Metallguss-Dauerform für fallende Giessweise mit mindestens zwei Formhohlräumen

Abstract

 Bei einer Dauerform (1) mit mehreren Formhohlräumen (3, 4) sind die Formhohlräume übereinander angeordnet, derart, daß die Eingießöffnungen fluchten.
Verwendung findet die Dauerform für die direkte, fallende Gießweise zur wirtschaftlichen Herstellung von kleineren Gußstücken.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Metallguss-Dauerform für fallende Giessweise mit mindestens zwei Formhohlräumen.

[0002] Das fallende Giessen beim Dauerformguss fördert durch günstige Wärmeverteilung und Temperaturgradienten die gerichtete Erstarrung des Gussstückes. Diese Faktoren ermöglichen es, dass ein hohes Flüssigkeitsausbringen erreicht werden kann. Durch die Verwendung von geeigneten Kokillenwerkstoffen kann die Lebensdauer der Dauerformen, besonders der metallischen Dauerformen wesentlich verlängert werden.

[0003] Das Verfahren des fallenden Giessens wird vorwiegend für grössere, geometrisch unkomplizierte Gussstücke eingesetzt. Ueblicherweise ist nur ein Hohlraum in einer Kokille untergebracht. Dadurch ist in der Praxis diese Giessweise für kleinere Gussstücke z.B. unter 10 bis 20 kg wirtschaftlich weniger interessant.

[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Dauerform vorzuschlagen mit welcher einerseits die Vorteile der fallenden Giessweise auch für leichtere Gussstücke genutzt werden können, und andererseits mehrere Gussstücke auf einmal gegossen werden können.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Lehre des Anspruches 1 gelöst.

[0006] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

[0007] Die Erfindung wird anhand der beigelegten Zeichnung näher erläutert.

[0008] Die einzige Figur zeigt eine mehrfache Dauerform 1, die direkt von einem oben fallenden flüssigen Metall 2 gefüllt wird. Das flüssige Metall fliesst aus einem nicht dargestellten Behälter direkt in den Formhohlraum 3. Dieser bildet den untersten, der übereinander angeordneten Formhohlräume. Ist der Formhohlraum 3 gefüllt, füllt sich, da der Giessstrahl ununterbrochen weiterfliesst, der nächstfolgende Formhohlraum 4.

[0009] Dieser Vorgang kann beliebig fortgeführt werden. Zwischen den einzelnen Formhohlräumen sind Zwischenräume 5 vorgesehen, wobei auch ein Brechkern 6 angeordnet werden kann.

[0010] Bei vielen geometrisch geeigneten Gussstücken ist es möglich, die Dauerformhohlräume so übereinander anzuordnen, dass ein Durchgang für den gelenkten Giessstrahl durch die Hohlräume möglich ist. Es ist auch möglich die Formhohlräume reihenweise nebeneinander anzuordnen.

[0011] Die Eingiessöffnungen sind dabei derart angeordnete dass sie fluchten. Durch den gesteuerten Wärmeübergang in den Hohlräumen und durch Verlangsamen des Wärmeüberganges in den Verbindungsteilen der Hohlräume kann ein Zustand erreicht werden, welcher demjenigen in einem kompakten Gussstück entspricht und die Speisung von einem Hohlraum in den anderen ermöglicht.

[0012] Zur Gewährleistung der Speisung ist es notwendig, dass die Erstarrungszeit EZ im k-ten Zwischenraum (Z_K) länger wird als die Erstarrungszeit EH_K+1 im darunterliegenden Hohlraum H_K+1 aber kürzer als die Erstarrungszeit EH _K im darüberliegenden Hohlraum H_K gemäss folgender Formel:

[0013] Wenn die obengenannte Voraussetzung nicht erfüllt wird, kann es zu Erstarrungs- bzw. Speisungsstörungen kommen. Die Erstarrungsgeschwindigkeit in den Dauerformhohlräumen und Zwischenhohlräumen kann durch Zwangskühlung, Dauerformwerkstoffwahl, Vorwärmung der Dauerform, Wandstärke der Dauerform usw. gesteuert werden.

[0014] Die Bremsung des Wärmeüberganges in den Zwischenräumen kann durch eine entsprechende auf die Gussstückgrösse und Dauerformeigenschaften abgestimmte Isolation, welche von der Sandeinlage bis zur Feuerfestfaser z.B. CaSiO₂-Fasern reichen kann, bewirkt werden.

[0015] Eine weitere Steuerung des Wärmestromes ist durch Variieren der Einlage Wandstärke möglich. Auch die Kombination der Gussstückgewichte, z.B. dass immer ein schwereres bzw. voluminöseres Gussstück über einem leichteren liegen sollte, kann die Speisung begünstigen. Dies ist besonders vorteilhaft bei Gussstücken wie Mahlkugeln, wo verschiedene Dimensionen auf einmal hergestellt werden können.

[0016] Bei Anwendung der oben beschriebenen Anordnung der Hohlräume ist nur für das höchst liegende Gussstück ein Speiser notwendig.

[0017] Diese Anordnung ermöglicht es, auch bei relativ komplizierten Gussstücken wie z.B. Baggerzahnklappen mit Gewichten unterhalb 10 bis 20 kg eine wirtschaftliche Herstellung durch Giessen in Dauerformen zu erreichen und die Vorteile der fallenden Giessweise - hohes Ausbringen, lange Lebensdauer der Dauerform usw. - zu nutzen.

Ansprüche

l. Metallguss-Dauerform für fallende Giessweise mit mindestens zwei Formhohlräumen, dadurch gekennzeichnet, dass die Formhohlräume (2) übereinander angeordnet sind, und miteinander in durchgehender Verbindung stehen, derart, dass die Eingiessöffnungen eine gemeinsame Achse aufweisen.

2. Dauerform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Formhohlräume je über einen Zwischenraum miteinander verbunden sind.

3. Dauerform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erstarrungszeit im Zwischenraum länger ist als die Erstarrungszeit im darunterliegenden Formhohlraum jedoch kürzer als die Erstarrungszeit im über dem Zwischenraum liegenden Formhohlraum, und dass die Erstarrungszeiten durch Isolation der Zwischenräume und kontrollierte Kühlung der Hohlräume eingestellt sind.

4. Dauerform nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Formhohlräume und Zwischenraum Brechkerne vorgesehen sind.

5. Dauerform nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils der nächst höhere Formhohlraum dem jeweils darunterliegenden Formhohlraum als Speiser dient.

6. Verwendung der Dauerform nach den Ansprüchen 1 bis 5, wobei das Flüssigmetall innerhalb der Dauerform in die einzelnen Formhohlräume gefüllt wird.

7. Verwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Reihen von Formhohlräumen nebeneinander angeordnet sind.

Zeichnung