DE7136255U - Vorrichtung zum Vergießen im steigenden Guß oder Mittelguß - Google Patents

Description

Vorrichtung zu« Vergießen ie steigenden GuB oder Mittalgcß

Die Neuerung bezieht sich auf eine Vorrichtung zu« Vergießen in steigenden Guß oder Mittelguß in eine mit einer Gießdüse verbuadenen Gußform, fur Gußstücke, deren Anschnitt wesentlich nach Abschluß des Gußvorganges erstarrt, vie insbesondere größere Gußstücke oder in Guß— formen aus Sand vergossene GoSstacke, vobei eine von einem Schieber gebildete Absperrvorrichtung vorhanden ist« alt der der noch flüssige Schselzenstrang svischen Gießdüse und Forahohlraum unterbrochen wird·

Aus der österreichischen Patentschrift Sr. 239.979 ist es bekannt« einen Tiegel mit einem abschließbaren Austrittsstutzen xu versehen, an welchem ein Sperrteil befestigt ist_c der eine Scheibe besitzt, die gegenüber einer eine Durchbrechung aufweisenden Platte verdrehbar ist und eine exzentrische Durchbrechung aufweist. Solche Schieber as der Gußvorrichtyeas habe? im allgemeinen den Machteil, daß bei großen Gußstücken oder in Sandformen gegossenen Gußstücken die Form so labge mit der Gießdüse in Verbindung gehalten werden muß, bis der Anschnitt erstarrt ist. Dies JOhrt zu einer sehr langsamen Gießproduktion. Veiters ist eine Kontrolle der Zuflußgeschwindigkeit nur schwer -kSglich, da iamer die Gefahr des Einfrierens oder Ausspülens besteht und somit keine gleichmaßige ; „ntrolle der Gießgeschwindigkeit erhalten werden kann. Bin weiterer Kachteil des beschriebenen Verschlusses ist durch sein·· stromvngsstQrende Virkung ge—

geben, wodurch Turbulenz entsteht, die zu hohen Ausschußziffern führt.

Um dem Nachteil der verlangsamten Produktion durch langsames Erstarren zu begegnen und dabei gleichzeitig der Erstarrungsschvindung Genüge zu tun, wurde bereits vorgeschlagen (österreichische Patentschrift Nr. 251.780), bei einer Drockgußanlage, bei welcher da« zu vergießende Material unter Druck aus einem unterhalb der Gießform befindlichen Behälter durch ein Rr»iiTT*oy!T· in Ui^ (?i«S£or«· qepreßt wird, zwischen Gießform und Steigrohr einen Speiserdrucktopf anzuordnen, der einen zum Nachspeisen der Form bestimmten Metallvorrat aufnimmt, in seinem unteren Teil ein Abschlußventil in Fon» einer gelochten Platte aufweist und mit einer Einrichtung zur Anwendung eines vom Fülldruck unabhängigen Druckes auf den im Speiserdrucktopf befindlichen Metallvorrat versehen ist. Diese Vorrichtung erzieilt eine wesentlich bessere Ausnutzung der Gießanlage, da jede Form sofort nach dem Füllen mitsamt dem Speiserdrucktopf ausgewechselt werden kann. Nachteilig ist jedoch der aufwendige Speiserdrucktopf, der sehr störungsanfällig ist und dadurch relativ hohe Betriebskosten verursacht, da große Dichtungsprobleme bestehen und stets die Gefahr des Einfrierens gegeben ist. Auch wenn eine Heizung verwendet wird, ergeben sich zahlreiche Schwierigkeiten, sei Ss daß ait erhöhter Temperatur gagosssn vsrden sriS, was bekanntlich äußerst unerwünscht ist, sei es durch den erhöhten Ver= schleiß durch die Beheizung, sei es durch die unkontrollierbaren Strömungsverhältnisse durch die Ausbildung der Durchtrittsbohrungen usw.

Ss ist weiters bekannt (Osterreichische Patentschrift Nr. 285.840), die Vorrichtung zur Steuerung der Gießgeschwindigkeit in Abstand vor der Gießdüse anzuordnen und so zwischen der Gießdüse und der Steuervorrichtung einen Ausgleichsraum zu schaffen, um die Schmelze mit kontrollierter Strömung der Gußform zuzuführen. Auch bei dieser Vorrichtung ergeben sich die Nachteile der kleineren Taktfolgen, wenn das Gußstück erst wesentlich nach Beendigung des Gußvorganges erstarrt. Es ist daher auch bei dieser Verrichtung in vielen Fällen nicht möglich, eine optimale Leistung zu erzielen.

Die Neuerung setzt sich nun zur Aufgabe, die Nachteile der bekannten Vorrichtungen zu beheben, hingegen ihre Vorteile zu wahrea_s Die Neuerung besteht im wesentlichen darin, daß vor der Gießdüse in Abstand vor dieser eine Vorrichtung zur Steuerung der Gasgeschwindigkeit vorgesehen ist und daß der Schieber im Boden der Gußform geführt ist und zumindest an seiner der Gießdüse zugewendeten, mit ihr zusammenwirkenden Oberfläche durch feuerfestes Material abgedeckt ist, wobei in der Gußform mindestens ein

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Speiser vorhanden ist, der mit dem Formhohlraur in Verbiadung steht. Durch die Anordnung d^s Schiebers in der Gußform (z.B.Kokille, Sandform od.dgl.) selbst wird baulich eine wesentliche Vereinfachung gegenüber tfer eingangs geschilderten bekannten Konstruktion erzielt und der Weg von der Gießdüse i.um Forahohlra^um verkürzt, so daß die Strömung in diesem Bereich nur unwesentlich beeinflußt wird. Der Schieber wird hiebei im Sinne der Neuerung als reines Absperrorgan verwendet, da er rturch das, in StromunySrichtung gesehen, in Abstand vor der üicäüüsc licycuue oceuerun^sorv^^ wü jcglichsr

ceuerun^sorv^^ wü jcglichsr-Steuerungsfunktion für die Gießgeschwindigkeit entlastet ist. Der Schieber kann daher entsprechend der gewünschten Ströuungsausbildung optimal ausgelegt werder. Eine Beeinflussung der Stromungsverhältnisse ir negativen Sinn durch den Schieber wird dadurch verhindert. Die Steuerungsvorrichtung, mit welcher die Gießgeschwindigkeit auf den gewünschten Vert eingestellt w~*rd, kann durch jedes beliebige bekannte Absperrorgan gebildet werden, z.B. bei Großserien durch die Wahl des Durchmessers einer Düse usv.

Das für das Ausgleichen der Sch -indung nötige Material wird im Speiser in der Form selbst bereitgehalten, was zwar eine gewisse Erhöhung des Kreislaufmateriales und der BearbeitungskoBten mit sich bringt, jedoch können diese geringfügigen Nachteile bei entsprechender Ausbildung des Speisers ohne weiteres in tauf genommen «cruöü, «a sie gegenüber de— überlegenden Vorteil dsr wesentlich erhöhten ProAjVtio» kaum ins Gewicht fallen. Setzt man nämlich eine Gießzeit für das Füllen der Fora von einer Sekunde voraus und kann eine zusätzliche Erstarrungszeit des Anschnittes von einer Sekunde durch die vorliegende Vorrichtung eingespart werden, so 183t sich bereits eine Verdoppelung der möglichen Produktion mit der neuerungsgemäßen Anlage erzielen.

Da feuerfestes Material bekanntlich eine wesentlich schlechtere Wärmeleitfähigkeit als Metall besitzt, verhindert es eine unerwünschte Abkühlung der Gießdüse und des zu vergießenden Materiales, so daß die Schmelze nicht unnötigerweise überhitzt werden muß und mit optimaler Temperatur vergossen werden kann. Außerdem wird die Gefahr des Einfrierens bedeutend herabgesetzt, einerseits wegen der erwähnten besseren Wärmeisolierung durch das feuerfeste Material des Schiebers, anderseits weil die Vorrichtung ja nur ganz kurze Zeit, nämlich nur für eine Gußdauer, den extremen Temperaturen ausgesetzt wird.

Die Art und Weise, auf welche der Schieber zumindest an seiner mit der Gießdüse zugewendeten, mit ihr zusammenwirkenden Oberfläche durch feuerfestes Material abgedeckt ist, richtet sich nach den vorliegenden Gegebenheiten. Es

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besteht z.B. die Möglichkeit, eine Matte, Platte od.dgl -«s feuerfestem Material zwischen die Gießdüse und die ihr zugewendete xte des Schiebers einzulegen. Neuerungsgemäß ist es jedoch hLifig vorteilhafter, wenn der Schieber zumindert in seine» mit der GießcHise zusammenwirkenden Teil aus feuerfestem Matsrial besteht, welches also die Bewegung *s Schiebers mitmacht.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsfoua der Heuerung ist der Schieber gelocht una in ein«r über die Breite der Gußform durchgehenden Öffnung der Guß— «•or- n-ftihrt; «W seine Länge zumindest der der axialen Erstreckung der Öffnung entspricht. Dadurch ist es möglich, den Schieber bei der vorbereitung der Fora in einfacher Veise einzuführen und nach Pullen der Font zu verschieben· besondere Vorteile ergeben sich hiebei dann, wenn gemäß einer Weiterbildung der Neuerung die Wände der ien Schieber führenden Öffnung vom Formsand der GuBform gebildet sind, da in diesem Fall der Schieber beim Formvorgang einfach eingelegt: und somit als Hilfsmittel zvu- Formung der ihn führenden Öffnung herangezogen werden kann.

In Abhängigkeit von der Art des zu vergießenden Materiales kann der Werkstoff für das feuerfeste Material des Schiebers mit höherer oder niederer Wärmeleitfähigkeit bzw. mit größerer oder kleinerer Festigkeit gewählt werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn neuerungsgemäB das feuerfeste Material Kern— masse.Keramik oder Mineralwolle, z.B. Xsolisvolle, oder ein Sinterwerkstoff ist. Die Auswahl dieses nateriales richtet sich nach des Material, welches im Betrieb verarbeitet wird. Dieser Mater i· kann in eine* Stahlschieber oder Guß— eisenschieber eingesetzt sein, ζ.3· in Fora eines Hinges oder einer Platte, oder es kann dieses Material den Schieber ta gefährdeten Bereich Bekleiden oder den Schieber bilden. In allen Ausführungsformen kann di-t Anordnung so getroffen sein, daß zwar die Gießdüse vor Abkühlung durch das feuerfeste Material geschützt wird, jedoch eine Beschleunigung der Abkühlraog des Anschnittes durch den Metallischen Teil des Schiebers erfolgt, der somit eine Kühlfahnenwirkdng ausübt Ubd gegebenenfalls auch zusätzlich gekühlt sein kann. Dadurch läßt sich dem Wunsche besser Rechnung tragen, daß zwar eine Erstarrung des zu vergießenden Materiales in der Gießdüse vnbedingt -vermieden werden muß, jedoch zur Erzielurg rascher Taktfolgen eine rasche Erstarrung des in die Gaßform vergossenen Materiales zumindest im Anschnitt der Goßform wünschenswert ist. Auf diese Veise ISßt sich auch die Abkuhlungsgeschvindigkeit der vergossenen Schmelze nach Vunsch beeinflussen.

In Abhängigkeit von der Form und dem su vergießenden Material kennen di& Schieber nur »imal oder nach Reinigung auch mehrmals Verwendung finden.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch« daß die beschriebene Vorrichtung leicht automatisierbar ist·

Zur Herstellung der neuerungsgemäßen Vorrichtung wird der Schieber bein Formen der Gußform in die Fora eingelegt und von Material der Gußform umformt· Vie bereits erwähnt, ergibt sich dadurch die Einsparung eines gesonderten Bauteiles zur Formung der den Schieber aufnehieenden Öffnung.

In der Zeichnung sind Ausfuhrungsbeispiele des Neuerungsgegenstandes schematisch dargestellt. Fig.1 xeigt eine komplette Gießanlage ia Vertikalschnitt, während Fig.2 ein jüetaii der nxg.i i« VcrixkalsCaniht &ci^t· Fiy.j ist eine Draufsicht zu Fig·2. Die Fig.4 und 5 zeigen eine automatisierte Formanlage, wobei Fig»4 ein Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig.5 und Fig·5 ein Schnitt nach der Linie V — V der Fig.4 ist· Die Fig.6 und 7 zeigen eine Ausführungsform eines Schiebers in Draufsicht bzv. ia Schnitt nach der Linie VII - VII der Fig.6. Me Fig.8 und 9 zeigen eine Ausführungsvariante eines Schiebers in Draufsicht bzv. Seitenansicht.

Bei der Ausfuhrungsform nach Fig.1 ist ein Vorratsbehälter 1 vorgesehen» in dem ein Rohr 2 angeordnet ist, das einen Ausgleichsbehälter 3 bildet. An seinem einen Bede weist das Bohr 2 eine Eintrittsdüse 4 für die Schmelrc auf, welche Düse Mit einem Stopfen 5 verschlossen werden kann· In Abstand hievon ist im Bereiche des anderen Endes des Rohres 2 die Gießdüse 6 angeordnet, die von einer Grundplatte 7 Uberdecit ist, saf vdchsr die Ickille 8 odsir eis* —dcrc Gs£fcrSi isB= *»·»»»*» sxndauBfom. naht«, An Qffauagsn 9 des Vorratsbehälter* ist eine nicht dargestellte Induktionsheizung angeschlossen, mit welcher eine kontrollierte Gießtemperatur der Schmelze aufrecht erhalten werden kann. Der relativ große Querschnitt des Vorratsbehalters 1 ermöglicht die für die gleichmäßige Beheizung der Schmelze notwendige Strömung derseloen, wahrend die Strömung ia vom Rohr 2 gebildeten Ausgleichsbehälter -von der d-rch die Heizung hervorgerufenen Strömung unbeeinflußt bleibt. Der Vorratsbehälter 1 ist eat» veder ait dem Schmelzofen gekoppelt oder intermittierend ia Sinne eines konstanten Badspiegels beschickt, so daß die ferrostatische Hone, von welcher die Gießgeschwindigkeit abhängig ist» ia wesentlichen unverändert bleibt·

Vie die Fig. 2 und 3 zeigen, umgreift die Grundplatte 7 die Döse € saal ist gegenüber ihr durch eiren King 10 aus v&rmeisolierender Mass« isoliert» «■ die Vftrmeverluste aSglichst gering zu halten. Die Kokille 8 weist einen tihami 11 sowie eine Bodenplatte 12 auf. In der Bodenplatte 12 ist eise linglicse δέααβηφ vorgesehen, die sich auch durch die eine Wand des Rahmens 11 nisdarcm fortsetzt. In die sei Öffnung 13 liegt ein Schieber 14» der in seine« ait der Sc^-aelse «*»

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aittelbar in Berührung koa&eaden Teil einen Fortsatz 15 aus feuerfestem Materi&l aufweist, der so ausgebildet ist, daß er die Strömungsverhältnisse nur unwesentlich beeinflußt. Der Schieber muß zur Sicherung seiner endgültigen Schließstellung keineswegs abgerundet sin, sondern es muß lediglich gewährleistet werden, daß beim überführen des Schiebers 14 in seine Schließstellung, was im allgemeinen schlagartig erfolgt, gegebenenfalls unter teilweiser Zerstörung des Fortsatzes 15 ein Verschluß des Anschnittes 16 der Kokille erak:lt wird, so daß diese ohne Auslaufen der in ihr befindlichen Schmelze weitertransportiert werden kann-.

An den Anschnitt 16 schließt sich der Formraum 17 der Kokille 8 an,

an welchen ein Speiser 18 angeschlossen ist.

19,
Der Schieber 14 ist mit einer Nut/versehen, die mit einem Sperriegel" 20

wi rkt, der öS Rahmen 11 der kokille 8 um eine Achse 20* schwenkbar angeordnet ist und bei eingeschobenem Schieber 14 in die Nut 19 einrastet und damit ein ungewolltes Herausziehen des Schiebers während des Weitertransportes der Kokille 8 verhindert.

Zwischen der Düse 6 und der Kokille 8 kann natürlich auch ein Verschleißring angeordnet sein. Ferner ist es möglich, im Schieber 14 eine Wasserkühlung vorzusehen, die nach Weitertransport der Kokille 8 in Aktion tritt.

Die Fig.4 und 5 zeigen die Anwendung der Neuerung auf eine automatische Formanlage. Hiebei werden geformte Sandballen 21 hintereinander auf einer Unterlage 22 der Gießdüse 6 zugeführt. Beim Formen dieser Sandballen 21 kann die Öffnung für den Schieber 14 durch Einlegen eines geeigneten Kernes eingeformt werden oder es kann der Schieber 14 selbst als solcher Kern verwendet werden. Der Schieber 14 weist ein Loch 23 auf, das entsprechend dem Querschnitt der Düse 6 und des Anschnittes 16 strömungstechnisch günstig gewählt wird. Der Schieber besteht beim dargestellten Ausführungsbeispiel zur Gänze aus feuerfesten Material, z.B. Kernmasse, Keramik, ungepreßte, gepreßte oder verfilzte: Mineralwolle (insbesondere Kaolinvolle) oder einem Sinterwerkstoff. Nach Abschluß des Gießvorganges verschiebt ein hydraulischer Stempel 24, der durch, einen doppeltwirkenden Zylinder 25 mit Druckleitungen 26, 26« betätigt wird, den Schieber 14 und verschließt den Anschnitt 16. Die so verschlossene Sandform ist nun zum Weitertransport bereit. Der hydraulische Zylinder 25 kann von einer Füllstandsmeßanlage automatisch gesteuert werfen.

Bei der AusfUhrungsform des Schiebers 14 nach den Fig. 6 und 7 ist der Schieber zweischichtig ausgebildet. Die untere Schicht 27 besteht aus feuerfestem Material und deckt die der Gießdüse zugewendete Oberfläche des Schiebers

ab. Die obere Schicht 28 ist metallisch _f z.B. aus Guße:Lseu, Stahlguß od. dgl. Im Bereiche dieser Schicht ist das Loch 23 des Schiebers 14 durch einen Ring aus feuerfestem Material ausgekleidet.

Bei der Ausführungsvariante des Schiebers 14 nach den Fig.8 und 9 ist in die metallische Grundplatte 30 des Schiebers an seiner mit der Gießdüse in Berührung stehenden Oberfläche um das Loch 23 eine Einlage 31 aus feuerfestem Material eingesetzt,

Gewünschtenfalls kann der Speiseraum 18 bei alle» Ausführungsformen mit exothermer Masse ausgekleidet werden.

Schutzansprüche:

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Claims (6)

23. Seat, 1971 pir/stt SchutzansprUche:

1. Vorrichtung zum Vergießen im steigenden Guß oder Mittelguß in eine mit einer Gießdüse verbundene Gußform, für Gußstück", deren Anschnitt wesentlich nach Abschluß des Gußvorganges erstarrt, vie insbesondere Guß— stücke oder in Sandformen gegossene Gußstücke, wobei eine von einem Schieber gebildete Absperrvorrichtung vorhanden ist, mit der der noch flüssige Schmelzenstrang zwischen Gießdüse und Fonrhohlrauci unterbrochen wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Gießdüse (6) in Abstand *on dieser eine Vorrichtung (4,5) zur Steuerung der Gießgeschwindigkeit vorgesehen ist und daß der Schieber (14) im Boden (12) der Gußform (8) geführt ist us« zumindest an seiner der Gießdüse zugewendeten, =it ihr susaassesifirkes^- den Oberfläche durch feuerfestes Material abgedeckt ist, wobei in der GuB-form mindestens ein Speiser (18) vorhanden ist, der mit den Formhohlraum (17) in Verbindimg steht. /

2. Vorrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (14) zumindest in seinem mit der Gießdüse (6) zusammenwirkenden Teil aus feuerfestem Material besteht^

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (14) gelocht ist wnd in einer über die Breite der Gußform (8) durchgehenden öffnung (13) der Gußform geführt ist, wobei seine Länge zumindest der der axialen Erstreckung der öffnung entspricht. /

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände der den Schieber (14) führenden Öffnung (13) vom Formsand der Gußform gebildet sind. /

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (14) sinen metallischen Grundkörper aufweist, der in mit der Schmelze in seiner Offenstellung in Berührung stehenden Bereich, insbesondere an seiner Lochwand, mit dem feuerfesten Material umkleidet ist oder in den dort das feuerfeste Material, z. B. in Form eines Ringes oder einer Platte, eingelassen ist. y

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5_f dadurch gekennzeichnet, daß das feuerfeste Material Kernmasse, Keramik, ein Sinterwerkstoff oder Mineralwolle, z. B. Kaolinwolle, ist.