DE1297822B - Einrichtung zum Giessen grosser, hochbeanspruchbarer Werkstuecke - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Gie- die Tragzapfen bestimmte Neigungsachse der Gieß-

ßen großer, hochbeanspruchbarer Werkstücke, deren pfanne sich in kurzem Abstand oberhalb des

Festigkeit sowie mechanische sowie gegebenenfalls Schwerpunktes erstreckt, der sich nach dem Füllen

thermische Resistenz durch Vermeiden von Lunkern der Gießpfanne ergibt. Bei der Anordnung ist weiter-

sowie günstige Gefügeausbildung gesteigert werden 5 hin dafür Sorge getragen, daß die Neigungsachse

soll. außerhalb der Drehachse des Drehtellers und vor-

Es ist bekannt, zur Erzielung eines lunkerfreien zugsweise senkrecht zu dem auf ihre Mitte gerich-

Gusses mit Gießformen zu arbeiten, in denen durch teten Radius verläuft.

Absaugen von Luft ein Unterdruck bzw. ein Vakuum Als vorteilhaft wurde erkannt, die Haube mit einer

erzeugt wird, so daß beim Eingeben des flüssigen io Dichtung auszustatten, welche das freie Ende eines

Metalls geringere Luftmengen zu verdrängen sind axial angeordneten, zu einer ortsfesten Saugvorrich-

und ein niedrigerer Gegendruck zu überwinden ist. tung führenden Saugrohres umfaßt. Andererseits

Darüber hinaus ist es bekannt, insbesondere kleine kann die Haube selbst mit einem die Evakuierung

Chargen von Metallen im Vakuum zu schmelzen, zu bewirkenden Saugzug ausgestattet sein. Bewährt hat

behandeln oder zu vergießen, um eine größere Rein- 15 es sich, die Achse des Drehtellers als Hohlachse aus-

heit des vergossenen Metalls zu sichern und im Me- zubilden und über Dichtungen mit einem zu einer

tall gelöste Gase weitgehend zu vermeiden. Für La- ortsfesten Saugvorrichtung führenden Saugrohr zu

boratoriumszwecke und zum Gießen von Fein- und verbinden.

Edelmetallen in geringen Mengen ist es weiterhin Im einzelnen sind die Merkmale der Erfindung an bekannt, einen Schmelztiegel und die auszugießende ac Hand eines Ausführungsbeispieles sowie einer dieses Form in einen besonderen Behälter einzubringen, der darstellenden Zeichnung erläutert,
evakuiert wird und innerhalb dessen das im Schmelz- In der Zeichnung ist, in Lagern 1 gehalten, eine tiegel befindliche Schmelzgut erschmolzen wird abgebrochen dargestellte, als Hohlwelle ausgeführte (Journal of Metals, Januar 1966, S. 38 bis 46, Drehachse 2 gezeigt, die ihrerseits mit dem Drehdeutsche Auslegeschrift 1157 351). 35 teller 3 verbunden ist. Der Drehteller 3 weist einen

Bei thermisch beanspruchten, großen Gußstücken Zahnkranz 4 auf, in den das auf der Welle des Mowie Heißwindschiebern od. dgl. wurden zunächst ein- tors 6 vorgesehene Ritzel 5 eingreift, so daß der fache, stehende Formen benutzt. Nach Steigerung Drehteller mittels des Motors antreibbar ist. Auf dem der Betriebstemperaturen von ursprünglich 700 bis Drehteller 3 ist eine den Kern 7 aufweisende Gieß-800° C auf 1200 bis 1600° C zeigte es sich, daß 30 form 8 aufgesetzt und von der fest und luftdicht mit die nach den bisherigen Gießverfahren erstellten dem Drehteller verbundenen Kappe 9 überfangen. Gußstücke den hohen thermischen Beanspruchungen Auf die Gießform ist ein den Zulaufkanal 10 aufnicht gewachsen waren. Eine Verbesserung des weisender Eingußtrichter 11 aufgesetzt. Weiterhin Standvermögens wurde auf Grund der bekannten sind auf der Kappe 9 Böcke 12 vorgesehen, in deren Fortschritte bei der Anwendung des Stahlschleuder- 35 gabelförmige Enden mit ihren Tragzapfen die Gießgusses (Gießerei, 15. September 1955, S. 492 bis 500) pfanne 13 eingehängt ist. Mit der Kappe 9 ist eine durch ein spezielles Schleuderverfahren erzielt, das Haube 14 lösbar verbunden, welche in Verbindung ein lunkerfreies, dichteres, festeres Strukturgefüge so- mit der Kappe 9 sowohl die Gießform 8 als auch den wie eine Steigerung des Wärmeleitwertes ergab. Die Eingußtrichter 11 sowie die Gießpfanne 13 umhiermit erzielten Standzeiten waren denen auf Kup- 40 schließt. Im oberen Teil der Haube 14 ist zentrisch fer- bzw. Bronzebasis erstellter Gußstücke aber noch eine ein stationäres Rohr 15 umschließende Dichtung nicht gleichwertig, so daß in vielen Fällen zu den 16 vorgesehen, die, in der Zeichnung nicht darwesentlich aufwendigeren Buntmetall-Gußstücken ge- gestellt, als Labyrinthdichtung ausgeführt sein kann; griffen wurde. bewährt hat es sich auch, die Dichtung mit den

Die vorliegende Erfindung geht von der Aufgabe 45 nachgiebig gehaltenen Rohransatz 15 führenden Laaus, eine Einrichtung zu schaffen, welche beim Gie- gern auszustatten. Das Rohr 15 führt zu einer ortsßen großer, insbesondere thermisch hoch beanspruch- fest angeordneten, in der Figur nicht dargestellbarer Werkstücke eine Verbesserung der Eigenschaf- ten Saugvorrichtung, beispielsweise einem Saugzug, ten der gewonnenen Gußstücke ergibt, so daß eine einem Ventilator od. dgl.

weitere Steigerung der Beanspruchung möglich er- 50 Zur Durchführung des Gusses wird die gefüllte scheint oder aber längere Standzeiten der Gußstücke Gießpfanne 13 nach in an sich bekannter Weise erreicht werden. Bei der Lösung dieser Aufgabe wer- durchgeführter Verarmung insbesondere an Wasserden an sich bekannte, durch einen Kraftantrieb be- stoff und Sauerstoff, beispielsweise nach der Zugabe treibbare Drehteller benutzt, die zur Aufnahme der von Desoxydationsmitteln, in die gabelförmigen mit einem Eingußtrichter ausgestatteten Gießform 55 Enden der Böcke 12 eingehängt. Anschließend wird dienen, und sowohl die auf dem Drehteller angeord- die Haube 14 montiert. Zweckmäßig ist hierfür der nete Gießform als auch die zum Einbringen des ge- Rohransatz 15, gegebenenfalls mit der Dichtung 16, schmolzenen Gießmetalls vorgesehene Gießpfanne rückziehbar angeordnet. Es besteht auch die Mögwird in ebenfalls bekannter Weise innerhalb eines lichkeit, die Gießpfanne 13 durch eine besondere, evakuierbaren Raumes angeordnet. Gemäß der Er- 60 abzudichtende, türartige Öffnung der Haube einfindung ist der Drehteller oder eine diesen nach oben zubringen.

abschließende Kappe mit einer die Gießform sowie Vor Beginn des Gusses werden die Haube sowie

die Gießpfanne überfangenden und an den Dreh- die Gießform mittels des Saugzuges über das Rohr 15

teller bzw. die Kappe luftdicht anschließenden, lös- evakuiert. Mittels des Motors 6 wird nunmehr der

baren Haube verbunden, und die Kappe ist mit Stüt- 65 Drehteller 3 in Umdrehung versetzt. Unter Einwir-

zen ausgestattet, welche die Tragzapfen der Gieß- kung der Schwerkraft beginnt hierbei die Gießpfanne

pfanne aufnehmen und diese schwenkbar lagern. Die 13 sich im Sinne der gestrichelten Darstellung zu

Anordnung ist hierbei derart getroffen, daß die durch neigen, und das in ihr enthaltene Metall fließt in den

Eingußtrichter 11. Durch entsprechende Steigerung der Geschwindigkeit und damit durch zunehmendes Neigen der Gießpfanne wird die Entleerungsgeschwindigkeit zweckmäßig so gehalten, daß mehr Metall zufließt, als den Zulaufkanal 10 passieren kann, so daß im Eingußtrichter sich flüssiges Metall sammelt, das den Zulaufkanal von oben vollkommen abdeckt. Hierdurch wird erreicht, daß Luftreste nicht mit dem Gießmetall in die Form gerissen werden, sondern der von der Gießpfanne kommende Strahl flüssigen Metalls mit geringerer Fallhöhe und damit weitgehend ohne Zersprühen in den Eingußtrichter gelangt, so daß seine der Restatmosphäre gebotene Oberfläche und damit die Gefahr erneuter Gasaufnahme gering bleiben. Das den Zulaufkanal passierende Metall wird seitlich zerteilt und unter Einwirkung der Zentrifugalkraft nach außen geführt, so daß ein dichtes Gußgefüge erzielt wird und das Gußstück sich von außen aus aufzubauen beginnt und nach innen zu wächst. Durch den von außen be- ao ginnenden, gleichmäßig fortschreitenden Aufbau treten beim Abkühlen keine inneren Spannungen auf. Dieses Teilergebnis wurde zwar auch bei in bisher üblicher Weise mit zentralem Einguß durchgeführten Schleuderguß erhalten. as

Auch dort wird unter Einwirkung des Aufpralls des Gießstrahles in der Form sowie der auf das eingegossene Metall einwirkenden Zentrifugalkraft dieses zersprüht. Es bietet hierbei der umgebenden Atmosphäre jedoch große Kontaktflächen, durch welche eine erneute Gasaufnahme herbeigeführt wird, welche die Eigenschaften erstellter Gußstücke ungünstig beeinflußt. Erst bei Befolgung der Lehren der Erfindung wird die der Atmosphäre gebotene große Kontaktfläche durch Evakuieren der Gießform dem ungünstigen Einfluß der die Gießform füllenden Gase weitgehend entzogen, so daß die beispielsweise nach der Desoxydation erzielte Zusammensetzung des Gußmetalls erhalten bleibt. Beim Abgießen der als Beispiel aufgeführten Heißwindschieber macht sich bei der thermischen Beanspruchung, der diese ausgesetzt sind, günstig bemerkbar, daß die erzielbare Dichte bzw. das Gefüge des Gusses sowie die große Reinheit des Materials neben günstigen Ausdehnungseigenschaften einen hohen Wärmeleitwert ergeben, so daß das Temperaturgefälle vom kühlmitteldurchströmten Inneren bis zur äußeren, dem Heißwind ausgesetzten Oberfläche relativ gering bleibt. Das wesentliche Temperaturgefälle tritt demnach an der beanspruchten Oberfläche als Wärmeübergangswert auf, und trotz hoher Heißwindtemperaturen bleibt der Heißwindschieber selbst an der beanspruchten Oberfläche relativ kalt.

Es ist eine Reihe von Varianten möglich, die als innerhalb des Erfindungsgedankens liegend angesehen werden. So kann beispielsweise das Neigen der Gießpfanne 13 unabhängig von der Drehzahl durch eine besondere Antriebseinrichtung bewirkt werden, so daß das fortschreitende Steigern der Drehzahl während des Gusses zum Bewirken eines fortschreitenden Neigens entfallen kann. Andererseits hat es sich bewährt, die Drehzahl auch aus anderen Gründen während des Gusses steigen zu lassen: Die jeweilige Anlagerungszone des flüssigen Metalls ist bei steigender Tendenz der Drehzahl annähernd gleichen Zentrifugalkräften unterworfen. Bei als Hohlwelle ausgeführter Drehachse des Drehtellers hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Saugzug mit der Gießform bzw. dem von der Haube 14 überfangenen Raum über diese Hohlwelle zu verbinden.

Dadurch ist beim Evakuieren der Gießform keine weitere Verbindung mit dem Saugzug herzustellen, und das Aufsetzen der Haube wird erheblich erleichtert.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schleudergießeinrichtung für große, hochbeanspruchbare Werkstücke mit einem durch einen Kraftantrieb betreibbaren Drehteller zur Aufnahme einer mit einem Eingußtrichter ausgestatteten Gießform und einer zum Einbringen des geschmolzenen Gießmetalls vorgesehenen, während des Gießens über deren Drehteller angeordneten Gießpfanne, bei der Gießform und Gießpfanne innerhalb eines evakuierbaren Raumes angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehteller (3) oder eine diesen nach oben abschließende Kappe (9) mit einer die Gießform (8) sowie die Gießpfanne (13) überfangenden und an den Drehteller bzw. die Kappe luftdicht anschließenden, lösbaren Haube (14) verbunden ist, und daß die Kappe mit Tragzapfen der Gießpfanne aufnehmenden Stützen (12) ausgestattet ist, die derart angeordnet sind, daß die durch die Tragzapfen bestimmte, in kurzem Abstand über dem sich nach Füllung der Gießpfanne ergebenden Schwerpunkt derselben vorgesehene Neigungsachse außerhalb der Drehachse des Drehtellers senkrecht zu dem auf ihre Mitte gerichteten Radius verläuft.

2. Schleudergießeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (14) mittels einer Dichtung (16) ein mit seinem freien Ende (15) geführtes, axial angeordnetes, zu einer ortsfesten Saugvorrichtung führendes Saugrohr umfaßt.

3. Schleudergießeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (2) des Drehtellers (3) als Hohlwelle ausgebildet ist und über Dichtungen mit einem zu einer ortsfesten Saugvorrichtung führenden Saugrohr in Verbindung steht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen