flüssigkeitsßtromes erhalte In manchen Fällen J £t die Anwesenheit von Antimon wegen elektrocheir.ifccLf-v Überlegungen für die Funktion der Batterieplatte e^niiüBchi-j von der das Gitter ein Teil ist« Jedoch ist der Bleigehalt, der für das Gießen unter normalen Beor^rmiiiep erforderlich ist« größer als der, der für elel-t-rochemische Zwecke gewünscht wird„.Bei der vorlag en σ en Erfindung ist für den Gießereivorgang weniger Antimon erforderlich, so daß der Antimongehalt entsprechend den elektrochemischen Forderungen bemessen wii-dc

Ilan kann ihn von zwischen 4 % und 6 % bis auf el;y& ί:ίί in manchen Fällen herabsetzen_c Es gibt FM]Je₅ v<> man aus elektrochemischen Überlegungen heraus ohne im ti·= raon auskommt und; nach der Erfindung mit wenig cd ex- gar keinem Antimon gießen kanr>_o Antimon ist ein teueren Element. Ersj;arnisse an Antimon bedeuten einen wesentlichen Vorteil die_tser E

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BAD ORIGINAL

Ein weiterer Vorzug der Erfindung ist darin zu sehen, daß man Gitterst rulcburen, beispielsweise Batterieplatten, mit wesentlich, dünnerem Querschnitt gießen kann. Herkömmliche Batterieplatten haben eine Rahmendicke von etwa 55/1000 Zoll (i, 397 mm).Mit dieser Erfindung hat man keine Schwierigkeit beim Gießen eines Rahmens mit einer Dicke in der Größenordnung von 40/1000 Zoll (1,016 mm) und mit einem mittleren Bandquerschnitt von 25/1000 Zoll (0,44 mm). Dies bedeutet nicht nur eine Einsparung an Blei, sondern erlaubt auch die Verringerung der gesamten Abmessungen einer Batterie.

Eine Maschine, wie sie soeben beschrieben worden ist, ist mit einem Trommeldurchmesser von etwa 12 Zoll (300 mm) und einer Breite der Trommel von etwa 15 Zoll (375 mm) erfolgreich betrieben worden.

Patentansprüche :

109884/1182 BAD 0RIGINAL τλ ,

Claims

- ίο - Patentansprüche;

1) Maschine zum kontinuierlichen Gießen eines bandförmigen Gitters mit einer rotierenden Trommel, die in ihrer Hantelfläche das Negativ des Gitters enthält und mit einem Schuh mit einer glatten Fläche, die als Gegenstück zur Kontur"eines Stückes der Mantelfläche der Trommel ausgebildet ist und damit zusammen die Form für das Gitter·einschließt sowie mit einer Einrichtung zum kontinuierlichen Zuführen von geschmolzenem Metall zu der Form, gekennae ichnet durch einen Schuh (12) aus Graphit«,

2) Maschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet d u r ch eine Vorrichtung (14, 46, 48, 50? 52) zur Aufrechterhaltung einer Temperatur in der Form (20,22),

mit der das Erstarren des geschmolzenen Metalls während seines Yerbleibs in dem Stück des Umfangs der Trommel (10), das es mitnimmt, bewirkt wird«,

3) Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Vorrichtung (14,, % 48, 50, 52) kontinuierlich eine Kühlflüssigkeit durch das Innere der Trommel (10) zirkuliert wird, wobei das Stück des Umfangs der Trommel, das das Metall mitnimmt, im unteren Bereich der Trommel liegt 'und dort auch die Kühlflüssigkeit enthalten ist, in die die Wärme aus dem Stück übergeht.

4) Maschine nach den Ansprüchen 1 oder 2 oder J, d a .d.urch gekennzeichnet, daß in dem Schuh-,· (12)nahe seiner glatten Fläche, die das Gegenstück der Kontur des Stückes der Mantelfläche der •Trommel (10 ) bildet, eine Kühl schlange (44) angeordnet

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ist, durch axe kontinuierlich eine Kühlflüssig-

keit strömt, auf die die Wärme aus dem Stück übergeht.

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