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Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Platten. o. dgl., insbesondere
aus Aluminium-und Magnesiumlegierungen in liegenden Gießformen Das Gießen von Metallen
in liegenden Kokillen hat gegenüber der Verwendung stehender Kokillen wesentliche
Vorteile, die besonders wirtschaftlicher Art sind. Dennoch hat es lange Zeit gedauert,
bis praktisch brauchbare Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Platten;
Blöcken o. dgl. in liegenden Kokillen entwickelt werden konnten.
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Es sind bereits die verschiedensten Verfahren und Ausführungen bekanntgeworden,
von,denen jedoch die meisten wegen der ihnen anhaftenden Mängel keine praktische
Bedeutung erlangt haben. Nach einem bekannten Vorschlag wird -der Boden der Gießform
gekühlt, während die Seitenwände aus einem die Wärme schlecht leitenden Werkstoff
bestehen, um eine möglichst gleichmäßige Erstarrung und glatte Oberfläche des Gußblockes
zu erzielen. Zum besseren Eingießen und zur Entnahme des erstarrten Gußstückes ist
die,Kokille mit einer Kippvorrichtung versehen. Insbesondere beim Gießen von Leichtmetallen
zeigt diese Anordnung aber erhebliche Nachteile, die ihre Verwendung für diesen
Zweck trotz ihrer' sonstigen Vorzüge gegenüber den stehenden Kokillen zurücktreten
lassen. Um eine größere Fallhöhe und ein Durcheinanderwirbeln des Gießstoffes zu
vermeiden, ist man nämlich bei der bekannten liegenden Kokille gezwungen, die Schmelze
an einer Längsseite der zunächst schräg gestellten Gießform einzugießen und diese
nach Hineinfüllen einer gewissen Menge in die waagerechte Lage zu kippen. Durch
die Bodenkühlung beginnt bereits die Erstarrung der Schmelze während der Fließbewegung
über den Boden und führt zu Überlappungen des Gießstoffes an der unteren Fläche
des Gießblockes und zu Oxydeinschlüssen im fertigen Gußstück. Weiterhin ist die
Erreichung paralleler, von unten nach
oben gerichteter Erstarrungsflächen
durch die somit bedingte ungleichmäßige Temperaturverteilung unmöglich.
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Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß die
Schmelze in die Kokille mittels einer Gießrinne, die sich zweckmäßig über die ganze
Länge der Gießform erstreckt, in möglichster Nähe des Bodens eingeleitet wird, wobei
zur Vermeidung vorzeitigen Erstarrens der Boden zunächst beheizt wird. Erst nach
vollständigem Bedecken des Bodens wird die Heizung abgestellt und eine intensive
Bodenkühlung eingeschaltet. Die weitere Zuleitung des Gießstoffes erfolgt .dann
unter Ausschaltung einer schädlichen Fallhöhe durch Absenken der Gießform bzw. Heben
der Gießrinne entsprechend dem Ansteigen des Gießspiegels, so daß die Gießrinne
mit dein Giefrspiegel -ständig in Berührung bleibt.
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Die Zuleitung des Gießstoffes durch Ab-
senken der Gießform
b z«-. Heben der Gießrinne ist zwar beim Gießen in stehenden Gießformen bereits
bekannt. Jedoch reicht naturgemäß die Übertragung dieser Maßnahme auf das Gießen
in liegenden Gießformen allein keineswegs aus, um die erwähnten `Nachteile zu vermei,.den;
dies wird vielmehr erst durch die Anwendung des im vorstehenden gekennzeichneten
Verfahrens ermöglicht.
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Mit einer Gießvorrichtung, die entsprechend diesem Verfahren arbeitet
und deren Aufbau ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung darstellt, läßt es
sich gleichzeitig erreichen, daß die Erstarrung annähernd geradlinig von unten nach
oben fortschreitet. Zu diesem Zweck sind die vornehmlich in an sich bekannter Weise
aus Wärme schlecht leitendem Werkstoff bestehenden Seitenwände der Gießform mit
einer eingebauten Heizvorrichtung versehen, die ihre Wärme fast ausschließlich nach
der Gießforminnenseite Irin gibt.
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In der Zeichnung sind einige Gießformen zur Ausführung .des Verfahrens
gemäß der Erfindung in verschiedenen Bauarten beispielsweise dargestellt.
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Es. ,zeigen: Abb. i eine mechanisch absenkbare Gießform mit feststehender
Gießrinne im Ou.erschnitt, Abb. 2 eine feststehende Gießform mit hydraulisch anhebbarer
Gießrinne im O.uerschnitt, Abb. 3 eine feststehende Gießform mit hydraulisch absenkbarem
Kokilleneinsatz im Ouerschnitt, Abb..I eine Eingießvorrichtung .in Draufsicht.
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Der Boden der liegend angeordneten Gießform nach Abb. i besteht aus
einer Grundplatte i, die auf einem Gehäuse 2 aufliegt. In dem Gehäuse 2 sind Heizkörper
3 unl Kühlkörper ,4 so angeordnet, daß Heizung und Kühlung wahlweise betätigt «-erden
können. Auf die Grundplatte i sind die Seitenwände 5 aufgesetzt, idie zweckmäßig
durch Schrauben 6 an dem Bodengehäuse befestigt sind. Die Seitenwände 3 sind derart
aus schlecht wärmeleitendem, wärmebeständigem Werkstoff aufgebaut, daß die in sie
eingelagerten Heizvorrichtungen-; ihre Wärme fast ausschließlich zur Gießforminnenseite
hin, beispielsweise durch Metalleinlage, ableiten können, während sie nach außen
hin wärmeisoliert sind. Zu Beginn des Gießvorganges inünden zur Vermeidung einer
Fallhöhe für die Schmelze die Ausflußöffnung 8 der mit einem Einguß.behälter c in
Verbindung stehenden Gießrinne io in unmittelbarer Nähe der Grundplatte i. Nachdem
der Boden mit der Schmelze i i gleichmäßig bedeckt ist, wird die Gießform, die auf
der Spindel 12 und den Führungsstempeln 13 ruht, mittels des über Stange
14 und Schneckengetriebe i 3 mit der Spindel 12 verbundenen Handrades i6 entsprechend
der fortschreitenden Füllung der Kokille abgesenkt. Das Absenken der Gießform kann
auch hydraulisch, elektrisch oder auf eine sonst bekannte -@rt erfolgen. Die Alsenkgeschwindiglceit
ist zweckmäßig so gehalten. daß die Ausflußöffnungen 8 der Gießrinne io ständig
in Höhe des Gießspiegels bleiben, wobei Eingußbehälter 9 und Gießrinne io fest auf
dem Ständer 17 angebracht sind.
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Bei der Ausführungsform nach Abb.2 ist die Kokille fest auf einem
Ständer 18 angeordnet. Die Einstellung,der zur Vermeidung einer Fallhöhe notwendigen
Entfernung der Gießrinne i9 vom Kokillenboden 20 geschieht durch Anheben des Eingußbehälters
21, an dem die Gießrinne i9 befestigt. ist. Zu diesem Zweck steht der Eingußbehälter
21 auf einem im Zylinder 22 befindlichen Stempel 23, der hydraulisch gehoben und
gesenkt werden kann.
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In Abb. 3 ist eine Gießform dargestellt, bei der die Aufheizung des
Gießform,bodens 26 nicht vom Bodengehäuse aus, sondern durch die in die Seitenwände
eingebaute Heizvorrichtung 27 erfolgt. Diese Art der Ausführung hat den Vorteil"daß
im Bodengehäuse nur die Kühlkörper 28 untergebracht zu werden brauchen. Der Boden
26 ist mit metallenen Seitenwänden 29 versehen, wodurch ein ringsum geschlossener
Kokilleneinsatz gebildet wird. Der Kokilleneinsatz ruht auf hydraulisch absenkbaren
Stempeln 3o und befindet sich mit seinem Boden 26 zu Beginn des Gießvorganges am
oberen Ende der Wärme schlecht leitenden, wärmebeständigen Gießformwände 3i (linke
Hälfte der Abb. 3). Dadurch wird der Boden 26 so lange durch die Heizkörper 27 aufgeheizt,
bis
bei fortschreitendem Absenken des Kokilleneinsatzes entsprechend dem Ansteigen des
Gießspiegels die Heizkörper 27 durch die metallenen - Seitenwände 29 des Kokillenein=
satzes abgedeckt sind (rechte Hälfte der Abb. 3).
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Eine besonders zweckmäßige Ausführung der Eingießvorrichtung zeigt
Abb.4. Der Eingießbehälter 32 ist durch eine Querwand 33 in zwei Kammern 34 und
35 unterteilt. Die Schmelze wird, in :die Kammer 35 einge-. füllt und gelangt durch
eine im unteren Teil der Querwand 33 befindliche Öffnung 36 (Abb. i) in die Kammer
34. Die Unterteilung des E:inguß:behälters hat den Zweck, daß die auf der Schmelze
befindlichen Oxyde durch die Querwand zurückgehalten werden. An die Kammern 34 schließt
sich die schräg abwärts führende Zufuhrrinne 37 an, die sich in zwei Zufuhrrinnen
38 und 39 gabelt, um der Gießrinne 4o die Schmelze möglichst gleichmäßig zuführen
zu können. Die Zufuhrrinnen 3$ und 39 münden schräg in -die Gießrinne 4o, wodurch'
eine gleichmäßige Verteilung der Schmelze unter Vermeidung stärkerer D,urchwirbelung
erreicht wird. Die Gießrinne 4o erstreckt sich zweckmäßig über die ganze Länge der
Kokille und ist mit spitzförmigen Austrittsöffnungen 41 versehen. Sie wird vorteilhaft
in -der Mitte :der Kokille gehalten, -damit sich die .Schmelze rasch und gleichmäßig
über den Kokillenquerschnitt verteilen kann.
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Die in :den Abb. i bis 4 ,dargestellten Gießformen sind Beispiele
zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung, bei denen die Anwendung der beschriebenen
Einzelmerkmale selbstverständlich beliebig untereinan:dex auszetauscht werden kann.
nach Abstellen der Heizung und Einschalten einer intensiven Bodenkühlung unter an
sich bekanntem Absenken der Form bzw Heben der Gießrinne unter Vermeidung einer
größeren Fallhöhe bis zum Füllen der Form zugeleitet wird.
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2. Gießform zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch
gekennzeichnet, daß der Boden der liegend angeordneten Gießform mit einer wahlweise
zu betätigenden Heizung und Kühlung versehen ist und die Ausflußöffnungen einer
sich zweckmäßig über die ganze Länge der Gießform erstreckende# Gießrinne in möglichster
Bodennähe münden, wobei die Gießrinne durch allmähliches Absenken der Gießform bzw.
durch allmähliches Anheben der Gießrinne selbst entsprechend der fortschreitenden
Füllung der Kokille dem Gießformboden gegenüber entfernbar ist.
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3. Gießform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vornehmlich
in bekannter Weise aus schlecht wärmeleitendem Werkstoff bestehenden Seitenwänden
der Gießform mit einer eingebauten, die Wärme nach der Gießforminnenseite zu abgebenden
Heizvorrichtungversehen sind.
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4. Gießform nach Anspruch 2 und 3, da-.durch gekennzeichnet, .daß
die in die Seitenwände eingebaute Heizvorrichtung zur Aufheizung des Gießformbodens
dient.
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5. Gießform nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, däß die
sich über die ganze Länge der Gießform erstreckende Gießrinne mit schlitzförmigen
Austrittsöffnungen für die Schmelze versehen und durch zwei in Nähe ihrer Enden
schräg in sie mündenden Zufuhrrinnen mit dem Eingußbehälter verbunden ist.