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Verfahren und Einrichtung zum Formen von gekühlten Schieberplatten
od. dgl. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Formen von gekühlten Schieberplatten
oder ähnlichen Hohlkörpern mit spiralförmigen Querwänden für die Kühlmittelführung,
beispielsweise für Heißwind-und Heißgasschieber im hüttenmännischen Betrieb.
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Bekannte gekühlte Schieberplatten dieser Art sind zweiteilig ausgeführt,
wobei die Verbindung der beiden Schieberplattenteile an einer großen Zahl von Punkten
erfolgen muß, was für die Herstellung einen erheblichen Aufwand an Arbeitszeit,
Werkzeug und Werkstoff zur Folge hat, sowie den Nachteil, daß die verhältnismäßig
dünnwandigen Querwände an jeder Verbindungsstelle zur Aufnahme der Verbindungsschrauben
verstärkt werden müssen.
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Die Erfindung vermeidet diese Nachteile, und zwar dadurch, daß in
der zweckmäßig in bekannter Weise aus Ober- und Unterkasten bestehenden Gießform
zunächst das die Außenform der Schieberplatte od. dgl. wiedergebende Formmodell
eingeformt, daß daraufhin in den durch Herausnahme des Formmodells entstehenden
Hohlraum der die spiralförmigen Querwände und die Außenwandung der Schieberplatte
od. dgl. festlegende ein- oder mehrteilige Kern eingebracht wird, welcher in der
Gießform mittels Haltestücken, welche durch die Außenwandung und durch eine oder
mehrere der spiralförmigen Querwände hindurchführen, und mittels Abstandsstücken
gehalten wird, und daß in der so vorbereiteten Gießform die Schieberplatte od. dgl.
in einem Stück gegossen wird.
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Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Weiterentwicklung des
Verfahrens, die darin besteht, daß der mit den Haltestücken versehene Kern auf einer
Hilfsplatte, z. B. einer Leichtmetallplatte, aufgeformt wird, auf welche der Kern,
zweckmäßig
mittels an der Hilfsplatte angebrachter Handgriffe, in
die Gießform eingelegt wird, woraufhin nach Drehen der Gießform die*Hilfsplatte
vom Kern abgenommen wird. Besonders zweckmäßig ist es dabei, daß vor dem Drehen
der Gießform zwischen dem mit den Haltestücken versehenen Kern und der Sandform
im Oberkasten Abstandsstücke in Form von Kernstützen, Kernnägeln od. dgl. vorgesehen
werden, welche nach dem Abnehmen der Hilfsplatte auch an der dem Unterkasten zugewandten
Seite des Kerns vorgesehen werden.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Einrichtung zum Ausüben des
oder der vorgenannten Verfahren, die darin besteht, daß die Haltestücke als mit
einer Umhüllung aus Formmasse versehene Rohre ausgebildet sind, deren Querschnittsabmessungen
klein im Vergleich zum Querschnitt des Kühlmittelkanals in der Schieberplatte sind.
Dabei worden zweckmäßig drei Halterohre vorgesehen, von denen das erste und dritte
Rohr bei in der Gießstellung befindlicher Gießform ganz oder nahezu waagerecht verlaufen,
während das mittlere Rohr etwa durch den Mittelpunkt des Kerns hindurchfuhrt und
spitzwinklig zu den beiden äußeren Rohren verläuft.
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In Weiterentwicklung des Erfindungsgedankens wird eine andere Befestigungsart
für den Gießkern in Vorschlag gebracht, die darin besteht, daß vier radiale Halterohre
und zwei weitere Halterohre so vorgesehen sind, daß ihre Achsen mit denjenigen der
Kühlmitteleintritts- und -austrittsöffnungen der Schieberplatte zusammenfallen.
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Außerdem wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Gießform zwei
oder mehr Eingüsse und keinen Steiger aufweist, wobei das Metallaustrittsende der
Eingüsse zweckmäßig in der Nähe derjenigen Punkte liegt, wo das obere Halterohr
den Kern verläßt. Dabei können im Gießkern die Lüftungsöffnungen in den Querwänden
im oberen Bereich der Schieberplatte eingeformt sein.
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Schließlich bezieht sich die Erfindung noch auf Maßnahmen zur Verstärkung
des Gießkerns und zur Erleichterung des Kernausblasens. Eine dieser Maßnahmen besteht
erfindungsgemäß darin, daß zur Verstärkung des Kerns parallel zur Innenkante der
Außenwandung und parallel zu den beiden Kanten der spiralförmigen QuerwändeVerstärkungsdrähte
eingelegt sind. Dabei ist es besonders zweckmäßig, daß in radialer Richtung weitere
Verstärkungsdrähte vorgesehen sind, die die parallel geführten Verstärkungsdrähte
miteinander verbinden. In einer der beiden ebenen Wände der Schieberplatte können
Hilfslöcher eingebohrt werden, die zum Herausnehmen der Befestigungsdrähte dienen
und später, ebenso wie die Öffnungen, durch die die Halterohre durch die Außenwandung
hindurchgeführt sind, durch Schraubstopfen od. dgl. verschlossen werden.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt, und
zwar zeigt Fig. i in Draufsicht und Schnittdarstellung die gekühlte Schieberplatte
mit spiralförmigen Querwänden für den Kühlmittelkanal, die erfindungsgemäß in einem
Stück gegossen wird, Fig. z einen Schnitt durch die Schieberplatte gemäß Fig. i
nach der Schnittlinie II-II in Fig. i, Fig. 3 einen Schnitt nach der Schnittlinie
III-III in Fig. i, Fig. q, in Schnittdarstellung die Einformung des Formmodells
auf einer Bohlenlage, Fig.5 die Einformung des Formmodells im darübergestülpten
Formkastenteil; Fig. 6 die Einformung des Formmodells in der aus Unter- und Oberkasten
zusammengesetzten Gießform, Fig. 7 den Kern in Schnittdarstellung gemäß der Schnittlinie
VII-VII in Fig. 8, Fig. 8 eine Draufsicht auf den Kern gemäß Fig. 7, Fig. 9 einen
Schnitt durch die Gießform mit eingelegtem Kern gemäß Fig. 7, Fig. io eine Seitenansicht
der Gießform in der Gießstellung, während Fig.ii eine Draufsicht auf einen Gießkern
wiedergibt, der gegenüber der Ausführungsform nach den Fig. 7 und 8 etwas abgeändert
ist.
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Wie sich aus den Fig. i bis 3 ergibt, ist i die erfindungsgemäß in
einem Stück zu gießende Schieberplatte mit spiralförmigen Querwänden 2, welche einen
Gegenstromkühlkanal3 bilden, dem das.Kühlwasser durch den Einlaß q. zugeführt wird.
Das. Kühlwasser verläßt nach der Kühlung das Innere der Schieberplatte durch den
Auslaß 5. Damit sich keine Luftsäcke bilden, sind an den höchsten Stellen der in
Querrichtung verlaufenden Querwände Lüftungsöffnungen 6, 7 und 8 vorgesehen, von
denen die Öffnungen 8 in der Achse q.' des Einlasses q. liegen, so daß diese entweder
im Gießmodell eingeformt oder auch noch später durch die Einlaßöffnung q. hindurchgebohrt
werden können. Die Öffnungen 6 und 7 werden aber zweckmäßig eingeformt, da sie in
der gegossenen Schieberplatte schlecht zugänglich sind.
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Die Herstellung der Gießform, welche zum Gießen der Schieberplatte
i benutzt werden kann, ist (entsprechend der einen Ausführungsform der Erfindung)
aus den Fig. q. bis io ersichtlich. Das der Außenform der Schieberplatte i entsprechende
Formmodell 9 wird zunächst auf der Bohlenlage io seitlich mittels des Formkranzes
i i eingeformt.
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Wie Fig. 5 zeigt, wird dann 'auf das insoweit eingeformte Modell 9
der Unterkasten 12 der Gießform aufgebracht und daraufhin die (jetzige) Oberseite
des Formmodells 9 und des Formkranzes i i mit Sand 13 eingeformt.
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Fig.6 zeigt, daß nunmehr die in Fig.5 dargestellte Teilform gewendet
wird, so daß der Kastenteil i2 nach unten kommt, woraufhin die Bohlenlage io abgenommen
und der Oberkasten 14 aufgesetzt und mit Formsand 13 ausgefüllt wird. Nach Herausnehmen
des Formmodells 9 wird in den so entstandenen Hohlraum der in den Fig.7 und 8 gezeigte
Kern 15 eingelegt.
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Der Kern 15 wird, wie insbesondere Fig. 8 zeigt, von drei Halterohren
16 bis 18 gehalten, wovon die beiden Halterohre 16 und 18 (bei aufrechtstehendem
Kern 15) etwa waagerecht verlaufen, während das Halterohr 17 durch den Mittelpunkt
i5a des Kerns 15
hindurchgeht und spitzwinklig zu den Halterohren
16 und 18 von links oben nach rechts unten verläuft. In den Kernteilen 4a, 511,
welche den Ein-und Auslässen 4. und 5 (Fig. i) entsprechen, sind ebenfalls Halterohre
4b, 5b vorgesehen. Die Halterohre, die zweckmäßig mit einer aus Formmasse bestehenden
Umhüllung versehen sind, werden mittels eingebohrter Löcher mit zur Abführung der
beim Gießen entstehenden Dämpfe und Gase herangezogen und haben einen Querschnitt,
der als klein gegenüber dem Querschnitt des Strömungskanals 3 angesehen werden kann,
so daß die an den Stellen i9 in den spiralförmigen Querwänden 2 entstehenden (und
verbleibenden) Durchlässe die Strömung entlang dem Kanal 3 nur unwesentlich beeinflussen.
Die an den Stellen 2o in der Außenwandung ja (Fig. i) entstehenden Durchlässe werden
durch Schraubstopfen verschlossen. Für die Rohre eignen sich solche mit 16 mm Außendurchmesser
plus 2 mm Kernschicht, wenn Schieberplatten mit einem Durchmesser von etwa i m gegossen
werden.
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Zum Halten der Kernmasse sind parallel zur Gehäuseaußenwandung ja
und parallel zu den Querwänden 2 verlaufende Befestigungsdrähte oder Drahtreihen
21, z. B. aus 2-mm-Draht, vorgesehen. Gleichlaufend mit den Drähten wird zur besseren
Entgasung des Kerns Wachsschnur eingelegt. In radialer Richtung vorgesehene Hilfsdrähte
22 sorgen für eine weitere Verstärkung des Verbands des Kerns 15.
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Wie aus Fig. 7 hervorgeht, wird der Kern 15 im Kernschlag auf einer
Hilfsplatte 23, die aus Leichtmetall, z. B. Aluminium, bestehen kann, hergestellt,
wobei das Einlegen des Kerns mittels zweier Handgriffe 24 vorgenommen wird, welche
in Gewindebohrungen 25 in der Platte 23 eingeschraubt werden können.
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Wie Fig. 9 zeigt, wird der Kern 15 auf der Hilfsplatte 23 in die aus
Oberkasten 14 und Unterkasten 12 bestehende Form eingelegt, nachdem das Formmodell
e herausgenommen worden ist, wobei im Oberkasten vorgesehene Kernstützen 26, die
beispielsweise als Kupfernägel ausgebildet sind, den Kern 15 in der richtigen Höhe
halten, wenn der Formkasten aus der in Fig.9 dargestellten Lage wieder gewendet
wird. Nach Abheben des Kastenteils 12 wird dann die Hilfsplatte 23 entfernt, an
deren Stelle Kernstützen ähnlich denjenigen der bei 26 angedeuteten Art treten.
Nach dem Wiederaufbringen des Kastenteils 12 ist die in Fig. io gezeigte Gießform
27 fertig. Wie aus dieser Figur hervorgeht, sind zwei Eingüsse 28, 29 vorgesehen,
die unten bei 28a bzw. 29a in der Nähe der Durchtrittsstellen des Halterohres 16
durch den Außenmantel 2a endigen. Ein Steiger ist bei der vorbeschriebenen Form
nicht nötig. Nach dem Gießen, Putzen und Kernausblasen werden die Befestigungsdrähte
2i, 22 durch Bohrungen 30 (Fig. i) hindurch entfernt, die danach durch Schraubstopfen
verschlossen werden.
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Das in den Fig. i bis io dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung
kann in verschiedener Weise abgeändert werden, ohne daß der Erfindungsbereich verlassen
wird. So ist es möglich, den Kern 15 in der aus Fig. i i ersichtlichen Weise auszubilden,
wobei die vier radial verlaufenden Halterohre 31 und die beiden in Richtung der
Achsen q.', 5' vorgesehenen Halterohre 32 die Kernmasse in einer für den Guß ausreichenden
Weise halten und jede Durchbrechung der spiralförmigen Querwände vermieden wird.