DE2738635C2

DE2738635C2 - Mehrfachgießform

Info

Publication number: DE2738635C2
Application number: DE2738635A
Authority: DE
Inventors: Ivan John Little Stoke Bristol Birch; David Stoke Gifford Bristol Mills
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1976-08-31
Filing date: 1977-08-26
Publication date: 1983-08-18
Also published as: FR2363388A1; US4133371A; GB1584367A; NL7709449A; JPS5330420A; DE2738635A1; AU2832377A; BE858231A; CA1097885A; AU506574B2; IL52828A; IT1113603B; NL174528B; IL52828A0; SE7709729L; JPS5649170B2; FR2363388B1; DK384477A; NL174528C; SE432724B

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrfachgießform nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Mehrfachgießformen zum gleichzeitigen Gießen mehrerer Gußstücke sind bereits in vielfälliger Form bekannt

Die Herstellung von Mehrfachgießformen nach dem Wachsausschmelzverfahren ist arbeitsintensiv und erfordert zahlreiche verschiedene Arbeitsgänge nacheinander. Die verhältnismäßig spröden, sich aber unter der Temperatur der menschlichen Hand während der Handhabung verformenden Wachse machen das Zusammensetzen der einzelnen Wachsmodelle zu Modelltrauben schwierig. Außerdem ist die richtige Isolierung

ίο der Gießform zur Erzielung der gewünschten Kristallstruktur im fertigen Produkt schwierig, und auch das Abtrennen der Einzelgußstücke von dem Steiger- und Zulaufsystem stellt eine schwierige und gefährliche Arbeit dar, die große Geschicklichkeit erfordert

is Weiterhin sind Reihen- und Stapelanordnungen von durch Verbindungskanäle miteinander verbundenen Einzelgießformen in vielfältiger Form bekannt (z. B. GB-PS 12 79 297, US-PS 40 72180), so dgS die Einzelformhohlräume beim Eingießen einer Schmelze nacheinander gefüllt werden. Viele derartige Mehrfachgießformer, haben aber den Nachteil, daß die Einzelformhohlräume nacheinander und oftmals nicht in genau vorhersagbarer Weise gefüllt werden, was unerwünschte metallurgische Abweichungen zwischen den Einzelgußteilen zur Folge haben kann, und auch das Abtrennen der Einzelgußteile bereitet Schwierigkeiten. Auch entsprechen bei wichen Mehrfachgießformen die Lageverhältnisse der verschiedenen Einzelgußteile zueinander aufgrund des Bestrebens, die Werkzeuge zur Formherstellung möglichst einfach halten zu können, häufig nicht der im Hinblick auf die Gußqualität optimalen Anordnung.

Aus der DE-PS 7 31 428 ist eine Mehrfachgießform der eingangs genannten Gattung bekannt die aus sechs jeweils einen Einzelformhohlraum umschließenden, im Grundriß jeweils ein gleichseitiges Dreieck bildenden und zu einer regelmäßigen Sechseckanordnung unter Aussparung eines mittigen Eingußkanals aneinanderliegend zusammengesetzten Einzilgießformen aufgebaut

■to ist. Jede Einzelgießform besteht ihrerseits aus mehreren übereinandergeschichteten Formplatten, und das untere Ende jedes Einzelformhohlraums steht mit dem mittigen Eingußkanal in Verbindung.

Diese bekannte Mehrfachgießform bringt zwar gegenüber den eingangs erörterten Bauarten von Mehrfachgießformen fertigungstechnische Vorteile, besteht aber aus einer großen Anzahl von Einzelformteilen mit dem daraus resultierenden Problem einer großen Anzahl abzudichtender Formteilfugen und entsprechend vieler an den Gußstücken entstehender Grate, und auch die Steuerbarkeit des Abkühlverhaltens der Gußstücke, z. B. zur Fertigung gerichtet erstarrter Gußstücke, und die Handhabbarkeit der noch zusammenhängenden Gußteilanordnung zum späteren Abtrennen der Einzelgußstücke kann noch nicht voll befriedigen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Mehrfachgießform der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß gleichzeitig die Forderungen nach

f>o wirtschaftlicher Formteilherstellung, nach einem steuerbaren langsamen Abkühlverhalten der Gußstücke und nach einer ein leichtes und sicheres Abtrennen der Einzelgußstücke vom Zulauf- und Steigersystem ermöglichenden Handhabbarkeit der Gußtraube erfüllt wer-

"5 den.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch den Gegenstand gemäß Anspruch 1 gelöst.

Diese erfindungsgemäße Merkmalskombination er-

möglicht das einfache und wirtschaftliche Herstellen der Formteile in Form von Ringsegmenten und den Aufbau der Mehrfachgießform aus einer Anzahl gleicher Formteile bzw. Formteilpaare, und die Anordnung der beiden oberhalb und unterhalb der Einzelfonnhohlräume gelegenen Kammern bildet einerseits eine gute Wsfmeisolation der Einzelformen an deren Ober- und Unterseite, wo keine gegenseitige Isolation der benachbarten Einzelformhohlräume gegeben ist, und liefern durch das darin erstarrte Metall leicht in einer Vorrichtung einspannbare Blöcke regelmäßiger geometrischer Form, die ein einfaches und gefahrloses Trennen des Zulauf- uDd Steigersystems von den fertigen Einzelgußstücken ermöglichen.

Die Anordnung einer oberen Kammer, allerdings in der Funktion als Zulaufverteiler über einer kranzartigen Anordnung von Einzelformhohlräumen, ist aus der US-PS 36 90 368 an sich bekannt

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Dabei beziehen sich die Ansprüche 2 bis 5 auf zweckmäßige MögüchReiten der Bildung, der oberen und unteren Kammer.

Die Ansprüche 6 bis 9 beziehen sich auf eine weitere Verbesserung der Steuerbarkeit des langsamen Erstarrungsverhaltens der Gußstücke durch zwischen den benachbarten Einzelformhohlräumen gebildete Taschen, die mit Isoliermaterial, wärmefreisetzendem Material oder heißem Gießwerkstoff gefüllt sind

Gemäß Anspruch 10 kann die Mehrfachgießform auch in Form von zwei konzentrischen Ringen jeweils segmentartiger Formteile aufgebaut sein.

Vorzugsweise sind die einzelnen Formteile durch Spritzpressen aus einem keramischen Werkstoff hergestellt

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen näher beschrieben, in weichen zeigt

F i g. 1 ein Formteilpaar, einer Mehrfachgießform nach der Erfindung,

F i g. 2 das Formteilpaar nach F i g. 1 in zusammengesetztem Zustand,

F i g. 3 eine vollständige Mehrfachgießform nach der Erfindung in perspektivischer Darstellung,

Fig.4 die Mehrfachgießform nach Fig.3 im Axialschnitt,

F i g. 5 einen Querschnitt in der Ebene V-V in F i g. 4,

F i g. 6 eine aus zwei konzentrischen Ringanordnungen von Formteilen zusammengesetzte Mehrfachgießform nach der Erfindung,

Fig.7 eine Mehrfachgießform mit zwischen den Formteilpn gebildeten Isolier- oder Wärmespeichertaschen,

Fig.8 eine Ausführungsform, bei welcher jedes Formteil beidseitig einen Formhohlraum aufweist,

Fig.9 in perspektivischer Ansicht eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mehrfachgießform,

F i g. 10 ein Formteilpaar der Mehrfachgießform nach F i g. 9, und

F i g. 11 das Abtrennen der Einzelgußstücke vom Zulauf- und Steigersystem.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Formteilpaar einer keramischen Mehrfachgießform dargestellt das aus zwei einzelnen Formteilen 11 und 12 besteht die jeweils durch Spritzpressen hergestellt werden. In den einzelnen Formieilen sind Formhohlräume 14 gebildet die einer Turbinenlaufschaufel entsprechen, und außerdem sind Zulauf- und Steigeröffnungen 16 und 17 vorgesehen. Die beiden Formteile sind außerdem mit Lagebestimmungsmitteln 18 und 19 versehen und werden vorzugsweise durch Zusammenkleben mit keramischen Bindemittel miteinander verbunden. Da die Formteile durch Spritzpressen keramischen Materials in einer Matrize hergestellt werden, weisen sie sowohl genäse Innenabmessungen als auch genaue Außenabmessungen auf.

ίο F i g. 3 zeigt die vollständige, aus Formteilpaaren 11, 12 zusammengesetzte Mehrfachgießform in aufgebrochener perspektivischer Darstellung. Die zusammengesetzte FGrmteilanordnung steht auf einem kreisrunden Sockel 23 und ist oben mit einem kreisrunden Deckel 24 abgedeckt

Wie auch aus den F i g. 4 und 5 ersichtlich ist besitzt der kreisrunde Deckel 24 eine mittige öffnung 25 zur Aufnahme eines Eingußtrichters 26 mit einem Eingußkanal 34, der nahe dem Sockel 23 endigt Die Formteile ll, 12 sind als Segmente eines Hohlzylinders ausgebildet Sie stehen mit Füßen 21 ita Sockel 23, so daß zwischen den Formteilen und dem Sockel eine Kammer 33 gebildet ist durch welche eingegossenes geschmolzenes Metall vom Eingußkanal 34 zu den Zulauföffnungen 16 der Einzelformräume 14 gelangt In ähnlicher Weise halte·! obere Stützen 22 den Deckel 24 mit Abstand von den Formteilen, so daß oberhalb der Steigeröffnungen 17 eine weitere Kammer 32 gebildet ist Diese weist ihrerseits im Deckel gebildete Steigeröffnungen 29 auf.

Die Fugen der zwischen den Rändern des Deckels und des Sockels und den Formteilen sowie längs der äußeren Ränder der in F i g. 5 sichtbaren Fugen 31 zwischen den Formteilpaaren sind mittels eines keramischen Dichtzements 30 abgedichtet

J5 Durch Wahl der Höhe der Füße 21 und der Stützen 22 kann die Menge des Metalls festgelegt werden, das die polygonalen Kammern 32 und 33 am oberen und unteren Ende der Mehrfachgießform ausfüllt Diese Metallmengen werden so gewählt daß sie die Geschwindigkeit und die Richtung der Erstarrung der Schaufeln in der gewünschten Weise beeinflussen.

F i g. 6 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, bei welcher zwei konzentrische Kränze 41 und 42 von Formteilen die Mehrfachgießform bilden.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 7 sind zwischen den Formteilpaaren Taschen 43 gebildet, in welche eine Isolation 44 eingelegt werden kann, um die Geschwindigkeit des Wärmeabflusses aus den Einzelformen und somit die Erstarrung der Gußteile besser steuern zu

>o können. Es kann auch wärmeabgebendes Material in die Taschen 43 eingebracht werden, oder diese Taschen können während des Gießens mit geschmolzenem Metall gefüllt werden, das dann dazu dient große Temperaturgradienten über den Wänden der Einzelformhohlräume zu vermeiden.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen

ist jeder Einzelformhohlraum durch ein gesondertes Formteilpaar gebildet Es ist jedoch auch möglich, acf jeder Seite jedes iinzelnen Formteils einen Formhohlraum zu bilden, was in F i g. 8 gezeigt ist

Die Fig.9 und 10 zeigen eine noch weitere Ausführungsform, bei welcher der Sockel 23 und der Deckel 24 wegfallen und die Mehrfachgießform nur aus einem Kranz von ähnlich zusammengesetzten Formteilen besteht Jedes '.'ormteil ist dabei mit einer unteren Aussparung 50 und einer oberen Aussparung 51 versehen, wobei diese Aussparungen aller Formteile zusammen Kammern 52 und 53 hilHen. St> Hpn

polygonalen oberen und unteren Kammern der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele entsprechen. Da in diesem Fall kein Sockel und kein Deckel vorhanden sind, welche die Formteile positionieren, sind hier zweckmäßigerweise miteinander zusammenwirkende Lagebestimmungsmittel 54 vorgesehen, um die Formteile in ihrer gegenseitigen Relativlage zu sichern. Zum Zusammenhalten der Mehrfachgießform dient ein metallener Spannring 55.

Ein besonderer Vorteil der oberen und unteren Kammern liegt darin, daß die darin gebildeten polygonalen Platten des Gesamtgußkörpers leicht in einer Spannvorrichtung eingespannt werden können, um die mechanisierte Abtrennung der Einzelgußteile zu ermöglichen. Dies ist in F i g. 11 dargeste'lt, gemäß welcher die eine polygonale Platte in einer Spannvorrichtung 56 eingespannt und die andere polygonale Platte mittels einer Zentrierspitze 57 zentriert ist. Die Spannvorrichtung kann zwischen verschiedenen Positionen weitergeschaltet werden, so daß zwei umlaufende Trennscheiben 58 jeweils ein Einzelgußteil (Schaufel) von dem Zulauf- und Steigersystem abtrennen können.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mehrfachgießform mit einer Anzahl vor kreisförmig aneinanderliegend um einen mittigen Eingußkanal herum angeordneten Formteilen, die mehrere Einzelformhohlräume mit jeweils einer oberen Steigeröffnung und einer unteren, mit dem Eingußkanal über einen Gießformsockelbereich verbundenen Zulauföffnung begrenzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Formteile (11,12) als zwischen sich die Einzelformhohlräume (14) begrenzende Segmente ausgebildet sind, und daß im Gießformsockelbereich eine mit dem Eingußkanal und den Zulauföffnungen (16) aller Einzelformhohlräume verbundene Kammer (33, 52) und oberhalb der Steigeröffnungen eine weitere Kammer (32,53) gebildet ist

2. Mehrfachgießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Gießformsockelbereich befindliche Kammer (33) zwischen den Formteilen (11,12) und einem Socke! (23) gebildet ist, in welchen die Formteile mit einem jeweils daran angeordneten, nach unten vorspringenden Fuß (21) eingestellt sind.

3. Mehrfachgießform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Kammer (32) zwischen den Formteilen (11, 12) und einem Deckel (24) gebildet ist, der von den Formteilen mit jeweils einer daran angeordneten, nach oben vorspringenden Stütze (22) mit Abstand von der Oberseite der Formteile gehalten wird.

4. Mehrfachgießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Formteile (11,12) an ihrem unteyen Ende jeweils mit einer Aussparung

(50) versehen sind, und daß diese Aussparung aller Formteile zusammen die im Gießit/rmsockeibereich befindliche Kammer (52) bilden.

5. Mehrfachgießform nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Formteile in ihrem oberen Teil jeweils mit einer Aussparung

(51) versehen sind, und daß diese Aussparungen aller Formteile zusammen die weitere Kammer (53) bilden.

6. Mehrfachgießform nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen benachbarten Einzelformhohlräumen (14) Taschen (43) in den Formteilen (11,12) gebildet sind.

7. Mehrfachgießform nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Taschen (43) mit Isoliermaterial gefüllt sind.

8. Mehrfachgießform nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Taschen (43) mit wärmefreisetzendem Material gefüllt sind.

9. Mehrfachgießform nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Taschen (43) mil der im Gießformsockelbereich gebildeten Kammer (33) in Verbindung stehen.

10. Mehrfachgießform nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Formteile in Form von zwei konzentrischen Ringen (41,42) angeordnet sind.