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Metallene Dauerform zum Gießen von Metallkolben verschiedener Länge
Zum Gießen von Kolben wird gewöhnlich eine aus zwei Teilen bestehende Außenkokille,
denen einzelne Teile gelenkig miteinander verbunden sind, benutzt. Diese Teile weisen
in ihrem Innern einen Hohlraum auf, der durch einen Dauerkern teilweise ausgefüllt
ist. In diesen Hohlraum wird der eigentliche Kolben gegossen und nach H@erausnahme
des Kerns leicht entfernt.
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Es ist bereits vorgeschlagen, dabei die den eigentlichen Hohlraum
umschließenden Formteile über den Kolbengußraum hinaus zu verlängern, um Raum für
die Halterung des Dauerkerns vorzusehen. Dies erfolgte dabei .gewöhnlich in der
Weise, daß der Hohlraum eine erweiterte Bohrung besaß, in die der Kern entweder
unmittelbar ioder unter Zuhilfenahme einer Einsatzbüchse @eingepaßt werden konnte.
Der tobere Abschluß des Gußhohlraumes wurde dabei durch einen ,entsprechenden Absatz
im Dauerkern gebildet, so daß für jede Änderung der Kolbenschaftlänge ,eine neue
Form bzw.mindestens ein neuer Kern erforderlich war. Es wurde zwar ;gelegentlich
dabei auch schon seine glatt durchgehende prismatische Bohrung vorgesehen, auch
dann jedoch der obere Abschluß des eigentlichen Gießraumes durch einen Absatz im
Kern gebildet. Diese Ausführungsform hatte jedoch den gleichen Nachteil, weil keine
einfache Änderung in der Höhe des Gußhohlrgumes möglich war, lohne nicht gleichzeitig
seinen neuen Kern einzupassen.
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Das Bestreben geht nun dahin, zur Vereinfachung der Lagerhaltung möglichst
viele der tausende von Kolbentypen, die für die verschiedenartigen Verwendungszwecke
notwendig sind, m einer Form zu gießen. Insbesondere gilt dies für Kolben, die gleichen
Durchmesser und nur verschiedene Höhe bzw. verschiedenen Abstand des Kolbenbodens
bzw. des @obenen Kolbenrandes von den Kolb,enbolzenaugen haben.
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Die Wichtigkeit der Aufgabe ergibt sich aus den verschiedenartigen
Vorschlägen, die bereits zu ihrer Lösung gewacht sind. Hierbei wurde aber bisher
fast immer von der Anordnung stehender Kerne ausgegangen, weil bei diesen die Verwirklichung
erleichtert schien. Die Verwendung stehender Kerne hat aber von vornherein den Nachteil,
daß am Kolbenboden sein Steiger angeordnet werden muß, um die beim Erstarren sich
bildenden Hohlräume aufzunehmen. Dieser Steiger hat den Nachteil, daß gerade am
Kolbienbioden die Erstarrung verzögert wird und hierdurch ein ungünstiges Gefüge
entsteht. Besonders Aluminium-Silicium-Legierungen, die in immer
steigenderem
Maße zur Kolbenherstellung verwendet werden, lassen sich mit derartigen Formen nicht
gießen, weil das Silicium bei großen Gußquerschnitten zur Seigerung, neigt. _ _
Abgesehen von diesen Bedenken gruhd: sätzlicher Art, die der Verwendung stehender
Kerne entgegenstehen, haben die bisher be-
kanntgewordenen Lösungen auch noch
Nachteile im einzelnen. So ist z. B. vorgeschlagen, die veränderliche Einstellung
des Kernes unter Zuhilfenahme von Paßstücken bzw. angeschraubten Einsatzbüchsen
zu ermöglichen. Die Anordnung von Paßstücken hat aber den Nachteil, daß der Wärmefuß
durch waagerechte Unterbrechungen gestört wird. Der Kern wird also mindestens stellenweise
zu heiß und ein Dauerbetrieb erschwert. Das Anschrauben von Einsatzbüchsen ist schon
deshalb von Nachteil, weil bei den verhältnismäßig hohen Temperaturen, die die Formteile
im Dauerbetrieb annehmen (2oo bis 3oo°), ein Gleichhalten der Einstellung gar nicht
möglich ist. Weiterhin ist im Interesse der Befestigung der Büchsen durch Schrauben
eine Zweiteilung ,erforderlich, weil sonst die Form gar nicht auseinandergenommen
werden kann. Hierdurch geht gerade der wichtigste Vorteil der Einsatzbüchse, d.
i. die Halterung des Kernes, verloren.
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Im Gegensatz zu diesen bekannten Vorschlägen kommt es darauf an, eine
Gießform mit veränderlicher Einstellbarkeit der Kernlänge zu schaffen, die auch
gegen rauhere Behandlung, wie sie im Gießereibetrieb Vorkommt, unempfindlich ist
und in der genauen Einstellung nicht leidet.
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Die Verwendung von Formen mit stehendem Kern hat schließlich noch
den Nachteil, daß die Bolzenaugenkerne, welche das Bolzenlager im fertiggegossenen
Kolben bilden, nicht dauernd in der gleichen Lage bleiben können. Gerade die bekanntgewordenen
Vorschläge, die die Verwendung stehender Kerne vorsehen, können daher gewöhnlich
nur in den Fällen verwendet werden, wo ohne Bolzenaugenkerne gearbeitet wird. Damit
fallen aber gerade die Kolben aus Aluminium-Silicium-Legierungen aus, weil, wie
erwähnt, zur Vermeidung der. Seigerung größere Werkstoftanhäufungen am B,olzenauge
unbedingt vermieden werden müssen. Gerade hier, wo die größten Beanspruchungen auftreten,
muß vielmehr ein unbedingt gesundes Gefüge gewährleistet werden.
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Gegenstand der Erfindung ist nun eine metallene Dauerform zum Gießen
von Metallkolben, mit der Kolben verschiedener Länge gegossen werden, ohne daß die
vorerwähnten Nachteile auftreten. Gemäß Erfindung wird die Lage der Bolzenaugenkerne
in einer Form mit bis dicht unter die Oberkante der Form reichender, sonst auf der
ganzen Länge glatt durchgehender Bohrung für verschiedene Kolbenarten unveränderlich
gehalten und unter Verwendung hängender Korne der obere Abschluß des Gußhohlräümes
durch eine auswechselbare Einsatzbüchse gebildet. In einer derartigen Form kann
stets der gleiche Kern verwendet werden, da die Länge des Kernes auf die Höhe des
zu gießenden Kolbens keinen Einfluß hat. Dieser Kern ist auch in der Längsrichtung
ungeteilt, so daß der Wärmeabfluß aus dem von Gußmetall umgebenen Teile in die kühleren
Zonen Lohne Unterbrechung erfolgen kann. Lediglich die Einsatzbüchse, d. i. ein
leicht herzus"ellender zylindrischer Teil, wird ausgewechselt. Die Form ermöglicht
weiterhin ohne Schwierigkeit die Anbringung von Steigern und sichert eine lunker-
und einschlußfreie Ausbildung des Gefüges gerade an den hochbeanspruchten Teilen
des Ringteiles und des Bolzenauges.
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Die Form gemäß der Erfindung ermöglicht gleichfalls eine sehr einfache
gleichmäßige Halterung der hängenden Kerne durch die Einsatzbüchse. Die Einsatzbüchse
liegt nur mit einem Flansch auf dem oberen Rand der Form auf und ist ohne umständliche
Befestigung durch Schrauben mit einem Handgriff einzusetzen und herauszunehmen.
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Eine Dauerform gemäß Erfindung ist in beiliegender Zeichnung dargestellt.
Hierbei bedeutet i die Außenkokille, die mit starken seitlichen Rippen versehen
ist, um sie vor Verziehen zu schützen, und eine innere Wandung aufweist, die in
ihrer ganzen Höhe glatt durchgeht. Diese Außenkokille sitzt beim Arbeiten auf dem
ebenen Gießtisch 2, welcher für verschiedenartige Kokillen immer gleich ist, auf.
Der mittlere Kern, welcher den Hohlraum des Gußstückes zum Teil ausfüllt und gewöhnlich
aus mehreren Teilen, 3, 3a2 3b usw., bestehen kann, ist in der einteilig ausgeführten
Hülse q. gefaßt. Diese Büchse 4. ist im oberen Teil der Außenkokille i durch den
Bund 7 gelagert. Durch Auswechseln dieser Büchse q. gegen eine solche mit anderer
Länge, z. B. ai, u2, a3, ist es ohne weiteres möglich, Gußstücke verschiedener Länge,
1i, 12, 1.3, in der gleichen Außenkokille bzw. mit dem gleichen Kern herzustellen.
Insbesondere aber können bei dieser neuen Erfindung auch Gußstücke mit ganz unregelmäßiger
Form des offenen Endes, z. B. mit vorspringenden Lappen ioder Aussparungen, sehr
leicht und bequem hergestellt werden. Diese Büchse q. dämmt den Wärmeabfluß vom
Kern 3 gleichzeitig gegen die Außenkokille ab, so daß der obere Teil des Kerns besser
durch das flüssige Metall warmgehalten
wird. 6 sind die Bolzenaugenkerne,
die stets in gleicher Lage bleiben.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der innen glatt
durchgehende Formraum auch nach unten hin über den Kolbenbioden hinaus verlängert
sein kann, wobei lein auswechselbares Verschlußstück in an sich bekannter Weise
den in Höhe und Form veränderlichen unteren Abschluß des Gußhohlraumes bildet.
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Das untere offene Ende der zweiteiligen Form i wird durch den Boden
5 verschlossen. Auch dieser Boden 5 kann in verschiedener Länge und Form, b1,
b2, b3, ausgeführt werden, um dadurch Gußstücke mit verschiedener Länge und
Bodenform, hl, 1t2, h3, in der gleichen Außenform bzw. mit dem gleichen Kern herstellen
zu können.
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Die Gießbedingungen für den Kolben können dabei dann besonders günstig
gestaltet werden, wenn man das Verschlußstück aus einem die Wärme gut leibenden
Material, z. B. Kupfer, herstellt.