Verfahren und Maschine zur Herstellung von Zentrifugalguss unter Regelung des Wärmeaustausches zwischen Gussform und Oussstiiek. Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Maschine zur Herstellung von Zen trifugalguss unter Regelung des Wärmeaus tausches zwischen Gussform und Gussstück.
Bei dem Verfahren gemäss der Erfindung wird das geschmolzene Metall in die Form gegossen, nachdem diese auf eine Tempera tur erwärmt worden ist, die gute Verteilung des Metalles in der Form bei Drehung der selben gewährleistet, worauf in einer die Form umgebenden Kammer Dämpfe auf einer Temperatur und unter einem Druck gehalten werden, welche langsames Abküh len des geschmolzenen Metalles bis zur kri tischen Temperatur sichern, so dass darauf die Abkühlung schneller erfolgen kann, ohne ein gehärtetes Gussstück zu erzeugen, welche schnelle Abkühlung durch Einspritzen einer Flüssigkeit in die Kammer und Verdamp fung der Flüssigkeit durch die Formwärme erzielt wird,
wodurch der Form und damit dem Gussstüch Wärme schnell entzogen wird, um das Erstarren des Gussstückes, seine Her- ausnahme und somit die Produktion zu be schleunigen.
Die Zentrifugalgiessmaschine zur Aus führung des Verfahrens hat eine Form und eine die Form umgebende Kammer und zeichnet sich dadurch aus, dass die geschlos sene Kammer mit einem. Einlass für die Dämpfe und Spritzröhren für den Einlass der Flüssigkeit ausgerüstet ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Maschine ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 eine Rohrgiessmaschine in Seiten ansicht, Fig. 2 einen vergrösserten Querschnitt durch das Glockenende der Form, Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 1, Fig. 4 einen senkrechten Achsialschnitt durch das andere Ende der Form, und Fig. 5 ein Diagramm.
Die drehbare Form sitzt in Lagern G und trägt Antriebsringe 7. Der Kernträger 8 sitzt drehbar auf dem Einguss für das ge- sclimolzene Metall, das durch eine Röhre 9 und einen Trichter 10 zugeführt wird, welch letzterer von einem senkrechten, drehbaren Ständer 11 auf einem \Vagen 12 getragen -wird. Die Form besteht aus zwei Metallz--- lindern 15, 15a und einem sie umgebenden Rohr 16, durch welches die Kammer 17 ge bildet wird.
Auf dem Rohr 16 sitzen an den Enden ein Ring 13 bczw. eine Scheibe 14, welche einen äussern Mantel 5 unterstützen. Der Raum zwischen dem Mantel und dem Rohr ist durch Isoliermaterial 18 ausgefüllt. Das linke Ende des Zylinders 15 hat einen Umfangsflansch, der bei 19 am Rohr 16 an geschweisst ist. Das rechte Ende des Zylin ders 15 (Fig. 4) wird durch einen Ring 31 im Rohr 16 unterstützt. Weiterhin wird das rechte Ende der Form durch eine Scheibe 20 abgeschlossen, die bei 21 am Zylinder 15 an geschweisst ist.
Das rechte, verjüngte Ende 16' des Rohres 16 ist in der Bohrung 2\2a eines Lagerbockes 22 drehbar gelagert und das Innere des Lagerbockes durch einen Ka nal 23 mit einem ventilkontrollierten Ein lass für in die Kammer zu führende Dämpfe verbunden. Durch die Mitte des Rohrende 16' erstreckt sich weiterhin. ein Einlassrohr 5 für Kühlflüssigkeit, Glas an einem Endt_# mit einer Leitung 28 in Verbindung steht und am andern Ende mit einem Verteilungs- stiick 26, von dem sich schraubenförmige Spritzröhren 27 nach dem andern Ende. der Kammer bis zum Ring 30 durch die Kam mer erstrecken.
Die Spritzröhren sind an schraubenförmigen Rippen 29 befestigt, 'die sieh vom Ring 30 bis zum Rohrende 16' er strecken und bei bestimmter Geschwindig heit der Form zur Herausbeförderung des flüssigen Kühlmittels durch den Dämpfe einlass 23 dienen. Um diese Beförderung aus der Kammer 17 zu gestatten, ist der Ring 31 (Fig. 4) mit passenden Öffnungen versehen.
Zwecks Erwärmung und langsamer und schneller Abkühlung der Form werden, wie machstehend anhand der Kurve der Fig. 5 erklärt, Dämpfe durch den Einlass 23 und Flüssigkeit durch die Leitung 28 und das Einlassrohr in die Kammer geleitet, so -ie zu bestimmter Zeit I'@üs.sigkeit aus der Kam mer durch den D < impfeeinlass 23 abgeleitet, um die Form zuerst anzuwärmen,
dann lang sam abzukühlen und schliesslich nach Errei chung der kritischen Temperatur schnell ab- zuhiililen, ohne Beeinflussung der kristalli nischen Struktur de.s Clussstüel:es.
Die Dämpfe und die Flüssigkeit. können verschiedene Aggregatzustände eines und desselben Materials sein, welches bei einer höheren Temperatur verdampft, als Nasser, doch bei einer niedrigeren Temperatur ver dampft, als Zink. Das Material hat zum Beispiel eine Verdampfungstemperatur, die mindestens drei Mal so gross ist, als die vom Wasser und dessen Siedepunkt bei ungefähr 360 C liegt und ist zweckmässig Queck- silber.
In Fig. 5 ist die Formtemperaturkurve mit 32, die Temperatur- und Druckkurve der Dämpfe mit 33 und die Drehgeschwindig- keitskurve der Form mit 34 bezeichnet. Die Linie 35 zeigt eine Temperaturgrenze von ungefähr<B>650'</B> C an, und die Linie 36 eine von ungefähr .12F, <B><I>C</I></B>. Die Linie 3 7 bezeich net die höchste- Umdrehungszahl, und die Linie 38 Stillstand.
Der Abstand 39 zwi schen Linien 38 und 40 kennzeichnet den Be reich der Foringcscliwindigkeiten, bei wel chen die Rippen da-s flüssige Quecksilber be fördern.
Bei 41 wird die Form in Drehung ver setzt und während der darauffolgenden Pe riode .18 wird infolge der niedrigen Ge- sehwindigkeit der Form flüssiges Quecksil ber durch die Spiralrippen 29 nach aussen ctureh den Kanal 23 befördert. Nach Beendi gung dieser Periode werden bei 46 Dämpfe in die Kammer 17 durch den Kanal 2 3 ge leitet, welche zum Anwärmen der Form die nen.
Der Druck und damit die Temperatur der Dämpfe werden ständig erhöht, bis die Form bei 42 die gewünschte Temperatur er reicht hat, bei welcher das Eingiessen des Metalles durch den Trichter 10 stattfindet und zu gleicher Zeit. wie aus Kurve 34 er sichtlich, die Form auf erhebliche Creschwin- digkeit gebracht worden ist.
Während der darauffolgenden Periode-49 findet die Ver teilung des flüssigen Metalles in der Guss form statt, und gleichzeitig wird der Druck der Dämpfe und somit die Temperatur der selben erniedrigt, um während der darauf folgenden Periode 50 ein langsames Abküh len des Gussstückes herbeizuführen, bis dieses bei 43 den kritischen Punkt erreicht hat und ,jetzt das Gussstück schnell abgekühlt wer den kann, ohne dass seine kristallinische Struktur geändert wird, so dass es später nicht weiter behandelt zu werden braucht, zum Beispiel ausgeglüht werden muss.
Die plötzliche Abkühlung erfolgt durch Zufüh rung von Flüssigkeit durch das Rohr 25, das Verteilungsstück 26 und die Spritzröhren 27, durch welche die Flüssigkeit, zweckmä ssig Quecksilber, auf die Gussform gespritzt wird. Dabei findet zu gleicher Zeit eine schnelle Abkühlung der Temperatur und Verringerung des Druckes der Dämpfe statt. Die schnelle Abkühlung des Gussstückes fin det während der Periode 51 statt und das Einspritzen der Flüssigkeit, zweckmässig Quecksilber, findet während des ganzen oder wenigstens während des ersten Teils der Pe riode 54 statt. Zu gleicher Zeit wird wäh rend des schnellen Abkühlens die Umdre hungszahl der Form per Minute vermindert.
Sobald die Drehgeschwindigkeit unter ein bestimmtes Mass gesunken ist, wird während der Periode 55 die warme Flüssigkeit durch die Schraubenrippen 29 aus der Kammer 17 durch den Kanal 23 befördert. Bei 44 wird die Drehung unterbrochen und bei 45 das Gussstück herausgenommen.
Während der Periode 52 wird der Dämpfedruck aufrecht erhalten, welcher, wie erwähnt, zuerst erhöht und dann verringert wird, wie aus der Kurve 33 ersichtlich. Während der Periode 53 wird wahrschein lich etwas von den Dämpfen kondensiert, doch wird das Kondensat von der Form durch Zentrifugalkraft weggehalten. Die ge strichelten Linien vor den Pfeilköpfen dieser Perioden deuten an, dass ihre Längen unter verschiedenen Bedingungen Veränderungen unterworfen sind. In einem Zyklus, -welcher die Herstellung vieler Gussstücke hinterein ander einschliesst, wiederholen sich die Hauptkurven vom Punkt<B>C</B> ausgehend, wenn der Punkt<B>C</B> erreicht ist.