DE2622891C3 - Hilfseinrichtung für das Abgießen von Metallschmelzen in Dauerformen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Hilfseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Anordnung dieser Art ist aus der US-PS 161 034 bekannt, welche eine dreiteilige Kokille zum Gießen von Rädern zeigt. Am Oberteil dieser Kokille sind Rohrstutzen angeformt, die mittels Sandkernen feuerfest ausgekleidet sind, welche als Speiser bzw. als Einguß dienen. Im übrigen befaßt sich diese Veröffentlichung mit besonderen Maßnahmen, um im liegend gegossenen Rad Risse infolge der radialen und umfänglichen Schwindung zu vermeiden.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Gußteil bei gewährleisteter Nachspeisung während der Erstarrung - und selbst bei erheblicher Schwindung in vertikaler Richtung - mit seiner Oberseite an der metallischen Deckplatte sauber abzuformen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Es wird dadurch ein Ausfließen des noch flüssigen Sneiscrinhaltcs über die bereits erstarrte und infolge Schwindung von der Deckplatte abgelöste Oberseite des Gußteils hinweg vermieden. Außerdem ermöglicht die Erfindung, das Gußteil frühzeitig - mit noch flüssigem Kern - der Dauerform zu entnehmen und die Nachspeisung noch außerhalb derselben fortzusetzen.

Beim sogenannten Blockguß von Stahl in Kokillen sind verschiedenartige Mittel und Anordnungen bekannt, um das obere Ende der Kokille gegen -vVärme-Verluste zu isolieren bzw. eine ausreichende Nachspeisung und damit einen lunkerfreien Guß zu gewährleisten (z. B. DE-PS 40383, US-PS 1387792, GB-PS 565154). Sofern dabei eine Überdeckung der Kokillen-Oberseite vorgesehen ist, besteht diese im allgemeinen aus Feuerfestmaterial. Auf die Beschaffenheit oder ein genaues Abformen der Block-Oberseite kommt es dabei nicht an, sondern diese ist meist unregelmäßig geformt und mit Einschlüssen durchsetzt. Außer den Speiserresten muß jeweils auch ein kleinerer oder größerer Teil am oberen Ende des Gußblocks abgetrennt werden (sogenannter verlorener Kopf), was einen erheblichen Aufwand erfordert und das Ausbringen stark herabsetzt.

Nachstehend werden in Verbindung mit der Zeichnung drei verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine mit einem Rohr versehene erste Ausführungsform mit angedeuteter, beispielsweiser Befestigung auf einer Dauerform,

Fig. 2 eine Draufsicht der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform,

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch eine mit zwei Rohren versehene, zweite Ausführungsform,

Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch eine mit drei Rohren versehene, dritte Ausführungsform.

Fig. 1 und 2 zeigen eine.Einrichtung, bestehend aus einer metallischen Deckplatte 1 zum Beispiel aus Gußeisen und einem aus feuerfestem Material, beispielsweise Schamotte hergestellten zylindrischen Rohr 2, welches in einer durchgehenden öffnung 11 der Deckplatte 1 so weit eingesteckt ist, bis deren untere Planseite mit der Unterseite der Deckplatte 1 bündig abschließt. Das Rohr 2 ist zum Beispiel mittels einer Schraube 12 in der Deckplatte 1 lösbar fixiert. Die Deckplatte 1 weist auf der unteren Seite eine von der öffnung 11 ausgehende, ringförmige Ausnehmung 3 in Form eines Absatzes auf, die zusammen mit der Außenseite des Rohres 2 eine Ringnut bildet. Die Ausnehmung 3 könnte beispielsweise auch von beliebiger Gestaltung im Bereich der öffnung 11 oder im Rohr 2 angeordnet sein (siehe Fig. 4).

Im weiteren ist in Fig. 1 und 2 eine beispielsweise lösbare Befestigung der Einrichtung auf einer strichpunktiert angedeuteten Dauerform 9, insbesondere einer metallischen Kokille, zum Beispiel für Formgußteile aus Stahl, mit einem Formhohlraum 10, gezeigt. Dabei wird die Deckplatte 1 mit einer steuerbaren Zylindereinheit 8 und einem gegenüberliegenden Haltekeil 7 über zwei seitlich ausgenommene, schräge Flächen so stark angepreßt, daß die Einrichtung dem Auftrieb der Schmelze standhalten kann. Indem die Deckplatte 2 auf diese Weise auf der Dauerform 9 aufliegend gehalten ist, bildet die Unterseite tier Deckplatte 1 die obere Begrenzung des Formhohlraumes 10.

Zum Schutz der Innenwandungen des Rohres 2 bei fallendem Guß erfolgt das Einfüllen der Schmelze

vorzugsweise durch ein angedeutetes Eingußrohr 5, welches in das Rohr 2 so weit eingeführt wird, bis dessen unteres Ende etwa mit der Unterseite der Deckplatte 1 übereinstimmt. Das Eingußrohr S kann beispielsweise an der Ausflußöffnung 4 eines Gießgefäßes 25 befestigt sein. Bei der Anordnung nach Fig. 1 ist auch in bekannter Weise eine Formfüllung von unten (steigender Guß) möglich, wobei das Rohr 2 nur als Speiser, nicht aber als Eingußrohr dient.

Fig. 3 zeigt eine Deckplatte 21 mit zwei Rohren, wobei das eine als Eingußrohr 14 und das andere als Speiserrohr 20 in öffnungen 13 und 19 so weit eingesteckt sind, bis deren untere Planseite mit der Außenfläche der Deckplatte 21 bündig abschließen. Das Speiserrohr 20 ist unten als Brechkern 15 mit verengtem Durchlaß ausgebildet, dessen Brechkante in diesem Beispiel durch Zusammentreffen von einer konischen und einer ebenen Räche gebildet wird. Mittels einer Schraube 16 bzw. 38 wird das Eingußrohr 14 bzw. das Speiserrohr 20 mit der Deckplatte 21 lösbar fixiert. Dem Eingußrohr 14 kann ein angedeuteter, mehrmals verwendbarer Eingußtrichter 17 aufgesetzt werden, welcher vorzugsweise aus einem mit keramischer Masse 40 ausgekleideten Blechmantel 39 hergestellt ist. Die Deckplatte 21 ist an der unteren Seite mit einer von der öffnung 19 ausgehenden ringförmigen Ausnehmung 18 in Form eines Absatzes versehen.

Eine in Fig. 4 dargestellte weitere Variante der Einrichtung enthält eine Deckplatte 34 mit drei Rohren, wobei eines als Eingußrohr 37 und die beiden anderen als Speiserrohre 35 und 36 in öffnungen 26, 25 und 27 eingesteckt sind. Im weiteren weist diese Einrichtung zwei als selbständige Elemente ausgebildete Brechkerne 28 und 29 auf, weiche von unten durch Absätze 32 und 33 der Deckplatte 34 und von oben durch die unteren Planseiten der Speiserrohre 35 und 36 gehalten werden. Die Kanten der Brechkerne 28 und 29 werden in diesem Ausführungsbeispiel durch zwei konisch zusammentreffende Innenflächen gebildet. Als Ausnehmungen dienen an den Brechkernen 28 und 29 außen angeordnete Absätze 30 und 31. Das Eingußrohr 37 und die Speiserrohre 35 und 36 sind mittels den Schrauben 22, 23 und 24 in der Deckplatte 34 lösbar fixiert.

Die Rohre 2,20,35 und 36 weisen gute isolierende oder exotherme Eigenschaften auf. weshalb einerseits das Speisermaterial lange flüssig bleibt und andererseits ein Nachspeisen auch bei möglichst kleinem Speiservolumen erfolgen kann. Dies hat zur Folge, daß keine zusätzlicher. Wärmeisolationen, beispielsweise in Form einer Abdeckung an den Rohreingängen benöt'gt wird, wodurch ein relativ hohes Ausbringungsvermögen (annähernd 95%) erreichbar ist.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist wie folgt:

Nach beendeter Formfüllung, wobei die Schmelze bis in die eingesetzten Rohre reicht, beginnt die Erstarrung der Schmelze an der Formwand und an der Deckplatte und schreitet allmählich bis zur Querschnittsmitte fort. Dabei tritt eine Volumenkontrakiion (ErstärfüngsschfUmpfung) auf, wobei gleichzeitig das im noch flüssigen Kern entstehende Volumendefizit durch Nachspeisung von Schmelze aus dem Speiserrohr ausgeglichen wird. Die Volumenkontraktion erzeugt eine Verkleinerung der äußeren Abmessungen des Gußteiles, was ein Ablösen von dessen seitlichen und oberen Außenflächen von den Innenwandungen der Dauerform bzw. von der Deckplatte zur Folge hat. Die im Speiserrohr enthaltene flüssige

"· Schmelze bleibt dabei mit dem flüssigen Kern des Gußteils in Verbindung; dabei wird jedoch ein Ausfließen von Schmelze aus dem Speiser in den Zwischenraum zwischen der Deckplatte und der Oberseite des Gußteils wirksam verhindert, indem in der

ι» ringförmigen Ausnehmung 3 bzw. 18, 30, 31 frühzeitig ein mit der Oberseite des Gußteils verbundener Ansatz erstarrt. Dieser gewährleistet trotz der vertikalen Schrumpfung einen das untere Speiserende umgebenden Abschluß. Dadurch bleibt außerhalb des

1> genannten Ansatzes am Gußteil die glatte, an der Unterseite der Deckplatte bzw. an der Dauerform abgeformte Oberfläche erhalten.

Nach einer durch die Abkühlung entstandenen genügend dicken erstarrten »Randschale« am Gußteil

λι wird die Befestigung der Deckplatte gelöst und die Dauerform geöffnet. Das Gußtcii samt der erfindungsgemäßen Einrichtung wird nie j auf mit einer Zange erfaßt und an eine Lagerstelle transportiert. Während das Gußteil an der Lagerstelle bis zur voll-

2i ständigen Erstarrung aus dem noch flüssigen Speiser nachgospiesen wird, kann die Dauerform bereits mit einer zweiten Einrichtung zu einem neuen Abguß vorbereitet werden. Nach der vollständigen Erstarrung kann das übriggebliebene Speisermaterial beispiels-

jii weise mit einem Hammer abgetretint werden. Dabei bleibt die Deckplatte intakt und steht mit einem neu eingesetzten Rohr zur weiteren Verwendung bereit.

Die so erreichte Gußoberfläche ist auch an der

r> Deckfläche einwandfrei, und das Gußteil braucht in der Regel nicht weiter bearbeitet zu werden.

Die beschriebene Einrichtung für Dauerformen weist die folgenden Vorteile auf:

- Die Deckplatte schließt die Dauerform nach oben und trägt gleichzeitig die Rohre zum Einfüllen und Nachspeisen.

- Die Deckplatte ist wiederholt verwendbar.

- Die Dauerform kann besser ausgenützt werden, da das Gußteil bereits bei erstarrter Randschale

4Ί ausgepackt werden kann.

- Die Standzeit der Dauerform wird erhöht durch die kleineren, mit dem frühen Auspacken erreichten Temperaturschwankungen.

- Ein Nachspeisen ist auch außerhalb der Gieß- ->o form möglich.

- Durch das Emgußrohr in der Deckplatte kann der Gießstrahl gebündelt werden, so daß die Innenwandungen dor Gießform optimal geschützt sind.

V) - Die Deckplatte kann durch Gießen wirtschaftlich hergestellt werden.

- Das erstarrte Aufgußmaterial kann auf einfache Weise, beispielsweise mit Hammerschlag abgetrennt weiden.

Wi - Mit der Einrichtung ist ein hohes Ausbringungsvermögen (annähernd 95%) erreichbar.

- Mit der Einrichtung kann die Oberseite des Gußstückes abgeschreckt und das Speisermaterial gleichzeitig hinreichend lange flüssig gehal-

h-, ten werden.

Hierzu 2 HIaIl

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Hilfseinrichtung für das Abgießen von Metallschmelzen in Dauerformen für Formguß, mit einer auf dem oberen Formrand aufliegenden, die obere Begrenzung des Formhohlraumes bildenden, metallischen Deckplatte, welche mindestens eine mit einer feuerfesten Auskleidung versehene Speiseröffnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende der als Speiserrohr (2, 20, 35, 36) ausgebildeten Auskleidung bzw. Auskleidungen durch eine sich längs des Rohrumfanges erstreckende, nach oben geschlossene Nut (3, 18, 30, 31) von der Unterseite der Deckplatte (1, 21,34) getrennt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Speiserrohr im Bereich seines unteren Endes mit einem Brechkern (15, 28, 29) ausgebildet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechkern als selbständiges Element (28, 29) ausgebildet ist (Fig. 4).

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechkern (28,29) von unten durch einen Absatz (32. 33) der Deckplatte (34) und von oben durch das Rohr (35,36) gehalten ist (Fig. 4).

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (3,18) ein in der Deckplatte (1,21) angeordneter, an das Speiserrohr (2, 20) angrenzender, umlaufender Absatz ist (Fig. 1 und 3).

6. Einrichtung nach A.nspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (30, 31) ein im Brechkern (28, 29) angeordneter, an die Deckplatte (34) angrenzender, umlaufender Absatz ist (Fig. 4).

7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Speiserrohr (2, 20, 35, 36) durch eine in der Deckplatte (1, 21, 34) angeordnete Schraube (12, 22, 24, 38) lösbar fixiert ist.