DE2227773A1 - Verfahren und einrichtung zum giessen von ringfoermigen werkstuecken hoher masshaltigkeit - Google Patents

Description

DIPL.-ING. HANS W. GROENING

DIPL.-CHEM. DR. ALFRED SCHÖN 2227773

PATENTANWÄLTE

IB. .««ι 1Γ7?

E. Heine Nachf., Inh.: Alfred Schubert KG, 336 2 Lerbach / Harz, Hüttenweg 1-3

Verfahren und Einrichtung zum Gießen von ringförmigen Werkstücken hoher Maßhaltigkeit

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Gießen von ringförmigen Werkstücken hoher Maßhaltigkeit, insbesondere von Profilringen für die Reifenherstellung, aus Leichtmetall.

Bei der Herstellung von Profilringen für die Reifenherstellung ist es sehr wichtig, daß die Toleranzen der Laufflächendurchmesser und des Rundlaufs in möglichst engen Grenzen gehalten werden. Dabei ergeben sich besondere Schwierigkeiten bei Segmentprofilen mit größeren Wandstärken, bei denen Deformierungen besonders leicht auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Einrichtung, mit denen ringförmige Gegenstände, insbesondere Profilringe, mit hoher Maßhaltigkeit, vorzugsweise mit einer Toleranz von unter 0,2 mm, hergestellt werden können, welche somit eine exakte Ausführung und hohe Qualität

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von mit solchen Profilringen hergestellten Reifen ermöglichen,

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß der ringförmige Gegenstand in einer Kokille mit Vorspannung gegossen und in einem Glühofen, dessen Temperatur anfänglich derjenigen des Abgusses entspricht, gleichmäßig langsam abgekühlt wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung empfiehlt es sich, daß das Gießen des Werkstücks von der Unterseite der Kokille her erfolgt, woraufhin in die Kokille eingesetzte thermische Heizmassen sich entzünden und die Temperatur des flüssigen Gießmetalls erhöhen, während der Abguß durch die Kokillenober- und -unterteile bis zu seiner vollkommenen Erstarrung von oben und unten gekühlt, aber radial von außen unter Druck warmgehalten und flüssiges Metall bei Bedarf nachgespeist werden, woraufhin vor dem Abkühlen des Werkstücks im Glühofen in die Öffnung des Werkstücks von beiden Seiten her Schrumpfringe eingesetzt werden.

Ferner empfiehlt es sich, eine ringförmige Gegenform aus trockenem, feuerfestem Material zu verwenden, die in die Kokille eingelegt wird.

Eine Einrichtung zum Ausüben des vorgenannten Verfahrens ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine einem ringförmigen Werkstück angepaßte Gegenform aus trockenem, feuerfestem Material, welche zwischen einem unteren Kokillenschild und einem oberen Kokillenschild einspannbar ist und mit ihrer Unterseite sowohl auf den unteren

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Kokillenschild als auch auf eine Eingußscheibe ansetzbar i's.t, die mittels einer Aufnahmeplatte auf den Deckel und das Steigrohr einer Niederdruck-Gießanlage auflegbar ist, welches über Kanäle in der Eingußscheibe und in der Gegenform mit- dem Kokillenhohlraum in Verbindung steht, wobei in über den Umfang des unteren Kokillenschildes in gleichen Winkelabständen verteilten Preßzylindern Preßkolben radial bewegbar sind, deren dem Kokillenraum zugekehrte Stirnflächen zur Aufnahme thermischer Heizmassen geeignet sind.

Um den Außenumfang des ringförmigen. Werkstücks warmzuhalten, empfiehlt es sich, die mit dem feuerfesten, trockenen Material gefüllten kreissegmentförmigen Zwischenräume zwischen den radialen Preßzylindern der Kokille in ihren an die Preßzylinder in beiden Umfangsrichtungen angrenzenden Bereichen mit thermischer Heizmasse zu versehen. '

Daneben erweist es sich als zweckmäßig, an der Innenseite der zwischen den radialen Preßzylindern liegenden Umfangsabschnitte des unteren Kokillenschildes Kühlblöcke anzuordnen. Auf diese Weise ist auch die Anordnung von Spionbohrungen in diesem Bereich möglich.

Besonders vorteilhaft ist die Maßnahme^ die in das Innere der Kokille gerichtete Stirnseite der radialen Preßkolben mit kunstharzgebundenem Quarzsand zu bedecken, in dem' thermische Heizmassen eingelagert sind. Dabei ist der kunstharzgebundene Quarzsand zweckmäßig in einer hinterschnittenen Ausnehmung in der Stirnseite der Preßkolben verankert. Hierdurch läßt sich eine Verteilung der Heiz-

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masse bei einer radial in das Innere der Kokille gerichteten Preßbewegung der Preßkolben über einen größeren Umfangsbereich des Abgusses erreichen.

Die Bewegung der Preßkolben erfolgt zweckmäßig durch je einen Preßdruckzylinder, der in das äußere Ende der radialen Preßzylinder des unteren Kokillenschildes einsetzbar ist, wobei
die Druckkolben der Preßdruckzylinder mit einem aus Kunststoff bestehenden Druckkopf versehen sind, der in eine kalottenartige Vertiefung in der dem Kokillenhohlraum abgekehrten Stirnseite des Preßkolbens eingreifen kann. Die Verbindung
der Preßdruckzylinder mit dem äußeren Ende der Preßzylinder
besteht vorteilhaft aus einem Bajonettverschluß, wobei der
lichte Durchmesser einer an der äußeren Stirnseite über eine Isolierscheibe mit dem Preßzylinder verankerten Bajonett-Außenscheibe größer als der Durchmesser des Preßkolbens bemessen ist, während eine Bajonett-Innenscheibe auf dem der
Kokille zugekehrten vorderen Ende des Preßdruckzylinders befestigt ist.

Um die Preßkolben einer Lockerungsbewegung unterwerfen zu
können, falls sie durch Formsand oder durch andere Fremdkörper an einer freien, radialen Bewegung gehindert werden,
kann vorgesehen sein, die Preßzylinder mit einer sich in deren Längsrichtung erstreckenden Durchbrechung im Bereich der Preßkolben auszustatten, durch welche Stifte in Einstecköffnungen des Preßkolbens einsetzbar sind. Mittels dieser Stifte kann auf diese Weise eine Rüttelbewegung hervorgerufen
werden, durch die die Preßkolben wieder in die Lage versetzt werden, radial frei bewegt werden zu können.

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Sowohl die Niederdruck-Gießanlage als auch die Preßdruck.zylinder sind jeweils über Abzweigleitungen an eine Hauptpreßluftleitung angeschlossen, wobei in die Abzweigleitungen jeweils Druckregler und Entlüftungsveritile geschaltet sind.

Ein vorteilhafter Aufbau der Kokille im Sinne ihrer Verwendung mit einer Niederdruck-Gießanlage erfolgt dadurch, daß die Gießkanäle in der Eingußscheibe von einer in der mittleren Öffnung der Profilring-Gegenform liegenden Abdeckplatte aus trockenem, feuerfestem Material sowie von der Profilring-Gegenform abdeckbar sind.

Diese Anordnung ermöglicht es ferner, eine auf der Gegenform ruhende Hebeplatte und eine an der Unterseite der Gegenform über die Eingußscheibe anliegende Aufnahmeplatte gegen die Gegenform durch die mittlere Öffnung der Gegenform durchsetzende Ankerschrauben zu verspannen.

Dabei weisen gemäß einem weiteren Merkmal der obere und untere Kokillenschild miteinander fluchtende mittlere Öffnungen auf, wobei in die Öffnung des unteren Kokillenschildes die Aufnahmeplatte und,die darüberliegende Eingußscheibe eingreifen, während die obere Öffnung für die Hebeplatte Raum läßt. Auf diese Weise liegen die Luftaustrittskanäle der Gegenform nach oben hin frei, während sich die Bauhöhe der Kokille mit Gegenform auf diese Weise verringern läßt.

Die Zentrierung der Aufnahmeplatte gegenüber dem Deckel und dessen Steigrohr der Niederdruck-Gießanlage erfolgt zweckmäßig durch auf dem Deckel angeordnete Höhenregler,

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die mit Zentrierkeilen versehen sind.

In ähnlicher Weise ist die Zentrierung des unteren Kokillenschildes gegenüber der Niederdruck-Gießanlage durch am oberen Teil des Umfangs des Ofenmantels derselben angeordnete Tragarme mit Zentrierschrauben als Auflage für das untere Kokillenschild möglich.

Verwerfungen des Werkstücks während der Abkühlung können dadurch vermieden werden, daß zwei Schrumpfringe mit einer abgestuften Umfangsfläche von beiden Seiten des ringförmigen Werkstücks her in dessen Öffnung unter Anlage an den Innenrändern dieser Öffnung einsetzbar und gegeneinander verspannbar sind.

TJm die Schrumpfringe nach der Abkühlung des Werkstücks von diesem wieder trennen zu können, empfiehlt es sich, einen der Schrumpfringe mit Hilfe eines mit Druckmittel beaufschlagbaren Druckzylinders gegenüber dem anderen Schrumpfring von dem Werkstück abzudrücken, während der zweite Schrumpfring mittel des Druckzylinders unter Abstützung desselben auf einem das Werkstück umgreifenden Bügel von diesem abtrennbar ist.

Nachstehend ist das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines Ausführungsbeispiels einer Einrichtung zum Gießen von ringförmigen Werkstücken hoher Maßhaltigkeit beschrieben.

Pig. 1 die Einrichtung, welche aus einer auf eine Niederdruck-Gießanlage gesetzten Kokille mit einer darin befindlichen Profilringgegenform besteht, teilweise im Querschnitt,

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Fig. 2 einen horizontalen Schnitt durch die Kokille nach Schnittlinie II-II in Fig. 1 in weggebroehener Darstellung,

Pig. 3 eine vergrößerte Darstellung einer Einzelheit nach Fig. 2,

Pig. 4 einen Preßzylinder des unteren Kokillenschildes mit eingesetztem Preßdruckzylinder, teilweise im Längsschnitt,

Pig. 5 eine Bajonettinnenscheibe des Preßzylinders in Ansicht,

Pig. 6 eine Bajonettaußenscheibe des Preßzylinders in Ansicht,

Pig. 7 den Preßkolben, teilweise im Längsschnitt,

Pig. 8 das Werkstück und zwei darin eingesetzten Schrumpfringen-im Querschnitt, zwischen denen sich ein Druckzylinder abstützt, und

Pig. 9 das Werkstück nach Pig. 8 nach Entfernen eines Schrumpf ringe s', mit einem das Werkstück umgreifenden Stützbügel für den Druckzylinder.

In Pig. 1 ist mit A eine Kokille bezeichnet, die auf eine Niederdruckgießanlage B aufgesetzt ist und sich in Betriebsstellung befindet.

Die Kokille besteht aus einem oberen Kokillenschild 1 und einem Kokillenschild 2, die mittels Ankerschrauben 3 gegenüber einer Profilringgegenform 4 aus ausgetrocknetem feuerfestem Material wie Gips gegeneinander verspannt sind.

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Die Kokillenschilde liegen jeweils mit inneren Ringschultern
5 bzw. 6 an den Stirnseiten der Profilringgegenform an und
begrenzen mittlere Öffnungen 7 bzw. 8 in den beiden Kokillenschilden.

Der obere Ko-killenschild 1 weist eine Beobachtungsluke 9 auf, die einen Einblick in einen ringförmigen Kokillenhohlraum 10
und die Beobachtung des in diesem aufsteigenden flüssigen
Metalls während des Gießprozesses ermöglicht. Die Beobachtungsluke kann durch einen Stopfen 11 verschlossen werden,
der durch einen auf der Oberseite des oberen Kokillenschildes schwenkbar gelagerten Klemmhebel 12 in seiner Schließlage
gehalten wird.

Der untere Kokillenschild erstreckt sich über die horizontale Hauptebene der Kokille hinaus nach oben und ist über seinen
Umfang mit in gleichen Winkelabständen angeordneten Preßzylindern 13 versehen, deren radiale Zylinderöffnungen jeweils einen Preßkolben 14 enthalten. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind acht dieser Preßzylinder vorgesehen. In das äußere Ende Jedes der Preßzylinder sind Preßdruckzylinder 15 eingesetzt, mittels denen die Preßkolben 14 radial einwärts in die Kokille bewegt werden können. Acht Leitungen 16 verbinden die Preßdruckzylinder über ein Kupplungsstück 17 mit einer Leitung 18, in die ein Druckregler 19 geschaltet und welche an
eine Druckluftleitung 20 angeschlossen ist, in die ein Hauptventil 21 geschaltet ist. Außerdem ist das Kupplungsstück 17
mit einer Entlüftungsleitung 22 verbunden.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß die' dem Kokillenhohlraum zugekehrte Stirnseite des Preßkolbens 14 eine hinterschnittene Ausnehmung 23 aufweist, die zur Verankerung einer auf die Stirnseite des Kolbens aufgebrachten Schicht aus kunstharzgebundenem Quarzsand 24 dient. In diese Schicht ist ein Stück thermi-

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sehe Heizmasse 25 eingebettet, die vollständig von dem Quarzsand umgeben ist. Unmittelbar vor den inneren Öffnungen der Preßzylinder befindet sich eine horizontale Ringschulter 26, welcher ein entsprechender Flächenabschnitt 27 des oberen Kokillenschildes parallel gegenüberliegt. Dieser im Querschnitt rechteckige ringförmige Hohlraum ist mit kunstharzgebundenem Quarzsand ausgefüllt, der auf diese V/eise einen Ring 28 bildet. Durch diesen Quarzsandring 28 wird ein kleiner Ringspalt 29 zwischen den sich gegenüberliegenden Stirnflächen der beiden Kokil-lenschilder 1 und 2 abgedichtet. Dieser Quarzsandring 28 ist mit Durchbrechungen 30 an der Innenseite der Preßzylinder versehen, deren Kreisquerschnitt etwas größer als derjenige der Quarzsandschicht 24 der Preßkolben 14 bemessen ist. Thermische Heizmassen 31 sind in den Quarzsandring 28 jeweils beidseitig dieser Durchbrechungen 30 auf der zum Hohlraum 10 liegenden Seite vollständig eingebettet.

Der in Fig. 4 in vergrößertem Maßstab gezeigte Preßzylinder 13 läßt erkennen, daß an dessen äußerer Stirnseite eine Isolierscheibe 32 sowie eine Bajonettaußenscheibe 33 mittels Schrauben 34 befestigt sind« Aus der Ansicht dieser BeJonettaußenscheibe in Fig. 6 ist ersichtlich, daß diese mit drei in gleichen Winkelabschnitten-angeordneten kreissegmentförmigen Erweiterungen 35 versehen ist, denen drei in gleichen Winkelabständen angeordnete Kreissegmente 36 einer Bejonettinnenscheibe 37 entsprechen. Diese Bejonettinnenscheibe ist auf der dem Preßzylinder zugekehrten Stirnseite jedes Preßdruckzylinders 15 mittels einer Mutter -38 aufgeschraubt, so daß der Preßdruckzylinder mittels Bajonettverschluß in das äußere Ende des Preßzylinders 13 eingesetzt werden kann. Aus der Stirnseite des Preßdruckzylinders ragt ein Druckkolben 39 hervor, auf den ein Druckkopf 40 aus Kunststoff, vorzugsweise Polytetrafluoräthylen, lösbar aufgesetzt ist.

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Das diesem Druckkopf 40 des Preßdruckzylinders gegenüberliegende Stirnende der Preßkolben 14 ist mit einer mittleren, diesem Druckkopf angepaßten Vertiefung 41 versehen, so daß eine genaue axiale Führung des Preßkolbens während seiner Bewegung sichergestellt ist. Eine sich in längsrichtung des Preßzylinders auf dessen Oberseite erstreckende Durchbrechung 42 ist etwas breiter als der Querschnitt von Einstecköffnungen auf einer gemeinsamen Mantellinie des Preßkolbens bemessen, wobei die Einstecköffnungen zum Einsetzen eines Rüttelstiftes 44 dienen, der ein Lösen des Preßkolbens für den Fall ermöglichen soll, daß sich zwischen Preßzylinderwandung und Kolbenumfang Sandkörner oder dergleichen gesetzt haben sollten, die die axiale Bewegung des Preßkolbens in das Innere der Kokille behindern. Der axiale Abstand der beiden radialen Einstecköffnungen 43 entspricht ungefähr der Länge der Durchbrechung 42 in der Preßzylinderwandung und ermöglicht gleichzeitig die Fixierung und Arretierung der Preßkolben in ihrer in Fig. 1 gezeigten Ausgangsstellung sowie ferner durch Umsetzen des Stiftes 44 in die dem hinteren Ende zugeordnete Einstecköffnung eine Begrenzung der Vorschubbewegung jedes Preßkolbens.

Wie Fig. 2 zeigt, können in den Außenwandungen zwischen den Preßzylindern Spionbohrungen 45 vorgesehen sein, die auf der Innenseite beidseitig durch gußeiserne Kühlblöcke 46 begrenzt sind, die in den Quarzring 28 eingebettet sind.

Gemäß Fig. 1 ist der untere Kokillenschild am Außenrand auf den Spitzen von Zentrierschrauben 47 abgestützt, die in eine Gewindebohrung von Zentrierarmen 48 eingeschraubt sind, welche das obere Ende der Niederdruck-Gießanlage B im Abstand radial nach innen übergreifen und an einem Ofenmantel 49 befestigt sind. In d-er mittleren Öffnung 8 des unteren

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Kokillenschildes befindet sich eine aus ausgetrocknetem, feuerfestem Material bestehende Eingußscheibe 50, die einen mittleren, nach unten ragenden Steigrohrstutzen 51 aufweist. Dieser Steigrohrstutzen ist über einen radialen Kanal 52 mit einem Ringkanal 53 verbunden, der in einen Aufsteigkanal 54 in der Profilringgegenform 4 mündet, welcher mit dem Hohlraum 10 verbunden ist. Der Hohlraum 10 ist im oberen Bereich über einen Entlüftungskanal 55 an die Außenluft angeschlossen.

Die Eingußscheibe 50 wird mittels einer Aufnähmeplatte und Spannschrauben 57', deren Widerlager auf der oberen gegenüberliegenden Stirnseite der Profilringgegenform 4 eine Hebeplatte 57 bildet, gegen die Profilringgegenform dicht angepreßt. Im Bereich einer mittleren Durchbrechung 58 der Profilringgegenform wird der radiale Kanal 52 und der .Steigrohrstutzen 51 durch eine ebenfalls aus feuerfestem trockenem Material, wie Gips^, bestehende Platte 59 dicht abgedeckt.

Ein konischer äußerer Ringkragen 60 greift in Zentrierkeile 61 ein, die mittels Schrauben ΌΊ auf einem Deckel 63 für einen Gußtiegel 64 höhenverstellbar befestigt sind. Durch die Zentrierschrauben 47 und Zentrierkeile 61 ist es möglich, den Steigrohrstutzen 51 der Eingußseheibe 50 dicht, aber ohne unnötig hohe Belastung zur Auflage zu bringen.

Das Steigrohr 65 ist mit einer äußeren Ringschulter unter Vermittlung eines elastischen Auflageringes 66 auf einer inneren Ringschulter 66' des Deckels 63 abgestützt und in einer zylindrischen !Führung 67 des Deckels geführt/ Der Deckel ist gegenüber einem Abdeckring 68, der in einer oberen ringförmigen Ausnehmung 69 des Ofenmantels 49 angeordnet ist, durch Spannschrauben 70 gegenüber einem oberen Ring-

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flansch 71 des Gußtiegels 64 unter Vermittlung von Ringdichtungen 72 und 73 dicht verspannt. Der Gußtiegel enthält flüssiges Leichtmetall 74, dessen Spiegel mit Abdeckpuder 75 "bedeckt ist. Der Tiegel ist auf einer feuerfesten Unterlage 76 abgestützt und von einem Feuer- oder Heizraum 77 umgeben, in den beispielsweise Öl- oder Gasbrenner hineinragen oder der durch eine andere geeignete Heizquelle beheizt wird, so daß das Metall 74 im Tiegel flüssig gehalten wird (nicht dargestellt).

Der Raum 78 oberhalb des Abdeckpuders 75 ist durch eine Öffnung 79' im Deckel 63 an eine Druckluftleitung 79 angeschlossen, die mit einer Entlüftungsieitung 80 sowie unter Zwischenschaltung eines Druckreglers 81 mit der Druckluftleitung 20 verbunden ist.

In den Fig. 8 und 9 ist ein fertig gegossenes Werkstück gezeigt, in dessen mittlere Öffnung von beiden Seiten her jeweils ein Schrumpfring 83 und 84 eingesetzt ist. Diese Schrumpfringe sind in Richtung ihrer mittleren Hauptebene im Durchmesser stufenartig zunehmend bei 85 bzw. 86 vergrößert, die somit Ringstufen bilden. Einer der Außendurchmesser dieser Ringstufen entspricht etwa dem lichten Innendurchmesser des Profilringes auf der einen bzw. anderen Seite desselben und wird auf den Innenrand des Werkstücks aufgesetzt, nachdem dieses fertig gegossen ist. Bei der anschließenden allmählichen Abkühlung wird der Profilring auf die Ringstufe dieser Schrumpfringe aufgeschrumpft, wodurch ein Verziehen oder Verwinden des Profilringes während der Abkühlungsphase weitgehend unterbunden wird. Um nach der Abkühlung die eingeschrumpften Schrumpfringe 83 und 84 aus dem Profilring entfernen zu können, ist ein Druckzylinder 87 vorgesehen, der mittels einer flexiblen Leitung 88 an eine Hydraulikpumpe 89 angeschlossen

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ist. Der Druckzylinder wird zwischen zwei ITaben 90 und 91 der beiden Schrumpfringe 83 und 84 angesetzt und danach durch Betätigung der Hydraulikpumpe mit Druckmittel derart beaufschlagt, daß der Kolben des Druckzylinders aus diesem ausgefahren wird und einer der Schrumpfringe von dem Werkstück 82 abgedrückt wird. Um nun auch den anderen noch mit. dem Werkstück 82 verbundenen in Pig. 9 unteren Schrumpfring 84 vom Werkstück abtrennen zu können, wird auf dieses ein Bügel 92 aufgesetzt, gegen den sich der Druckzylinder mit einem Ende wiederum derart abstützt, daß er mit seinem anderen Ende auch den Schrumpfring 84 von dem Werkstück 82 abdrücken kann.

Mit der beschriebenen Einrichtung wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Gießen ringförmiger Werkstücke hoher Maßhaltigkeit wie folgt durchgeführt:

Unter Bezugnahme auf Fig. t wird Druckluft in den oberen Teil des Gußtiegels eingelassen, so daß der Metallspiegel abgesenkt und flüssiges Gießmetall im Steigrohr 65 hochgedrückt wird. Das Metall gelangt dabei durch die Kanäle 52, 54 in den Kokillenhohlraum 10 und steigt in diesem allmählich auf bis zur oberen waagerechten Innenfläche des oberen Kokillenschildes 1 sowie in den Entlüftungskanal 55. Dabei entzünden sich die in die Kokille eingesetzten thermischen Heizmassen 25 und 31» wie aus Pig. 3 ersichtlich, so daß die Temperatur des flüssigen Gießmetalls noch erhöht und dadurch ein einwandfreies Gießen ermöglicht wird. Währenddessen wird das Gießmetall durch den oberen Kokillenschild 1 und den unteren Kokillenschild 2 abgekühlt und radial von außen nicht nur durch die thermischen Heizmassen erwärmt, sondern außerdem durch die Preßkolben 14 unter Druck gehalten, welche mittels der druckluftbeaufschlagten Preßdruckzylinder 15 radial nach innen bewegt werden. Sobald das Gießen des Werkstücks

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beendet ist und dessen Temperatur auf eine bestimmte vorgesehene Höhe zurückgegangen ist, wird das Werkstück aus der Kokille entfernt und beidseitig mit den beiden Schrumpfringen 83 und 84 versehen (Pig. 8). Sodann wird das mit den beiden Schrumpfringen ausgerüstete Werkstück in einen Glühofen eingesetzt, dessen Temperatur etwa derjenigen des Werkstücks entspricht, welches in dem Glühofen durch allmähliche Verminderung der Glühofentemperatur langsam abgekühlt wird.

Während der radialen Einwärtsbewegung der Preßkolben 14 verteilt sich-die Heizmasse in beiden Umfangsrichtungen auf der Außenseite des Kokillenhohlraumes, so daß größere Umfangsbereiche des Abgusses erwärmt werden, während die Kühlblöcke 46 auf den zwischen den Preßzylindern liegenden Umfangsbereichen des unteren Kokillenschildes eine Wärmeableitung ermöglichen.

Vor der Beaufschlagung der Preßdruckzylinder 15 mit Preßluft werden die Stifte 44 aus der vorderen Einstecköffnung 43 in die hintere Einstecköffnung versetzt, so daß die Stifte gleichzeitig einen Anschlag für die Fixierung der vordersten Vorschubstellung der Preßkolben 14 gegenüber der Kokille bilden.

In Abweichung von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel können die Preßkolben 14 gegebenenfalls ein ganzes Teil mit einem Druckkolben eines dem Preßdruckzylinder entsprechenden Arbeitszylinders bilden.

Es hat sich gezeigt, daß mit der Erfindung Profilringe sehr hoher Maßhaltigkeit, nämlich mit einer Toleranz von unter 0,2 mm hergestellt werden können, die es ermöglichen, Fahrzeugreifen mit außerordentlich hoher Präzision herzustellen.

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Claims (19)

Patentansprüche

1. Verfahren zum Gießen von ringförmigen Werkstücken hoher Maßhaltigkeit aus Leichtmetall, insbesondere von Profilringen für die Reifenherstellung, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Werkstück (82) in einer Kokille (A) mit Vorspannung gegossen und in einem Glühofen, dessen Temperatur anfänglich derjenigen des Abgusses entspricht, gleichmäßig langsam abgekühlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gießen des Werkstücks (82) von der Unterseite der Kokille (A) her erfolgt, woraufhin in die Kokille eingesetzte thermische Heizmassen (25,31) sich entzünden und die Temperatur des flüssigen'Gießmetalls (74) erhöhen, während der Abguß durch die Kokillenober- und -unterteile (1,2) bis zu seiner vollkommenen Erstarrung von oben und unten gekühlt, aber radial von außen unter Druck warmgehalten und flüssiges Metall bei Bedarf nachgespeist werden, woraufhin vor dem Abkühlen des Werkstücks im Glühofen in die Öffnung des Werkstücks von beiden Seiten her Sehrumpfringe (83,84) eingesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine ringförmige Gegenform (4) aus trockenem, feuerfestem Material verwendet wird, die in die Kokille (A) eingelegt wird.

4. Einrichtung zum Ausüben des Verfahrens nach einem der Ansprüehe. 1 bis 3» gekennzeichnet durch eine einem ringförmigen Werkstück (82) angepaßte Gegenform (4) aus trockenem, feuerfestem Material, welche zwischen einem

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unteren Kokillenschild (2) und einem oberen Kokillenschild (1) einspannbar ist und mit ihrer Unterseite sowohl auf den unteren Kokillenschild als auch auf eine Eingußscheibe (50) aufsetzbar ist, die mittels einer Aufnahmeplatte (56) auf den Deckel (63) und das Steigrohr (65) einer Niederdruck-Gießanlage (B) auflegbar ist, welches über Kanäle (52;54) in der EingußscheiDe und in der Gegenform (4) mit dem Kokillenhohlraum (10) in Verbindung steht, wobei in über den Umfang d,es unteren Kokillenschildes (2) in gleichen Winkelabständen verteilten Preßzylindern (13) Preßkolben (14) radial bewegbar sind, deren dem Kokillenhohlraum (10) zugekehrte Stirnflächen zur Aufnahme thermischer Heizmassen geeignet sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die mit dem feuerfesten, trockenen Material gefüllten kreissegmentförmigen Zwischenräume zwischen den radialen Preßzylindern (13) der Kokille (A) in ihren an die Preßzylinder in beiden Umfangsrichtungen angrenzenden Bereichen mit thermischer Heizmasse (31) versehen sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite der zwischen den radialen Preßzylindern (13) liegenden Umfangsabschnitte des unteren Kokillenschildes (2) Kühlblöcke (46) beidseitig von Spionbohrungen (45) angeordnet sind.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in das Innere der Kokille (A) gerichtete Stirnseite der radialen Preßkolben (14) mit kunstharzgebundenem Quarzsand (24) bedeckt sind, in welchem thermische Heizmassen (25) eingebettet sind.

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8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der kunstharzgebundene Quarzsand (24) zweckmäßig in einer hintersehnittenen Ausnehmung (23) in der Stirnseite der Preßkolben (14) verankert ist.

9. Einrichtung'nach, einem der Ansprüche 4 "bis 8, dadurch

- gekennzeichnet, daß die Preßkolben (14) durch je einen hydraulischen Preßdruckzylinder (15) "bewegbar sind, der in das äußere Ende der radialen Preßzylinder (13) des unteren Kokillenschildes (2) einsetzbar ist, wobei die Preßkolben (39) der Preßdruckzylinder mit einem aus Kunststoff bestehenden Druckkopf (40) versehen sind, der in eine kalottenartige Vertiefung (41) in der den Kokillenhohlraum (10) abgekehrten Stirnseite des Preßkolbens (14) eingreifen kann.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Preßdruckzylinder (15) mit dem äußeren Ende der^Preßzylinder (13) aus einem Bajonett-Verschluß besteht, wobei der lichte Durchmesser einer an der äußeren Stirnseite der Preßzylinder über eine Isolierscheibe (32) verankerten Bajonett-Außenscheibe (33) größer als der Durchmesser des Preßkolbens (14) bemessen ist, während eine Bajonett-Innenscheibe (37) auf dem der Kokille (A) zugekehrten vorderen Ende des Preßdruckzylinders befestigt ist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßzylinder (13) mit einer sich in deren Längsrichtung erstreckenden Durchbrechung (42) im Bereich der Preßkolben (14) ausgestattet sind, durch welche Stifte (44) in Einstecköffnungen (43) des Preßkolbens einsetzbar sind.

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12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet j daß sowohl die Niederdruck-Gießanlage (B) als auch die Preßdruckzylinder (15) jeweils über Abzweigleitungen (18; 79) an eine Hauptpreßluftleitung (20) angeschlossen sind, wobei in die Abzweigleitungen jeweils Druckregler (19; 81) und Entlüftungsventile (22; 80) geschaltet sind»

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Gießkanäle (51; 52) in der Eingußscheibe (50) von einer in der mittleren Öffnung (58) der Profilriiig-Gegenform (4) liegenden Abdeckplatte (59) aus trockenem, feuerfestem Material sowie von der Profilring-Gegenform abdeckbar sind.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf der Gegenform (4) ruhende Hebeplatte (57) und eine an der Unterseite der Gegenform vermittels der Eingußscheibe (50) anliegende Aufnahmeplatte (56) gegen die Gegenform durch die mittlere Öffnung der Gegenform durchsetzende Ankerschrauben (57¹) verspannbar ist.

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der obere und untere Kokillenschild (1, 2) miteinander fluchtende mittlere Öffnungen (7, 8) aufweisen, wobei in die Öffnung (8) des unteren Kokillenschildes (2) die Aufnahmeplatte (56) und die darüber liegende Eingußscheibe (50) eingreifen, während die Öffnung (7) des oberen Kokillenschildes (1) für die Hebeplatte (57) Raum läßt.

16. Einrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierung der Aufnahmeplatte (56) gegenüber dem Deckel (63) und dessen Steigrohr (65) der

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Niederdruck-Grießanlage (B) durch auf dem Deckel angeordnete höhenverstellbare Zentrierkeile (61) vorgesehen ist.

17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierung des unteren Kokillenschildes (2) gegenüber der Uiederdruck-Gießanlage (B) ' durch am oberen Teil des ümfangs des Ofenmantels (49) derselben angeordnete Zentrierarme (48) mit Zentrierschrauben (47) als Auflage für das untere Kokillenschild vorgesehen ist.

18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schrumpfringe (83»84) mit einer abgestuften Umfangsflache (85,86) von beiden Seiten des ringförmigen Werkstückes (82) her in dessen Öffnung unter Anlage an den Innenrändern derselben einsetzbar und gegeneinander verspannbar sind.

19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Schrumpfringe (83,84) mit Hilfe eines mit Druckmittel beaufschlagbaren Druckzylinders (87) gegenüber dem anderen Schrumpfring von dem Werkstück (82) abdrückbar ist, während der zweite Schrumpfring mittels des Druckzylinders unter Abstützung desselben auf einem das Werkstück umgreifenden Bügel (92) von diesem abtrennbar ist.

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