FI96188C - Tankovalulaite - Google Patents

Description

• 96188

Tankovalulaite

Keksinnön kohteena on tankovalulaite, joka käsittää kaksi tasopintaa, jotka liikkuvat yhdessä pituussuuntaisen 5 akselin suunnassa, poikittaisesti sovitetut sivuttaissu-lut, jotka on kiinnitetty ainakin toiseen tasopintaan määrittämään tilan sulkujen ja tasopintojen väliin, välineet sulan materiaalin syöttämiseksi jatkuvana virtana liikkuvien tasopintojen ja sivuttaissulkujen määrittämään ti-10 laan, jäähdytysvälineet sulan materiaalin jähmettämiseksi ja välineet jähmettyneen materiaalin irrottamiseksi jääh-dytysvälineiden jälkeen.

Vaikka keksinnön periaatteita voidaankin soveltaa minkä tahansa juoksevan, valettavan tai sulan materiaalin 15 kuten muovin valamiseen, keksintöä selostetaan viittaamalla yhtäjaksoisesti tapahtuvaan sulan metallin valamiseen erillisiksi ja erilaisiksi muotokappaleiksi kuten valanteiksi, anodeiksi, kuparijohtimiksi tai valukappaleiksi.

Erilliset metalliset muotokappaleet valetaan eril-20 lisissä muoteissa katkonaista sulaa metallivirtausta käyttämällä. Syöttäminen tapahtuu peräkkäin useihin muottisy-vennyksiin ja metallin virtaamista haluttuna määränä jokaiseen muottiin ohjataan käsin laitteen käyttäjän toimesta tai automaattisesti. Yhtäjaksoista valua käytetään eri 25 muotoina kirjometallia ja rautaa jalostavassa teollisuudessa ja muualla tuotantokustannuksen vähentämiseksi ja tuotteen laadun parantamiseksi. Kahta perusjärjestelmää, jotka tunnetaan staattisena ja liikkuvana muottimenetelmä-nä, käytetään yhtäjaksoisessa muotovalussa, esimerkiksi 30 raakakankia tai yhtäjaksoisia nauhoja valettaessa. Staattisessa muottivalukoneessa muotin seinämät ovat kiinteitä, ·· kun taas valetut tuotteet liikkuvat niitä päin ja jähmet tyvät niiden sisäpuolella. Liikkuvissa muottivalukoneissa käytetään hihnaa, ketjua, rumpua, pyörää tai muuta pintaa, 35 joka liikkuu suunnilleen samalla nopeudella kuin jähmettyvä metalli.

2 96188

Metallin yhtäjaksoista valamista liikkuvissa muot-tivalukoneissa, joissa on ainakin yksi liikkuva hihna ja vastaava kiinteä liikkuva pinta, jotka muodostavat yhdessä muotin, jossa on kaksi vastakkaista pintaa, joissa valuma-5 teriaali jähmettyy, selostetaan yksityiskohtaisesti seu-raavissa US-patenteissa, jotka sisältyvät tähän viitteenä 2 631 343, 2 904 860, 3 036 348, 3 123 873, 3 123 874, 3 167 830, 3 533 463, 3 864 973, 3 878 883, 3 921 697, 3 937 270, 3 937 274, 3 949 805, 3 955 615, 4 002 197, ja 10 4 854 371.

Kaksoishihnavalukoneen, jossa kaksi liikkuvaa hihnaa muodostavat muotin, ollessa toiminnassa yhtäjaksoinen virta sulaa metallia syötetään koneen tuloaukkoon syvennykseen, joka on muodostettu kahdesta liikkuvasta, jousta-15 vasta valuhihnasta, jotka on sijoitettu pääasiassa päällekkäin, ja sivusulkulohkoista, ja metalli tulee ulos syvennyksen toisesta päästä (koneen ulostulo) jähmettyneenä nauhana tai metallitankona. Nauha tai tanko syötetään sitten toiseen metallintyöstö- tai leikkuu- ja/tai hitsaus-20 laitteeseen, jolloin sen poikkileikkausmitat muuttuvat.

Esimerkiksi edellä selostettua tyyppiä olevia kaksoishih-navalulaitteistoa käytetään sulan kuparin muuttamiseksi karkeaksi suorakaidetangoksi, joka syötetään sitten yhtäjaksoisesti valssauslaitteistoon, jossa on ryhmä valssaus-25 vaiheita, suorakaidetangon muuttamiseksi pyöreäksi tangok-• si. On yleistä, että tanko vedetään mahdollisesti eriko koiseksi langaksi.

Eräässä aikaisemmassa tällä alalla tehdyssä yrityksessä muotokappaleiden valmistamiseksi kaksoishihnavalu-30 laitetta muutettiin tekemällä sulkulohkot pienemmiksi tietyin välein, niin että saatiin sellaista valumateriaalia, joka on anodin muotoinen, toisin sanoen tasaista suorakai-demuotoa, jossa on tukivarret. Valamisen jälkeen valu jouduttiin kuitenkin leikkaamaan erillisten anodimuotojen 35 saamiseksi.

3 96188

Toisessa yhtäjaksoiseen valamiseen tarkoitetussa menetelmässä, joka perustuu liikkuvaan muottiin, käytetään valupyörää, jonka ympärillä on kehäura. Osa kehäurasta on suljettu yhtäjaksoisella hihnalla, niin että saadaan muot-5 ti, johon sula metalli kaadetaan sen jähmettämiseksi valu-metalliksi ja poistamiseksi siitä. Tällaisia rakenteita voidaan nähdä US-patenteista 3 279 000 ja 3 469 620, jotka sisältyvät tähän viitteenä.

Kiinteää muottia käyttää yhtäjaksoinen valumenetel-10 mä voidaan nähdä US-patenteista 2 938 251, 2 946 100, 3 066 364, 3 089 209, 3 098 269 ja 3 115 686, jotka sisältyvät tähän viitteenä. Periaatteessa sula metalli syötetään yhtäjaksoisesti muottiin, metalli jäähtyy ja jäähtynyt tuote poistetaan muotista yhtäjaksoisena toimintona. 15 Yleensä muotti on pystyasennossa kaadettaessa sula metalli muotin yläosaan.

Vaikka edellä selostetut valukoneet ovatkin hyvin edullisia ja niitä käytetään yleisesti teollisuudessa, tarvitaan kuitenkin vielä tämäntyyppisiä yhtäjaksoisia 20 valukoneita erillisten muotokappaleiden valmistamiseksi.

Keksinnön eräänä tavoitteena on saada aikaan laite tällaisten erillisten muotokappaleiden valamiseksi.

Yhteenveto keksinnöstä Käsiteltävän keksinnön tavoitteena on saada aikaan 25 parannus yhtäjaksoisiin valukoneisiin, jolloin keksinnön mukainen tankovalulaite on tunnettu useista muotoiluväli-neistä, jotka on kiinnitetty ainakin toiseen liikkuvaan tasopintaan niin, että ne ulottuvat pituussuunnassa katsottuna määrävälein sivuttaissulkujen määrittämään tilaan 30 ja sovitettu peräkkäisesti halutulla tavalla muodostamaan materiaaliin rivin lohkoja.

Keksinnön mukaista laitetta voidaan käyttää minkä tahansa juoksevan, valettavan tai sulan materiaalin kuten muovin, rauta- tai kirjometallien kanssa, joihin kuuluvat 35 muun muassa teräs, rauta, kupari, lyijy, vismutiitti ja 4 96188 alumiini. Keksintö soveltuu erittäin hyvin sellaisten hauraiden tai murtuvien materiaalien yhtäjaksoiseen valamiseen, joita ei voida valssata, pyöristää, vetää tai porata kiinteässä tilassa.

5 Keksinnön mukaisen tankovalulaitteen edullisia suo ritusmuotoja on esitetty patenttivaatimuksissa 2-7.

Lyhyt selostus piirustuksista

Kuvio 1 on kaavio kaksoishihnavalukoneesta ja esittää parannettua muotoilulaitetta erillisten muotokap-10 paleiden muodostamiseksi.

Kuvio 2 on sivuleikkaus syöttöteloihin nähden kohtisuorassa tasossa ja käsittää upokkaan, sulkuseinämän ja sulaa metallia.

Kuvio 3 on tasokuva alemmasta valuhihnasta ja esit-15 tää valuharkon muotoa tiettyä muotoilulaitetta käytettäessä.

Kuvio 4 on sivukuva alemmasta valuhihnasta ja esittää valuharkon muotoa tiettyä muotoilulaitetta käytettäessä.

20 Yksityiskohtainen selostus keksinnöstä

Kuviossa 1 esitetään havainnollistava esimerkki yhtäjaksoisesta metallin valukoneesta, joka käsittää erään käsiteltävän keksinnön mukaisen rakenteen. Tässä valuko-neessa 10 sula metalli 11 syötetään valulaatikosta tai 25 valusangosta (ei esitetty) upokkaaseen 12. Upokkaasta 12 " sula metalli syötetään syöttöalueelle 13, joka on muodos tettu ylemmän ja alemman yhtäjaksoisen joustavan valuhih-nan 14 ja 15 toisistaan erillään olevien yhtäjaksoisten pintojen väliin. Hihnojen 14 ja 15 ja sulkulohkojen 16 30 väliin muodostunutta syvennystä voidaan nimittää valualu-eeksi 17, jossa sula metalli valetaan haluttuun muotoon ja jähmetetään. Valuhihnat on valmistettu mieluimmin teräksestä tai muista seoksista, jotka ovat sitkeitä ja kestävät kulutusta ja fyysisiä vaurioita ja myös valettaessa 35 esiintyviä lämpöiskuja ja lämpökuormituksia.

5 96188

Valuhihnat 14 ja 15 on tuettu ylä- ja alavaunuun 18 ja 19 ja liikkuvat niiden avulla. Molemmat vaunut on kiinnitetty koneen runkoon (ei esitetty). Kummassakin vaunussa on kaksi päätelaa, jotka tukevat valuhihnat ja käyttävät 5 sekä ohjaavat niitä. Nämä telat käsittävät ylemmän ja alemman syöttötelan 20 ja 21 ja vastaavasti ylemmän ja alemman poistotelan 22 ja 23.

Joustava, yhtäjaksoinen metallin sulkupinta 16 on järjestetty valuhihnojen kummallekin puolelle ja rajaa su-10 laa metallia sisältävän valualueen sivureunat. Sivusulkuja 16 ohjataan valulaitteen 10 tulopäässä puolikuun muotoisilla osilla 24, jotka on kiinnitetty alempaan vaunuun 19.

Valettaessa molemmat valuhihnat 14 ja 15 liikkuvat suunnilleen samalla lineaarisella nopeudella käyttömeka-15 nismin avulla ja ylä- ja alavaunu on kallistettu mieluimmin alaspäin myötävirtaussuuntaan, niin että valualue 17 valuhihnojen välissä on kalteva. Tämä alaspäin suuntautuva kaltevuus helpottaa sulan metallin virtaamista valualueel-le.

20 Kun valutuotteet ovat jähmettyneet ja poistuvat laitteesta numerolla 25 merkitystä kohdasta, sekundaarista jäähdytyslaitetta voidaan käyttää valun jähmettämiseen kokonaan ja/tai jäähdyttämiseen. Tätä menetelmää nimitetään "sekundaariseksi jäähdytykseksi" ja sitä käytetään 25 suurempien valunopeuksien saamiseksi. Sekundaarinen jäähdytys helpottaa myös muotoilulaitteen 27 irrottamista valumetallista lämpöiskumekanismin avulla, joka saadaan aikaan erilaisilla valetun metallin muotoilulaitteiden välisillä laajenemiskertoimilla. Kertoimien välisillä suu-30 remmillä eroilla on suurempi lämpöisku- ja erotusteho. Primaarinen jäähdytyslaite (ei esitetty) saadaan yleensä aikaan käyttämällä suurella nopeudella liikkuvaa jäähdy-tysainetta, joka virtaa muotin muodostavien hihnojen 14 ja 15 vastakkaisia sivuja pitkin.

6 96188

Keksinnön mukaisessa parannetussa laitteessa käytetään muotoilulaitteita 27 valuhihnoissa erilaisen muodon saamiseksi aikaan muotissa ja laitteen valualueella 17. Muotoilulaite 27 on kiinnitetty mieluimmin ylempään valu-5 hihnaan 14 ja se voi vaihdella muodoltaan ja etäisyydeltään halutun muottimuodon rajaamiseksi laitteen valualueella 17. Seuraavassa selostetaan esimerkkirakenteita muo-toilulaitteesta.

Valettaessa molemmat valuhihnat 14 ja 5 liikkuvat 10 suunnilleen samalla lineaarisella nopeudella käyttömeka-nismin avulla ja ylä- ja alavaunu on kallistettu mieluimmin alaspäin myötävirtaussuuntaan, niin että valualue 17 valuhihnojen välissä on kalteva. Tämä alaspäin suuntautuva kaltevuus helpottaa sulan metallin virtaamista valualueel-15 le.

Kun valutuotteet ovat jähmettyneet ja poistuvat laitteesta numerolla 25 merkitystä kohdasta, sekundaarista jäähdytyslaitetta voidaan käyttää valun jähmettämiseen kokonaan ja/tai jäähdyttämiseen. Tätä menetelmää nimite-20 tään "sekundaariseksi jäähdytykseksi" ja sitä käytetään suurempien valunopeuksien saamiseksi. Sekundaarinen jäähdytys helpottaa myös muotoilulaitteen 27 irrottamista valumetallista lämpöiskumekanismin avulla, joka saadaan aikaan erilaisilla valetun metallin muotoilulaitteiden vä-25 lisillä laajenemiskertoimilla. Kertoimien välisillä suu- remmillä eroilla on suurempi lämpöisku- ja erotusteho. Primaarinen jäähdytyslaite (ei esitetty) saadaan yleensä aikaan käyttämällä suurella nopeudella liikkuvaa jäähdy-tysainetta, joka virtaa muotin muodostavien hihnojen 14 ja 30 15 vastakkaisia sivuja pitkin.

Keksinnön mukaisessa parannetussa laitteessa käyte-

* I

tään muotoilulaitteita 27 valuhihnoissa erilaisen muodon saamiseksi aikaan muotissa ja laitteen valualueella 17. Muotoilulaite 27 on kiinnitetty mieluimmin ylempään valu-35 hihnaan 14 ja se voi vaihdella muodoltaan ja etäisyydel- 96188 tään halutun muottimuodon rajaamiseksi laitteen valualu-eella 17. Seuraavassa selostetaan esimerkkirakentelta muo-toilulaitteesta.

Keksinnön erään suositettavan rakenteen mukaan käy-5 tetään lisävaunua 28 ja -hihnaa 29 muotoilulaitteen 27 irrottamiseksi hihnasta 14 liitettynä ajastuslaitteeseen 30 ja sijoitettuna hihnaan 14 etukäteen määrättyyn haluttuun etäisyyteen perustuen. Tätä erotusjärjestelmää käyttämällä valutoiminnon aikana valettujen erillisten muotokappale!-10 den painoa (ja kokoa) voidaan muuttaa ajastuslaitetta 30 säätämällä. Vaunussa 28 voidaan käyttää kahta rullaa 31 ja 32 esitetyllä tavalla.

Erilliset muotokappaleet 33 syötetään valulaittees-ta ja kuljetetaan haluttuun paikkaan.

15 Valulaite 10 ja upokas 12 ovat mieluimmin "avoin allas"-tyyppisiä upokkaan poistoaukon ollessa muutettu niin, että muotoilulaite 27 saadaan menemään valualueelle 17. Sulan metallin allas, joka on valulaitteen sisääntulossa 13, täyttää mieluimmin sisääntulon, niin että muo-20 toilulaite 27 koskettaa sulaan metalliin 11 sisääntulossa 13.

Upokkaan kärki on tehty mieluimmin grafiitista tai muusta pehmeästä, kuluvasta materiaalista, joka edistää myös valamista ja alahihnan 15 voitelua. Kuviossa 2 on 25 piirustus ehdotetusta järjestelystä. Koska metalli, hihna :* ja muotoilulaite liittyvät toisiinsa suunnilleen samassa pisteessä, muotoilulaitteen 27 takana oleva kaasu tai höyry pääsee poistumaan ulkoilmaan eikä aiheuta kuplan muodostumista muotoilulaitteen taakse metallivalussa. Sulku-30 lohkojen 16 sisäpinnassa on mieluimmin hyvin pieni kartio-muoto (pohjassa suurempi), joka estää muotoilulaitteen kääntymisen tai liikkumisen muuten muotissa.

Kun metalli menee valulaitteen läpi, tämä toiminto vastaa standardivalulaitteen toimintaa. Kuitenkin valuno-35 peus kasvaa tai vähenee yleensä käytettäessä muotoilulait- 8 96188 teitä 27, jotka toimivat lämpönieluina tai eristiminä niihin käytetystä materiaalista riippuen.

Eräässä suositettavassa rakenteessa muotoilulait-teet 27 kiinnitetään irrotettavana rakenteena hihnoihin 14 5 ja 29, esimerkiksi magneettisesti. Muotoilulaitteita käytettäessä ne sijoitetaan tietylle etäisyydelle hihnaan ja hihnan pyöriessä saadaan haluttu valukappale. Jähmettymisen jälkeen erillinen valukappale irrotetaan yhtäjaksoisesta valunauhasta (käsittää muotoilulaiteet 27) muotoilu-10 laitteiden ollessa kiinnitetty magneettisesti ja siirretty hihnaan 29. Muotoilulaitteet 27 siirretään sitten ajastus-laitteeseen 30, jossa ne pannaan samaan linjaan ja irrotetaan taas hihnaan 14 halutulle etäisyydelle.

Kohdassa 34 voidaan edullisesti käyttää laitetta, 15 Joka irrottaa valulaitteessa valmistetut erilliset valu-tuotteet valutuotenauhasta. Esimerkiksi valukappaleeseen voidaan kohdistaa taivutusliike muotoilulaitteen 27 ollessa kytketty irti hihnasta 29 ja siirretty valuhihnaan 14 edellä selostetulla tavalla.

20 Muotoilulaiterakenteet 27 voivat olla erilaisia.

Kuten kuviossa 3 esitetään, U-muotoisella muotoilulait-teella 27 saadaan valuharkkomuoto 33. Vastaavasti kuvio 4 esittää ylösalaisin käännetyn T:n muotoista muotoilulai-tetta 27, jolla saadaan valuharkkomuoto 33. Sopivilla muo-25 toilulaitteilla valukappaleeseen voidaan tarvittaessa tehdä reikiä, aukkoja, hampaita ja nimi- tai muita merkintöjä-

Muotoilulaitteet 27 voidaan tehdä erilaisista materiaaleista. Magneettisissa väliseinissä muotoilulaitteen 30 lukitsemiseksi muottitilaan tarvitaan sitä vähemmän sisäpuolista kartio- tai rivirakennetta mitä suurempi muotoilulaitteen magneettivoima on. Joissakin sovellutuksissa voi olla jopa edullista, että muotoilulaite tehdään joko osittain tai kokonaan valimohiekasta tai tulenkestävistä 35 tai metalliosista, jotka korvaavat poraus- tai valulaite-yksikön reiät ja muodot valukappaleessa, tai väliseinänä.

9 96188

Muotoilulaitteen 27 irrottamista hihnasta 14 ja/tai valusta voidaan helpottaa käyttämällä kuluvia (kuten puu) * tai kertakäyttöisiä muotoilulaitteita. Toisessa rakentees sa käytetään ohutta, joustavaseinämäistä muotoilulaitetta, 5 jossa on sellaista ainetta - esimerkiksi vettä - joka laajenee joutuessaan kosketukseen sulan metallin kanssa (koska höyryä muodostuu muotoilulaitteeseen) ja jäähtyessään myös kutistuu. Näin ollen muotoilulaitteiden koskettaessa sulaan metalliin 11 ne laajenevat ja valukappale muodos-10 tuu laajennetun muotoilulaitteen avulla. Jähmettymisen ja jäähtymisen jälkeen muotoilulaite supistuu, mikä helpottaa sen irrottamista. Ohuesta ruostumattomasta teräslevystä valmistettua muotoilulaitetta voidaan käyttää edullisesti lyijyharkkojen valamiseen.

15 Valupyörän käsittävässä laitteessa muotoilulaite 27 voidaan sijoittaa pyörään tai hihnaan, ja se rajaa tällöin sen erillisen muodon, joka halutaan saada muotissa ja muodostetaan valupyörän kehäuran ja yhtäjaksoisen hihnan avulla edellä selostetulla tavalla. Kiinteää muottia käyt-20 tävässä yhtäjaksoisessa valussa muotoilulaitteet 27 voidaan työntää muottisyvennykseen halutuin välein, niin että saadaan aikaan erotustoiminto sulassa metallissa (jakaminen erillisiksi muotokappaleiksi). Tulenkestäviä palteita voidaan käyttää edullisesti ja tällöin ne syötetään muot-25 tisyvennykseen, joka suorittaa erottamisen valettavassa ·· sulassa metallissa. Valettu metalli voidaan sitten irrot taa helposti erillisiksi muotokappaleiksi jähmettymisen tapahduttua.

Claims (7)

96188

1. Tankovalulaite, joka käsittää kaksi tasopintaa (14, 15), jotka liikkuvat yhdessä pituussuuntaisen akselin 5 suunnassa, poikittaisesti sovitetut sivuttaissulut (16), jotka on kiinnitetty ainakin toiseen tasopintaan määrittämään tilan sulkujen ja tasopintojen väliin, välineet (12) sulan materiaalin syöttämiseksi jatkuvana virtana liikkuvien tasopintojen ja sivuttaissulkujen määrittämään ti-10 laan, jäähdytysvälineet (26) sulan materiaalin jähmettämi-seksi ja välineet (34) jähmettyneen materiaalin irrottamiseksi jäähdytysvälineiden jälkeen, tunnettu useista muotoiluvälineistä (27), jotka on kiinnitetty ainakin toiseen liikkuvaan tasopintaan (14, 15) niin, että ne 15 ulottuvat pituussuunnassa katsottuna määrävälein sivuttaissulkujen (16) määrittämään tilaan ja sovitettu peräkkäisesti halutulla tavalla muodostamaan materiaaliin rivin lohkoja.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tankovalulaite, 20 tunnettu siitä, että muotoiluvälineet (27) on kiinnitetty ylempään liikkuvaan tasopintaan (14).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen tankovalulaite, tunnettu siitä, että se käsittää välineet (28, 29) muotoiluvälineiden (27) poistamiseksi valumateriaalin ylä- 25 pinnasta sen jälkeen kun materiaali on kulkenut vastakkaisten liikkuvien tasopintojen välistä.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen tankovalulaite, tunnettu siitä, että välineet (28, 29) muotoiluvälineiden (27) poistamiseksi käsittävät hihnalla (29) va- 30 rustetun telan (31), joka on sovitettu poistamaan muotoiluvälineet (27) magneettisesti jäähdytysvälineiden (26) jälkeen ja että irrotusvälineet (34) on sijoitettu muotoiluvälineiden poistokohdan läheisyyteen.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen tankovalulaite, 35 tunnettu siitä, että irrotusvälineet (34) on sovi- 96188 tettu käyttämään taivutusliikettä jähmettyneen materiaalin katkaisemiseksi erillisiksi lohkoiksi sen jälkeen kun muo-toiluvälineet on poistettu.

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen tankovalu-* 5 laite, tunnettu siitä, että se käsittää välineet (30) muotoiluvälineiden (27) varastoimiseksi sen jälkeen kun ne on poistettu valumateriaalista, jolloin välineet on sovitettu asemoimaan muotoiluvälineet (27) uudelleen ylemmälle tasopinnalle (14) myöhempää käyttöä varten.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen tankovalulaite, tunnettu siitä, että liikkuvat tasopinnat ovat hihnoja. t. » « « 96188