Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Verbundgussteilen für die Anfertigung von Gleitlagern. Bei der Herstellung von Verbundgusstei- len aus metallischen Werkstoffen mit einem höheren und einem niedrigeren Schmelzpunkt, wie sie beispielsweise für die Herstellung von Gleitlagern verwendet werden, entstehen immer noch Schwierigkeiten dadurch, dass das Angussmetall niedrigeren Schmelzpunktes an besonders unerwünschten Stellen Lunker- bildungen, Risse, Gasblasen und sonstige Mängel aufweist.
Zum bessern Verständnis sei im folgenden bei Verbundgussteilen der höher schmelzende Werkstoff als Stützkörper und der niedriger schmelzende Werkstoff als Angussmetall bezeichnet.
Das Verfahren gemäss der Erfindung be trifft eine Verbesserung der bisher bekannten Giessverfahren durch zusätzliche Massnahmen, die bei fast allen Giessverfahren (Kokillen-, Spritz- oder Schleudergussverfahren) ange wandt werden können. Für die einzelnen Giessverfahren wird man die jeweils Verwen dung findenden Einrichtungen und die erfor- derlichen Massnahmen dem besonderen Zweck. entsprechend gestalten.
Gemäss der Erfindung wird das Anguss- metall innerhalb der Angussform durch eine Heizvorrichtung in Schmelzfluss erhalten, in Schwingungen versetzt, und während diese andauern, wird der Abkühlungsvorgang des Metalles so geregelt, dass es allmählich von unten nach oben zur Erstarrung gebracht wird. Dies kann dadurch erfolgen, dass die Erhitzung des Metalles, in dem Masse wie die Erstarrung fortschreitet, unten beginnend und darauf allmählich auch nach oben hin verringert wird.
Unter Schwingungen sollen hierbei auch die Rüttelbewegungen verstanden werden.
Durch das Zusammenwirken der genann ten Massnahmen werden Erfolge erzielt, die weit über die Wirkungen der einzelnen Massnahmen hinausgehen. Unter dem Einfluss der Schwingungen und der stärkeren obern Erhitzung wird eine starke Verdichtung des Angussmetalles erzielt, indem dieses oben länger flüssig bleibt, also eine Oberflächen erstarrung vermieden wird, so dass das schmelzflüssige Angussmetall einen Flüssig keitsdruck nach unten ausübt, der die Ver dichtung des Metalles in seiner ganzen Höhe bewirkt.
Auf diese Weise werden noch weitere Vorteile erzielt, die darin bestehen, dass die zweckmässig hohe Frequenzzahl der Schwin gungen die einzelnen Bestandteile des An- gussmetalles in feinster Verteilung erhält, da es sich gezeigt hat, dass besonders bei Kupfer- Bleilegierungen die Schwingungen die Bil dung von Kristallkeimen fördern. In der Schmelze entsteht eine wesentlich grössere Anzahl von Kristallkeimen, wodurch darin die gesamte Kristallisation des Gefüges fein körniger wird.
Dies ist auch hinsichtlich der Entmischung bei Kupfer-Bleilegierungen von besonderer Wichtigkeit, da die grössere An zahl von Kristallkeimen der Entmischung entgegenarbeitet und dadurch die Beweglich keit des schmelzflüssigen Bleies zwischen den einzelnen Kristallbildungen verkleinert. Ausserdem werden durch die Schwingungen Gaseinschlüsse entfernt bezw. ausgetrieben. Die Gasbläschen, selbst die feinsten, steigen nach oben.
Die Erhitzung des obern Teils des Angussinetalles,welches auf diese Weise län ger schmelzflüssig bleibt, kommt diesem Vor gang ebenfalls zunutze, so dass tatsächlich die aufsteigenden Gasblasen auch nach aussen entweichen können, während ohne das gleich zeitige Schwingen und Heizen des Anguss- metalles in der erwähnten Art dieses oben erstarren würde, so dass dann die Gasblasen nicht mehr entweichen können und an irgend einer Stelle im Anguss verbleiben würden.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann beispielsweise in folgender Weise durchge führt werden: Das Angussmetall wird entweder in einer Heizvorrichtung gemeinsam mit dem die An gussform bildenden Stützkörper (Verbund körper) auf die erforderliche Temperatur er hitzt, oder der Stützkörper und das Anguss- metall werden getrennt erhitzt, wobei natür lich der Stützkörper vor einer Oberflächen- oxydation (Zundern) durch bekannte, geeig nete Massnahmen geschützt werden muss. Bei getrennter Erhitzung wird dann das AnCuss- metall an den Stützkörper angegossen.
Letz terer mitsamt dem darin befindlichen flüssi gen Angussmetall wird nunmehr auf eine innerhalb einer geeigneten Heizvorrichtung angeordnete Schwingvorrichtung gesetzt, so dass deren Schwingungen sich auf das schmelzflüssige Angussmetall auswirken, wäh rend gleichzeitig der Stützkörper samt dem schmelzflüssigen Angussmetall erhitzt. da durch dieses Angussmetall innerhalb der An gussform im Schmelzfluss erhalten wird, und diese Erhitzung zum Zwecke der Erstarrung verringert wird, und zwar unten beginnend und darauf allmählich auch nach oben hin.
Zur Erhitzung werden zweckmässig Gasflam men verwendet, von denen ein Teil auch über die Oberfläche des schmelzflüssigen Anguss- metalles hinweggeleitet werden, um hierdurch die abkühlende Luft von der Oberfläche des selben abzuhalten. Selbstverständlich kann die Erhitzung auch auf elektrischem Wege erfolgen, wobei es dann zweckmässig ist, eine Schutzhaube oder eine ähnliche Vorrichtung anzubringen, um hierdurch ebenfalls die ab kühlende Luft oder sonstige Kühlmittel von der schmelzflüssigen Oberfläche des Anguss- metalles zurückzuhalten.
Die Heizung wird durch reihenweise Abstellung der Gasflam men oder der elektrischen Heizung unten be ginnend und darauf allmählich auch nach oben hin in ihrer Intensität in dem Masse ver ringert, wie das Metall von unten nach oben erstarren soll. Es ist auch zweckmässig, die entsprechenden Vorrichtungen so anzubrin gen, dass unbedingt die Abkühlungsluft oder andere Abkühlungsmittel (Wasser, z. B. zer- stäubtes Wasser, oder dergl.) von unten nach oben wirksam werden.
In dem Masse also, wie die Heizwirkung in der beschriebenen Weise abnimmt, mässen auch die Abküh lungsmassnahmen in derselben Richtung ver stärkt werden.
Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist erfindungsgemäss gekennzeich net durch eine als Träger für den das Anguss- metall aufnehmenden Stützkörper dienende Schwingvorrichtung und eine Heizvorrich- tung, welche beiden Vorrichtungen so zuein ander angeordnet und so ausgebildet sind, dass ein auf die Schwingvorrichtung gesetzter, mit dem schmelzflüssigen Angussmetall ge füllter Stützkörper innerhalb der Heizvor richtung in Schwingbewegungen gebracht, aus der Heizvorrichtung herausbewegt sowie von unten nach oben abgekühlt werden kann. Unter Schwingvorrichtung soll hierbei auch eine Rüttelvorrichtung verstanden werden.
Eine besonders zweckmässige Ausfüh rungsform der Einrichtung besteht darin, die Heizvorrichtung feststehend und die Schwingvorrichtung, auf welche der Stütz körper gesetzt wird, so zu derselben anzu ordnen, dass sie nach unten allmählich aus ihr herausgeführt werden kann, so dass die Erstarrung unbedingt von unten nach oben erfolgen muss. Dabei können Kühlmittel vor gesehen sein, in welche die Rüttel- bezw. Schwingvorrichtlzng samt dem Stützkörper eintauchen. Auf diese Weise tritt mit dem Senken gleichzeitig eine Herabsetzung der Heizung und eine Erhöhung der Abkühlung ein.
Bei Herstellung von Verbundgussteilen unter Anwendung fester Beschickung, wie es beispielsweise zur Herstellung von Verbund gussgleitlagern vielfach üblich ist, ist diese Massnahme von besonderem Vorteil. Bei fester Beschickung wird das Material in Form von Spänen, Pulver oder vorgegossenen Körpern, also in noch fester Form in den Stützkörper durch Einfüllen oder Aufpressen gebracht.
Der Stützkörper samt dem noch festen An- gussmetall können nun innerhalb der Heiz- vorrichtung auf die erforderliche Temperatur erhitzt werden, wobei die Erregung von Schwingungen entweder gleichzeitig mit dem Aufheizen oder auch nachträglich nach er folgter Schmelzung des Angussmetalles vor genommen werden kann.
Nach Erreichung der erforderlichen Schmelz- bezw. Verguss- temperatur, die erfahrungsgemäss höher als die Schmelztemperatur liegen muss, wird dann der Stützkörper mit dem eingefüllten nun schmelzflüssigen A bgussmetall in der be- schriebenen Art auf der Heizvorrichtung nach unten gemeinsam mit der Schwingvor richtung herausgeführt. In diesem Falle kommt also das vorherige Schmelzen des An gussmetalles und Erhitzen des Stützkörpers in besonderen Öfen in Wegfall.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel der Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung darge stellt.
Fig. 1 ist eine Stirnansicht der Einrich tung und Fig. 2 eine Seitenansicht derselben, unter Fortlassüng der Heizvorrichtung.
Die Anwendung des Verfahrens gemäss der Erfindung hat sich ganz besonders für die Herstellung von Blechen für die Herstel lung von Verbundgussgleitlagern bewährt, welche Bleche, wie zum Beispiel in der schweizerischen Patentschrift Nr. 217026 an gegeben ist, aus Taschen mit einem U-förmi- gen Querschnitt angefertigt werden.
Zwei Platten werden dabei mit einem Abstand von mindestens der doppelten Angussschichtdicke voneinander angeordnet und durch eine Schweissung miteinander so verbunden, dass eine Tasche mit U-förmigem Querschnitt ent steht, wobei nur oben die schmale Öffnung zum Eingiessen des Metalles verbleibt. Die gezeichnete Einrichtung ist für die Anferti gung von Verbundgussteilen mit Hilfe der artiger Taschen mit U-förmigem Querschnitt sehr geeignet.
Der oben offene taschenförmige Stütz körper a, das heisst also die Angussform, die zur Aufnahme des in fester oder flüssiger Form einbringbaren Angussmetalles dient, wird von einem Haltebügel b mit schneide artigen Auflagern getragen, welcher auf einem Schwingarm c reiterartig aufgesetzt ist. Dieser ist mit seinem einen Ende in einen Träger d schwingbar eingespannt und wird in Schwingungen versetzt durch Magnete e, die bei Gleichstrom über einen Unterbrecher und bei Wechselstrom unmittelbar an eine Stromquelle angeschlossen sind.
Der Träger <I>d</I> ist mit einer Zahnstange<I>f</I> versehen und kann durch Drehen des mit dieser in Eingriff befindlichen Zahnrades g nach oben und un ten bewegt werden. Der Teil des Armes c, auf dem der Haltebügel b bezw. der Stütz körper cr sitzt, ragt bis unter die unten offene Gasheizvorrichtung <I>h,</I> deren Brennerdüsen <I>i</I> gegen die Wände des Stützkörpers gerichtet sind.
Durch Heben der Schwingvorrichtung wird der Stützkörper a von unten in die Heiz- vorrichtung lt hineinbewegt. Durch Herab senken der Schwingvorrichtung senkt sich auch der Stützkörper a und wird nach unten aus der Heizvorrichtung h herausbewegt.
Die Heizvorrichtung wird zweckmässiger weise der Form des herzustellenden Stütz : körpers angepasst. Bei zylindrischen Stütz körpern kann beispielsweise eine Vorrichtung mit einem zylindrischen Heizraum vorge sehen sein.
Die dargestellte Heizvorrichtung weist reihenweise übereinander angeordnete und einzeln von unten nach oben ausschaltbare Beheizungszonen auf, deren oberste in ge hobener Lage des Stützkörpers dessen Ober- kante zu beeinflussen vermag.
An Stelle einer Gasheizvorrichtung kann auch eine elektrische Heizvorrichtung (Wi derstands-, Hochfrequenz- oder Stabheizung) vorgesehen sein.
Die Schwingungen des Armes c können auch durch Ultraschall, Hochfrequenzstrom oder durch eine mechanische Rüttelvorrich tung erzeugt werden.