DE300219C

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Publication number: DE300219C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JV£ 300219 KLASSE 31c. GRUPPE

Explosions- und ähnliche Motoren.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. Juli 1916 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf das Gießen dünnwandiger Gehäuse, bei deren Herstellung Kerne Verwendung finden, und bei 'denen auf durchaus gleichmäßigen'Ausfall der einzelnen Abgüsse sowie auf genaue Innehaltung der Lage und Stärke der einzelnen Wände großer Wert gelegt wird. Das Verlangen nach einwandfreien Abgüssen ist um so schwerer zu erfüllen, je größer die Gehäuse sind, je reichlicher.ihre Unterteilung durch Zwischenwände ist und je mehr sich die schwachen Gehäusewandungen hinsichtlich der Materialanhäufung von etwaigen starken Gehäuseanschlußflanschen und Dichtungsflächen unterscheiden.

Alle diese Voraussetzungen treffen unter anderem bei den Gehäusen von vielzylindrigen

- Explosionsmotoren zu. Denn diese werden, um namentlich für Luftfahrzwecke an Gewicht und Platz zu sparen, nicht nur aus leichten Metallen, wie Aluminium und seinen Legierungen, gegossen, sondern auch so dünnwandig hergestellt, wie es gießte.chnisch überhaupt möglich ist. Die Erfindung betrifft daher insbesondere ein Verfahren zum Gießen von· Gehausen für mehrzylindrige Explosions- und

ähnliche- Motoren. ■ . . ■ .·

Für den häufigen Gußausschuß derartiger

großer Gußkörper sind verschiedene Ursachen anzuführen. Nach dem bisherigen Verfahren werden die den einzelnen Abteilungen entsprechenden Kerne dicht nebeneinander in den ■ unteren Formkasten eingesetzt. Die zu ihrer Aufnahme bestimmte Form wird vorher durch Einstampfen einer gemeinschaftlichen Kerrimarke hergestellt. Gleichzeitig mit der ge-. meinschaitlicheri Kernmarke werden auch die Abschrecker' für die Anschlußflansche eingestampft. Nach dem Einsetzen der Kerne erfolgt das Aufsetzen des fertigen oberen Formkastens, der sich mit den Außenwänden auf den Unterkasten stützt. ',

Mit diesen Maßnahmen sind unter anderem folgende Nachteile verbunden: Da 'die einzelnen an sich gleichen Kerne nicht immer vom Kernmacher gleichmäßig losgeschlagen werden, fällt ihre Stärke verschieden aus. Setzt man sie dicht nebeneinander in die zunächst als richtig angenommene Form des Unterkastens, so ist der Gesamtabstand vom ersten zum letzten Kern für jedes Gehäuse verschieden und liegt bei z.B. neun Kernen in der Größenordnung von rund 1 cm. Eine ent- ' sprechende Versetzung zeigen die Gehäusezwischenwände. Eine Vergrößerung der Versetzungen und Verschiebung in seitlicher Richtung erfolgt noch dadurch, daß schon beim Losschlagen der gemeinschaftlichen Kernmarke Ungenauigkeiten eintreten. Ist gar die ziemlich lange, nicht übermäßig starke Kernmarke etwas verzogen, so sitzen dementsprechend die Kerne nicht gut auf der unteren Fläche auf, sondern hängen nach der einen . oder anderen Richtung etwas über. Uni zu große Ungenauigkeiten zu vermeiden, wendet man wohl Kernstützen an, doch bieten diese gerade bei sehr dünnen VVänden keine günstige

Lösung. Ebenso versagt die bei Gußteilen mit starken Wänden ausreichende Führung des oberen Formkastens am unteren mittels der üblichen Außenführungsstifte und die auf den ganzen Kastenumfang erfolgende Abstützung leicht, wenn es sich um Außenwände ΛΌη nur wenigen Millimetern Stärke handelt. Die Erfindung sucht all diese Nachteile durch eine neue Art des Formens und Gießens

ίο bzw. durch den besonders zweckmäßigen Zusammenbau und überhaupt die Verwendung von gewissen .·— durch eine eigenartige Ausbildung den Erfordernissen eines solchen Zusammenbaues besonders angepaßten ■—■ Einzelteilen der Gesamtformen zu vermeiden. Sie gestattet dünnwandige, nach Bedarf unterteilte Gehäuse von beliebiger Ausdehnung in einer bisher unerreichten Genauigkeit herzustellen. Dabei ist der Zeit- und Kostenaufwand bei

20. Anwendung des neuen Verfahrens sowie der Verlust durch Ausschuß erheblich geringer als bei den bisher üblichen Methoden zum Formen und Gießen schwieriger Gußkörper gleicher Art. Den Erfindungsgegenstand bildet demgemäß ein Verfahren zum Formen und Gießen von Gehäusen für mehrzylindrige Explosions- und ähnliche Motoren, bei dem zur Aufnahme der Kerne ein mit Führungsschienen ausgestatteter Formkasten verwendet wird und bei dem die Kerne zwischen die mit entsprechenden Anschlägen versehenen Schienen ohne irgendeine gegenseitige Berührung eingesetzt werden.

Durch die Verwendung eines mit besonderen ■—■ zweckmäßig über die Breite der Gehäusedichtungsflächen und der Befestigungsaugen sich erstreckenden — Führungsschienen versehenen Formkastens werden zunächst all die Ungenauig'keiten vermieden, die durch nicht ganz sorgfältiges Eiriformen und Losschlagen der gemeinschaftlichen Kernmarke sowie durch Benutzen einer etwas verzogenen Kernmarke entstehen können. Außerdem erübrigt sich das Einstampfen'der sonst für die starken Dichtnngsflansche notwendigen Abschrecker, da deren Funktion von den entsprechend ausgebildeten Führungsschienen übernommen werden kann. Gröbere, den ganzen Abguß gefährdende ' Versetzungen der Zwischenwände sind ausgeschlossen, wenn die einzelnen Kerne ohne unmittelbare gegenseitige Berührung so eingesetzt werden,* daß sie

': zur Anlage mit den Führungsschienen und , den an diesen vorgesehenen Anschlägen kommen.

Immerhin können bei der Herstellung der Kerne insofern noch gewisse Ungenauigkeiten unterlaufen, als die zur Anlage mit den Anschlägen der Führungsschienen bestimmten

Kernstellen beim Losschlagen Versetzungen erfahren oder bei der späteren KernbehandlungBeschädigungen erleiden. Um ein vollkommen genaues Einlegen jedes Kernes an der für ihn vorgesehenen Stelle und einen sicheren Sitz durchaus im Formkasten ohne Verwendung, seitlicher .Kernstützen zu gewährleisten, verwendet man daher im weiteren Ausbau des Erfindungsgedankens Kerne, die an den zur Fixierung ihrer Lage· bestimmten Stellen genau gearbeitete und besonders Widerstands- ^° fähige, zweckmäßig aus schwer schmelzbarem Metall bestehende Paßstücke aufweisen. Die Paßstücke werden beim Anfertigen des Kernes in. diesen mit eingeformt und können wiederholt Verwendung finden.

Um die durch das geschilderte Verfahren erreichte peinlich genaue Kernteilung für die Erzielung eines hervorragend gleichmäßigen dünnwandigen Gusses voll ausnutzen zu können, muß beim Zusammensetzen der Formkästen besondere Sorgfalt . angewendet werden. Die übliche Außenführung mit Führiingsbolzen und Führungsaugen reicht nicht aus, da nach kurzer Zeit ein gewisses Ausschlagen unvermeidlich ist. Außerdem eine der bekannten Innenführungen zu verwenden, ist wenig ratsam. Denn Innenführungen sind während des letzten. Teiles des Aufsetzens sehr schwer zu kontrollieren. . Zur weiteren Vervollkommnung des den Erfindungsgegenstand bildenden Verfahrens verwendet man daher Formkästen, von denen der Unterkasten außer den üblichen Außenführungsstiften noch kurze, zweckmäßig an den Ecken · angebrachte Führungs- und Tragstücke aufweist, zwischen bzw. auf die der nach unten verjüngte Oberkasten gesetzt wird, um so gleichzeitig geführt und getragen zu werden. Die Anwendung einer solchen auf wenige Stellen beschränkten genauen Abstützung des Oberkastens gegenüber dem Unterkasten gestattet dauernd ein leichtes Kontrollieren und gegebenenfalls Nachbessern der zur Anlage kommenden Flächen und bietet daher die beste Gewähr dagegen, daß die Außenwände des zu gießenden Gehäuses trotz genauer Kernanordnung unzulässige Abweichungen von der verlangten gleichmäßig geringen Stärke zeigen. Die Benutzung von Formkästen mit den angegebenen Führungs- und Tragstützen gibt außerdem die Möglichkeit, das den Erfindungsgegenstand bildende Verfahren auf Gehäuse mit den größten Abmessungen anzüwenden. Demzufolge der besonderen Form .der Oberkästen und ihrer genauen Abstützung gegenüber der Unterlage kann das Einfor-. men des Gehäusemodells im Oberkasten ohne weiteres auf einer Rüttelformmaschine erfolgen, deren Formtisch die gleichen Führungs und Tragstücke aufweist wie ein Unterkasten. Bei einem solchen Einformen läßt sich aber ein durch. unzweckmäßiges ? Losschlagen des

. fertig eingeformten Modelles bedingtes seitliches Versetzen der Form am ehesten vermeiden.

Auf der Zeichnung ist zur Veranschaulichung der Erfindung je eine als Beispiel geltende Ausführungsform von zur Ausführung des Verfahrens dienenden Formkästen und. Kernen dargestellt, die bei der Fabrikation des Gehäuseoberteiles von Sechszylindermotoren Verwendung finden. Es zeigt:

Fig. ι eine zum Teil im Schnitt gehaltene

Längsansicht eines zur Aufnahme der Kerne bestimmten unteren Formkastens mit einigen bereits eingelegten Kernen und aufgesetztem, noch leerem oberen Formkästen,

Fig. 2 eine der Fig. r entsprechende, teil-• weise geschnittene Oberansicht bei abgehobenem oberen Formkasten,

Fig. 3 einen senkrechten Querschnitt nach Linie 3-3 der Fig. 2 von links gesehen,

Fig. 4 eine Unteransicht eines mit einem besonderen Paßstück versehenen Kernteiles, Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende teilweise geschnittene Vorderansicht, und
Fig. 6 einen Ausschnitt aus Fig. 2.

Der Unterkasten stellt im wesentlichen eine auf der Unterseite durch Rippen α² versteifte "Platte α¹ dar, die von den mit ihr ein starres Ganzes bildenden Kastenwänden A um einen. gewissen Betrag überragt wird.. Im Ausführungsbeispiel bildet die Platte einen ununterbrochenen Körper. Sie könnte aber auch aus mehreren voneinander getrennten Einzelteilen bestehen oder sonstige größere Durchbrechungen aufweisen. Auf die Platte a¹ sind drei Stahlschienen aufgeschraubt, von denen die beiden längeren mit B bezeichneten symmetrisch zur Kastenlängsachse verlaufen und durch eine dritte kürzere Querschiene B¹ verbunden sind. Die Oberseite der Schienen liegt in einer Ebene mit der Oberseite der Kasten-' wände A ■ % ' ...

Der von den Schienen in der Kastenmitte frei gelassene Raum C stellt in seiner Gesamtheit eine unveränderliche, zur Aufnahme von Gehäusekernen E bestimmte Form dar, die bisher durch das Einformen einer Kernplatte geschaffen wurde. Im Ausführungsbeispiele liegen alle Schienen!? und B¹ mit ihren Außen-· Seiten an den Kastenwänden A an. Es könnte aber ebensogut ein angemessener Zwischenraum vorgesehen sein. Auch könnte eine andere leicht lösbare Befestigung mit der Grundplatte ä¹ Verwendung finden als Verschraubungen. An den einander zugekehrten und zur Aufnahme der Gehäusekerne leicht abgeschrägten Seiten tragen die Längsschienen B als Anschläge dienende besondere Vorsprünge fr¹ (vgl. bes. Fig. 6) für die mit entsprechenden Aussparungen versehenen Kerne E.

An den Längsseiten der Kastenwandung A sind die üblichen Außenführungsstifte a? befestigt. . Außerdem aber . tragen die enti. sprechend versteiften Kastenecken verhältnisj mäßig kurze, aber kräftige Pyramidenstumpfe A^, die zur Führung und Stützung eines Oberkastens Ό dienen. Dieser ist, um das Einformen ■ des großen Gehäuseoberteiles zu erleichtern, nach unten konisch zusammengezogen und in üblicher Weise durch Brücken d^l versteift. An den besonders kräftig gehaltenen Ecken sind . Führungsflächen d² und Tragflächen, d³ angearbeitet, wobei der Abstand der letzteren von der · Unterseite der Kastenwände zweckmäßig etwas geringer gewählt wird als die Höhe der Pyramidenstumpfe Aⁱ.

Die Gehäusekerne E tragen an den Einsatzstellen besondere, in dem eigentlichen Kern gut verankerte Paßstücke F. Diese Paßstücke bestehen zweckmäßig aus sghwer schmelzbarem Metall und bilden mit ihren nicht von der Kernmasse, umschlossenen Flächen die genaue Gegenform zu den an den Längsschienen B vorgesehenen Vorsprüngen b¹ und ihrer Umgebung (vgl. Fig. 4 und 6).

In den Unterkasten A werden die Kerne E eingesetzt, die nach dem oben Gesagten zufolge ihrer Paßstücke F vollkommen genau und fest zwischen den Führungsschienen B sitzen und durchaus gleichförmige Zwischenräume für die Gehäusezwischenwände frei lassen. Hierauf erfolgt. das Aufsetzen des Oberkastens D, der sich mittels der Führungsflächen gP mit aller nur wünschenswerten Ge- nauigkeit und Leichtigkeit in die vorschriftsmäßige Lage gegenüber dem Unterkasten A _ bringen läßt und mittels der Tragflächen d³ von den Pyramidenstumpfen A* getragen wird. Da das Gußmaterial, Aluminium und seine Legierungen, einen niedrigeren Schmelzpunkt hat als das Material der Führungsschienen B, kann trotz Nichtverwendung stärkerer Schutzzwischenlagen das Gießen erfolgen," ohne daß ein Beschädigen der Schienen zu befürchten ist.

Durch deren großes Wärmeableitungsvermögen wird es auch möglich, die starken Dichturigsflächeri und Befestigungsaugen genügend ι rasch erstarren zu lassen. Bei entsprechend ! breiten und starken Schienen kann dasWärmeableitungsvermögen sogar für die ersten ■ Abgüsse zu groß sein. Daher ist es zweckmäßig, den Unterkasten bzw. die Führungsschienen vor demAbgießen künstlich anzuwärmen und während der Abkühlungsperiode gegebenenfalls künstlich abzukühlen. Dies kann dadurch geschehen, daß man die Führungsschienenhohl ausführt und mit einem hinsieht- , Hch seiner Temperatur und Menge veränderliehen, Wärme abgebenden oder aufnehmenden Medium, wie erhitzte Gase, Dämpfe oder

Flüssigkeiten, beschickt. Auch kann man statt der auswechselbaren Schienen den eigentlichen Unterkasten unmittelbar, z. B. durch Gasfeue- · rung oder auf elektrischem Wege heizen und später durch künstliche Luft- oder Flüssigkeitskühlung auf die jeweilig gewünschte Temperatur bringen. Bei Innehaltung'der für die einzelnen Gehäusearten veränderlichen günstigsten Temperaturwerte ist es zufolge

ίο des immer gleichmäßigen Ausfalls der Wandstärken möglich, mit ein und demselben Unterkasten beliebig viele Abgüsse zu erzielen, die alle einander völlig gleichen und daher die günstigsten Vorbedingungen für eine rationelle Weiterbearbeitung· bieten. Ausschußstücke wegen nicht genügend verhinderter Gußspannungen und sonstiger Gußfehler an den stärkeren Dichtungsflächen sind so gut wie ausgeschlossen.

Ein besonderer Vorteil aber wird dadurch erzielt, daß von einer Serie gleicher Gehäuse nicht jedes in allen Einzelheiten angerissen werden muß, wie es wegen des ungleichmäßigen Ausfalles der nach den seither bekannten Verfahren geAvonnenen Abgüsse sich als notwendig erwies. Bei allen Gehäusen einer Gattung, die mittels des der Erfindung entsprechenden Verfahrens gewonnen werden, genügt das einmalige Festlegen weniger Hauptrisse, ohne daß man wegen des Ver-. setzens irgendwelcher Wände ein zeitraubendes Ausgleichen nach der einen oder anderen Richtung nötig hätte. Die Verwendung auswechselbarer Führungsschienen im unteren

³⁵. Formkasten ist zwar nicht unbedingt nötig, sie \^rereinfacht und verbilligt aber ganz erheblich das Gießen äußerlich ungefähr gleichgroßer Gehäuse mit verschiedenen inneren Unterteilungen. Der Vorteil ist besonders in die Augen springend bei großen und schweren und daher an sich wegen der notwendigerweise genauen Arbeit kostspieligen Unterkästen, sowie dann, wenn der eigentliche Unterkasten mit einer Wärm- und Kühlvorrichtung ausgestattet wird. Da die auswechselbaren Führungsschienen durch den . Gießprozeß so gut wie gar nicht angegriffen werden, kann man sehr viele Abgüsse vornehmen, ehe ein Auswechseln erforderlich wird, und erspart bei jedem Abgüsse die Kosten und Zeit, die nach dem alten Verfahren mit dem Einstampfen der unteren Kernmarke und der Abschrecker verbunden sind.

Claims

Patent-An Sprüche:'

ι. Verfahren zum Formen und Gießen von' Gehäusen für mehrzylindrige Explosions- und ähnliche Motoren, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme der Kerne ein mit Führungsschienen ausgestatteter Formkasten verwendet wird, und daß die Kerne zwischen die mit entsprechenden Arischlägen versehenen Schienen zweckmäßig ohne unmittelbare gegenseitige Berührung eingesetzt werden.
2. Formkasten zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die' Breite der auswechselbaren, der jeweilig gewünschten Kernteilung entsprechenden Schienen zweckmäßig mindestens so groß ist wie die Breite der Gehäusedichtungsflächen einschließlich der Befestigungsaugen.
3. Kern zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er an den zur Fixierung seiner Lage bestimmten Stellen genau gearbeitete und besonders widerstandsfähige, zweckmäßig aus Metall bestehende Paßstücke aufweist.
4. Formkasten zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer' Temperaturreguliervorrichtung für die Schienen versehen ist, um den durch letztere erzielten Temperaturausgleich zwischen den verhältnismäßig starken Gehäusedichtungsfläclien und den schwächeren Wandungen noch günstiger zu gestalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.