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Verfahren und Kokille zum Herstellen von Fertiggußstücken Es ist bekannt,
zum Herstellen von Fertigguß stücken aus Metallen eine mehrteilige Kokille zu verwenden,
bei - der die das Schrumpfen des Gußstückes behindernden Form- oder Kernteile beweglich
eingesetzt sind und nach begonnenem Erstarren, aber vor dem Erkalten des Guß stückes
durch Zug, Druck, Stoß oder SchIag schnell entfernt werden, so daß das. Zusammenziehen
des sich abkühlenden Gußstückes ungehindert vor sich gehen kann. Bei Hohlgußkörpern
sind es in der Hauptsache Metallkerne, die das Schrumpfen des Guß stückes in hohem
Maße behindern und beinahe unmöglich machen. Die Gefahr, daß die Gußlstücke beim
Erkalten Risse erhalten, entsteht einerseits durch die Schrumpfspannungen und anderseits
durch das oft gewaltsame Lösen der Kerne. Es muß deshalb danach gestrebt werden,
die vom Gießmetall eingeschlossenen Form- oder Kernteile in denkbar kürzester Zeit
zu entfernen. Dies ist mit dem bekannten Verfahren nicht in vollem Umfang möglich,
da hier die beweglich eingesetzten Teile mittels besonderer Vorrichtungen, z. B.
Durchzieh- oder Druckpressen, Treibeisen u. dgl., nacheinander losgeschlagen werden.
Trotzdem diese Vorrichtungen das Öffnen und Auseinandernehmen der Kokille auf schnellstem
Wege ermöglichen sollen, erfordert es eine gewisse Zeit
und viele
einzelne Griffe, um die Kokillenteile nacheinander zu lösen, so daß auch bei größter
Geschicklichkeit eines gut eingearbeiteten Gießers immerhin Zeitspannen von Teilen
einer Minute verstreichen. Dabei kann bei einem Fehlgriff das Schrumpfen des Gußstückes
schon so weit vorgeschritten sein, daß die Kokille ohne Gewaltanwendung nicht mehr
zu öffnen ist und das Guß stück infolge der starken Schrumpfspannungen unbrauchbar
wird. Auch kann hierbei die Kokille leicht beschädigt werden.
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Nach dem Eingießen des- Metalls in den Hohlraum der Kokille beginnt
das flüssige Metall zu erstarren, indem es seine Hitze schnell den benachbarten
Kokillenteilen überträgt. Die vom Metall berührten Flächen der Kokille werden zum
Glühen gebracht und dehnen sich aus, während das erstarrende Gußstück sich zusammenzieht.
Infolge dieser entgegengesetzten Vorgänge entstehen in der Kokille hohe Spannungen,
die teilweise noch durch das gewaltsame Öffnen der Kokille erhöht werden, denn es
ist selbstverständlich, daß die Kokillenteile sich bei den in der Kokille entwickelnden
Spannungen festziehen und zu ihrem Lösen eine gewisse Kraft erforderlich ist. Mit
den bisher bekannten Ausbildungen der Kokille konnte das Entstehen der schädlichen
Schrumpfspannungen nicht mit voller Sicherheit vermieden werden. Besonders bei Verwendung
von Kokillen, die vor jedem Gießvorgang durch Eintauchen in ein Wasserbad stark
abgekühlt werden, erstarrt das eingegossene Metall in sehr kurzer Zeit, namentlich
wenn es sich um Metallegierungen mit hohem Schmelzpunkt, wie Kupferlegierungen usw.,
handelt. Will man aber die Gußstücke beispielsweise als Ventilgehäuse für hohen
Druck verwenden, so müssen Schrumpfspannungen und die damit verbundenen Risse auf
jeden Fall vermieden werden, um eine genügende Dichtigkeit des Gußkörpers zu erhalten.
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Bei Gießmaschinen mit hydraulisch betätigten Form- und Kernteilen
ist es bekannt, sämtliche Kernteile gleichzeitig von dem Gußstück abzuziehen, sobald
das in die Form eingegossene Metall genügend erhärtet ist.
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Da das Guß stück beim Lösen der Kernteile bis zu einem gewissen Grade
abgekühlt sein muß, so können hierbei Schrumpfspannungen nicht vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch in vollkommener Weise
gelöst, daß sämtliche das Schrumpfen des Guß stückes behindernden Form- oder Kernteile
der von Hand mittels Gießkelle mit dem Gießmetall angefüllten Kokille unmittelbar
nach Beendigung des Gießvorganges, aber noch vor dem Beginn des Erstarrens des Guß
stückes gleichzeitig schlagartig entfernt werden. Da diese das Schrumpfen des Guß
stückes behindernden Kokillenteile unmittelbar nach Beendigung des Gießvorganges
entfernt werden, also zu einer Zeit, in der das Guß stück noch plastisch ist, so
können hierbei auch keine Schrumpfspannungen auftreten, und das Gußstück findet
beim Beginn des Erstarrens keine Schrumpfungswiderstände vor. Es ist also für die
Erfindung wesentlich, daß sämtliche das Schrumpfen behindernden Teile sofort nach
dem Vollgießen der Kokille schlagartig entfernt werden, damit das Guß stück sich
beim Lösen der Kokillenteile noch im plastischen Zustand befindet und der Erstarrungsvorgang
nicht eingesetzt hat. Damit dieses sofort im Anschluß an das Vollgießen einsetzende
Lösen der Kokillenteile ohne irgendwelche Verzögerungen ermöglicht werden kann,
werden bei der zur Ausführung dieses Verfahrens verwendeten Kokille die Form-oder
Kernteile von einer Spannvorrichtung zusammengehalten, die durch auf nur eine Stelle
ausgeübten Zug, Druck, Stoß oder Schlag lösbar ist, wodurch alle das Schrumpfen
des Guß stückes behindernden Form- oder Kernteile gleichzeitig gelöst bzw. entfernt
werden. Die hierbei verwendete Spannvorrichtung besteht vorteilhaft aus einer oder
mehreren die Kokillenteile umfassenden Gabeln, die mittels an der Kokille angebrachter
Führungen die genaue Lage der beweglichen Form- oder Kernteile sichern, so daß stets
die gleiche Maßgenauigkeit des Gußstückes gewährleistet ist. Die Schenkel einer
Gabel werden hierbei mit vorzugsweise keilförmigen Ansätzen versehen, gegen die
sich die Spannvorrichtungen der übrigen Form-oder Kernteile legen, die beim Verschieben
der mit den Ansätzen versehenen Gabel gleichzeitig gelöst werden. Diese die keilförmigen
Ansätze aufweisenden Schenkel der zweckmäßig mit einem Handgriff versehenen Spanngabel
ragen hierbei nach unten über die Kokille hinaus, so daß beim Aufstoßen der mit
dem Gießmetall gefüllten Kokille auf eine feste Unterlage, z. B. einen Gießtisch,
sämtliche beweglichen Teile der Kokille gleichzeitig gelöst werden, ohne daß hierbei
noch ein besonderes Gerät, z. B. Hammer o. dgl., notwendig ist.
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Eine für das Verfahren gemäß der Erfindung beispielsweise verwendete
Kokille ist in der Zeichnung in der Ansicht dargestellt, und zwar zeigt Abb. I die
geschlossene Kokille zu Beginn des Gießvorganges und Abb. 2 die Kokille mit gelösten
Kernteilen nach dem Eingießen des Metalls.
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Die zum Gießen der Gehäuse von Durchgangsventilen dienende Kokille
besteht aus
den beiden Hälften I, 2, deren jede mit einem Handgriff
3, 4 versehen ist. In die beiden Kokillenhälften ist die Eingußöffnung 5 und an
der gegenüberliegenden Seite die Luftabführungsöffnung 6 eingearbeitet. In die beiden
Kokillenhälften I, 2 sind die drei Kerne 7, 8, 9 eingesetzt, die aus Stahl bestehen.
Jeder Kern 7, 8, 9 ist an einer Gabel I0, II, 12 befestigt, deren Schenkel die beiden
Kokillenhälften zusammenspannen und an deren Mittelteil je ein Handgriff 13, 14,
15 angebracht ist. Die beiden Schenkel der Spanngabel I0 sind an ihrer Innenseite
mit einer Längsnut I6 versehen, die in Fuhrungsstifte I7 an der Außenfläche der
beiden Kokillenhälften 1, 2 eingreift und dadurch die genaue Lage des an der Spanngabel
I0 befestigten Kernes 7 sichert. Die beiden Schenkel der Spanngabel I0 sind außerdem
mit zwei gegenüberliegenden keilförmigen Ansätzen I8 versehen und ragen mit ihrem
unteren Ende über die beiden Kokillenhälften hinaus. Die Schenkel der beiden Spanngabeln
11, I2 sind durch in die Außenfläche der Kokillenhälften eingesetzte Stifte 19 geführt
und an ihren den Keilflächen 18 zugewendeten Enden abgeschrägt.
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Zu Beginn des Gießvorganges werden die drei Spanngabeln I0, II, I2
mit den an ihnen befestigten Kernen 7, 8, 9 in die in Abb. 1 dargestellte Lage gebracht,
worauf das Gießmetall in die Eingußöffnung 5 der geneigt gehaltenen und zweckmäßig
Rüttelschwingungen ausgesetzten Kokille eingegossen wird.
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Hierbei hält der Gießer die Kokille mit der linken Hand an dem Handgriff
13, während er mit der rechten Hand den Gießlöffel führt.
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Sobald die während des Eingießens allmählich verschwenkte Kokille
mit dem Metall angefüllt ist, wird sie ohne weitere Verzögerung kräftig auf den
Gießtisch gestoßen, wobei die über die Kokille hinausragenden unteren Enden der
Schenkel der Spanngabel 10 auf den Gießtisch auftreffen und gegen die Kokille nach
oben verschoben werden in die in Abb. 2 dargestellte Lage. Hierbei wird der an der
Spanngabel I0 befestigte Kern 7 aus der Kokille gezogen. Zur selben Zeit werden
aber auch mittels der Keilflächen I8 die beiden Spanngabeln II und I2 mit den an
ihnen befestigten Kernen 8 und 9 aus der Kokille herausgezogen, und zwar geschieht
das Herausziehen der drei Kerne 7, 8, 9 schlagartig und unmittelbar nach dem Aufschlagen
der Kokille auf den Gießtisch im gleichen Augenblick. Da der Gießer die gefüllte
Kokille mit der linken Hand auf den Gießtisch aufstoßen kann, ohne daß er vorher
den Gießlöffel ablegen muß, so vergeht die denkbar kürzeste Zeit zwischen dem Füllen
der Kokille und dem Öffnen der Kerne bzw.
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Lösen der beiden Kokillenhälften. Die gefüllte Kokille wirkt hierbei
durch ihr Gewicht wie ein Hammer- Es können daher ohne Schwierirgkeiten die zum
Lösen der Kerne nötigen Kräfte erzeugt werden. Diese sind an sich gering, da das
Guß stück sich im plastischen Zustand befindet und das Erstarren noch nicht eingesetzt
hat. Nach dem Lösen der Kerne ist die Spannung in der Kokille aufgehoben, und es
kann das Guß stück dann ungehindert durch Schrumpfspannungen erstarren und sich
abkühlen.
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Die einzelnen Spanngabeln IO, II, I2 werden nach dem Lösen mittels
ihrer Handgriffe von den beiden Kokillenhälften I und 2 völlig abgezogen, wodurch
die beiden Kokillenhälften auseinanderfallen und das Guß stück freigeben, das sich
hierbei noch in rotglübendem Zustand befindet.
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Die einzelnen Kokillenteile werden dann in an sich bekannter Weise
in ein Wasserbad getaucht, das die zur Bildung einer dünnen Schicht auf der Kokillenoberfläche
erforderlichen Stoffe, u. a. auch Graphit, in feiner Verteilung enthält. Durch dieses
Eintauchen werden nicht nur die eigentlichen Kokille teile, sondern auch die Kerne
und Spanngabeln mit dem dünnen Uberzug versehen, der noch den Vorteil hat, daß er
die Reibung der Schenkel der Spanngabeln II, 12 an den Keilflächen 18 erheblich
herabsetzt und auch deren Verschleiß verringert.
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Die Erfindung ist von besonderer Bedeutung für das Herstellen von
Fertiggußstücken beliebiger Form und Größe aus Kupferlegierungen, z. B. aus Messing
u. dgl. Sie kann aber auch für alle anderen Nichteisenmetalle oder Metallegierungen,
und zwar sowohl für Schwermetalle wie Zink u. dgl. als auch für Leichtmetalle Anwendung
finden. Die Erfindung ermöglicht es außerdem, auch aus minderwertigen Metallen,
die zum Gießen in Sand ungeeignet sind, druckfeste saubere Guß teile, insbesondere
Armaturen für hohe Drücke herzustellen. Ferner hat die Erfindung den Vorteil, daß
die Arbeitsleistung des Gießers infolge Einsparung von Arbeitsgängen ohne Mehraufwand
von Arbeitskraft bedeutend erhöht wird, so daß neben dem technischen auch ein erheblicher
wirtschaftlicher Vorteil erzielt wird.