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Verfahren zum Schleudergiessen von Muffenrohren
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schleudergiessen von Muffenrohren, bei dem eine das flüssige Metall enthaltende Giessrinne aus einer Ausgangsstellung, in der sie in die Schleudergiessform hineinragt, zum Einbringen des Metalles in die Giessform relativ zu dieser axial bewegt und auf die
Innenfläche der Schleudergiessform vor jedem Giessvorgang zur Bildung einer das Anhaften des i Metallgusses an der Giessform verhindernden Überzugsschicht eine Aufschlämmung aus dem Überzugsstoff und einem Binder aufgebracht wird.
Es ist allgemein bekannt, das Schleudergiessen von Rohren mittels schnell umlaufender metallischer Schleudergiessformen durchzuführen, die in einem Wasserkasten drehbar gelagert sind und mit diesem auf einem Fahrgestell angeordnet sind, das in Richtung der Längsachse der Giessform auf einer mit geringer Neigung angeordneten Schienenbahn verfahrbar ist. Das geschmolzene Metall wird der sich drehenden Giessform durch eine mit der gleichen Neigung feststehend angeordnete, frei auskragende Giessrinne zugeführt, die in der Ausgangsstellung zu Beginn eines Giessvorganges ganz in die sich am höher liegenden Ende der Schienenbahn befindende Giessform hineinragt und in die das geschmolzene Metall aus einer Giesspfanne im gleichmässigen Giessstrom eingegossen wird.
Beim
Schleudergiessen von Muffenrohren ragt die Giessrinne mit ihrem freien Ende bzw. mit ihrer
Ausgiessöffnung zunächst bis in das erweiterte Muffenende der Giessform hinein, in das zur Bildung der
Rohrmuffe ein Muffenkern eingesetzt wird. Nach dem Füllen der Giesspfanne aus einer Transportpfanne wird die Giessform in Umdrehung versetzt und die Vorrichtung zum Kippen der Giesspfanne eingeschaltet. In wenigen Sekunden hat das flüssige Metall den Hohlraum des Muffenendes des Rohres ausgefüllt, worauf der die Giessform tragende Wagen auf der Schienenbahn abwärts bewegt wird. Das flüssige Metall strömt hiebei aus der Ausgiessöffnung der Giessrinne auf die Innenfläche der Giessform, an der es durch die Zentrifugalkraft festgehalten wird und das Rohr formt.
Es ist weiterhin bekannt, auf die Innenfläche einer solchen Schleudergiessform kurz vor dem
Eingiessen des flüssigen Metalles eine Überzugsschicht aufzubringen, welche das Anhaften des
Metallgusses an der Giessform verhindert. Wenn zur Bildung dieser Überzugsschicht, wie allgemein üblich, ein trockenes pulverförmiges Material, z. B. Eisen-Silicium, verwendet wird, so besteht, obwohl hiemit an sich eine Verbesserung erreicht wird, die Schwierigkeit, die Überzugsschicht auf alle Stellen der Giessform gleichmässig aufzubringen. Infolge der Neigung dieser Schicht, sich unter der starken
Einwirkung des geschmolzenen Metalles zu verlagern, entstehen leicht sogenannte Feinlunker oder
Falten, welche das gegossene Rohr unbrauchbar machen können.
Gegen das Aufbringen der Überzugsschicht in Form eines dem Ausgiessen des Metalles unmittelbar vorangehenden feuchten Strahles aus einer wässerigen Aufschlämmung aus dem überzugsstoff und einem Binder hat in der Fachwelt bisher ein erhebliches Vorurteil bestanden, weil die Auffassung vertreten wurde, dass der Überzug beim Aufgiessen des Metalles nicht genügend trocken sei und das gegossene Rohr daher Narben und Leckstellen aufweisen könne, die durch das Verdampfen des
Feuchtigkeitsgehaltes der Aufschlämmung verursacht würden. Dieses Vorurteil wurde durch die
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weitverbreitete Ansicht bestärkt, dass das Aufspritzen einer wässerigen Aufschlämmung kurz vor dem
Metallstrom eine gefährliche Angelegenheit sei, weil hiebei Explosionen zu befürchten seien.
Es ist zwar an sich bekannt, eine das Anhaften von Metallguss verhindernde überzugsschicht in Form einer
Aufschlämmung auf die Formfläche aufzuspritzen. Hiebei wird jedoch die Aufschlämmung in genügendem zeitlichem Abstand vor dem Eingiessen des Metalles in die Form aufgebracht, so dass das
Vorurteil, das gegen das Aufbringen der Aufschlämmung kurz vor dem Eingiessen des Metalles bestand, durch die bekannte Anwendung einer Aufschlämmung nicht beseitigt werden konnte.
Dies gilt auch im
Hinblick auf ein bekanntes Verfahren zum Schleudergiessen von Rohren, bei welchem die überzugsmasse ebenfalls in Form einer wässerigen Aufschlämmung auf die Formfläche aufgespritzt wird, da bei diesem bekannten Verfahren die Aufschlämmung unter Ausführung einer gesonderten relativen Hin- und Herbewegung zwischen der Aufspritzvorrichtung und der Giessform auf die gesamte
Innenfläche derselben aufgespritzt wird, bevor das Metall in die Giessform eingegossen wird.
Der durch das Schleudergiessen von Rohren an sich erreichte Vorteil einer grossen Arbeitsgeschwindigkeit ist aber nur dann gegeben, wenn auch bei Anwendung einer wässerigen Aufschlämmung zur Bildung der überzugsschicht die Aufschlämmung erst kurz vor dem Eingiessen des Metalles auf die Formfläche aufgespritzt wird und Arbeitsgänge, die, wie die erwähnte, gesonderte Relativbewegung zwischen
Spritzvorrichtung und Giessform, einen Zeitverlust bedeuten, vermieden werden. Dies ist von besonderer
Bedeutung beim Schleudergiessen von mit einer Einsteckmuffe versehenen Rohren, da hiebei zur
Bildung des Muffenendes des Rohres in das glockenförmig erweiterte Ende der Giessform ein
Muffenkem eingesetzt werden muss, was an sich schon eine gewisse Zeit erfordert und ausserdem das Aufbringen der Aufschlämmung in dem Muffenende der Giessform ohne Zeitverlust erschwert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Schleudergiessen von Muffenrohren unter Überwindung des erwähnten Vorurteiles und der angeführten Schwierigkeiten in bezug auf das Aufbringen der überzugsschicht in Form einer wässerigen Aufschlämmung aus dem überzugsstoff und einem Binder ohne jeglichen Zeitverlust zu ermöglichen.
Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung darin, dass die wässerige Aufschlämmung zunächst nur im Bereich des Muffenendes der Schleudergiessform unter Beibehalten der gegenseitigen Ausgangsstellung zwischen Giessform und Giessrinne und dann erst auf den übrigen Teil der Giessform während der zum Eingiessen des Metalles in die Giessform durchgeführten axialen Relativbewegung aufgebracht wird, indem die wässerige Aufschlämmung unmittelbar vor dem Einbringen des Metalles auf die Innenfläche der Giessform aufgespritzt wird.
Beim Schleudergiessen von Muffenrohren in dieser Weise wird gegenüber dem bekannten, unter Bildung der überzugsschicht aus einer wässerigen Aufschlämmung durchgeführten Schleudergiessen von Rohren eine wesentlich erhöhte Arbeitsgeschwindigkeit ermöglicht, da eine gesonderte relative Hin- und Herbewegung zwischen der Spritzvorrichtung und der Giessform zum Aufbringen des Überzuges vermieden ist. Ausserdem wird der erhebliche Vorteil erreicht, dass die überzugsschicht auch im Bereich des Muffenendes der Giessform, in das die Giessrinne bei zum Giessen eingesetztem Muffenkern nicht eingeführt werden kann, in einwandfreier Weise unter Beibehaltung der erreichten grossen Arbeitsgeschwindigkeit aufgebracht werden kann.
Bei der Anwendung der Erfindung wurden die besten Ergebnisse erzielt, wenn die rasch durchzuführenden Giessvorgänge mit geringem Zeitabstand aufeinander folgen. Die Giessform weist dann eine Temperatur auf, die hoch genug ist, um sicherzustellen, dass die aufgebrachte Aufschlämmung fast augenblicklich trocknet und dass das Erstarren des dem Überzug am nächsten liegenden Metalles ausreichend verzögert wird, um das Entweichen von Gasen durch das geschmolzene Metall hindurch zu ermöglichen. Wenn am Ende eines Giessvorganges eine Unterbrechung eintritt, sollte die Giessform von der Giessrinne weggezogen und die Aufschlämmung weiterhin aufgespritzt werden, auch wenn kein flüssiges Metall in die Giessform eingegossen wird.
Bei Wiederaufnahme der Giessvorgänge steht dann immer eine ordnungsgemäss überzogene Giessform zur Verfügung. !
Nachstehend ist die Erfindung an Hand der in den Zeichnungen als Beispiel dargestellten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens beschrieben. In den Zeichnungen zeigen : Fig. l eine Schleudergiessmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung in der Ausgangsstellung zu Beginn eines Giessvorganges, teilweise in Draufsicht und teilweise im Horizontalschnitt, Fig. 2 die Schleudergiessmaschine mit von der Giessrinne wegbewegter Schleudergiessform in Draufsicht, Fig. 3 die Schleudergiessmaschine nach beendetem Giessvorgang und Fig. 4 bis 7 verschiedene Anordnungen der Spritzdüse in bezug auf die Ausgiessöffnung der Giessrinne.
Das Verfahren nach der Erfindung ist bei allen zum Schleudergiessen von Muffenrohren dienenden Schleudergiessmaschinen anwendbar, bei welchen die Schleudergiessform und die Giessrinne während des
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1Giessform --5-- gelangt. Die Kippbewegung der Giesspfanne-11-setzt ein, bevor der Kern in das Muffenende eingesetzt ist, so dass zwischen dem Einsetzen des Kernes und dem ersten Einströmen des Metalles in die Giessform nur eine geringe Zeitspanne liegt. Wenn das Metall das glockenförmig erweiterte Muffenende gefüllt hat, wird der Zylinder -10-- betätigt, so dass die Giessform--5-- von der Giessrinne--8--weggezogen wird.
Gleichzeitig hiemit wird durch die Düse--23--ein fächerförmiger Strahl der zur Bildung der Überzugsschicht im übrigen Teil der Giessform dienenden wässerigen Aufschlämmung auf die Innenwand der Giessform-5-gerichtet. Auf diese Weise wird die Aufschlämmung während des Eingiessens des geschmolzenen Metalles auf der gesamten Länge der
Giessform stets unmittelbar vor dem Auftreffen des Metalles auf die Formwandung aufgetragen. Die führende Kante des Strahles liegt hiebei etwa 5 bis 7, 5 cm vor der führenden Kante des geschmolzenen
Metalles.
Wenn die Giessform, wie in Fig. 2 gezeigt ist, ganz von der Giessrinne-8-weggezogen ist und mit ihrem Muffenende an dem Prellbock-28-anliegt, wird die schnelle Drehbewegung der
Giessform fortgesetzt, bis das gegossene Rohr die für seine Entnahme aus der Giessform erforderliche
Temperatur angenommen hat. Sodann wird die Drehbewegung der Giessform beendet und die
Kernsetzvorrichtung durch Ausschieben der Kolbenstange des hydraulischen Zylinders --18-- aus dem Ende der Giessform herausgezogen.
Unmittelbar darauf wird ein neuer Kern-15'-in die Nabe der Kemsetzvorrichtung eingesetzt und die Rohrziehvorrichtung-29-in das Ende der Giessform eingeführt, die mit ihrem nicht dargestellten ausziehbaren Kopf an der Innenfläche des Rohres angreift und das Rohr gegen eine Bewegung festhält, wenn die Giessform durch Betätigung des hydraulischen Zylinders --10-- mit umgekehrter Hubrichtung erneut über die Giess rinne --8-- geschoben wird.
Dabei wird das Rohr aus der Giessform herausgezogen.
Wenn hiebei der Wasserkasten--l--die Stellung erreicht hat, in welcher das gegossene Rohr ganz aus dem Ende der Giessform herausgezogen ist und weggerollt werden kann, wird der Schwenkarm --27-- mit der Spritzdüse --26-- in die in Fig. 3 gezeigte Lage geschwenkt und mittels der Spritzdüse--26--wässerige Aufschlämmung zur Bildung einer neuen Überzugsschicht in dem freigewordenen Muffenende der Giessform aufgespritzt. Sodann wird der Schwenkarm--27--wieder von der Giessform weg geschwenkt, während der hydraulische Zylinder--18--in Tätigkeit tritt und den Kern-15'--in das Ende der Giessform einsetzt. Die Schleudergiessmaschine ist dann für einen neuen Giessvorgang bereit.
Es ist wichtig, dass die Spritzdüse --23-- so angeordnet ist, dass sie die wässerige Aufschlämmung im unmittelbaren Anschluss an den von der Spritzdüse --26-- zu erreichenden Bereich der Formfläche ausspritzen kann. Wenn die Spritzdüse --23-- zu weit vom Ende der Giessrinne-8-entfernt ist, wird die Formfläche unmittelbar hinter dem glockenförmig erweiterten Muffenende der Giessform nicht hinreichend angespritzt. Diese Fläche kann aber auch von dem aus der Spritzdüse --26-- austretenden Strahl nicht bestrichen werden, da bei der Betätigung der Spritzdüse --26-- die Giessrinne--8--wieder ganz in die Giessform eingeschoben ist und hiedurch verhindert wird, dass ein nennenswerter Teil der Formfläche vom Muffenende durch die Spritzdüse--26-- erreicht werden kann.
Wenn anderseits die Spritzdüse --23-- zu nahe an dem Ende der Giessrinne --8-- angeordnet wäre, würde auf das bereits in das Muffenende eingebrachte flüssige Metall oder auf einen Teil der Giessform, der zu nahe an der Auftreffstelle des Metalles liegt, Aufschlämmung aufgespritzt, so dass die in der Aufschlämmung für den Überzug enthaltene Flüssigkeit nicht austrocknen könnte. Es muss daher ein bestimmter Abstand der Spritzdüse --23-- von Ausgiessende der Giessrinne eingehalten werden, dessen Bestimmung jedoch im Bereich des fachmännischen Könnens liegt.
Ausserdem ist wesentlich, dass der Strahl der wässerigen Aufschlämmung so gerichtet wird, dass eine völlige Bedeckung der Formfläche mit einem gleichmässigen Überzug erzielt wird. Es wird daher eine den Strahl fächerförmig ausbreitende Spritzdüse verwendet, wie sie an sich bekannt ist. Beim Giessen von Rohren mit grossem Durchmesser, bei dem in der Giessform hinreichender Raum vorhanden ist, um die Spritzdüse in fast jede Lage zu bringen, kann die Spritzdüse in einem Winkel angeordnet werden, der einen Strahl liefert, dessen Fächer, wie Fig. 5 zeigt, unter einem Winkel von ungefähr 45 nach unten gerichtet ist und an die Linie --30-- anscliesst.
Beim Giessen von Rohren von kleinerem Durchmesser, bei dem in der Giessform für die Spritzdüse nur wenig Raum vorhanden ist, ist es schwieriger, einen vollständigen und gleichmässigen Überzug zu erzeugen. Jedoch kann auch hier ein günstiges Ergebnis mit Anschluss an die Linie--30--erreicht werden, wenn bei einer Giessform von z. B. 10 cm 0 die Spritzdüse im Abstand von etwa 35 cm von der Ausgiessöffnung--9--der Giessrinne --8-- angeordnet wird und ihre Achse in horizontaler Ebene gesehen parallel zur Längsachse der
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Giessform --5-- und in vertikaler Ebene gesehen in einem Winkel von etwa 7 zur Längsachse der Giessform verläuft, vgl. Fig. 4.
Beim Giessen von Rohren mit 15 cm und 20 cm f wird eine gute Verteilung der Aufschlämmung erreicht, wenn die Spritzdüse-23-mit ihrer Längsachse gemäss Fig. 6 parallel zur Längsachse der Giessform --5-- angeordnet wird und in der Luftkappe der Spritzdüse gemäss Fig. 7 der Luftdurchtrittsquerschnitt--32--an der der Giessrinne--8-- benachbarten Seite grösser ausgebildet wird als der Luftdurchtrittsquerschnitt--33--auf der andern Seite. Dadurch wird der Strahlfächer von der Giessrinne weg zur Giessform hin abgelenkt.