AT142917B

AT142917B - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Hohlstangen oder anderen rohrförmigen oder hohlen Gußkörpern.

Info

Publication number: AT142917B
Authority: AT
Original assignee: Bofors Ab
Priority date: 1932-11-19
Filing date: 1933-11-14
Publication date: 1935-10-10
Also published as: GB407472A; US2067390A; AT147185B; US2067389A; AT145865B; GB424272A; FR764915A; DE672316C

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Hohlstangen oder anderen rohrförmigen oder hohlen
Gusskörpern.

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Hohlstangen oder andern rohrförmigen oder hohlen Gusskörpern, wie z. B. Hohlstangen für Gesteinsbohrer od. dgl.

Es ist bereits bekannt, derartige Körper durch Giessen von geschmolzenem Metall um einen massiven oder hohlen Kern aus geeignetem Material, der dabei im letzteren Fall mit dem Gussmetall zusammen- geschweisst wird, herzustellen.

Dieses bekannte Verfahren wird gewöhnlich in der Weise ausgeführt, dass geschmolzenes Eisen oder geschmolzener Stahl in Kokillen soleher Grösse gegossen wird, dass die erhaltenen Gussstüeke direkt zum Walzen verwendet werden können, wodurch eine besondere Verminderungsoperation der Gussstücke vermieden wird. Dabei wird gewöhnlich eine Anzahl Kokillen zu einer einzigen Gruppe zwecks gleich- zeitiger Herstellung einer Anzahl Gussstücke vereinigt. Das geschmolzene Metall wird dabei den Kokillen von unten durch Öffnungen zugeführt, die mit einem gemeinsamen Eingusskanal verbunden sind, so dass das Metall in den Gussformen von unten nach oben steigt.

Die bei diesem bekannten Verfahren verwendeten Kokillen sind aus mehreren Teilen zusammen- gesetzt und am Boden mit einem Behälter aus schwer schmelzbarem Material verbunden. Dieser Be- hälter ist mit einem Zuführkanal für das geschmolzene Metall versehen, der mit dem Inneren der Kokille durch zwei im Verhältnis zum Kern symmetrisch im Boden der Kokille angeordnete Öffnungen in Ver- bindung steht. Der Behälter ist auch mit einer Aussparung versehen, die zur Zentrierung des unteren Endes des Kernes dient, um welchen das Metall gegossen werden soll. Um das Überfliessen des Metalls zu verhindern, sind die Kokillen ferner mit einem Deekel versehen, der auch zur Zentrierung des oberen Endes des Kernes dient.

Das vorstehend beschriebene bekannte Verfahren ist mit mehreren wesentlichen Nachteilen behaftet, die seiner praktischen Verwendung entgegenstehen und die insbesondere auf die Konstruktion und Bauart der Kokillen zurückzuführen sind.

Zufolge der kleinen Abmessungen der Gussstücke und damit auch der Kokillen werden beispielsweise die Eingussöffnungen im Boden der Kokille entweder so nahe am Kern angeordnet, um welchen das geschmolzene Metall gegossen werden soll, dass der untere Teil des Kernes durch die Einwirkung des einströmenden Gussmetalls stellenweise zum Schmelzen gebracht und, wenn der Kern rohrförmig ist, sogar durchgeschmolzen wird, oder es werden die Eingussöffnungen mehr in der Nähe der Kokillenwand angeordnet, in welchem Falle dann diese beschädigt wird. Ferner wird der beim Erstarren des Gussmetalls gebildete Lunker sieh weit nach unten im Gussstück erstrecken.

Von den bisher bekannten Arten der verlorenen Köpfe, die durch Beschränkung der Lunkerbildung auf das Metall innerhalb des verlorenen Kopfes zur Verhinderung der Bildung von Lunkern im eigentlichen Gussstüek dienen, kann nämlich keine hier verwendet werden, da die Kokille, wie bereits ausgeführt, oben geschlossen sein muss.

Ein weiterer Nachteil dieses bekannten Verfahrens ist, dass infolge der Verwendung einer grossen Anzahl zu einer Gruppe vereinigter Kokillen, die zur Herstellung eines verhältnismässig geringen Gesamtgewichtes von Gussstücken erforderliche Anzahl einzelner Teile sehr gross ist, was eine wirtschaftliche Herstellung erschwert oder gar unmöglich macht.

Die vorliegende Erfindung hat nun zum Zweck, diese Nachteile zu beseitigen und Mittel zu schaffen zur Herstellung von rohrförmigen und andern hohlen Körpern durch aufsteigenden Guss um einen in

eine Kokille eingesetzten massiven, rohrförmigen oder zusammengesetzten (z. B. aus einem Rohre mit darin eingesetzten Kern bestehenden) Kern bzw. um in die Formräume einer Kokille mit mehreren Formräumen eingesetzte solche Kerne, wobei der Kern bzw. die Kerne mit dem Gussmetall in einer in tech- niseher und ökonomiseher Hinsicht befriedigenden Weise zusammengeschweisst werden. Erfindunggemäss wird das Giessen in einer Kokille ausgeführt, deren Formraum bzw. Formräume im oberen Teil mit je einem verlorenen Kopf versehen sind.

Der gemäss der Erfindung verwendete verlorene Kopf wird vorzugsweise derart ausgebildet, dass das Volumen bei aufrechterhaltener voller Wirksamkeit, d. li. ohne Herabsetzung der erstarrungsver- zögernden Wirkung des verlorenen Kopfes, so klein wie möglieh wird. Ferner wird dem verlorenen Kopf zweckmässig eine derartige Form gegeben, dass am Gussstuck keine Gussnähte oder Fugen entstehen können, welche sonst das Herausnehmen des Blockes aus der Kokille erschweren können. Der verlorene Kopf kann auch mit Ausnahme von Luftlöchern als Deckel für die Kokille dienen, aber es ist einleuchtend, dass über dem verlorenen Kopf auch ein anderer Deckel angebracht sein kann, um den verlorenen Kopf in der richtigen Lage zu halten zwecks Zentrierung des Kernes oder für andere Zeweke.

Ferner wird die Kokille gemäss der Erfindung derart ausgeformt und die Eingussöffnungen fiir das geschmolzene Metall derart angeordnet, dass weder der in die Kokille eingesetzte Kern noch die Wände der Kokille durch das geschmolzene Metall beschädigt werden. Dies wird z. B. dadurch erreicht, dass die Formräume oder Kammern der Kokille einen solchen Querschnitt erhalten, dass die Abstände zwischen den Wänden des Formraumes und dem darin eingesetzten Kern an verschiedenen Stellen verschieden gross sind, und ferner durch Anordnung der Eingussöffnungen für das geschmolzene Metall an denjenigen Stellen, wo diese Abstände am grössten sind. So kann z.

B. der Querschnitt der Formräume der Kokille zweckmässig vieleckig oder viereckig sein mit etwas abgerundeten Ecken, wobei die Eingussöffnung oder die Eingussöffnungen auf einem oder mehreren Durchmessern im Boden des Formraumes angeordnet sind.

An Stelle einer Anzahl von kleinen zusammengesetzten, zu einer Gruppe vereinigten Kokillen wird gemäss der Erfindung vorzugsweise eine einzige, eine Mehrzahl Formräume enthaltende Kokille (im naehstehenden als Multipelkokille bezeichnet) verwendet, in der eine entsprechende Anzahl Guss- stüeke gleichzeitig hergestellt werden können, wodurch die obenerwähnten, mit der Verwendung einer grossen Anzahl Kokillenteile verbundenen Nachteile beseitigt werden.

In den Zeichnungen ist eine beispielsweise Ausführungsform einer zur Ausführung des vorliegenden Verfahrens geeigneten Kokille gemäss der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen lotrechten Querschnitt durch den oberen Teil einer Kokille, die mit einem verlorenen Kopf gemäss der Erfindung sowie mit einem besonderen Deckel versehen ist, Fig. 2 zeigt diese
EMI2.1
der Linie B-B in Fig. 4, der sämliehe Formräume der Kokille erkennen lässt, während Fig. 6 dieselbe Kokille in der Draufsicht zeigt. Fig. 7 ist eine Endansicht der Kokille gemäss Fig. 4, und Fig. 8 zeigt einen Führungsstift zur Erleichterung der Anbringung des Deckels an der Kokille.

In Fig. 1 bezeichnet 1 die Kokille, die oben mit einer Aussparung 2 an der Innenseite der Kokillenwand versehen ist, welche Aussparung nach unten durch den Absatz 3 begrenzt ist. In dem oberen Teil der Kokille ist ein dünnes Blech 4 eingesetzt, das unten mit ausgebogenen (oder daran geschweissten) Zungen 5 versehen ist, die auf dem Absatz 3 aufliegen, während der unterste Teil 6 des Bleches in die Kokille unterhalb des Absatzes 3 hineinragt. Wie aus der Figur hervorgeht, ist das Blech nach oben hin verjüngt und oben mit einem Loch versehen, durch das ein Kern 7 in die Kokille eingesetzt werden kann ; ferner ist das Blech auch mit Luftlöchern am Rande des erwähnten Loches ausgestattet.

Der obere Teil des Bleches ist derart bemessen, dass, wenn der Deckel 9 nicht aufgesetzt ist, das Blech über das obere Ende der Kokille etwas herausragt, wie in Fig. 1 mit gestrichelten Linien 8 veranschaulicht ist, so dass, wenn der Deckel 9 aus Gusseisen in seine Lage auf der Kokille gebracht wird, das Blech in Anlage an den Kern 7 nach unten gepresst wird, wie in Fig. 1 mit gestriehelten Linien gezeigt ist. Der Deekel 9 ist mit einem mittleren Loch 17 versehen, das zur Zentrierung des Kernes dient, am Umfang des Loches sind Luftlöcher 18 vorgesehen.

Vor der Anbringung des Deckels wird der Zwisehenraum zwischen dem Blech 4 und den Wänden des oberen Teiles der Kokille mit Sand, Asbest oder einem andern geeigneten Isolierstoff ausgefüllt. Der ganze obere Teil des Gussstiiekes innerhalb des Bleches (verlorenen Kopfes) wird somit isoliert, und es wird auch nicht der Deekel während des Erstarrens eine abkühlende Wirkung ausüben. Demzufolge wird die Lunkerbildung auf den verlorenen Kopf beschränkt, der nachher entfernt wird, so dass reine Gussstücke erhalten werden.

Durch Ausformung des Bleches 4 in der beschriebenen Weise erhält der verlorene Kopf bei
EMI2.2
wird das geschmolzene Metall daran gehindert, beim Absatz 3 oder oben um den Kern 7 herum auszu- treten und dort Nähte oder Fugen am Gussstück zu bilden. Der letztgenannte Umstand ist von grosser Bedeutung, weil dadurch ermöglicht wird, dem Gussstück eine derartige Form zu geben, dass auch dann,

wenn die Kokille in einem einzigen Stück hergestellt ist, das Gussstück ohne Schwierigkeit aus der Kokille nach unten entfernt werden kann.

Von besonderer Bedeutung für die Erreichung dieses Resultates ist ferner, dass der Kern 7 nicht oben durch das Loch des Deckels hinausragt oder über die ganze Höhe des Loches in dieses hineinragt, sondern, wie in Fig. 1 dargestellt ist, sieh in das Loch nur so weit hineinerstreckt, als erforderlieh ist, um den Kern in seiner richtigen Lage zu halten, z. B. 2 bis 3 mm, damit nach beendetem Giessen der Kern nicht an dem Deckel haftet oder hängenbleibt.

Fig. 4-7 zeigen eine Multipelkokille 1 mit einer Mehrzahl Kokillenkammern oder Formräumen 10 ; in diesem Beispiel sind fünf solche Kammern oder Räume von im wesentlichen viereckigem Querschnitt mit etwas abgerundeten Kanten vorgesehen. Der Kokillenboden besteht aus dicht nebeneinander angeordneten Platten 11 aus feuerfestem Material, von denen je eine den Boden jeder Kokillenkammer bildet. Die Platten sind mit einem mittleren, für die ganze Kokille gemeinsamen Eingusskanal für das geschmolzene Gussmetall versehen. Das eine Ende des Kanals 12 steht mit einem Behälter M mit Einguss- öffnungen 14 in Verbindung, während das andere Ende des Kanals abgeschlossen ist.

Von dem Kanal 12 führen zu jedem der Formräume 10 zwei Eingussöffnungen 15, welche, wie in Fig. 5 veranschaulicht ist, auf einem Durchmesser des Bodens jedes Formraumes angeordnet sind, wodurch erzielt wird, dass sie sowohl von der Wand des Formraumes als von dem in den Formraum einzusetzenden Kern 7 in genügend grossem Abstand entfernt liegen und somit durch das einströmende, geschmolzene Metall die Wände bzw. der Kern nicht beschädigt werden können. An der Oberseite der Platten 11 sind Aussparungen 16 vorgesehen, welche zur Zentrierung der Kerne 7 dienen.

Im oberen Teil der Formräume 10 sind in der bereits beschriebenen Weise verlorene Köpfe angeordnet.

Fig. 6 zeigt einen passenden Deckel 9, der gegebenenfalls für die Kokille verwendet werden kann.

Dieser Deckel ist mit Löchern 17 zur Zentrierung der Kerne sowie mit Luftlöchern und mit Griffen 19 zum Aufheben des Deckels versehen. Im Deekel sind ferner zur Erleichterung des Anbringens des Deckels längliche Öffnungen 20 (Fig. 8) zur Aufnahme von Führungsstiften 21 angeordnet, welche mittels Zapfen 22 in der Kokillenwand befestigt sind.

In dem vorbesehriebenen Ausführungsbeispiel ist nur eine Kokille mit mehreren Formräumen verwendet. Selbstverständlich kann gemäss der Erfindung das Giessen auch gleichzeitig in mehreren solehen Kokillen ausgeführt werden, die mit einem gemeinsamen Einguss verbunden und in zweckmässiger Weise, z B. in radialer Richtung, um diesen herum angeordnet sind.

Anstatt den verlorenen Kopf aus Eisen-oder Stahlbleeh herzustellen und mit isolierendem Material zu umgeben, kann er auch aus schwer schmelzbarem Material, wie Ziegel oder Ton, bestehen, in welchem Falle die Anbringung eines besonderen isolierenden Materials überflüssig ist.

Anstatt die Multipelkokille aus einem einzigen Stück mit mehreren Formräumen oder Kammern
EMI3.1
geführt sind) herzustellen, kann sie auch zweiteilig ausgeführt und mit Formräumen versehen sein, welche parallel zueinander verlaufende Wände besitzen. Ferner kann eine Anzahl in einem Stüek hergestellter Einzelkokillen mit einem etwas verjüngten Formraum zur Verwendung kommen. Auch in anderer Hinsicht können Abänderungen der beschriebenen Ausführungsformen innerhalb des Rahmens der Erfindung vorgenommen werden. So z. B. können mehrere Multipelkokillen oder Reihen von Einzelkokillen auf eine gemeinsame Platte aufgestellt werden, in der Kanäle zur Anbringung der Platten 11 vorgesehen sind.

PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Hohlstangen oder andern rohrförmigen oder hohlen Gusskörpern, z. B. Hohlstangen für Gesteinsbohrer, bei dem geschmolzenes Metall von unten her um einen in einen Formraum einer Kokille eingesetzten massiven oder rohrförmigen Kern gegossen wird, dadurch gekennzeielhnet, dass das Giessen in einer Kokille ausgeführt wird, deren Formraum bzw. Formräume im oberen Teil mit je einem verloreren Kopf versehen ist bzw. sind.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Formraum bzw. die Formräume solchen Querschnitt haben, dass in ein und demselben Querschnitt die Abstände zwischen den Wänden des Formraumes und dem in den Formraum eingesetzten Kern an verschiedenen Stellen vesehieden gross sind und dass die Eingussöffnung oder Eingussöffnungen für das geschmolzene Metall an denjenigen Stellen im Boden des Formraumes angeordnet sind, wo die genannten Abstände am grössten sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die verlorenen Köpfe derart angeordnet sind, dass sie, mit Ausnahme von in ihnen angeordneten Luftlöchern, die Formräume oben zuschliessen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der verlorene Kopf mit einem Loch für den in den Formraum eingesetzten Kern versehen ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 3 oder 4, gekennzeichnet durch die Verwendung derart nach oben verjüngter verlorener Köpfe, dass, bei Aufrechterhaltung der erstarrungsverzögernden Wirkung des verlorenen Kopfes, das Volumen so klein wie möglich ist. <Desc/Clms Page number 4>

6. Verfahren nach Anspruch 1, 3,4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die verlorenen Köpfe im Verhältnis zu den Wänden der Formräume bzw. den darin eingesetzten Kernen derart angeordnet sind, dass am Gussstück die Bildung von Gussnähten oder Fugen, die das Ausschlagen des Gussstückes aus der Kokille erschweren oder unmöglich machen könnten, verhindert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, 3,4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Giessen in einer Kokille ausgeführt wird, die ausser mit verlorenen Köpfen auch mit einem Deckel mit Löchern zur Zen- trierung der Kerne sowie auch mit Luftlöchern versehen ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des verwendeten Kernes derart abgepasst wird, dass der Kern nur so weit in das zur Zentrierung des Kernes dienende Loeh im Deckel hineinragt, als erforderlich ist, um den Kern in seiner richtigen Lage zu halten, z. B. 2 bis 3 mm, damit der Kern nach beendetem Giessen nicht an dem Deckel haftet und hängenbleibt.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss Anspruch 1, bestehend aus einer Kokille mit Einguss für das geschmolzene Gussmetall am Boden, dadurch gekennzeichnet, dass der Einguss derart angeordnet ist bzw. die Kokille selbst derart ausgebildet ist, dass ein Kern in die Kokille eingesetzt werden kann, um den das geschmolzene Metall gegossen werden soll, und dass die Kokille im oberen Teil des Formraumes mit einem verloreren Kopf versehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kokille eine Mehrzahl mit einem gemeinsamen Eingusskanal verbundener Formräume enthält, von denen jeder im oberen Teil mit einem verlorenen Kopf versehen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Formraum oder die Formräume im wesentlichen vieleckigen Querschnitt haben und dass die Eingussöffnung oder die Eingussöffnungen für das geschmolzene Metall auf einer Diagonale oder auf den Diagonalen im Boden des Formraumes angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem verlorenen Kopf versehen ist, der aus Metallblech, z. B. Eisen-oder Stahlblech, hergestellt und mit isolierendem Material umgeben ist.

13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem verlorenen Kopf versehen ist, der aus schwer schmelzbarem Material, wie Ziegel oder Ton, hergestellt ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der verlorene Kopf als eine nach oben verjüngte Haube ausgebildet ist, die mit ihrem untersten Teil an den Wänden des Formraumes und mit ihrer oberen Kante am Kern anliegt und mit Ausnahme von darin angeordneten Luftlöchern den Formraum oben abschliesst.

15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kokille auch mit einem Deckel versehen ist, in dem Löcher zur Zentrierung des Kernes bzw. der Kerne sowie auch Luftlöcher angeordnet sind.

16. Vorrichtung nach den Ansprüchen 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass die nach oben verjüngte Kopfhaube derart dimensioniert ist, dass, wenn der Deckel in seiner Lage angebracht wird, das verjüngte obere Ende der verlorenen Kopfhaube zum Anliegen an den Kern hinuntergepresst wird.