<B>Zusatzpatent</B> zum Hauptpatent 109338. Giessform zur Herstellung von Röhren eh Schleuderguss. Im Hauptpatent, das eine Erfindung von Fernando Arens in Sao Paulo (Brasilien) zum Gegenstand hat, ist ein Ausführungsbeispiel einer Giessform zur Herstellung von Röhren durch Schleuderguss beschrieben, das zwecks Vermeidung von nachteiligen Schwingungen und von vorzeitigen Zerstörungen infolge un zulässig hoher Materialspannungen eine ver hältnismässig schwachwandige und an sich nicht hinreichend widerstandsfähige Kokille und einen starken Mantel besitzt,
zwischen welchen beiden Teilen ein Zwischenraum und Stützmittel vorhanden sind, welch letztere gegenseitige Bewegungen zwischen der Ko kille und dem Mantel zulassen, trotzdem aber eine zentrische Lagerung und Gerade haltung der Kokille im Mantel gewährleisten. Die vorliegende Erfindung stellt nun eine weitere Ausbildung einer solchen Giessform dar.
In der Zeichnung sind mehrere Aus führungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes teilweise dargestellt.
Der Mantel 13 ist, wie die Fig. 1-5 und 13 und 14 zeigen, aus kurzen Rohr- stücken gebildet, zwischen deren Flanschen. in Ausdrehungen ringförmige oder ringsektor- förmige Federn f angeordnet sind; wie sie die Fig. 6; 7 und 12 in Ansichten dar stellen.
Die Kokille 14 besteht aus einem langen, dünnwandigen Hohlkörper und lässt zwischen sich und dem Mantel 13 einen Raum, der gemäss Fig. 1-5 und 14 mit einer flüssigen, gut wärmeleitenden Masse 19, zum Beispiel Blei ausgefüllt und nach aussen hin derart nachgiebig und dicht abgeschlossen ist, dass diese drei Körper (Kokille, Mantel und Füll masse) ihren wechselnden Wärmeverhältnissen entsprechend sich ausdehnen und zusammen ziehen können, ohne dass aus dem Zwischen raum zwischen Mantel und Kokille Füllmasse austreten oder Luft in ihn eindringen kann.
Bei Maschinen zur Herstellung besonders dünner Röhren, bei welchen die Anwendung von Blei nicht vorteilhaft ist, lässt man zweckmässig Mantel und Kokille reichlich mit Kühlmitteln überströmen, um nicht allein 'die Leistungsfähigkeit der Maschine aufs Höchste zu steigern, sondern auch durch starke Abkühlung des Rohres zu veranlassen, dass der gebundene Kohlenstoff in graphiti- schen übergeht.
Fig. 13 zeigt die Kokille und den Mantel für eine solche Maschine. Sobald das Rohr fertig gegossen ist, setzt man auf das eine Ende der Form (Fig. 13) die Abschlusshaube 31 auf, welche durch Offrrurrgen 32 das Kühlmittel zum Beispiel Pressluft, Dampf, zerstäubtes Wasser oder dergleichen aufnimmt und dasselbe so verteilt,
da.ss es durch die Bohrungen 33 und Durch- brechungen 3311 und 33 der federnden Stützen<I>f'</I> und<I>f</I> den Zwischenraum und gleichzeitig den innern Teil der Kokille durch strömen kann. Die Kokille ist mit ihrem Flansch zwischen der Stütze f' und dem am Mantel festgeschraubten, mit Offnungen 333 versehenen Deckel eingespannt.
Wenn glühendes Metall in die Kokille hineinfliesst, dehnt sich dieselbe aus, und zwar im Durchmesser und in der Länge. Durch ihre radiale Ausdehnung wird riun der Zwi schenraum zwischen Kokille 14 und Mantel 13 verkleinert, so dass die in dem Zwischen rauen eingeschlossene, beispielsweise in flüssi gem Blei bestehende Füllmasse 19 verdrängt wird.
LTm das Blei aufzufangen, so dass nichts verloren gehen kann, und urn es in den sich beim Erkalten der Kokille wieder erweitern den Zwischenraum zurückzudrücken und so das Eindringen anderer Körper, insbesondere von Luft durch die Fugen zu hindern, ist mit diesem Zwischenraum an geeigneter Stelle vorteilhaft ein Gefäss verbunden, das einen dichten Abschluss bildet.
Um nun ein Ein- und Wiederausfliessen der Füllrnasse in das Ergänzungsgefäss zu ermöglichen, kann es nachgiebige Wände, wie Kolben, Mem branen und dergleichen besitzen, die zwangs läufig durch die Temperaturänderungen öder durch Federn oder andere Kräfte bewegt werden.
Unvermeidliche Luftteilchen werden bei der Ausführungsform nach Fig. 14 durch die Zentrifugalkraft in die Verlängerung des Zwischenraumes bei 34 getrieben, weil dieser Teil des Hohlraumes sich am meisten der Drehachse der Kokille nähert.
Eine besondere zweckmässige Anordnung besteht darin, dass an das offene Ende des Zwischenraumes ein Gefäss g, zum Beispiel gemäss Fig. 1 angeschlossen ist, das innen und nach dem Ende hin von der Kokille 1-1. in der entgegengesetzten Richtung aber vom Ende des Mantels 13 begrenzt wird und in geeigneter Weise dicht und derart abge schlossen und so dimensioniert ist,
dar sich Kokille und Mantel in ihrer Längsrichtung gegeneinander verschieben können und dabei den Rauminhalt des Gefässes um micgliclrst gleichviel vergrössern wie der Zwischenraum zwischen dem Mantel und der Kokille durch deren radiale Ausdehnung verkleinert wird.
Das Gefäfä kann einen aus ringförmigen Me- tall-Membranen ji gebildeten Balg nach Fig. 1 besitzen oder durch Kolben und Zylinder nach Fig. 2 und 4 gebildet werden; in letzterem Falle sind Stopfbüchsenpackungen p' oder p" aus Asbest anwendbar, die aussen am Kolben (Fig. 2) oder innen im Zylinder (Fig. 4) an gebracht sein können.
Unter Umständen kommen auch aus Kupferblecb hergestellte Manschetten 1i nach Fig. 8 in Betracht. Uni die Kokille wiihrend des Giessens -irr- ihrer richtigen Lage zu halten, aber trotzdem eine unvermeidliche axiale Ausdehnung derselben beim Schmelzen der Füllmasse zuzulassen, sind bei Fig. 14, am Muffenende vorgespannte Tellerfedern 35 angebracht, welche, sobald die Füllmasse geschmolzen ist, die Kokille in ihre richtige Lage zurückführen,
@ei wel cher sie gegen die Stützflächen 36 anliegt.
Diese Stützflächen sind durch Schlitze bei 36 unterbrochen, wodurch die Füllmasse den abgeschlossenen Hohlraum 37 vollständig aus füllen kann.
Diese Einrichtungen allein genügen aber nicht in allen Fällen, weil die Erwärmungs- und Abkühlungsverhältnisse und die dadurch bedingten Ausdehnungen und Zusammen ziehungen nicht gleichmässig verlaufen.
Es sind deshalb Hilfsvorrichtungen vor gesehen worden, die durch Federn, Gewichte oder andere Kräfte unabhängig von der Er wärmung betätigt werden. Damit diese aber in der beabsichtigten Weise wirken können, empfiehlt es sich, Reibungswiderstände, wie sie Stopfbüchsen, Manschetten und derglei chen hervorrufen, zu vermeiden; als beson ders zweckmässig erweist sich daher die An- wendung von Membranen oder von Bälgen, die aus solchen zusammengesetzt sind.
Solche Anordnungen sind bei 27 in Fig. 1 und bei d in Fig. 2 und 4 angedeutet und in den Fig. 10 und 11 vergrössert dargestellt wor den. Im Mantel 13 ist bei o (Fig. 10) eine Membran angeordnet, die das die Kokille 13 umgebende Metall 19 elastisch abschliesst, wobei die beim Rotieren der Giessform durch das Gewicht 29 ausgeübte Zentrifugalkraft durch den Hebel 28 und die Stange 30 auf die Membran o übertragen wird;
dieselbe Anordnung ist in Fig. 10 mit der gemein samen Drehachse 27 paarweise und symme trisch angeordnet und in Fig. 1 vierfach an gewandt. Fig. 11 zeigt einen aus Membran- Blechringen zusammengesetzten Balg a, der durch eine sich gegen den Mantel 13 stüt zende Feder c mittelst der Stange e zu sammengedrückt wird und dessen Inneres durch die Bohrung g' mit dein Hohlraum g nacht Fig. 2 und 4 in Verbindung steht;
letztere beiden Figuren zeigen die Anwendung dieses federnd zusammengedrückten Balges in zweifacher, diametraler Anordnung, statt deren matt auch eine den Mantel 13 ring förmig umgebende Ausführung denken und anwenden kann, vorausgesetzt, dass dadurch die Abkühlung des eingeschlossenen Teils der Giessform nicht zu stark beeinträchtigt würde. In den Fig. 2, 4 und 11 ist ein Gehäuse d mit dem Mantel 13 verbunden, uni den zylindrischen Balg a und das in ihm eingeschlossene Metall vor der Einwirkung des Kühlwassers zu schützen.
Die Fig. 3 und 5 zeigen bei i und L ähnliche Anordnungen aussen liegend, wobei nur der einfacheren Darstellung wegen Kolben gezeichnet sind, die nun ebenfalls wieder ringförmig das Ende der Giessform umgeben ; die zugehörigen Zy linder sind im Rande des Mantels 13 unter gebracht, also in einem einheitlichen Körper, der aussen und innen keinen verschiedenen Temperatur- und Ausdehnungsverhältnissen unterworfen ist und sich dementsprechend gegenüber den Kolben leichter dicht halten lassen wird.
Malt kann auch die Ausgleichseinrichtun gen der einen oder der andern Art miteinander vereinigen, wie es bei der Anordnung nach Fig. 1 auf der linken Seite gezeigt und in Fig. 9 vergrössert dargestellt worden ist.
Hier greift beispielsweise in der Mitte des Membranbalges n die Stange e' mit der Feder c' an, die sich gegen den Mantel 13 stützt. Fig. 8 zeigt eitle ähnliche Anordnung mit einem ringförmigen Kolben q, der mit einer Blechmanschette b in einem ringförmi gen Hohlzylinder einerseits gegen die Kokille 14 und anderseits gegen den Mantel 13 ab gedichtet ist, um die in dein erweiterten Hohlraum g eingeschlossene Flüssigkeit 19 zusammenzudrücken vermittelst der scheiben förmigen Feder r, die an der Kokille 1.4 befestigt ist und deshalb nur die kleinen Wege zu berücksichtigen hat;
die den zu sätzlichen Ausdehnungen und Zusammen ziehungen des Füllmetalles 19 entsprechen, weiche durch die Längsverschiebungen zwi schen Kokille 14 und Mantel 13 nicht aus geglichen werden. Bei Ersetzung des Ring kolbens q in Fig. 8 durch ATembranbalgan- ordnungen ergeben sich zahlreiche weitere Ausführungsmöglichkeiten, -wie beispielsweise die,
dass ein ringförmiger Balg n nach Fig. 1 und 9 unter Weglassung der Stangen e' und Federn c' nach Art von- Fig. 2 und 4 mit zylindrischen Bälgen a oder einem ent sprechenden ringförmigen Balg vereinigt wird.
Die Mittel zur Zentrierung und Gerad- haltung der Kokille in dem Mantel sollen nach der Erfindung in federnd nachgiebigen Stützen bestehen, die zum Beispiel kreis ringförmig oder ringsektorf < irmig sein können, wie sie die Fig. 6, 7 und 12 zeigen. Letztere Figur ist durch die Querschnitte f' und f" in Fig. 10 ergänzt zu denken.
Die mit Vor spannung in die T-förmigen Ringnuten zwi schen den Flanschen der Mantelrohrstücke eingesetzte Feder wird mit ihren Enden bei f" an der wettern Bewegung auf die Kokille zu gehindert, während sie bei deren Aus- dehnung zurückweichen kann. Auf einfachere Weise wird eine ähnliche Wirkung erreicht, bei den aus einem vollen geschlossenen Ring bestehenden Federn f in den Fig. 6 und 7.
Hier sind abwechselnd innen und aussen in regelmäliigen Winkelabständen Stützflächen vorgesehen, die Wirkung der Federn kann noch dadurch verbessert werden, dass radiale Ausschnitte innerhalb verbreiterter Stütz flächen angebracht werden, wie Fig. 7 zeigt; unterbringen und befestigen lassen sieh diese gebogenen Federn am einfachsten in Aas drehungen an den Flanschen der den Mantel bildenden Rohrstücke, de dies in der Zeich nung dargestellt ist.
<B> Additional patent </B> to main patent 109338. Casting mold for the production of tubes eh centrifugal casting. In the main patent, which relates to an invention by Fernando Arens in Sao Paulo (Brazil), an embodiment of a casting mold for the production of tubes by centrifugal casting is described which, in order to avoid adverse vibrations and premature destruction as a result of inadmissibly high material stresses, is a proportionately has weak-walled and not sufficiently resistant mold and a strong jacket,
between which two parts a gap and support means are present, which latter allow mutual movements between the Ko kille and the jacket, but still ensure a central storage and straight keeping of the mold in the jacket. The present invention now represents a further development of such a casting mold.
In the drawing, several exemplary embodiments of the subject invention are partially shown.
The jacket 13 is, as FIGS. 1-5 and 13 and 14 show, formed from short pieces of pipe, between their flanges. are arranged in recesses annular or annular sector-shaped springs f; as shown in FIG. 6; 7 and 12 represent in views.
The mold 14 consists of a long, thin-walled hollow body and leaves a space between it and the jacket 13 which, according to FIGS. 1-5 and 14, is filled with a liquid, highly thermally conductive compound 19, for example lead, and is so flexible and outwardly it is tightly sealed that these three bodies (mold, jacket and filling mass) can expand and contract according to their changing heat conditions without the filling mass escaping from the space between the jacket and mold or air penetrating into it.
In machines for the production of particularly thin tubes, in which the use of lead is not advantageous, it is advisable to let coolant flow over the jacket and mold in order not only to maximize the performance of the machine, but also to allow the tube to cool down considerably cause the bound carbon to change to graphitic.
Fig. 13 shows the mold and the shell for such a machine. As soon as the pipe has been poured, the end cap 31 is placed on one end of the mold (Fig. 13), which takes up the coolant, for example compressed air, steam, atomized water or the like, through opening 32 and distributes it in such a way that
that through the bores 33 and openings 3311 and 33 of the resilient supports <I> f '</I> and <I> f </I> it can flow through the space and at the same time through the inner part of the mold. The mold is clamped with its flange between the support f 'and the cover, which is screwed to the jacket and provided with openings 333.
When glowing metal flows into the mold, it expands, both in diameter and length. Due to its radial extent, the intermediate space between the mold 14 and the shell 13 is reduced, so that the filling compound 19 enclosed in the rough intermediate, for example in liquid lead, is displaced.
In order to catch the lead so that nothing can be lost, and in order to push it back into the space in which the mold expands when the mold cools down and thus to prevent the penetration of other bodies, especially air through the joints, this space is at a suitable place advantageously connected to a vessel that forms a tight seal.
In order to enable the filling liquid to flow in and out again into the supplementary vessel, it can have flexible walls such as pistons, membranes and the like, which are inevitably moved by the temperature changes or by springs or other forces.
In the embodiment according to FIG. 14, inevitable air particles are driven by the centrifugal force into the extension of the gap at 34, because this part of the cavity comes closest to the axis of rotation of the mold.
A particularly expedient arrangement consists in that a vessel g, for example according to FIG. 1, is connected to the open end of the intermediate space, which is connected to the inside and towards the end of the mold 1-1. but is limited in the opposite direction by the end of the shell 13 and is closed in a suitable manner tightly and so abge and is dimensioned so,
that the mold and the shell can move relative to one another in their longitudinal direction, thereby increasing the volume of the vessel by just as much as the space between the shell and the mold is reduced by their radial expansion.
The vessel can have a bellows formed from ring-shaped metal membranes according to FIG. 1 or can be formed by pistons and cylinders according to FIGS. 2 and 4; in the latter case, gland packings p 'or p "made of asbestos can be used, which can be placed on the outside of the piston (Fig. 2) or inside the cylinder (Fig. 4).
Under certain circumstances, cuffs 1i made from sheet copper as shown in FIG. 8 can also be considered. To keep the mold in its correct position during casting, but nevertheless to allow an unavoidable axial expansion of the same when the filling compound melts, in Fig. 14, pre-tensioned disc springs 35 are attached to the socket end, which as soon as the filling compound has melted Return the mold to its correct position,
@ei which it rests against the support surfaces 36.
These support surfaces are interrupted by slots at 36, whereby the filling compound can fill the closed cavity 37 completely.
However, these facilities alone are not sufficient in all cases, because the heating and cooling conditions and the resulting expansions and contractions are not uniform.
There are therefore auxiliary devices have been seen before that are operated by springs, weights or other forces regardless of the heating He. So that these can work in the intended way, it is advisable to avoid frictional resistance such as those caused by stuffing boxes, sleeves and the like; The use of membranes or bellows made up of these has therefore proven to be particularly expedient.
Such arrangements are indicated at 27 in FIG. 1 and at d in FIGS. 2 and 4 and shown enlarged in FIGS. 10 and 11. A membrane is arranged in the jacket 13 at o (FIG. 10), which elastically closes off the metal 19 surrounding the mold 13, the centrifugal force exerted by the weight 29 when the mold is rotating through the lever 28 and the rod 30 on the membrane o is transferred;
the same arrangement is arranged in pairs and symmetrically in Fig. 10 with the common axis of rotation 27 and in Fig. 1 fourfold applied. 11 shows a bellows a composed of membrane sheet metal rings, which is compressed by a spring c supported against the jacket 13 by means of the rod e and its interior through the hole g 'with the cavity g according to FIGS. 2 and 4 communicates;
The latter two figures show the use of this resiliently compressed bellows in a double, diametrical arrangement, instead of which a matt version surrounding the jacket 13 can also think and use a ring-shaped design, provided that the cooling of the enclosed part of the casting mold would not be affected too much. 2, 4 and 11, a housing d is connected to the jacket 13 in order to protect the cylindrical bellows a and the metal enclosed in it from the action of the cooling water.
3 and 5 show similar arrangements lying on the outside at i and L, pistons being drawn only for the sake of simplicity, which now again surround the end of the mold in a ring shape; the associated Zy cylinder are placed in the edge of the shell 13 under, so in a unitary body that is not subjected to different temperature and expansion conditions outside and inside and is therefore easier to keep tight against the piston.
Malt can also unite the compensating devices of one type or the other, as shown in the arrangement according to FIG. 1 on the left-hand side and shown enlarged in FIG.
Here, for example, in the middle of the diaphragm bellows n, the rod e 'with the spring c', which is supported against the casing 13, engages. Fig. 8 shows a similar arrangement with an annular piston q, which is sealed with a sheet metal sleeve b in a ringförmi gene hollow cylinder on the one hand against the mold 14 and on the other hand against the jacket 13 to compress the liquid 19 enclosed in your enlarged cavity g mediates the disk-shaped spring r, which is attached to the mold 1.4 and therefore only has to take into account the small paths;
which correspond to the additional expansions and contractions of the filler metal 19, which are not compensated for by the longitudinal shifts between the mold 14 and the shell 13. When the annular piston q in FIG. 8 is replaced by a membrane bellows arrangement, numerous other design options arise, such as, for example,
that an annular bellows n according to FIGS. 1 and 9 with the omission of the rods e 'and springs c' in the manner of- Fig. 2 and 4 with cylindrical bellows a or a corresponding annular bellows.
According to the invention, the means for centering and keeping the mold straight in the shell should consist of resilient supports which, for example, can be circular or ring-shaped, as shown in FIGS. 6, 7 and 12. The latter figure should be thought of as supplemented by the cross sections f ′ and f ″ in FIG.
The spring, inserted with pretension in the T-shaped annular grooves between the flanges of the casing pipe pieces, is prevented with its ends at f ″ from moving towards the mold, while it can recede when it expands A similar effect is achieved with the springs f in FIGS. 6 and 7, which consist of a fully closed ring.
Here, support surfaces are alternately provided inside and outside at regular angular intervals, the effect of the springs can be further improved in that radial cutouts are attached within wider support surfaces, as FIG. 7 shows; can accommodate and attach see these bent springs easiest in carrion rotations on the flanges of the pipe sections forming the jacket, de this is shown in the drawing voltage.