FI116667B

FI116667B - Valumenetelmä ja valukappale

Info

Publication number: FI116667B
Application number: FI20000907A
Authority: FI
Inventors: Veijo Pitkaenen
Original assignee: Suomen Muuraustyoe Smt Oy
Priority date: 2000-04-17
Filing date: 2000-04-17
Publication date: 2006-01-31
Also published as: EP1278617B1; US6986856B2; CA2403551A1; ATE302673T1; US20030137081A1; FI20000907A0; DE60112911D1; EP1278617A1; DK1278617T3; WO2001087564A1; FI20000907A; DE60112911T2

Description

116667

VALUMENETELMÄ JA VALUKAPPALE

Tämän keksinnön kohteena on sarjatuotantoon soveltuva, vähintään yhden, kahden tason suhteen likimäärin symmetrisen ympyrärenkaan osan muotoisen kappaleen valmistamiseen soveltuva menetelmä, jossa käytettävän muotin säteensuuntaiset rajapinnat ovat keskenään olennaisesti yhteensopivia profiilipintoja ja jonka sylinteri-pinnan keskiakseliin nähden kohtisuorat rajapinnat ovat samoin keskenään olennaisesti yhteensopivia profiilipintoja ja likimäärin profiilinsa pyörähdyspintoja muotin sylinteripinnan keskiakselin ympäri ja kyseisen pinnan osoittamassa laajuudessa, sekä niin ikään sarjatuotantoon soveltuva, vähintään yhden, yhden tason suhteen likimäärin symmetrisen kartiorenkaan osan muotoisen kappaleen valmistamiseen soveltuva menetelmä, jossa käytettävän muotin säteensuuntaiset rajapinnat ovat keskenään muodoltaan olennaisesti yhteneviä profiilipintoja, sekä kartiopintaan nähden kohtisuorassa olevat rajapinnat ovat samoin profiilipintoja ja likimäärin profiilinsa pyörähdyspintoja muotin kartiopinnan keskiakselin ympäri siten, että kyseisen pinnan si-säsäde vastaa sen kohdalla olevaa kartiopinnan sädettä. Keksinnön käyttöala on erityisesti keraamisten, yhteensopivien vuorauselementtien esivalmistus, joista kootaan suoria seinämiä, sylinterirenkaita ja kartiorenkaita tai niiden osia sisältävä yhtenäinen tulenkestävä pintavuorauskerros. Edullisia käyttökohteita ovat mm. kiertopetikatti-loiden syklonit ja kanavat, kaasutinlaitokset, terästeollisuuden laitteet ym. erilaiset polttokammiot ja korkean lämpötilan laitteet. Kyseisille elementtirakenteille asete-··, taan erityisiä vaatimuksia tiiviyden suhteen, jolloin elementtien saumapinnat on •. muotoiltava tasopinnoista poikkeaviksi profiilipinnoiksi, joille on ominaista, että ne •. suoria liitospintoja paremmin vastustavat sauman kautta tapahtuvaa vuoto virtausta.

•. Selityksen alussa mainittu likimääräinen symmetrisyys käsitetään tässä hakemukses sa siten, että elementin liitospintojen naaras- ja urosprofiilien ei katsota aiheuttavan elementtien epäsymmetrisyyttä.

I » * · : Em. elementtejä valmistetaan nykyään kahdella erityyppisellä muotilla ja menetel mällä: Lieriörenkaan ja kartiorenkaan osien muotoiset valukappaleet valetaan projektikohtaisissa muoteissa, jotka valmistetaan esim. ruostumattomasta teräksestä yksilöl-' lisesti aina valettavan kappaleen osoittamaan muotoon. Muotin rajapinnat liitetään . toisiinsa siten, että muotti on purettavissa ja valu voidaan uusia samalla muotilla riit tävän monta kertaa. Jokaista tarvittavaa halkaisijaa, kerrosvahvuutta ja kartiokulmaa 2 116667 varten valmistetaan oma yksilöllinen muotti ja sitä käytetään vain juuri määrätyn halkaisijan ja kerrosvahvuuden omaavien elementtien valmistukseen. Muotti täytetään taustapinnan keskellä olevasta aukosta, jolloin taustapinta ei muodostu täysin pyöreäksi, vaan sitä vastaavaa kaarevuutta noudattavaksi monikulmion osaksi. On normaalia, että yksi kattilan tai jonkun muun keraamisia tulenkestäviä vuorauksia sisältävän laitoksen vuorauskonstruktio käsittää useita eri halkaisijoilla ja kerrosvah-vuuksilla olevia vuorausalueita, jolloin jokaista aluetta varten on valmistettava oma muotti. Samoin jokaista kartioalueen kerrosta varten on valmistettava oma muotti. Normaali tunnetun tekniikan mukainen kerroskorkeus on n. 250 mm, jolloin esim. 4 m korkea kartio vaatii 16 erillistä muottia sen sisältämien valukappaleiden valmistamiseksi. Kerran valmistettua ja käytettyä muottia voidaan siis käyttää uudestaan vain varaosien valmistukseen ja mahdollisesti joskus uudessa projektissa halkaisijoiden satunnaisesti täsmätessä. Kartioelementtien kohdalla on myös kartiokulman täsmättävä. (Kerrosvahvuudet saattavat toistua rakenteissa standardinomaisesti).

Toinen nykyisin käytetty menetelmä esi valettujen vuorauselementtien valmistamiseksi on rakentaa muotti helposti työstettävästä materiaalista, esim. vanerista kaset-timaisesti siten, että samalla kerralla voidaan valaa useampi valukappale. Tässä tunnetussa tekniikassa ei käytetä esivalmistuksen, asennettavuuden ja kestävyyden kannalta edullisinta, symmetristä ns. ’’pontti” profiilia muotin niissä pinnoissa, joissa ne ovat profiilinsa pyörähdyspintoja (lieriörengaselementissä lieriön keskiakselia vasten i · •. kohtisuorat rajapinnat, kartiorengaselementissä kartiopintaan nähden kohtisuorat ra japinnat), koska niiden valutekniikka edellyttää muotin täyttämistä juuri kyseisen '. pinnan kautta. Näiden sijasta käytetään esim. ns. haka-profiilia. Myös nämä muotit '; valmistetaan projektikohtaisesti aina halkaisijoiden, kerrosvahvuuksien ja kartiokul- '; mien mukaan.

; : ’Tontti” käsitetään tässä yhteydessä profiiliksi, joka on tunnettu mm. lautojen tiiviin 11: toisiinsa liittämisen yhteydessä käytettynä liitosmuotona (kuva 8, 9). ’’Haka” käsite- :'. tään tässä yhteydessä liitosprofiiliksi, jossa liitettävät kappaleet yhtyvät toisiinsa lo- ". mittain siten, että saumasta muodostuu 3-osainen murtoviiva, joka sisältää 2 likimää- _ ‘ rin 90 asteen kulmaa ja jossa viivan keskimmäinen osa on olennaisesti vuorauksen , , : pinnan suuntainen.

3 116667 Tässä selityksessä ja patenttivaatimuksissa esitetty termi muotin ’’sisähalkaisija” käsittää myös sen erikoistapauksen, jossa kyseinen halkaisija on ääretön.

Termi ’’likimääräinen pyörähdyspinta” käsittää selitysosassa ja vaatimuksissa esiintyessään pyörähdyspinnan omaisen pinnan, joka sisältää suoria pinnan osia, jatka yhteisvaikutukseltaan noudattavat likimäärin vastaavaa absoluuttista pyörähdyspintaa.

Epäkohtana ensin esitellyn tunnetun tekniikan käytössä voidaan pitää sitä, että muotit ovat pääsääntöisesti kertakäyttöisiä. Tästä johtuu, että muottien valmistus on kallista ja aiheutuvia kuluja pyritään minimoimaan valmistamalla niitä mahdollisimman vähän, usein vain yksi kappale kutakin vuorausaluetta kohti. Tämä taas aiheuttaa sen epäkohdan, että elementtien toimitusajat muodostuvat pitkiksi ja aiheuttavat osaltaan monenlaisia ongelmia. Valmistusmäärien ollessa normaalisti projektia kohden yhden elementin osalta useita satoja kappaleita, joudutaan tapauskohtaisesti tekemään päätös valmistusajan pituuden ja valmistettavien muottien lukumäärän välillä. Yksittäisen muotin valmistuskustannukset ovat nykyisin useita tuhansia markkoja. Valmistettujen muottien uusiokäyttö on vain satunnaista ja tämän mahdollisuuden hyödyntämiseksi muotit on varastoitava tulevaisuutta varten. Tätä taustaa vasten voidaan vuosien aikana kertyvää muottivarastoa niin ikään pitää nykyisen tekniikan tuomana epäkohtana. Edellä mainituista seikoista johtuen esivalmistettujen elementtien hinta- , taso on nykyisin niin korkea, että se on hyvin harvoin kilpailukykyinen paikalla valu- • · ·. tun vuorauksen kanssa. Käytäntö ja laboratoriokokeet ovat kuitenkin osoittaneet, et- » . . ·. tä tehdasoloissa esivalmistettu vuoraus on laadultaan selvästi korkeampi paikalla va- ; ' * · lettuun vuoraukseen verrattuna. Tätä seikkaa, että kustannukset nousevat jyrkästi ; ’: tuotteen laadun noustessa ja siitä johtuvaa kilpailukyvyn puutetta voidaan pitää hyvin ; ‘ ‘: suurena epäkohtana nykyisen tekniikan käytössä.

: : : Tekniikan, jossa muotin reunoilla käytetään valutekniikan johdosta epäsymmetrisiä » * · profiilipintoja, kuten esim. haka-profiili, ideana on muottikustannuksissa säästämi- nen. Muotin täyttö tapahtuu tässä menetelmässä nimittäin yhden profiilipinnan kaut-; “ ‘; ta. Epäkohtana voidaan pitää sitä, että vuoraus sisältää profiilin muodosta johtuen ; ’ useita erimuotoisia elementtejä, joille jokaiselle on valmistettava oma muotti. Kuten . ·. : edellä on mainittu, on tunnettua, että asennettavuuden ja kestävyyden kannalta paras lopputulos elementtirakenteissa saavutetaan elementeillä, joissa kaikkien liitospinto- 116667 jen profiilit ovat yhtenevät ja noudattavat esim. edullista ns. pontti-profiilia. Ankku-rointielementit, jotka tunnetun tekniikan mukaisesti asennetaan vuorauksessa joka toiseen elementtikerrokseen ja siellä joka toiseksi elementiksi muodostavat ns. haka-profiilia tai jotain muuta siihen verrattavaa valmistusta yksinkertaistavaa profiilia käytettäessä sen ongelman, että ankkurointirivin ja niiden välissä olevan rivin elementit, sekä ankkurointirivillä ankkurielementtien välissä olevat elementit joudutaan valmistamaan kukin omalla erimuotoisella muotilla. Sinänsä ankkurielementin on tunnetun tekniikan mukaisesti tarpeellista poiketa normaalielementistä vain siten, että sen takapinnassa on uloke ankkurointielimiä (esim. holkki ja pultti) varten. Sitä, että joudutaan luopumaan parhaan mahdollisen lopputuloksen antavasta rakenteesta valmistusteknisistä syistä, voidaan pitää suurena epäkohtana. Koska myös tämän tunnetun tekniikan sisältävät muotit ovat kertakäyttöisiä työkaluja, ovat muottikustannukset suuria ja tämä on myös nähtävä suurena epäkohtana. Lisäksi tämä tekniikka monimutkaistaa asennusta, jota voidaan niin ikään pitää epäkohtana.

Edellä kuvattua nykyistä tekniikkaa käytetään mm. tanskalaisen tulenkestävän materiaalin valmistajan Hasle Isomax c/o:n ja suomalaisen vuoraussuunnittelua ja asennusta harjoittavan Suomen Muuraustyö SMT Oy:n tuotannoissa.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sellainen menetelmä ja tuote, jolla vältetään tunnetuissa ratkaisuissa esiintyviä haittoja. Keksinnönmukaiselle mene-

» I

telmälle ja tuotteelle tunnusomaiset piirteet on esitetty patenttivaatimuksien 1,2 ja 14 tunnusmerkkiosissa.

Keksinnönmukaiseen menetelmään kuuluvassa laitteessa on viuhkamaisia levyjä. Niiden tarkoitus on toimia laitteen rajapintoina. Patenttijulkaisuissa FI98153, US2671261 ja US3145437 esiintyy niin ikään viuhkamainen levy, jonka käyttötar-: : : koitus on toimia erikokoisten putkien välisenä tai muun kaltaisten aukkojen tiiviste- i . (4: levynä. Viuhkalevyjen käytön ero em. julkaisujen ja keksinnön välillä on siinä, että ;’j·. keksinnönmukaisessa menetelmässä ne muodostavat osan saijatuotantoon tarkoite- :" ‘: tusta muotista ja em. julkaisuissa ne esiintyvät kertakäyttöisinä tiivistelevyinä.

, , : US4826639 julkaisussa esiintyy menetelmä betonikaariosien valmistamiseksi. Mene- I I | telmä sisältää saranoilla säädettävien levyjen käytön. Menetelmällä valmistetaan 5 116667 tunneleita ja siltoja, jolloin valettavasta kokonaisuudesta tulee yhtenäinen, kantava, massiivinen rakenne. Keksinnönmukaisessa menetelmässä näennäisesti vastaavien levyjen avulla valmistetaan tulenkestävän keraamisen vuorauksen pieniä osia, joista sitten kootaan kokonainen vuoraus. Voidaan todeta, että levyjen käyttötarkoitus, menetelmät ja toimialat joissa menetelmiä käytetään, ovat hyvin etäällä toisistaan.

Keksinnön tärkeimpänä etuna tunnettuun tekniikkaan nähden voidaan pitää sitä, että muotti on kaikilta osiltaan tai vaihtoehtoisesti lähes kaikilta osiltaan asennettavissa mille tahansa halkaisijalle sen laajalla toiminta-alueella. Samoin se on asennettavissa mille tahansa kerrosvahvuudelle sen toiminta-alueella. Niin ikään kartio-osien valmistukseen tarkoitettu muotti on säädettävissä mille tahansa kartiokulmalle sen toiminta-alueella. Tästä johtuen yhtä muottia voidaan käyttää toistuvasti ja eri vahvuisten vuorausten esivalmistukseen ja eri kartiokulman omaavien elementtien valmistukseen projektista toiseen. Samoin voidaan pitää tärkeänä etuna sitä, että muotissa voidaan valmistaa useita toisiinsa sopivia, samalle vuorausvyöhykkeelle tulevia elementtejä yhdellä valukerralla, jolloin toimitusajat ja muottikustannukset eivät ole ristiriidassa keskenään. Sitä, että kaikki vuorauksen suorat ja lieriömäiset elementit voidaan valmistaa yhdellä muotilla ja toisaalta kaikki vuorauksen kartiomaiset elementit voidaan valmistaa yhdellä muotilla voidaan pitää kiistattomana etuna. Se, että voidaan käyttää asennettavuuden ja kestävyyden kannalta edullisinta elementin lii-tospintaprofiilia on myös kiistaton etu. Kiistaton etu syntyy myös siitä, että ympyrä-renkaan valmistukseen soveltuvat muotit sopivat myös suorien pintojen esivalmis-:'. tukseen.

'; Menetelmässä käytettävää muottia kuvataan lähemmin oheisissa piirustuksissa, jois- sa: kuva 1, esittää yleiskuvaa lieriörenkaan osien valmistukseen soveltuvasta muottira- : : kenteesta valuasennossa, : kuva 2, esittää yleiskuvaa lieriörenkaan osien valmistukseen soveltuvasta muottira- : ·. kenteesta asennossa, jossa valukappaleet puretaan muotista, ': kuva 3, esittää yleiskuvaa kartiorenkaan osien valmistukseen soveltuvasta muottira- ‘ kenteesta valuasennossa, , ; kuva 4, esittää yleiskuvaa kartiorenkaan osien valmistukseen soveltuvasta muottira- kenteesta asennossa, jossa valukappaleet puretaan muotista, 6 116667 kuvat 5, 6 ja 7 esittävät muottiin kuuluvaa pyörähdyspinnanomaisen rajapinnan muodostamaa profiililevysarjaa ja siihen kuuluvia yksittäisiä levyjä, kuva 8, esittää muottiin kuuluvaa säteensuuntaisen rajapinnan muodostavaa profiili- levyä lieriörenkaan osien valmistukseen soveltuvassa muotissa, kuva 9, esittää muottiin kuuluvaa säteensuuntaisen rajapinnan muodostavaa profiili- levyä kartiorenkaan osien valmistukseen soveltuvassa muotissa, kuva 10, esittää muottiin kuuluvaa ankkurielementin valmistusosaa, kuva 11, esittää sylinterirenkaan valettua osaa, kuva 12, esittää kartiorenkaan valettua osaa, kuva 13, esittää muottiin kuuluvaa liikuntasauman yläelementin valmistuksessa muottiin lisättävää osaa, kuva 14, esittää muottiin kuuluvaa liikuntasauman alaelementin valmistuksessa muottiin lisättävää osaa, kuvat 15 ja 16 esittävät muotin runkoa, jonka leveys on säädettävissä. Kuvassa 15 runko on asennettu pienimpään mahdolliseen leveyteensä ja kuvassa 16 muottia on levitetty.

Kuvioissa 1 on esitetty muottirakenne ja siihen kuuluvat oleellisimmat osat asennossa, jossa muotti on täyttövalmis. Jalustan 1 päällä on tässä esimerkissä neljän valu-kappaleen samanaikaiseen valmistamiseen tarvittavat neljä sylinteripintaa 3. Nämä osat ovat muotissa joko kertakäyttöisiä tai mitoiltaan säädettäviä. Kukin niistä on » » kiinnitetty 4-osaisen rungon 2 niitä vastaaviin osiin 2a, 2b, 2c ja 2d. Nämä osat ovat kukin yhteydessä jalustaan 1 siten, että niissä olevat siirtoelimet kuten pyörät 4 ovat jalustan urissa 5. Sylinteripintojen 3 välissä ja lisäksi laitimmaisten päissä on valet-'. tavien tilojen sylinterin akseliin nähden kohtisuorina rajapintoina toimivat 4-osaiset "; profiililevyviuhkat 6, jotka on kiinnitetty sylinteripintakappaleisiin 3 jäljempänä esi tetyllä tavalla. Samoin sylinteripintakappaleiden sivuilla on muotin säteensuuntaisi-: ’: na rajapintoina toimivat profiililevyt 7. Nämä levyt on kiinnitetty saranoilla muotin : runkoon 2 tai kaariosiin 3. Säteensuuntaiset profiililevyt jatkuvat yhtenäisinä tai nii- : ·. hin kiinnitettyinä levyinä 8 kääntyen muotin päälle, jossa ne muodostavat muotin ' ‘. yläpuoliset rajapinnat. Levyjen 8 päiden väliin jäävä aukko 9 toimii muotin täyttö- ‘ aukkona. Levyt 7 ja niiden jatkeet 8 ovat koko muottirakenteen pituiset ja levyjen 6 • ( : päät ovat tiiviisti kiinni levyissä 7 ja osa niiden yläreunasta levyissä 8. Levyissä 8 on reiät 10 levyjen 6 kohdalla. Muottia koottaessa levyissä 6 olevat ulokkeet 11 painu- 7 116667 vat reikiin 10. Levyt lukitaan toisiinsa jollakin käyttökelpoisella tavalla, esim. työntämällä kiilat ulokkeissa 11 oleviin reikiin. Normaalin elementin (ei ankkurointiele-mentti) taustapinnan se osa, joka on yläpuolisten levyjen 8 välissä, muodostuu valettaessa vaakasuoraksi tasopinnaksi ilman sen paikkaa ja muotoa määräävää muotin osaa.

Kun muotti on valettu täyteen ja valukappaleet ovat kovettuneet, avataan muotti kuvion 2 osoittamaan asentoon seuraavasti. Levyjä 6 ja 8 yhdessä pitävät kiilat poistetaan tai muulla tavalla jäljestetty lukitus avataan ja ennen valua rasvatut levyt 7/8 käännetään saranan 12 ympäri siten, että levyt eivät estä valukappaleen poistamista ylöspäin. Rungon osia 2a, 2b, 2c ja 2d toisissaan kiinni pitävillä ohjausakseleilla 13 (kuva 1) olevat lukituselimet 14 avataan ja osat yhteen puristanut puristuselin, esim. epäkesko 15 palautetaan vastakkaiseen asentoon. Rungon 2 osien 2a, 2b, 2c ja 2d välissä olevat aukaisuelimet, kuten esim. jouset 16 painavat osat erilleen toisistaan. Samoin 2-osaisen osan 2a osien välissä oleva aukaisuelin painaa nämä osat irti toisistaan. 5:stä muottiin kuuluvasta pyörähdyspinnanomaisesta profiililevysarjasta 6 on jokainen kiinnitetty eri kaariosaan 3 ja ne seuraavat näin muotin avautuessa kukin omaa kaariosaansa. Kaariosien väliset raot ovat muotin avauduttua niin suuret, että valukappaleet voidaan poistaa esteettömästi ylöspäin. Levyt 7 on saranoitu siten, että lohkojen pituusliike voi tapahtua. Muotti kootaan valuasentoon purkuun nähden päinvastaisessa järjestyksessä. Rajapinnat rasvataan, muotin lohkot puristetaan yh- • · teen puristuselimellä 15 ja lukitaan paikalleen lukituselimellä 14. Osien 2a, 2b, 2c ja :*. 2d siirtäminen yhteen muottia kasattaessa ja niiden erottaminen sitä purettaessa voi tapahtua myös siten, että ohjausakselit 13 toimivat osien kannattimina ja ne '; liputetaan oikeaan asemaansa tankoja 13 pitkin. Sivu ja yläpinnat 7 ja 8 käännetään ‘ : saranan ympäri paikalleen ja lukitaan levyihin 6. Saranan rakenne voi olla seuraava:

Levyn 7 alareunaan on kiinnitetty putki, joka on kyseisen levyn pituinen. Putken si-: : säilä on putkea pitempi akseli, joka on tuettu kannattimilla laitimmaisten muotin loh- _ _: kojen 2a ja 2d päihin. Kun muotti avataan, niin ainakin toinen akselin kannattimista |'. liukuu akselin päällä lohkon siirtyessä. Akselin ja putken pituusero on vähintään “: muotin avautuessaan vaatima pituuden lisäys. Muotti täytetään levyjen 8 välissä ole- ’ vasta aukosta 9. Valukappaleen taustakehä muodostuu tunnetun tekniikan mukaises- , , : ti monikulmion osaksi. Asennuksen yhteydessä elementin monikulmainen tausta- I t 116667 pinta liitetään lieriömäiseen vuorauksen tai laitoksen rungon osaan tunnetun tekniikan mukaisesti tiiviisti laastilla.

Kuvioissa 5, 6 ja 7 esitetään keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettävää viuh-kanomaista profiililevysaqaa, joka toimii seuraavasti:

Kuvassa 6 näkyvät 4 osaa a, b, c ja d on valmistettu ohuesta levystä ja ovat profiloitu siten, että ne kuvan 5 mukaisesti limittäin yhteen painettuina sopivat toistensa profiileihin. Toisin sanoen keskenään limittäin olevien levyjen profiilien mitoitus eroaa hieman toisistaan (kuva 7), jolloin tiivis limitys voidaan saavuttaa. Vierekkäiset levyt on nivelöity yhteen levyjen alaosassa 17 (kuva 5). Kun uuden säteen omaavat kaariosat on asennettu muotin runkoon, tai kaariosat on säädetty vastaamaan uutta sädettä, säädetään nivelöidyt levyt 6 siten, että levykokonaisuuden murtoviivaa E noudattava kaaren F säde on yhtä suuri muotin kaariosan 3 pinnan säteen kanssa. Keskimmäisessä nivelessä on pitkänomainen reikä 60, jolloin levysarjan pituus on säädettävissä nivelakselin 61 siirrolla reiässä siten, että levysaqan 6 muotin kaarta vastaavan jänteen pituus tulee yhtä pitkäksi muotin kaaren jänteen pituuden kanssa. Säätöjen jälkeen levyt 6 kiinnitetään kaariosiin 3. Levyjen nivelöintikohdat 17 sijaitsevat muotin kaarta vastaavalla kehällä F, jolloin riittävällä keskimmäisen nivelen pituussuuntaisella säätövaralla voidaan päätyä ratkaisuun, jossa muotti kattaa hyvin laajan käyttökelpoinen halkaisija-alueen.. Kyseisen pituussäädön suuruusluokka on kuitenkin vain muutama millimetri tai vain sen osia, jolloin samat levyt 6 soveltuvat > * • *, hyvin laajaan käyttöön. Mitä pienemmällä halkaisija-alueelle toimitaan, sitä suurem- > ·

v i I

paa säätövaraa voidaan tarvita, jolloin muotissa voi levyihin 6 sisältyä myös enem- ."'. män kuin yksi säädettävää niveltä.

.· * »

1 I

* I » :" ‘: Kun muotilla halutaan valmistaa toisen kerrosvahvuuden omaavia elementtejä, vaih- > ) · detaan muottiin sitä vastaavat rajapintalevyt 6 ja 7/8. On myös mahdollista valmistaa : : levyt 6 siten, että levyjen vaihdon sijasta ne voidaan säätää uudella nivelöinnillä uu- . : siin olosuhteisiin sopiviksi. Samoin säteensuuntaiset levyt 7 voidaan varustaa korke- , : ·. ussäädöllä, jolloin levyjen vaihdon sijasta säädetään levyt 7 oikean korkuisiksi. Kun : . levyjen 7 ja 8 välinen kulma on n. 90 astetta ja niiden raaka-aine ja vahvuus tilantee- . * seen sopivia, voidaan levyt 8 painaa lukitusasentoon koko muotin toiminta-alueelle.

9 116667

Edellä esitetystä esimerkistä poiketen, levyt 7 voidaan valmistaa myös yhden muotti-lohkon mittaiseksi, jolloin niiden saranointi tapahtuu erikseen jokaiseen lohkoon ja muotin kokoaminen tapahtuu eri järjestyksessä siten, että ennen muottilohkojen 3 yhteen painamista levyt 7/8 asennetaan työasentoon. Tällä keksinnön toteuttamismallilla saavutetaan se etu, että silloin kun se muutoin on mahdollista, levysaqaa 6 ei tarvitse valmistaa pituudeltaan säädettäväksi.

Kartioelementtien valmistukseen soveltuvan menetelmän mukainen laite, joka esitetään kuvioissa 3 ja 4 toimii lähes samalla tavalla kuin edellä esitetty muotti. Erityispiirteenä on se, että säteensuuntaiset profiililevyt 7 ovat kukin yhden valettavan tilan mittaisia ja ne kiinnitetään nivelillä kuhunkin kaariosaan 3 tai runkoon 2 siten, että levyt 7 ovat käännettävissä kartiopinnan säteen suuntaisiksi. Levyjen 6 ja 7 yhteenliittyminen tapahtuu juuri edellisessä kappaleessa mainitulla tavalla siten, että levyt 7 käännetään ensin paikalleen kartiopinnan säteen suuntaisiksi, jolloin levyt 8 asettuvat muotin yläpuolisiksi rajapinnoiksi. Tämän jälkeen painetaan muottilohkot toisiinsa kiinni, jolloin levyjen 7 muotoillut päät (levyn 6 profiilin mukaan) painuvat tiiviisti niitä pidemmälle sivulle ulottuvia levyjä 6 vasten. Levyt 8 asettuvat levyjen 6 päälle vinottain. Vinouden määrää muotin kaariosan kartiokkuus. Tässä muotin toteuttamismallissa levyjen 6 ja 8 yhteen lukitus tehdään reikä- / ulokelukituksesta poiketen esim. siten, että levyjen 8 päälle asennetaan koko muotin mittaiset lukituseli-met kuten tangot, jotka lukitaan päistään paikalleen, tai jollakin muulla käyttökelpoi- > · , ···, sella tavalla. Vierekkäin olevat kaaripinnat 3 muodostavat tässä ratkaisussa yhtenäi- > * i , ; ·. sen kartiopinnan osan, jolloin yhdellä valukerralla valmistetaan lohkojen määrän ver-

I I

• · ·, ran yksi kutakin kartion eri elementtikerrokseen tulevaa elementtiä. Toistamalla valu '*. kerroksissa olevien elementtien lukumäärän verran, saadaan aikaan esivalmistettu ;" *. kartiorengas. Saman kartion toisen kohdan tai eri kartion osan valmistamiseksi on muottiin vaihdettava uudet, sitä vastaavat kaaripinnat 3 tai säädettävä muotin kaari- ; : ’: pinnat sitä vastaaviksi. Samoin on viuhkamaiset levyt 6 säädettävä vastaamaan uusia « * » · ’ kaaripintoja ja asennettava levyt 7 kaariosiin. Tässä menetelmässä ei tarvita viuhka- , *; ·. levyissä 6 säädettävää niveltä 17, koska viuhkalevyjen 6 päät jatkuvat sivulevyjen 7 , ”. välistä ulommaksi, ja niiden pituuteen voidaan sisällyttää säätövara.

. Edellä esitetystä poiketen on mahdollista käyttää kartioelementtimuotissa levyjen 6 ja 7 kohdalla samaa tekniikkaa kuin lieriöelementtimuotissa, jossa levyt 7 ovat koko 10 1 1 6667 muotin mittaisia. Tällöin on levyihin 6 asennettava ainakin yksi säädettävä nivel, jotta niiden asema levyihin 7 nähden voidaan säätää sopivaksi. Tässä rakenteessa levyjen 6 käyttöalue on kuitenkin kartiokkuudesta johtuen melko suppea ja niinpä joudutaankin valmistamaan eri mittaisia levysarjoja 6. Tämän keksinnönmukaisen ratkaisun käyttökohteena voi tulla kyseeseen erityisesti pienen kartiokulman omaavat kartiot.

Kartio-osien valmistuksessa keksinnönmukaisella menetelmällä voidaan käyttää myös tekniikkaa, jossa pyörähdyspinnanomaiset levyt 6 ovat kohtisuorassa kar-tiopinnan keskiakseliin nähden. On kuitenkin perusteltua väittää, että valukappaleen kestävyyden kannalta on sitä epäedullisempaa, mitä terävämpiä kulmia niihin muodostuu. Tällä tekniikalla valukappaleen näkyviin jäävän pinnan ja sen alapinnan yhdistävä kulma on elementin alapäässä terävä kulma (<90 ast.). Eräs tämän toteutta-misesimerkin käyttökohde voi olla niin ikään kartiot, joilla on pieni kartiokulma. Tässä tapauksessa terävä kulma on hyvin lähellä suoraa kulmaa ja etu saavutetaan siinä, että kaariosan 3 päätypintojen valmistaminen kartion keskilinjaa vastaan kohtisuoraksi on hieman yksinkertaisempaa kuin niiden valmistaminen kartiopintaa vasten kohtisuoriksi.

Eräänä keksinnön sovellutusmuotona on levyjen 6 sellainen rakenne, jossa osat a, b, c ja d valmistetaan kuhunkin kaariosaan sopiviksi ja kiinnitetään yhteen kiinteästi esim. hitsaamalla. Tällöin osat a-d voidaan esim. katkaista teollisesti esivalmistetus-'. ta profiiliaihiosta. Katkaisu voidaan suorittaa myös niin, ettei se ulotu täysin läpi ai- I · .’hion sen alareunassa, jolloin hieman toisissaan kiinni olevat osat voidaan taivuttaa . ". oikeaan asentoon. Ne voidaan sitten esim. hitsata yhteen ja hioa tasaisiksi tai joissa- :" ‘; kin tapauksissa jättää jopa sillensä, jolloin vierekkäisten osien (a - d) väliin jää pienet kiilamaiset raot. Näin valuun muodostuva pieni purse voidaan joissakin käyttötilan- teissä poistaa valun jälkeen. Tämä rakenne edellyttää muulta muotilta rakennetta, : *: jossa levyt 6 jatkuvat levyjen 7 välistä muotin säteensuuntaista rajapintaa pitemmäl- le, ettei tule tarvetta muotoilla niiden päitä levyjen 7 profiiliin sopivaksi.

’ Keksinnön käyttöön liittyvän muotin runko 2 voidaan valmistaa myös siten, että sen . leveys on säädettävä. Tällöin siihen liitettävien kaarilohkojen leveyden ei tarvitse ol la vakio. Tällä ratkaisulla saavutetaan se etu, että profiililevysaijat 6 voivat olla vail- " 116667 la pituussäätömahdollisuutta, jolloin esim. kiinteästi yhteen liitetyt levysarjat 6 ovat käyttökelpoisia yhdessä koko muotin mittaisten profiililevyjen 7 kanssa.

Muotin rungon leveyden säätö on käyttökelpoinen piirre myös kohteissa, joissa halutaan jakaa täysympyrä tasaosiin, kuten pienen halkaisijan omaavissa putkissa ja kanavissa on tilanne. Esimerkkinä voidaan mainita kiertopetikattilan suistiputki (hiekan paluuputki), jonka sisähalkaisija voi olla suuruusluokaltaan n. 1000 mm, jolloin siinä olevien elementtien määrä yhtä kierrosta kohti on tunnetun tekniikan mukaisesti esim. 12 kpl. (= 30 ast. / elementti).

Keksinnönmukaisella menetelmällä on mahdollista valmistaa myös elementtejä, joiden korkeus on vakioelementin korkeutta pienempi. Tällöin voidaan kaksiosaisen kaariosan 2a lohkot mitoittaa siten, että toinen niistä vastaa mitoiltaan valmistettavaa elementtiä. Kun lohkojen väliin asennetaan tasopintainen ohut levy, joka muodostaa elementin yläpinnan, saadaan valettua vuorauksen ylimmän kerroksen elementti. Tunnetun tekniikan mukaisesti tämän elementin yläpinta on hyvin usein tasopinta.

Samoin voidaan keksinnönmukaisella menetelmällä valmistaa myös normaaliele-menttiä korkeampia elementtejä. Tällöin on yksi levysaqa 6 jätettävä pois ja asennettava korkean elementin toisen pään rajapintalevy tilanteeseen sopivan mittaisten osan 2a lohkojen väliin.

. Keksinnönmukaisessa menetelmässä käytettävään muottiin sisältyy myös laitteet, “. joilla valukappale voidaan muotoilla vuorauksen ankkuroimiin soveltuvaksi elemen- ; tiksi. Tällöin elementin ulkokehällä on laajennusosa, josta varsinainen ankkurointi : suoritetaan. Kuviossa 10 esitetään esim. teräslevystä valmistettu laite 18, joka on kiinnitettävissä kuvioissa 1 ja 2 esiintyvään muottiin. Kun laite asennetaan paikal-: : : leen siten, että levyjen 6 ulokkeet painuvat laitteen 18 reikiin 19 ja osat lukitaan toi- t t t siinsa, muodostuu valettavasta tilasta ankkurielementin muotoinen. Ankkurointieli-•' ”; met kuten esim. holkki ja pultti voidaan asentaa paikalleen tunnetun tekniikan mu- :"': kaisesti.

116667

Samoin keksinnönmukaisessa menetelmässä käytetään laitteita, joilla elementti voidaan muotoilla vuorauksen osat liikuntasaumassa erottavan tukihyllyn päälle ja alle tuleviksi ns. liikuntasaumaelementeiksi.

Kuviossa 13 esitetään laite 20, joka lisätään muottiin, kun elementin sisäpintaan halutaan tehdä hyllyn ohittava uloke 21. Kyseessä on tällöin hyllyn päällä oleva sau-maelementti. Kuviossa 14 esitetään laite 22, joka lisätään muottiin kun elementin ulkokehälle halutaan tehdä uloke 23. Kyseessä on tällöin hyllyn alle tuleva sauma-elementti. Nämä lisälaitteet valmistetaan jostakin tarkoitukseen soveltuvasta materiaalista ja asennetaan muottiin kiinni tunnetun tekniikan mukaisilla kiinnitysmenetelmillä.

Edellä kuvatussa muotissa voidaan käyttää myös muunlaisen profiilin omaavia reu-nalevyjä, kuin tässä esimerkissä on esitetty. Levyjen kiinnitys muihin muotin osiin voidaan tehdä monella käyttökelpoisella tavalla. Muotin materiaalit voidaan valita käyttökelpoisista materiaaleista. Esim. ohut ruostumaton teräslevy soveltuu erittäin hyvin usean osan raaka-aineeksi. Yhteen nivelöityjen levyjen 6 vahvuus voidaan valita niin, että rakenteen muodostamat pykälät eivät heikennä tiiviyttä ja asennettavuutta. Samoin levyjen lukumäärä voidaan valita tarkoitukseen sopivaksi. Tässä esimerkissä käytetyt 4-osaiset ja vahvuudeltaan esim. 0.75 mm teräslevyt antavat lopputuloksen, jossa pykälien pienuus ei huononna lopputulosta, eikä rajapintojen kulmikkuus eroa haitallisesti vastaavasta profiilin pyörähdyspinnasta elementissä, jonka suuruusluokka on tunnetun tekniikan mukaisesti esim. 250 x 250 mm. Samoin . ·. voidaan kyseisten osien materiaalien vahvuus ja laatu valita kartion osien muotissa * » ·”. siten, että levyjä asennettaessa ne voivat asettua lievästi tasopinnasta poikkeavaan .' “. kartionomaiseen muotoon.

* » I · • ·

Kaariosat 3 voivat olla joko säteeltään säädettäviä tai kertakäyttöisiä. Kertakäyttö-: osien raaka-aineena voi olla esim. vaneri, jolloin niiden valmistuskustannukset jää- s * * » : ": vät pieniksi. Jatkuvakäyttöisestä säädettävästä kaariosasta voidaan mainita esim. ra- : kenne, jossa riittävän jäykkyyden ja muotoiltavuuden omaavan säädettävän pintale- : ‘ . vyn takana on tukirakenne, jota säätämällä muotin pinnan kaarevuutta voidaan muut taa.

116667

Levyjen 6 profiilin muotoilu voidaan toteuttaa siten, että sen eri puolilla valmistettavien elementtien kyseiseen levyyn rajoittuvat pinnat on liitettävissä toisiinsa saumalla, jonka vahvuus vastaa kaikilta osiltaan nykyisin tunnetun liittämistekniikan (laasti) vaatimuksia. Samoin säteensuuntaisten rajapintalevyjen 7 profilointi voidaan toteuttaa siten, että muotin eri laidoilla syntyvät elementtien profiilipinnat ovat liitettävissä toisiinsa liittämistekniikan vaatimukset (laastikerroksen vahvuus) huomioon ottaen.

On huomattava, että vaikka tässä selityksessä on pitäydytty yhdentyyppisessä keksinnölle edullisessa toteuttamisesimerkissä, tällä ei kuitenkaan haluta mitenkään rajoittaa keksinnön käyttöä vain tätä esimerkkiä koskevaksi, vaan monet muunnokset ovat mahdollisia patenttivaatimuksien määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

* 4 1 r · » ; · • i 1 » » t t « > 1 t • 1 i I t t 1 » »

* I I I

* 1 * · * 1 1 » > i

I I

» 5 »

Claims

116667

1. Menetelmä kappaleen tai kappaleiden valmistamiseksi muotilla, jonka säteensuuntai-set rajapinnat (7, kuva 1) ovat keskenään olennaisesti yhteensopivia profiilipintoja sekä sylinterin keskiakseliin nähden kohtisuorassa asemassa olevat rajapinnat (6) ovat samoin keskenään olennaisesti yhteensopivia profiilipintoja ja likimäärin profiilinsa pyörähdyspin-toja muotin sylinteripinnan keskiakselin ympäri ja kyseisen pinnan keskuskulmaa vastaavassa laajuudessa, ja jonka kupera lieriöpinta (3, kuva 1) on joko sijoitettu vaihdettavaan erilliseen muotin osaan, jossa se on vaihdettavissa toisen säteen omaavaan kaaripintaan tai on sijoitettu säteeltään säädettävään muotin osaan, ja jonka sylinteripintaan (3) nähden kohtisuorassa asemassa olevista rajapinnoista (6) on kukin koostettu likimäärin suorista profiililevyistä, - joita on vähintään kaksi, - jotka on asennettu toistensa jatkeeksi, - jotka on sijoitettu lähekkäin tai kiinni toisiinsa siten, että ne yhdessä muodostavat likimääräisen pyörähdyspinnan, jonka keskipiste sijaitsee lieriöpinnan keskiakselilla ja jolla on levyjen (a - b) profiili, tunnettu siitä, että sillä valmistetaan vähintään yksi, kahden tason suhteen likimäärin symmetrinen ympyrärenkaan osa tai suoran seinämän osa, joka on osa useasta vastaavasta osasta koostettavaa esivalmistettua keraamista tulenkestävää vuorausta. * ·

2. Menetelmä kappaleen tai kappaleiden valmistamiseksi muotilla, jonka säteensuuntaiset 1,, rajapinnat (7, kuva 3) ovat keskenään muodoltaan olennaisesti yhteensopivia profulipinto- ja sekä kartiopintaan tai kartiopinnan keskiakseliin nähden kohtisuorassa asemassa olevat rajapinnat (6) ovat likimäärin profiilinsa pyörähdyspintoja muotin kartiopinnan keskiakse- t · Iin ympäri niin, että pinnan sisäsäde vastaa sen kohdalla olevaa kuperan kartiopinnan sä- : , ·, dettä ja niin, että pinnan laajuus vastaa kartiopinnan keskuskulmaa, ja jonka kupera kar- * * » »tr · ,··. tiopinta (3, kuva 3) on joko sijoitettu vaihdettavaan erilliseen muotin osaan, jossa se on .;. vaihdettavissa toiset mitat omaavaan kaaripintaan tai on sijoitettu mitoiltaan säädettävään » » » ;,, muotin osaan ja jonka kartiopintaan (3) tai kartiopinnan keskiakseliin nähden kohtisuoras- • * sa asemassa olevista rajapinnoista (6) on kukin koostettu profiililevyistä, ’ '' - jotka ovat ennen paikalleen asennusta likimäärin suoria, • - joita on vähintään kaksi, 15 1 1 6667 -jotka on asennettu toistensa jatkeeksi, - jotka on sijoitettu lähekkäin tai kiinni toisiinsa siten, että ne yhdessä muodostavat likimääräisen pyörähdyspinnan, jonka keskipiste sijaitsee kartiopinnan keskiakse-lilla ja jolla on levyjen (a - b) profiili, tunnettu siitä, että sillä valmistetaan vähintään yksi, yhden tason suhteen likimäärin symmetrinen kartiorenkaan osa, joka on osa useasta vastaavasta osasta koostettavaa esivalmistettua keraamista tulenkestävää vuorausta.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että siinä käytettävän muotin rajapintalevyjen (6) osien (a - d) profiili on muotoiltu siten, että levyjen eri puolilla valmistettujen elementtien liitospintaprofiilit (naaras / uros) soveltuvat toisiinsa liitettäviksi jollakin käyttökelpoisella keinolla, kuten laastilla.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että siinä käytettävän muotin säteensuuntaiset rajapinnat (7) on muotoiltu siten, että muotin eri sivuilla aikaansaadut elementtien liitospintaprofiilit (naaras / uros) soveltuvat toisiinsa liitettäviksi jollakin käyttökelpoisella keinolla, kuten laastilla.

5. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että siinä käytettävän muotin säteensuuntaiset valutilan rajapinnat muodostavat levyt (7) on ulotettu jollakin käyttökelpoisella tavalla jatkumaan ja kääntymään muotin päälle ja asennettu siellä muotin yläpuolisiksi rajapinnoiksi (8). » a

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että siinä käytettävän muo- λ i tin levyjen (7 ja 8) välinen kulma on pysyvästi likimäärin suorakulma. s a ' a a

7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että siinä ,·, käytettävä muotti on koostettu vähintään kahdesta valettavasta tilasta, jotka ovat > * a , -". muotin ollessa valuasennossa liitetty toisiinsa siten, että muotin kuperat pinnat (3) ;, ovat toistensa jatkeina ja erotettu toisistaan valukappaleen kaarevaa sisäpintaa tai sen ,. keskiakselia vasten kohtisuorat rajapinnat muodostavilla levyillä (6, kuva 1), (6, ku- k > va 3) ja siitä, että valetut tilat on siirretty toisistaan erilleen valukappaleiden poistamista varten. 16 116667

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että siinä käytettävän muotin rajapintalevyistä (6) kaksi on kiinnitetty samaan muottilohkoon (2a) ja muut kukin eri muottilohkoihin (2b, 2c jne.) ja siitä, että kaksi rajapintalevyä omaavan muottilohkon (2a) kaaripinnan sisältävä osa (3) on kaksi-osainen siten, että niiden liitoskohta on muotin toiminnan kannalta edullisessa paikassa..

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että siinä käytettävän muotin runko on koostettu yhtä monesta osasta kuin siihen sisältyy lohkoja (3) ja siitä, että lohkot on sijoitettu niiden pituutta ja leveyttä vastaavien rungon osien (2a, 2b, 2c jne.) päälle.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että siinä käytettävän muotin rungon osat (2a, 2b, 2c jne.) on sijoitettu jalustan (1) päälle siten, että ne ovat siirrettävissä toisiinsa nähden muotin pituussuunnassa siirtoelimien, kuten kannatinakselien tai pyörien (4) avulla, jolloin lohkojen väliin on muodostettavissa raot ja siitä, että kaksi rajapintalevyä omaavan lohkon (2a) osat ovat samoin siirrettävissä toisiinsa nähden pituussuunnassa, jolloin lohkojen väliin on muodostettavissa rako.

11. Jonkin patenttivaatimuksista 1-10 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että siinä käytettävän muotin runko (2) on valmistettu siten, että sen leveys on säädettävissä siihen kuuluvilla säätöelimillä (62).

” 12. Jonkin patenttivaatimuksista 1-11 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että siinä ; ’ käytettävän muotin rajapinnat muodostavien levyjen (a, b, c ja d) jäykkyys- ja kim- , mo- ominaisuudet on valittu levyjen (6) toimintaan soveltuviksi.

,! 13. Jonkin patenttivaatimuksista 1-12 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että siinä käytettävään muottiin on kiinnitetty sille ankkurielementin muodon tuottava laajen-• , ·, nusosa (18), tai liikuntasaumaelementin muodon tuottava supistusosa (20,22). ’ i* i :.

14. Valukappale tunnettu siitä, että sen valmistuksessa käytetään jonkin patenttivaatimuk- ;.. sen 1 -13 mukaista menetelmää. 17 116667