DE2348861A1

DE2348861A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von gussteilen

Info

Publication number: DE2348861A1
Application number: DE19732348861
Authority: DE
Inventors: Josef Ehrenschwendtner; Gerhard Schwarz; Wilhelm Wien
Original assignee: Teves Thompson and Co GmbH
Current assignee: Teves Thompson and Co GmbH
Priority date: 1973-09-28
Filing date: 1973-09-28
Publication date: 1975-04-10
Also published as: DE2348861B2; AU7368174A; JPS5093827A; BE820486A

Description

PATEXTASW Ϊ IVTB

3 HANNOVER

21 · TELEFOH

Betr·: T 311/A/rg — Anmelder: Firma Teves—Thompson GmbH

3013 BARSINGHUSEN

ⁿ Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Gußteilen ^M .

( Zusatz zu Patent ... C Patentanmeldung P 22 37 915ο3 )

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gußteilen, insbesondere Kolbenringen, Ventilsitz— ringen, Ventilstößelböclen, Ringträgern und dergleichen unter Verwendung von zu Stapeln zusammengesetzten Scheibenformen, die miteinander verriegelt und unmittelbar am Schmelzaggregat abgegossen werden, nach Patent ( Patentanmeldung P 22 37 915.3 ).

Bekannt und allgemein üblich ist es, Formen für Kolbenringe und ähnliche Gußteile auf Preß-Formmaschinen mit Wasser-Ton—Sandmischungen in Formkästen von. Hand auf Formmaschinen herzustellen und zu Stapeln zusammenzusetzen· Die Wasser-Ton-Sandmischung" wird in einer Aufbereitungsanlage durch Zusatz von Neusand und Ton gebrauchsfertig gemacht. Die Formenstapel werden auf Transportgeräten befordert. Zwischen den einzelnen Arbeitsplätzen

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liegen Arbeiten, die nur von Hand ausgeführt werden können· Ein solches Herstellungsverfahren weist eine Reihe von Nachteilen auf, die insbesondere der Mechanisierung, der Qualität und' der Wirtschaftlichkeit Grenzen setzen. Durch die in den Wasser—Ton—Sandmischungen vorhandene Feuchtigkeit werden die Fließeigenschaften des Gußmaterials und die kritische Abkühlungsgeschwindigkeit negativ beeinflußt· Ein Materialausschuß durch abgespülte Sandkörner ist nicht vollständig zu vermeiden· Die bereits bestehende gute Mechanisierung der Sandaufbereitung und der Herstellung von Formen in Formkästen mit Wasser-Ton—Sandmischungen läßt keine zusätzliche Einsparung durch Automatisierung zu. Der Transport von Formenstapeln aus Wasser-Ton-Sandmischungen bereitet Schwierigkeiten, da er nie ganz erschütterungsfrei vor sich geht und somit die Gefahr des Los— rüttelns von Sandkörnern besteht· Die für den Stapel— guß verwendeten Wasser—Ton—Sandmischungen müssen durch Formenrahmen gehalten werden· Diese unterliegen ständigem Verschleiß und müssen häufig erneuert werden. Es muß ferner mit Gießpfannen gearbeitet werden. Die damit verbundenen Temperaturverluste beeinträchtigen das Gieß— und Erstarrungsverhalten der Gußteile. Der Anteil an gutem Guß ist wegen des erforderlichen Kreislaufmaterials sehr gering, so daß ein Ausbringen von nur 25 bis 35 % möglich ist· Das Anschnittssystem, mit dem jedes Gußteil

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verbunden ist, erstarrt bei fortschreitender Abkühlung. Es stellt zum Teil das Kreislaufmaterial dar· Es muß durch zusätzlichen Arbeitsaufwand wie Ausleeren und Abschlagen erst vom Guß getrennt werden. Zur Wiederverwendung muß das Kreislaufmaterial erneut eingeschmolzen werden. Um die Schmelze nicht zu verunreinigen sind zusätzliche Arbeitsgänge wie Putzen, Sandstrahlen, Zerkleinern, Transport usw. erforderlich. Eine Produktionsausweitung ist nur durch Schaffen neuer Pro— duktionsflachen möglich. Damit verbunden ist die Vergrößerung aller dazwischen liegenden Arbeitsplätze, wie Sandaufbereitung, Schmelzbetrieb, Ausleerstellen usw.

Die Verbesserung der vorbekannten Herstellungsverfahren einschließlich der zugehörigen Vorrichtungen liegt als Aufgabe der Erfindung nach dem Hauptpatent zugrunde· Das erfindungsgemäße Verfahren nach dem Hauptpatent soll im Bereich des Ausgießens weiter verbessert werden. Insbesondere soll erreicht werden, daß weniger flüssiges Metall aufgeschmolzen werden muß, der Anteil von gutem Guß zum Kreislaufmaterial verbessert und das Ausleeren der Gußteile sowie Abschlagen vom Kreislauf vereinfacht wird. Ferner sollen Arbeitskräfte eingespart, Schmelz-Kosten gesenkt und die Mechanisierung verbessert werden.

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Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß nach dem Abgießen das im Anschnittssystem der Formen befindliche Gußmaterial in flüssigem Zustand dem Schmelzaggregat wieder zugeführt wird. Zu diesem Zweck kann nach dem Erstarren des in den Formen befindlichen Gußmaterials die Form bzw. der Scheibenformen—Stapel um mehr als 90 geschwenkt werden· Das noch flüssige, im Einguß befindliche Material kann dadurch in das Schmelzaggregat zurücklaufen· Zur vorteilhaften Durchführung dieses Verfahrens können die Anschnittssysteme der Formen mit einer Einschnürung versehen werden. Die Einschnürungen können von dem Gußmaterial im heißen Zustand durchflossen werden, jedoch wird ein Zurückfließen des Gußmaterials bei Einsetzen der Kühlung verhindert. Die Einschnürung hat also die Aufgabe sicherzustellen, daß die Anschnitte genügend schnell einfrieren,um ein Auslaufen des Gußmaterials beim Entleeren des Eingusses zu vermeiden·

Um das in der Mitte des ScheibenformenstapeIs gespeicherte flüssige Material nicht erstarren zu lassen und damit die Rückgewinnung des Metalls in flüssigem Zustand nicht zu gefährden, ist das Volumen des Ein— gußrohres so groß gehalten, daß ein Erstarren erst längere Zeit nach dem Erstarren des Materials im Anschnitt möglich ist.

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In weiterer Ausbildung gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, den Einguß an seinem unteren Ende zu verschließen und mit einer Sollbruchstelle zu versehen· Die Sollbruchstelle kann dabei aus einem Material bestehen, das nach einer vorbestimmten Zeit von dem flüssigen Gußmaterial selbst durchstoßen wird. Ferner ist es möglich, die Sollbruchstelle mit einem entriegelbaren Verschluß auszustatten oder mechanisch durch äußere Krafteinwir— kung zu zerstören· Besonders vorteilhaft ist es, das flussige Gußiaaterial mittels Gasdruck in die Gießformen zu drücken und den Einguß mit dem Anschnittssystem nach beendetem Abgießvorgang durch eine Druckentlastung zu entleeren« Als Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens kann ein Behälter für das flüssige Gußraaterial dienen, der mit einem Einfallrohr, einem Druckgas-Einlaßventil und einem Steigrohr versehen ist«

Das Steigrohr schließt mit seinem oberen Ende an das untere offene Ende des Eingusses eines auf den Behälter gesetzten Gußformenstapels oder einer einzelnen Gießform an. Es besteht ferner die Möglichkeit,eine Gießform bzw· einen zusammengefaßten Formenstapel mit einer Sollbruchstelle am unteren Ende des Eingusses so am Rand des Schmelzaggregates anzuordnen, daß nach dem Öffnen der Sollbruchstelle das aus dem Einguß heraus-

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fließende Gußmaterial unter Wirkung der Schwerkraft in das Aggregat zurückfließt· Zum Abgießen der Gießformen kann dabei eine elektromagnetische Dosierrinne dienen, die mit ihrem oberen Teil in den Ein— gußtrichter der Scheibenformen mündet.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der entsprechenden Vorrichtungen wird weniger flüssiges Material bei gleichem Produktionsvolumen benötigt. Der Anteil an Kreislaufmaterial ( Anschnitt und Einguß ) wird eingespart. Ebenso entfallen Schmelzkosten für das Verflüssigen des Kreislaufmaterials. Das nachträgliche Trennen des ersparten Kreislaufmaterials vom Guß— teil ist nicht mehr notwendig. Die Gußteile sind untereinander nicht mehr verbunden, sie lassen sich nach dem Abgießen sehr leicht vom Porrastoff trennen· Ferner wird Personal beim Gießen, Ausleeren und Weitertransportieren eingespart, weil sich für das erfindungsgemäße Verfahren eine größere Möglichkeit zur Mechanisierung und Rationalisierung bietet. Physisch schwere Arbeiten können von Maschinen übernommen werden. Auf die Aufbereitung und Säuberung des Kreislaufmaterials kann verzichtet werden, da das noch nicht erstarrte Gußmaterial unmittelbar dem Schmelzaggregat wieder zugeführt werden kann. Da alle Scheibenformenstapel nach der Rückgewinnung des flüssigen Materials ohne Verbindung der Gußteile untereinander sind, können nur verbrauchtes Scheibenformenmaterial

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und Gußteile anfallen.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele und Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt und erläutert· Hierin zeigen:

Fig. 1 Scheibenformenstapel mit

einer Sollbruchstelle in verschiedenen Verfahrensabschnit—
ten ι

Pig· 2 Scheibenformenstapel ohne Sollbruchstelle;

Pig· 3 eine Vorrichtung zum Abgießen mit Hilfe von Druckgas und

Pig· 4 " eine Abgießvorrichtung mit einer elektromagnetischen Dosierrinne.

Der Scheibenformenstapel 6 in Figur la ist zu 40 % mit flüssigem Gußmaterial gefüllt. An seinem unteren Ende ist der Einguß 2 mit einer Sollbruchstelle 1 versehen. Das flüssige Metall gelangt vom Einguß 2 über den mit einer Einschnürung versehenen Abschnitt 3 in das Guß-

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teil 4. Zur Vereinfachung des Eingießens in den Einguß 2 befindet sich auf dem ScheibenformenstapeI 6 ein Eingußtrichter 5· Die Figur Ib zeigt den Scheibenformenstapel 6 bereits gefüllt, während aus Figur Ic hervorgeht, wie die Sollbruchstelle 1 geöffnet ist und der Einguß 2 mit dem Eingußtrichter 5 und der Anschnitt 3 zu seinem großen Prozentsatz bereits von dem noch flüssigen Gußmaterial entleert sind· Die Sollbruchstelle 1 kann auf verschiedene Art und Weise verschlossen und geöffnet werden· So kann eine Scheibe aus Metall oder einem anderen Stoff verwendet werden, die sich nach einer gewissen Zeit auflöst· Ferner kann die Sollbruchstelle durch einen Verschluß abgedichtet werden, der nach einer genau vorbestimmten Zeit entfernt bzw. entriegelt wird.

Außerdem besteht die Möglichkeit, die Sollbruchstelle im Scheibenformenstapel durch Zerstörung der untersten Scheibenformen im Bereich des Eingusses 2 gewaltsam zu öffnen.

Der Scheibenformenstape1 in Figur 2 weist keine untere Sollbruchstelle auf, sondern sein Einguß 2 kann durch einfaches Schwenken der Form bzw. des Scheibenformen— stapeis 6 um mehr als 90° entleert werden, wie Figur 2b zeigt.

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In Figur 3 ist eine Metallhebe-Vergießeinrichtung dargestellt. Sie ist unmittelbar neben dem das flüssige Gußmaterial 9 enthaltenden Schmelzaggregat 7 angeordnet und besteht aus einem Behälter 8 mit einem Einfallrohr 10 und einem Steig- oder Metallhebegießrohr 11. Ferner weist der Behälter ein Ventil 12 für den Ein- bzw. Austritt gasförmiger Medien auf· Der Sehe ibenf ormene-tapel ist auf dem Behälter 8 so befestigt, daß sein Einguß 2 mit dem Steigrohr 11 fluchtet. Der Einguß 2 weist an seinem unteren Ende keinen Verschluß auf. Durch eine Druckerhöhung im Behälterinnenraum wird das flüssige Gußmaterial 9 sowohl in das. Steigrohr 11 als auch in das Einlaufrohr 10 gedrückt. Es wird dabei soweit angehoben, bis auch die oberste Scheibenform gefüllt ist. Nach beendetem Füllvorgang kann über das Ventil 12 der Druck im Innenraum des Behälters 8 wieder gesenkt werden, so daß das noch in dem Einguß 2 befindliche flüssige Material sofort wieder in den Behälterinnenraum zurückströmt. Im Einfallrohr 10 kann das flüssige Material 9 gleichzeitig geimpft werden.

Figur 4 zeigt ein Schmelzaggregat 7 mit flüssigem Metall 9 und einer elektromagnetischen Dosierrinne 13. Mit Hilfe der Dosierrinne 13 wird flüssiges Metall zum Eingußtrichter 5 und damit in den Einguß 2, den Einschnitt 3 und das Gußtf

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teil 4 gefördert· Der verwendete Scheibenformen— stapel ist mit einer Sollbruchstelle 1 ausgeführt. Nach der Öffnung der Sollbruchstelle kann das in dem Einguß befindliche Material unmittelbar in das Schmelzaggregat 7 zurückfließen·

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung von Gußteilen, insbesondere Kolbenringen, Veritilsitzringen, Ventilstößelböden, Ringträgern und dergleichen,unter Verwendung von zu Stapeln zusammengesetzten Scheibenformen, die unmittelbar am Schmelzaggregat abgegossen werden, nach Patent ··. ( Patentanmeldung P 22 37 915.3 ), dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Abgießen das im Anschnittssystem der Formen befindliche Gußmaterial in flüssigem Zustand dem Schmelzaggregat wieder zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Erstarren des in den Formen befindlichen Materials die Scheibenformenstape1 um mehr als 90 geschwenkt werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschnitts sys tem eine Einschnürung aufweist.

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4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einguß (2) an seinem unteren Ende von einer Sollbruchstelle (1) verschlossen ist.

5· Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollbruchstelle aus einem Material besteht, das nach einer vorbestimmten Zeit von dem flüssigen Gußraaterial selbst durchstoßen wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollbruchstelle einen entriegelbaren Verschluß aufweist·

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollbruchstelle durch äußere Krafteinwirkung zerstörbar ist.

8« Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Gußmaterial mittels Gasdruck in die Gießformen gedrückt und der Einguß mit dem Anschnittsystem nach beendetem Abgießvorgang durch Druckentlastung von dem noch flüssigen Material entleerbar sind.

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9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Behälter (8) für.flüssiges Gußmaterial (9) mit einem Einfallrohr (10) _f einem Druckgas-Einlaßventil (12) und einem Steigrohr ClI} versehen ist, welch letztgenanntes mit dem Einguß C2} einer auf den Behälter (Sl setzbaren Gießform bzw· Formenstape1 (6} in Verbindung steht·

10. Vorrichtung 2ur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Gußmaterial über eine elektromagnetische Dosierrinne (13) ±n den Eingußtrichter (5) einer Gießform leitbar ist und das untere Ende des Eingusses (2) mit dem Schmel« aggregat (7) in Verbindung steht.