Berechnung von Einguss-Systemen für Schwerkraftguss

Bei der Berechnung des Anschnittsystems geht man davon aus, dass die Querschnitte des Eingusses, des Laufs und der Anschnitte als Verhältnisgleichung bekannt sind.

Verringern sich die Querschnitte von Einlauf und Lauf bis zu den Anschnitten, so spricht man von einem mit Druck beaufschlagten Eingußsystem. Wenn das nicht der Fall ist, so handelt es sich um ein nicht mit Druck beaufschlagtes Eingußsystem.

Beispiel:  

ST : SL : SA = 4 : 3 :2    druckbeaufschlagtes Eingußsystem

ST : SL : SA = 2 : 3 :4    druckloses Eingußsystem

 

ST – Querschnittsfläche des Eingusstrichters (Eingusskanal oder Einguss)

SL – Querschnittsfläche des Schlackenlaufs (Lauf)

SA – Querschnittsfläche der Anschnitte (gesamte Anschnittfläche)
 

Querschnittsflächen für Eingusskanäle

Die Einläufe sind meist konisch gestaltet. Für die Berechnung der Querschnittsfläche wird der Durchmesser angenommen, der den Übergang zum Lauf bildet.

Laufquerschnitte

Der Laufquerschnitt soll sich bei mehreren Anschnitten um den Querschnitt des vorhergehenden Anschnittes verjüngen. 

Anschnittquerschnitte

Beispielrechnung für ein Anschnittsystem

Ein Eingußsystem für die Herstellung eines Gussstücks aus EN AC AlSi10Mg, das durch Schwerkraftguss gefertigt werden soll, besitzt ein Druck beaufschlagtes Eingußsystem mit  
ST : SL : SA = 4 : 2 : 1. Der Einlauf hat einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser
von 15 mm.

Berechnen Sie: 
a) die erforderlichen Querschnittsflächen für den Lauf und die Anschnitte und
b) die Maße für die zwei rechteckigen Querschnitte mit einer Höhe von 2 mm.

Gegeben:
Verhältnis Eingußsystem, dT= 15 mm, b = 2 mm

Gesucht:
ST, SL, SA, l

►Lösungsweg:

Für die Berechnung der gesuchten Querschnitte muss zunächst der Eingussquerschnitt ST berechnet werden. Da es sich um einen kreisförmigen Einguss handelt, gilt die Formel für die Berechnung einer Kreisfläche.

Lösung:
ST = 176,71 mm²

Zur Ermittlung des Laufquerschnitts wird die Verhältnisgleichung für das Eingußsystem umgestellt nach der gesuchten Größen SL.

ST : SL = 4 : 2             
 

Lösung:
SL =88,355 mm²

Für die Ermittlung des Anschnittquerschnitts kann wieder die Verhältnisgleichung für Eingußsystem genutzt werden. Da die Querschnittsfläche des Laufs doppelt so groß ist wie der Querschnitt des Anschnitts vereinfacht sich die Rechnung, d.h.
 

Lösung:
SA = 44,178 mm²

Zur Ermittlung des fehlenden Maßes für die Anschnitte wird die Formel 

nach der gesuchten Größe l umgestellt:

Lösung:
l = 11,00 mm

Die Ergebnisse sollten nun auf 1 Kommastelle gerundet werden, die diese Genauigkeit ausreichend ist.
 

LÖSUNG:

ST = 176,7 mm²    

SL = 88,4 mm²        

SA = 44,2 mm²   

l = 11,0 mm

Übungsaufgaben

Grundlage für das Lösen der 3 folgenden Aufgaben ist die Beispielrechnung zum Thema Anschnittberechnung. Wenn Sie die Reihenfolge der Abarbeitung solcher Aufgaben nachvollziehen, dann sollten die Aufgaben auch lösbar sein.

Aufgabe 1:

Für ein vorgegebenes Eingusssystem
ST : SL : SA = 4 : 3 : 2
sind die fehlenden Werte für den dreieckförmigen Lauf (l) und den kreisförmigen Einlauf (d) zu berechnen.

Ergebnisse zum Vergleich:  
l=24 mm    

d=20,2 mm

Aufgabe 2:

Ein Eingusssystem mit zwei Anschnitten
ST : SL : SA = 1 : 4 : 4
soll berechnet werden. Damit die Form gleichmäßig gefüllt werden kann, ist der Lauf abgesetzt.

Der Querschnitt des Laufs soll sich von Anschnitt zu Anschnitt verjüngen (1. Anschnitt ist der Anschnitt, der dem Einlauf am nächsten ist).

Für die Berechnung wird der Anschnittquerschnitt vom vorherigen Laufquerschnitt subtrahiert,
neuer Laufquerschnitt = alter Laufquerschnitt – Anschnittquerschnitt. (SL2 = SL1 – SA). 

Berechnen Sie die fehlenden Werte dT  (Trichterdurchmesser) und die Laufhöhen b1 und b2.
Skizzieren und bemaßen Sie den Lauf und die Anschnitte. Die Ansicht soll den abgesetzten Lauf mit Anschnitten zeigen.

 

Ergebnisse zum Vergleich:  
b1 = 20 mm    
b2 = 15mm    
dT = 11,3 mm

Aufgabe 3:

Das abgebildete Eingusssystem soll berechnet werden.

Es gilt das Verhältnis
S: S: S= 1 : 3 : 3

Da der Lauf sich verzweigt, erfolgt keine Verjüngung.
Zu berechnen sie die Maße des trapezförmigen Laufs (l1, l2 und b) und der Durchmesser des kreisförmigen Eingusskanals (d)

Ergebnisse zum Vergleich:  
l1=42 mm    
l2=29,4 mm    
b=42 mm    
d=25,2 mm

Redaktion und fachliche Bearbeitung

Raimund Schmidt  
Berufliches Schulzentrum "Otto Lilienthal"
Freital-Dippoldiswalde