DE2119265C2 - Gießform für große Kurbelhübe und Gießverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gießform für große Kurbelhübe mit einem dem flüssigen Stahl gegenüber formbeständigen Kern, der nach der Erstarrung entfernbar ist und ein Gießverfahren für die Gießform.

Bei bekannten Verfahren erfolgt die Herstellung großer Kurbelhübe, hierzu zählen insbesondere diejenigen, die ein Gewicht oberhalb von einer halben Tonne haben, entweder durch Schmieden oder durch Abgießen in eine aus feuerfester Masse bestehende Gießform.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines geschmiedeten Kurbelhubes ist aus der deutschen Patentschrift 1 101 108 bekannt. Gemäß der dort vorgeschlagenen Lösung wird aus einem Stab häffesw

Aus diesem Grund wird in der Zeitschrift »Gießereitechnik« (Gießereitechnik, 5. Jahrgang, 1959, Heft 1, Seite 4/9) vorgeschlagen, die Kurbelhübe in Schamozit-Fonnmasse einzuformen. Dieses Abgießen in feuerfeste Massen ist allgemeines Prinzip bei Stahlguß. Durch die Form aus feuerfester Masse erfährt der vergossene Stahl nur eine verhältnismäßig langsame Abkühlung, so daß der möglicherweise auftretende Lunker durch ein Nachfließen des Stahls aus dem Trichter ausgeglichen werden kann. Nach der Abkühlung des Stahlgußstückes wird die Sandform zerschlagen und das Gußstück herausgenommen.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, wieder verwendbare Gießformen zu schaffen und zu einer Verbesserung der Oberfläche der Stahlgußstücke (Kurbelhübe) beizutragen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gießform aus einem oberen und einem unteren Teil, welche eine gemeinsame Trennlinie bilden, aus Gußeisen besteht, wobei das Volumen der Gießform einem Kurbelhub mit einem Gewicht von 1 bis 100 Tonnen, insbesondere 3 bis 20 Tonnen entspricht, und der Kern aus gegen Stahl beständiger Kernmasse mit jeder seiner beiden Stirnflächen in und beiderseits der Trennlinie in die Seitenwand der Gießform eingepaßt ist.

Vorzugsweise weist die Gießform im Bereich der Stirnflächen des Kerns wärmespannungsmindernde Unterbrechungen auf. Diese sind τ. Β. durch senkrecht zur Trennlinie verlaufende Einkerbungen oder Aussparungen im oberen und unteren Teil der Gießform gegeben. Dadurch hat die Gießform die Möglichkeit »zu atmen«.

Die Gießform besitzt mehrere in den freien Raum der Gießform weisende Eingußöffnungen für steigenden Guß. Die Eingußöffnungen sind vorzugsweise so angeordnet, daß der heraustretende Stahl keine übermäßige Erosion am Kein und am unteren Teil der Gießform verursachen kann. Durch die Anordnung mehrerer Eingußöffnungen wird der Impuls des austretenden Gießstrahles in weniger wirksame Einzelteile unterteilt. Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn die Eingußöffnungen nicht direkt unterhalb des Kerns angeordnet sinH, da in diesem Fall der abgegossene Stahl in einen freien Raum einfließt. Hierzu dient insbesondere ein Eingußstein mit V-förmig verlaufenden öffnungen, die in den freien Raum der Gießform weisen. Bevorzugt werden trichterförmige Öffnungen.

Besonders bevorzugt wird ein Kern aus keramischem Material, wobei sich insbesondere zirkonoxydgeschlichtete Schamotte eignet. Gute Ergebnisse wurden auch bei einem Zementkern erzielt.

Von Vorteil kann ein mehrteiliger Kern sein, wie z. B. ein zylindrischer, gegebenenfalls blechumman-

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telter Kern für die Bohrung des Hauptlagers and der einanderliegend). Im oberen Teil 1 der Gießform beScheibe mit planparallelen Wänden als Trennwand findet sich der Trichter 7, wärmeisolierende Platten 8 der beiden Wangen. und die Entlüftungskanäie 9 für den keramischen

Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Gießform Kern 3.

hat sich das nachfolgende Gießverfahren von beson- S Wie aus Fig. 1 und insbesondere 2 hervorgeht, ist derem Vorteil erwiesen: Von der Schmelze wird ein der Kern mit seinen beiden Stirnflächen 10 in die erster Anteil nach Augenschein bis an die obere Seitenwand des oberen und unteren Teils der Gieß-Grenze des Kurbelhubes vergossen und anschließend form 1, 2 eingepaßt. Fig. 3 zeigt eine Ausführungsder zweite, für den Trichter vorgesehene Anteil der form des Eingußsteins, der in den unteren Teil der Schmelze fallend. Die Schmelze wird in bekannter io gußeisernen Form hineinragt. Der Eingußstein weist Weise mit einer Abdeckmasse abgedeckt Bekannte zwei V-förmig verlaufende Eingußöffnungen auf, die Maßnahmen mittels Schutzgas zu gießen, können sich trichterförmig erweitern. Fig. 4 zeigt die wärmeeine übermäßige Oxydation verhindern. Auch der spannungsmindernden Unterbrechungen 12 im BeAbguß in lackierten Formen ist möglich. reich der Stirnflächen 10 des Kerns, die im oberen

Die besonderen Vorteile der Erfindung bestehen 15 und unteren Teil der Gießform 1 und 2 angeordnet

darin: sind. Diese Unterbrechungen sind als Dehnfugen aus

— daß die Gußeisenteile der Gießform mehrfach geführt und stehen senkrecht auf der Trennlinie 13. verwendet werden können; Zur Verfahrensweise ist folgendes zu bemerken:

— daß die mit den Gußeisenteilen in Berührung Die Gießform 1, 2 mit dem Kern 3 wird vorgestehenden Oberflächen des Kurbelhubes nur in den ao wärmt und dann der Stahl fallend durch das Gieß-Bohrungen, am Kurbelzapfen und auf den Schilden rohr 4 vergossen. Die Eingußöffnungen 11, die vornachbearbeitet werden müssen; zugsweise zu mehreren und nicht direkt unter dem

— daß die Rüstzeiten kürzer werden und eine Kern angeordnet sind, lassen den flüssigen Stahl kostengünstigere Produktion möglich ist; impulsarm in das Innere der Gießform dringen. Hier-

— daß platzsparend gearbeitet werden kann; »5 zu dient auch die V-förmige Anordnung der Einguß-

— daß wegen der schnellen Erstarrung mit kleine- öffnungen 11. Die zusätzliche Anwendung von Schutzren Trichtern gearbeitet werden kann und so ein gas verhindert eine übermäßige Oxydation. Eine Ausbringen von ca. 80 % ermöglicht wird; lackierte Form kann die Oberfläche des Hubs ver-

— daß eine höhere Maßgenauigkeu eingehalten bessern. Nachdem der Stahlspiegel den oberen Rand werden kann; 30 des später fertigen Kurbelhubes erreicht hat, wird der

— daß wegen der schnellen Erstarrung ein be- Rest der Schmelze vorzugsweise in den Trichter 7 sonders günstiges Gefuge entsteht und in allen Be- fallend vergossen. Dadurch wird eine längere Haltreichen des Hubes — auch im Inneren — gute und barkeit der Gießform und eine bessere Temperaturgleichmäßige Werte erreicht werden. verteilung im abgegossenen Stahl erzielt. Nach Auf-

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den 35 geben von Abdeckpulver und nach anschließend

Figuren dargestellt und wird im folgenden näher be- erfolgter Erstarrung wird der Kurbelhub vorzugsweise

schrieben. Es zeigt aus der Gießform 1, 2 entfernt und einer verzögerten

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungs- Abkühlung unterzogen. Es ist aber auch möglich,

gemäße Gießform mit Gießrohr, den Kurbelhub in der Gießform 1, 2 erkalten zu

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Gießform (Teil 2) 40 lassen,

mit eingelegtem Kern (Teil 3), Die mikroskopischen und makroskopischen Er-

Fig. 3 eine Ausführungsform des Eingußsteins, gebnisse haben gezeigt, daß trotz der Verwendung

Fig.4 eine Außenansicht der Gießform, wie sie einer gußeisernen Form die Oberfläche der Kurbelin F i g. 1 dargestellt ist. hübe gut und absolut rißfrei ist. Eine Bearbeitung

Der Längsschnitt in Fig. 1, der in Höhe einer 45 brauchte nur an den in der Konstruktionszeichnung

Wange ausgeführt wurde, zeigt mit 1 den oberen angegebenen Stellen durchgeführt werden, nämlich

Teil und mit 2 den unteren Teil der Gießform aus am Hublager in der Hauptlagerbohrung und auf

Gußeisen (Hämatit). Der keramische Kern ist mit 3, den Schilden. Dichtigkeit und Reinheitsgrad, durch

das Gießrohr mit 4, die Gießplatte mit 5, das Kanal- Ultraschall am fertigen Hub ermittelt, waren sehr

system mit 6 und die Eingußöffnung mit 11 bezeich- 50 gut.

net. Zusätzlich sind zwei weitere Eingußöffnungen Die technologischen Werte am Kurbelhub sind

mit 11a gestrichelt eingezeichnet fin Fig. 1 hinter- einwandfrei.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Mehrteilige Gießform für große Kurbelhübe, dadurch gekennzeichnet, daß die die äußeren Umrisse des Kurbelhubes bestimmende Gießform (1,2), deren Volumen einem Kurbelhub mit einem Gewicht von 1 bis 100, vorzugsweise 3 bis 20 Tonnen entspricht, aus gußeisernem oberen und unteren Teil (1, 2) besteht, welche eine gemeinsame Trennlinie (13) bilden, während der Kern.jn. ai» sich bekannter Weise, aus einer gegenüber flSssigen^^ahl fo^besiä^digieritrach I '.;■ der Erstarrung entfernbarec Kernmasse besteht und mit jeder seiner beiden Stirnflächen (10) in UEd beiderseits der Trennlinie (13) in die Seitenwand der Gießform (1, 2) eingepaßt ist, und daß sie mehrere in den freien Raum der Gießform weisende Eingußöffnungen (11, lla) für steigenden Guß besitzt.

2. Gießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie im Bereich der Stirnflächen (10) des Kerns (3) wärmespannungsmindernde Unterbrechungen (12) aufweist.

3. Gießform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der unterhalb des Kerns (3) angeordnete Eingußstein (11) zwei V-förmig verlaufende, in den freien Raum der Gießform weisende, vorzugsweise trichterförmige, Eingußöffnungen aufweist.

4. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (3) aus zirkonoxydgeschlichteter Schamotte besteht.

5. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (3) mehrteilig ist.

6. Gießform nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der keramische Kern (3) einen den Schrumpfspannungen nachgebenden Stahlmantel hat.

7. Gießverfahren für die Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß von der Schmelze ein erster Anteil nach Augenschein bis an die obere Grenze des Kurbelhubes steigend und dann der zweite, für den Nachlauftrichter (7) vorgesehene Anteil der Schmelze fallend vergossen wird.

zunächst ein gerader Formling mit angenähert formfertigen Kurbetzapfen und nach außen keulenartig verdickten Endteflen geformt und danach die Endteile gegen den Kusbelzapfen zur U-Form angebogen und alsdann auf Wangenform flachgeschmiedet. Derartige Schmiedeverfahren lassen sich mcht immer wirtschaftlich durchführen, und außerdem besteht die Gefahr daß die Schmiedefaser bei einer großen geschmiedeten Kurbelwelle bei einer spangebenden Formung gerade in den kritischen Übergängen von Kurbelzapfen zu den Wangen angeschnitten und so der Ausgangspunktiür einen Dauerschwingungsbruch ge-