DD210224A5

DD210224A5 - Verfahren zur herstellung einer dichtungsanordnung an einem schiebeverschluss

Info

Publication number: DD210224A5
Application number: DD83254130A
Authority: DD
Inventors: Karl-Otto Hornung; Otto Kaegi
Original assignee: Stopinc Ag
Priority date: 1982-08-24
Filing date: 1983-08-22
Publication date: 1984-06-06
Also published as: SE8304540L; IN158006B; PL243497A1; NL8302839A; IL69287A0; ES282051U; FR2536490A1; JPS5950964A; DE3321619A1; BE897371A; SE454800B; ES282051Y; EG15515A; BR8304527A; CH659602A5; AU1833983A; IT1174771B; IT8348777A0; FR2536490B1; SE8304540D0

Abstract

An einem Schiebeverschluss fuer Metall-, insbesondere Leichtmetallschmelzen sollen waehrend einer Vielzahl von Schieberbewegungen die Dichtheit entlang den Gleitflaechen der Verschlusskoerper gewaehrleistet und dadurch ausgedehnte Betriebsperioden ohne Wechsel der Verschlusskoerper ermoeglicht werden.Dies wird erreicht durch eine Dichtungsanordnung,hergestellt durch fortgesetzte Verschlussbetaetigung unter Anwesenheit von Schmelze und bei Verwendung eines abriebfaehigen Verschlusskoerpers, welcher mit einem abriebfesten Verschlusskoerper in Gleitkontakt steht. Ein dabei gebildetes Gemenge aus Abrieb- und Metallpartikeln lagert sich zwischen den Verschlusskoerpern in Verschleissrillen ein, welche in der abriebfaehigen Gleitflaeche entstehen. Anwendung sowohl bei Linear- als auch bei Dreh - und Schwenkverschluessen und gleichermassen bei ebenen oder z. B. zylindrischen, kegelfoermigen oder kugeligen Gleitflaechen.

Description

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3erlin , den 14. 12, 83 AF F 16 D/254 130 1 62 639 27

Verfahren zur Herstellung einer Dichtungsanordnung an einem Schieb eve rs chi u S

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Dichtungsanordnung an den aufeinander gleitenden _t vorzugsweise plattenförmigen VerschluSkörpern eines Schisbeverschlüsses zum Vergießen von Metall- , insbesondere Leichtmetallschmelzen ,

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei Schiebeverschlüssen, wie sie vornehmlich zum Vergießen von Stahl im Einsatz sind, wird die Dichtheit u.. a» durch genaues Planschleifen beider Verschlußkörper (feststehende und bewegliche Verschlußplatte) gewährleistet, Wie bekannt _t verursacht die durchfließende Stahlschmelze trotz Verwendung besonders hochwertiger Feuerfestvverkstorfe einen intensiven Verschleiß sowohl an den Plattenbohrungen (Durchfluß-Öffnungen) , als auch an den Dichtflächen, weshalb die Platten bereits nach einigen wenigen Abgüssen aus Sicherheitsgründen ersetzt werden müssen»

Aus der DE-AS 2 404 881 ist eine Dichtungsanordnung an einem Drehschiebeverschluß bekannt, welche aus einem kreisringförmigen , zur Drehachse konzentrischen Dichtungsring besteht; letzterer kann am Umfang der Platten angeordnet oder zwischen den Platten in eine von den Dichtflächen ausgehende Nut eingelegt sein. Diese Anordnung soll das Austreten von Schmelze

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zwischen den Platten-Dichtflächen gegen deren Umfang hin nach außen verhindern, d„. h.., sie ist als Sicherung gegen einen Durchbruch ira Falle einer schwerwiegenden Funktionsstörung oder Beschädigung gedacht. An den erwähnten Verschleißerscheinungen bzvi. der durch sie beschränkten Verwendungsdauer der. Platten vermag diese Anordnung jedoch nichts zu ändern.

In diese Richtung zielt dagegen ein Vorschlag gemäß DE-OS 3 031 377.

Danach soll dem Eindringen von Schmelze zwischen die Plattengleitflächan vorgebeugt und dem Erstarren eingedrungener Schmelze entgegengewirkt werden. Oies geschieht nach dem dortigen Vorschlag dadurch _z daß VerschluSplatten aus bestimmten unterschiedlichen Werkstoffen miteinander kombiniert werden, und zwar eine, ortsfeste Platte aus weichen!* schmierenden und schlecht benetzbarem Material von hoher Wärmeleitfähigkeit mit einer beweglichen Platte aus hartem und dichtem Material geringer Wärmeleitfähigkeit» Demgegenüber hat es sich allerdings gezeigt^ daß auch bei geringer Benetzung immer eine gewisse Adhäsion zwischen dem Plattenmaterial und der Schmelze besteht und bei Betätigung des Verschlusses ein "Hineinziehen" geringer Schmelzeinengen zwischen die Plattenglei tf lachen nicht vermeidbar .ist. Ferner ist eine hohe Wärmeleitfähigkeit der ortsfesten Platte zwar ein geeignetes Mittel (in Verbindung mit anderen Maßnahmen), um im Bereich der Durchflußöffnung das Erstarren der Schmelze zu verhindern bzw« das,spontane Ausfließen beim öffnen des Verschlusses zu gewährleisten* Oedoch muß in einigem Abstand von der besagten Öffnung die Temperatur auf der Plattengleitflache notwendigerweise tiefer sein als die Erstarrungstemperatur der

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Schmelze, ansonsten ist die Dichtheit des Verschlusses in Frage gestellt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer funktionstüchtigeren und wirtschaftlich einsetzbaren Dichtungsanordnung an einetn Schiebeverschluß unter Verwendung zweier hohe Gebrauchswerteigenschaf ten aufweisender Verschlußkörper zur Herstellung der Dichtungsanordnung.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die mit der Erfindung zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung einer Dichtungsanordnung an einem Schiebeverschluß anzugeben/ wodurch an dem SchiebeverschiuS während einer großen Zahl von Schieberbewegungen die Dichtheit entlang den Glaitflächen gewährleistet und dadurch ausgedehnte Setriebsperioden ohne.Wechsel der Verschlußkörper ermöglicht sind, In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, daß unter gewissen Betriebsbedingungen, insbesondere beim Vergießen von Leichtmetall-Schmelzen, der Verschleiß an den Durchflußöffnungen der Verschlußplatten gering ist; in solchen Fällen ist praktisch der Zustand der aufeinander gleitenden Dichtflächen bestimmend für die Verwendungsdauer der Platten.

ErfindungsgemäS wird die Aufgaoe dadurch gelöst, daß durch fortgesetzte Relativverschiebung zwischen einem mindestens an seiner Gleitfläche abriebfähigen Verschlußkörper und einem mit diesem in Gleitkontakt stehenden abriebfesten Verschluß-

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körper bei gleichzeitiger Beaufschlagung der Verschlußkörper mit Schmelze, unter Bildung eines Gemenges aus Abrieb- und Metallpartikeln zwischen den VerscnluSkörpern, das Gemenge sich in im wesentlichen rillenförmigen und in Verschiebungsrichtung verlaufenden, durch Verschleiß gebildeter, Vertiefungen in der Gleitfläche des abriebfähigen VerschluSkörpers einlagert*

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß ein· feststehender abri-ebf ähigerVerschlußkörper und ein verschiebbarer abriebfester Verschlußkörper verwendet werden.

Die Erfindung zeichnet sich weiterhin darin aus» daß an Verschlußkörpern eines Linear-Scheibenverschlusses im wesentlichen geradlinige Vertiefungen bzw. an Verschlußkörpern einesDrehschiebeverschlusses im wesentlichen kreis- oder kreisbogenförmige Vertiefungen gebildet werden»

Im Sinne der Erfindung ist ebenfalls, daß überwiegend aus Graphit bestehende oder über/viegend aus Bornitrid mit hexagonaler Gitterstruktur bestehende abriebfähige Verschlußkörper verwendet werden» Als abriebfeste Verschlußkörper eignen sich besonders solche aus hochtonerdhaltigen Materialien ₃ wobei sich aber auch Verschlußkörper als vorteilhaft erwiesen haben, die überwiegend aus Zirkonoxid oder überviiegend aus AIuminiurntitanat bestehen.

Indem die Erfindung vväh rend . msh reren tausend bis weil" über IO 000 Schieberbetätigungen mit den gleichen VerschluSkörpern einen dichten Verschluß sicherstellt, werden dem Schiebever-

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Schluß neue Anwendungsgebiete erschlossen. So wird z. B, ein Dauerbetrieb an Schmelz-, Warmhalte- oder Gießöfen unter stehender Schmelze möglich oder die Verwendung zum fortgesetzten Abgießen von getrennten, abgemessenen Schmelzemengen beim Formguß.

Im Zusammenhang mit der Erfindung ist daran zu erinnern, daß die Abdichtung entlang den Gleitflächen der Verschlußkörper, ausgehend von der feststehenden Durchflußöffnung> sowohl allseitig gegen den Rand der Gleitfläche hin als auch - in der Schließstellung dss beweglichen Verschlußkörpers - gegen dessen Durchflußöffnung hin, also in der Bewegungsrichtung bzw. in Richtung der "Verschleißrillen", gewährleistet sein muß.. Im Hinblick auf das vorstehend an zweiter Stelle genannte Erfordernis ist es gewiß überraschend, wenn erfindungsgemäß durch Verschleiß gebildete Vertiefungen oder "Rillen" in die Dichtungsanordnung einbezogen werden. Eine gezielte Nutzung von Abrieb und Verschleiß widerspricht auch völlig der herkömmlichen Vorstellung von "Schmierung", die ja gerade auf die Vermeidung von Verschleiß und Herabsetzung von Reibung ausgerichtet ist (dies schließt natürlich nicht aus, daß der abriebfähige Werkstoff auch günstige Gleiteigenschaftsn haben kann, die sich auf aer gesaraten Gleitfläche als geringe Reibung auswirken),

Als entscheidend für eine andauernde Dichtheit bei fortgesetzter Betätigung des Verschlusses ist erfindungsgemäß das Auftreten von Abrieb in Mischung mit Metallpartikeln erkannt worden. Zwar läßt sich nicht allgemein und abschlie-

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Bend angeben, welche konkreten Werkstoff-Paarungen zum Ziel führen, doch kann dies - auf Grund der Erfindung - von Fall zu Fall mit relativ einfachen Versuchen ermittelt werden*

Man kann sich die Wirkungsweise des erwähnten Gemenges ira wesentlichen so vorstellen, daß die Anwesenheit der Abriebpartikel den Aufbau von zusammenhängenden Metallkörpern zwischen den Gleitflächen verhindert, welche bei Erstarrung als "Metallzungen" oder "Sieche" zur raschen Zerstörung der Verschlußkörper führen müßten. Es wurde festgestellt, daß das Gemenge eine sehr geringe Festigkeit aufweist, daß aber doch ein gewisser'Zusammenhalt zwischen den Partikeln besteht f wodurch ein "Auswaschen" verhindert wird und die rillenförmigen Vertiefungen dauernd vom Geraenge ausgefüllt bleiben. Übrigens hängt die Dichtwirkung offenbar nicht davon ab j, ob die Metallpartikel im Gemenge schmelzflüssig bleiben oder (vorübergehend) erstarren; selbst wenn nach einer Serie von Betätigungen z. B₅ das Scbraelzegefäß entleert wird und die Temperatur an den Verschluß-Gleitflächen erheblich unter die Erstarrungstemperatur der Schmelze sinkt, kann später, nach erneutem Einfüllen von Schmelze^ der Verschluß wieder einwandfrei weiterbetrieben werden.

Die Erfindung ist gleichermaßen anwendbar bei linearen Schiebeverschlüssen, wie bei Dreh- und Scnwenkverschlüssen; die Drehbewegung kann dabei von wechselnder Richtung (analog dem Linearverschluß) oder immer ira gleichen Sinn sein. Der Anbau des Verschlusses am Ofen bzw, SchmelzegefäS kann ferner mit horizontaler, geneigter oder vertikaler Lage der Gleitflächen erfolgen.

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Ausführunqsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig, 1: wesentliche Teile eines an einem Schmelzegefäß angebauten Linear-Schiebeverschlusses im Längsschnitt ;

Fig. 2i dia Ansicht der Gleitfläche der feststehenden Verschlußplatte (teilweise weggebrochen) des Verschlusses nach Fig. lj

Fig« 3: eine entsprechende Ansicht der feststehenden Verschlußplatte eines Drehschiebeverschlu'sses ;

Fig, 4: einen Schnitt entlang der Linie IV - IV in Fig, durch eine Partie der feststehenden und der beweglichen VerschluSplatte in starker Vergrößerung;

Fig., 5: eine mikroskopische Schliff bildaufnahme des Gemenges aus Abrieb- und Metallpartikeln im Schnitt entlang der Linie V-V in Fig, 3, d. h, senkrecht zur Bewegungsrichtung (Vergrößerung ca* ISOfach linear) ,· und

Fig. 6: eine gleichartige Schuffbildaufnahme im Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig, 3.. d,. h. in der Bewegungsrichtung (Vergrößerung ca» I65fach linear) *

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Beim Ausführungsbeispiel nach Fig* 1 sind nur die beiden Verschlußkörper - hier in Form von zwei ebenen Platten 12 und 14 - mit ausgezogenen Linien gezeichnet_ä weiters Teile des Schiebeverschlusses IO sowie Teile des Schmelzegefäßes 1» an welches der Schiebeverschluß 10 angebaut ist, nur strichpunktiert angedeutet. Das Schmelzgefäß 1 enthält eine Metallschmelze 3_{ beispielsweise eine Aluminiuraschraelze, und weist eine Ausgußöffnung 2 auf, die zum Schiebeverschluß 10 führt. Die ortsfeste Platte 12 des Verschlusses ist durch eine 3odenplatte gebildet* welche in einer am Schmelzegefäß 1 befestigten Grundplatte 16 gehalten ist und eine die Ausgußöffnung 2 fortsetzende Durchflußöffnung 13 aufweist. Mit der Bodenplatte bzw, mit deren Gleitfläche 9 steht die bewegliche als Schieberplatte ausgebildete Platte 14 des Verschlusses ira Gleitkontakt, d. h«._f die Schieberplatte ist zusammen mit dem sie· aufnehmenden Schieber 13 in Richtung des Pfeiles P entlang__der_ GlejLtf lache 9 hin und her verschiebbar. Die Durchflußöffnung 15 der Schieberplatte wird dabei in bekannter Weise entweder mit der Durchflußöffnung 13 der Sodenplatte zur Deckung gebracht ('Öffnungsstellung des Verschlusses) oder, wie dargestellt, gegen diese versetzt (Schließstellung) , An die Durchflußöffnung 15 kann in bekannter Weise eine im Schieber 13 eingesetzte Ausgußhülse 17 anschließen.

Es erübrigt sich, den weiteren Aufbau des Verschlusses nach Fig* 1 ira einzelnen darzustellen _t' da dies zum Verständnis der Erfindung nicht erforderlich ist. Lediglich der Vollständigkeit halber wird auf das schweizerische Patentgesuch 3255/81-5 bzw, die BRD-Patentanmeldung P 3 208 101.4, die CH-PS 523 730 und die DE-PS 1 951 447 als Beispiele für Linear-

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Schiebeverschlüsse und auf die europäische veröffentlichte Patentanmeldung O 040 692 oder die DE-OS 3 013 975 als Beispiele für Drehschiebeverschlüsse hingewiesen, Es ist jedoch zu betonen, daß die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung nicht nur an plattenförmigen Verschlußkörpern mit ebener Gleitfläche, wie z. 8, nach Fig» I₁ verwirklicht v/erden kann, sondern grundsätzlich auch an Verschlußkörpern von anderer Gestalt mit z« 3, zylindrischer, kegelförmiger oder kugeliger Dichtfläche»

Die Dichtheit des Schiebeverschlusses 10 bei dessen Inbetriebnahme ist in bekannter Weise dadurch gegeben, daß die Gleitflächen beider Platten 12; 14 genau eben sind und die Platten 12; 14 senkrecht zu den Gleitflächen dauernd zusammengespannt sind» Um jedoch die Dichtheit nicht nur für einige wenige Betätigungen, sondern im- Sinne der Erfindung auch bei fortgesetztem 3etrieb mit tausenden von Betätigungen zu gewährleisten, ist der eine Verschlußkörper, im vorliegenden Fall die feststehende Bodenplatte wenigstens entlang seiner'· Gleitfläche 9 aus einem abriebfähigen Material gefertigt, während der andere Verschlußkörper, hier die verschiebbare Platte 14, aus abriebfestem Material besteht. Die Abriebfähigkeit des Materials zeigt sich in Verschleißerscheinungen an der Gleitfläche 9 der Platte 12, die in den Fig. 2 und 4 näher dargestellt sind und nachstehend erläutert werden:

»Venn der Verschluß mit neuen Platten 12; 14 und unter Seaufschlagung mit Metallschmelze 3 gemäß Fig. 1 fortgesetzt betätigt, d, h. die Schieberplatte gegenüber der Sodenplatte

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in Pfeilrichtung P hin und her verschoben wird, entsteht schon bald an der Gleitfläche 9 der abriebfähigen Platte 12. ein "Verschleißbild", wie es aus Fig. 2 ersichtlich ist. Es bilden sich in einem Flächenbereich, welcher sich von der Durchflußoffnung 13 aus um etwa die Hublänge nach beiden Seiten hin erstreckt (die Durchflußöffnung 15 in der Schließstellung ist in Fig, 2 angedeutet), mehr oder weniger zufällig angeordnete und geformte rillenförmige Vertiefungen 19, welche im wesentlichen in Schieberichtung verlaufen«. Die Breite des erwähnten Flächenbereiches entspricht etwa dem Durchmesser der Durchflußöffnung 13 (auch wenn dieser z. 3, größer ist als derjenige der DurchfluSöffnung 15) _t sie kann auch gemäß Fig. 2 etwas über diesen Durchmesser hinausgehen, Die Fig, 4 zeigt in starker Vergrößerung dieses typische Verschleißbild im Querschnitt, Wie ersichtlich, sind die erwähnten Vertiefungen 19 oder "Verschleißrillen" jedoch nicht leer,, sondern von Anfang an mit einem Gemenge 20 von Material ausgefüllt _f welches bei der Verschlußbetätigung zwischen den Platten 12 und 14 entsteht und sich in den Vertiefungen 19 einlagert« Es handelt sich um ein Gemisch aus Abriebpartikeln A der abriebfähigen Platte 12 und kleinen Metallpartikeln M bzw· Tröpfchen der Metallschmelze 3» die bei der Schiebebewegung zwischen die Platten 12; 14 hineingezogen werden« Wie aus Fig» 4 hervorgeht, bleibt dabei erwartungsgemäß die Gleitfläche der abriebfesten Platte 14 praktisch eben bzw* ohne Verschleiß,

Die vorstehend beschriebenen Erscheinungen und Vorgänge haben zur Folge, daß der Verschluß während einer sehr großen Zahl von Betätigungen betriebsfähig und zuverlässig dicht

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bleibt. Es wird also zu Beginn des Betriebs, durch Betätigung des Verschlusses unter Beaufschlagung mit Schmelze in der beschriebenen Weise eine Dichtungsanordnung zwischen den Verschlußkörpern hergestellt. Es hat sich gezeigt, daß der Verschleiß bzw, die Tiefe der Verschleißrillen nicht stetig zunimmt, sondern vielleicht nach einigen h'undert Betätigungen praktisch konstant bleibt. Die beobachtete Rillentiefe reicht von einigen Zehnteiinillimeter bis etwa über ein Millimeter*

Auch mit der umgekehrten Anordnung der Verschlußkörper - abriebfester Körper feststehend und abriebfähiger Körper verschiebbar - ist die Herstellung der beschriebenen Dichtungsanordnung in der gleichen Weise grundsätzlich möglich» Dies kann allerdings in anderer Hinsicht gewisse Nachteile haben_T z.. B. weil dann die abriebfähige Gleitfläche dauernd mit der stehenden Metallschmelze 3 in Berührung steht.

Es fällt auf,. daß das beschriebene "Verschleißbild" mit eingelagertem Gemenge 20 von !Material an der abriebfähigen Gleitfläche nur ini erwähnten; aus Fig. 2 ersichtlichen Flächenbereich auftritt, nicht aber in den umgebenden Sereichen der Gleitfläche 9, Dies bedeutet (wie auch die Zusammensetzung des Gemenges 20 zeigt), daß der Vorgang an das Vorhandensein von Schmelze gebunden ist. Es ist anzunehmen, daß bei der Relativverschiebung der Verschlußkörper geringe Schraelzemengen zwischen die Gleitflachen hineingezogen werden und dann, möglicherweise nach deren Erstarrung, den Abrieb hervorrufen; die Erscheinung wurde gerade auch mit solchen sVerkstoffen beobachtet,, die an sich von der Schmelze

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nur wenig benetzt werden (z. B» verschiedene Graphitsorten), Obwohl die Vorgänge im Innern der Vertiefungen 19 der direkten Beobachtung nicht zugänglich sind _t wird vermutet, daß die örtliche Zusammensetzung des Gemenges 20 sich bei fortgesetzter Betätigung des Verschlusses immer wieder verändert« Allerdings weisen die Partikel dieses Gemenges 20, jedenfalls im abgekühlten Zustand, einen gewissen Zusammenhalt auf* «Venn der Verschluß nach längerem Betrieb stillgesetzt und die Verschlußplatten dann auseinandergenommen werden, so bleibt das Gemenge 20 bevorzugt an dar Oberfläche der verschleißfesten Platte 14 leicht haften.

Natürlich ist es nicht erforderlich^ daß der eine Verschlußkörper durchgehend aus abriebfähigem Material besteht, sondern es reicht aus, wenn diese Eigenschaft wenigstens an seiner Gleitfläche gegeben ist» Der betreffende Verschlußkörper bzw* die Sodenplatte kann z, B» in der Dicke aus zwei oder mehreren Schichten aus verschiedenen Werkstoffen zusammengesetzt sein. Auf diese «eise lassen sich Verschlußkörper herstellen», welche neben der erforderlichen Abriebfähigkeit an der Gleitfläche bestimmte vorteilhafte Korabinationen von Materialeigenschaften aufweisen, beispielsweise hinsichtlich Wärmeleitfähigkeit, Biegefestigkeit, Härte, u sw .

Die Fig, 3 zeigt im Gegensatz zur Fig* 2 die Ansicht der verschleißfähigen Gleitfläche einer feststehenden als Verschlußplatte dienenden Platte 22 eines Drehschiebeverschlusses, mit deren außermittig angeordneten Durchflußöffnung 23, wobei auch die Lage der Durchflußöffnung 25 der (nicht dar-

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gestellten) beweglichen, abriebfesten Verschlußplatte in deren Schließstellung strichpunktiert angedeutet ist. Nach fortgesetzter Betätigung dieses Verschlusses durch Drehen der beweglichen Verschlußplatte im Sinne des Pfeiles R wird das aus Fig« 3 ersichtliche "VerschleiSbild" produziert, d» h, es entstehen im wesentlichen kreisförmige, konzentrische, rillenförinige Vertiefungen 19' in aer abriebfähigen Gleitfläche der Platte 22. Würde der Drehverschluß dagegen, wie ebenfalls bekannt, durch Teildrehungen mit wechselnder Orehrichtung geöffnet und geschlossen, so würden sich die Vertiefungen 19' nur über einen entsprechenden Kreisbogen von begrenzter Länge erstrecken. Im übrigen gelten die vorstehenden Ausführungen zu den Fig. 1, 2 und 4 über die Herstellung und Eigenschaften der Dichtungsanordnung und insbesondere das in den Verschleißrillen eingelagerte Materialgemenge sinngemäß auch für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3*

Die mikroskopischen Schuffbilder nach Fig, 5 und 6 vermitteln eine Vorstellung von der Struktur des einen Bestandteil der Dichtungsanordnung bildenden Gemenges 20 (Fig. 4). Nachdem an einem Drehverschluß gemäß dem Seispiel nach Fig. 3 die Dichtungsanordnung in der beschriebenen Weise hergestellt und der Verschluß während längerer Zeit in Betrieb war, wurde oer Verschluß stillgesetzt und demontiert. 3eim Trennen der drehbaren von aer feststehenden Verschlußplatte blieb der größte Teil des in den Vertiefungen 19' eingelagerten Gemenges 20 auf der Gleitfläche 14' der drehbaren Platte haften. Diese Gleitfläche 14' der drehbaren Platte bildet den in den Fig. 5 und 5 dargestellten unteren

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Rand. Die Gleitfläche 14' mit dem Gemenge 20 wurde dann mit einem härtenden Gießharz G Übergossen (Fig. 5 und 5), und nach Aushärtung desselben wurde das Präparat einerseits entlang einer Linie V-V und andererseits entlang einer Linie VI - VI in Fig» 3 aufgeschnitten, also einmal quer zur Bewegungsrichtung und im anderen' Fall tangential zu einer bestimmten Verschleißrille, d, h«. an der betreffenden Serührungsstelle der Schnittlinie in Richtung der 3etätigungs-Sewegung. An den betreffenden Stellen wurden dann die Schilffbilder Fig, 5 bzw. Fig. 6 aufgenommen. In beiden Bildern sind die eingelagerten Metallpartikel M als helle _{ praktisch weiße Flecken erkennbar. Die mit den Metallpartikeln M vermengten Abriebpartikel A erscheinen grau. Die mehr oder weniger großen dunklen bis schwarzen Flecke H sind dagegen als Hohlräume im Gemenge oder als Unebenheiten in der Schilffebene, die bei der Herstellung des Präparats entstanden j zu deuten.

Die Fig* 6 läßt im Vergleich zur Fig. 5 deutlich die Bewegungsrichtung bei der Verschlußbetätigung erkennen. Beide Figuren zeigen ein ziemlich unregelmäßiges Gemenge, wobei es jedoch als wesentlich erachtet wird, daß sich keine größeren "Metallklumpen" bilden, sondern daß die Metallteilchen immer wieder durch zwischengelagerte Abriebteilchen unterbrochen sind. Nachstehend werden einige konkrete Werkstoffe bzw. Werkstoff-Paarungen für Verschlußkörper, wie sie bei der Herstellung der beschriebenen Dichtungsanordnung mit Erfolg verwendet worden sind, als Beispiele angegeben. Es versteht sich, daß diese Angaben nicht vollständig sein können.« Die Auswahl muß unter Werkstoffen, die gegen-

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über der jeweiligen Schmelze bei der gegebenen Temperatur ausreichend beständig sind, von Fall zu Fall getroffen werden, Der maßgebende Gesichtspunkt für die Eignung ist dann,, ob sich bei Auswahlversuchen in Anwesenheit von Schmelze die beschriebenen Abrieberscheinungen und das Gemenge erzielen lassen, was dann die'Herstellung der Dichtungsanordnung und damit den zuverlässigen Dauerbetrieb des Verschlus ses ermöglicht« Bisherige Feststellungen und Versuche bestätigen, daß als abriebfähige Werkstoffe vor allem Graphit bzw. Stoffmischungen sit hohem Graphitanteil oder andere Werkstoffe mit ähnlicher, charakteristischer "Plättchen-. struktur" geeignet ist,

Beispiel i:

Eine Verschlußplatte aus clektrographit (99 % Graphitgehalt 18 VoI,-^ offene Porosität) wurde als abriebfähige. feststehende Platte in Verbindung mit einer abriebfesten Schieberplatte aus Zirkonoxid (95 % ZrO ) in einem an einer Gießrinne angebauten Linear-Schiebeverschluß verwendet. Durch fortgesetzte Betätigung des Verschlusses wurden abgemessene Mengen einer Aluminium-Gußlegierung (G-AlSiQMg nach DIN 1725, mit 9 % Si und 0₄3 % Mg) bei einer Temperatur von etwa 750 C vergossen. Dabei wurde in der beschriebenen Weise die Dichtungsanordnung hergestellt. Nach etwa 3000 Betätigungshüben ohne Störung und bei einwandfreier Dichtheit des Verschlusses wurde der Gießbetrieb eingestellt, und die Verschlußplatten wurden ausgebaut, um- die Dichtungs anordnung zu untersuchen. Dabei zeigte sich, daß die Platten ohne Risiko noch weiter verwendbar gewesen wären»

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Beispiel 2:

Ein Drehschiebeverschluß wurde mit einer abriebfähigen, feststehenden Verschlußplatte aus heißgepreßtem Bornitrid 3N mit hexagonalar Gitterstruktur und einer drehbaren Platte aus ZrO (gleicher Werkstoff wie Beispiel 1) ausgerüstet, In einer Versuchseinrichtung wurde eine Rsinaluminium-Schmelze (99,5 % Al) von 750 ⁰C durch fortgesetztes "öffnen und Schließen des Verschlusses abgegossen« Nach 965 störungsfreien Betätigungen (Umdrehungen) in deren Verlauf die beschriebene Dichtungsanordnung erzeugt worden war, wurde der Versuch abgebrochen.

Beispiel 3:

Derselbe Verschluß wie nach Beispiel 2 wurde in derselben Versuchseinrichtung und mit derselben Schmelze/ jedoch mit einer anderen Platten-3estückung einem Dauerversuch unterzogen* In diesem Fall wurde eine feststehende Platte aus Kohlenstoff mit hohem Graphitanteil (über 92 % Elektrographit) mit einer abriebfesten drehbaren Platte aus hochtonerdehaltigem Material (90 % Al_O^., S % SiO₀) kombiniert.. Die Versuchsreihe umfaßte nicht weniger als 10550 Betätigungen,- d. h* Abgüsse mit kürzeren oder längeren Unterbrechungen und damit verbundener Abkühlung der Verschlußplatten, Die anschließende Untersuchung ergab, daß· die Platten bzw* die Dichtungsanordnung noch weiter funktionstüchtig gewesen wären,

Beispiel 4:

Ein Drehschiebeverschluß wurde als Abstichverschluß an einem Schmelz- und Warrahalteofen für Rsinaluminium (ca. 750 ⁰C)

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angebaut. Der Verschluß war mit einer feststehenden Platte aus Eiektrographit (99 % Graphit, 14 VoI,-% offene Porosität) und einer drehbaren Platte aus Aluminiumtitanat Al₇TiO₁- ausgerüstet und der Betrieb war durch häufige Abstichs relativ kleiner Schmelzemengen gekennzeichnet. So wurden während etwa dreieinhalb Tagen rund 300 Verschlußbetätigungen bei völliger Dichtheit erreicht* Die anschließende Untersuchung ergab, dao die Platten bzw, deren Dichtungsanordnung noch immer betriebstauglich waren, Mit Verschlußplatten aus denselben Werkstoffen wurden in einem an eine Versuchseinrichtung angebauten Drehschiebeverschluß sogar rund 6400 Betätigungen ohne Störung erreicht.

Claims

62 639 27 - 18 Erfindungsanspruch

1. Verfahren zur Herstellung einer Dichtungsanordnung an den aufeinander gleitenden, vorzugsweise plattenförmigen Verschlußkörpern eines Schiebeverschlusses zum Vergießen von Metall-, insbesondere Leichtmetallschmelzen _s gekennzeichnet dadurch, daß durch fortgesetzte Rsiatiwerschiebung zwischen einem mindestens an seiner Gleitfläche (9) abriebfähigen Verschlußkörper und einem mit diesem in Gleitkontakt stehenden abriebfesten Verschlußkörper bei gleichzeitiger Beaufschlagung der Verschlußkörper mit Schmelze (3), unter Bildung eines Gemenges (20) aus Abrieb- (A) und Metallpartikeln (M) zwischen den Verschlußkörpern, das Gemenge sich in im wesentlichen rillenförmigen und in Verschiebungsrichtung (P; R) verlauf enden _J: durch Verschleiß gebildeten Vertiefungen (19; 19') in der Gleitfläche (9) des abriebfähigen Verschlußkörpers einlagert,

2* Verfahren zur Herstellung einer Dichtungsanordnung nach Punkt l_t gekennzeichnet dadurch, daß ein feststehender abriebfähigsr Verschlußkörper und ein verschiebbarer abriebfester Verschlußkörper (14) verwendet werden,

3, Verfahren zur Herstellung einer Dichtungsanordnung nach Punkt 1 oder 2 an Verschlußkörpern eines Linear-Schiebeverschlusses, gekennzeichnet dadurch, daß im vyesen tlichen geradlinige Vertiefungen (19) gebildet werden,

4» Verfahren zur Herstellung einer Dichtungsanordnung nach Punkt 1 oder 2 an Verschlußköroern eines Drehschiabever-

Schlusses, gekennzeichnet dadurch, daß im wesentlichen
kreis- oder kreisbogenförmige Vertiefungen (19') gebildet werden,
5. Verfahren zur Herstellung einer Dichtungsanordnung nach Punkt 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß ein überwiegend aus Graphit bestehender, abriebfähiger Verschlußkörper verwendet wird.
6. Verfahren zur Herstellung einer Dichtungsanordnung nach Punkt 1 bis A₁ gekennzeichnet dadurch, daß ein überwiegend aus 3ornitrid mit hexagonaler Gitterstruktur bestehender, abriebfähiger VerschluSkörper verwendet wird.
7. Verfahren zur Herstellung einer Dichtungsanordnung nach Punkt 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß ein hochtonerdehaltiger, abriebfester Verschlußkörper verwendet wird.

S. Verfahren zur Herstellung einer Dichtungsanordnung nach Punkt 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß ein überwiegend aus Zirkonoxid bestehender abriebfester Verschlußkörper verwendet wird.
9. Verfahren zur Herstellung einer Dichtungsanordnung nach Punkt 1 bis 4,. gekennzeichnet dadurch, daß ein überwiegend aus Alurainiuratitanat bestehender, abriebfester Verschlußkörper verwendet wird.

- Hierzu 2 Seiten zeichnungen -