DE19918228A1 - Verfahren zum Herstellen von Rohlingen für Zylinderlaufbüchsen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Rohlingen für Zylinderlaufbüchsen aus einer übereutektischen Aluminium/Silizium-Legierung, bei dem ein nahtloses Rohr mit einem feinkörnigen Gefüge in einer dem Rohlingsquerschnitt entsprechenden Querschnittsform, aber einer einem Mehrfachen der Rohlinglänge entsprechenden Länge hergestellt wird, von dem dann einzelne Rohlinge abgelängt werden. Um solche Rohre kostengünstiger herstellen zu können, wird erfindungsgemäß ein rohrförmiger Gußstrang mit endformnahem Querschnitt unmittelbar aus der Schmelze im Stranggußverfahren gegossen. Aufgrund scherender Bewegung der Schmelze und/oder aufgrund rascher, erzwungener Abkühlung erstarrt die Schmelze feinkörnig, wobei die Kühlung außen- und innenseitig angreifen kann. Das erstarrende Gußgefüge des Rohrstranges kann axial dichtgespeist werden, wobei mit dem auf der Schmelze lastenden Druck zugleich der Austrittswiderstand zumindest teilweise überwunden werden kann. Nach Austritt aus den Formgebungsflächen kann das Rohr weiterhin, und zwar durch ein unmittelbar das Rohr berührendes Kühlfluid, z. B. flüssige Luft, Wasser o. dgl. gekühlt werden. Zusätzlich zum Auspressen kann das Rohr auch noch durch innen- und außenseitig angreifende Druckrollenpaare gezogen und/oder durch den die Innenkontur abformenden Kern oszillierend geschoben werden. Die Rohraußenfläche kann im Prozeß, z. B. durch die äußeren Druckrollen, mechanisch aufgerauht und anschließend mit einem vorzugsweise ...

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Herstellen von Rohlingen für Zylinderlaufbüchsen nach dem Oberbegriff von An­ spruch 1, wie es beispielsweise aus der DE 195 23 484 A1 als be­ kannt hervorgeht.

Bei dem in der DE 195 23 484 A1 beschriebenen Verfahren wird aus einer Aluminium/Silizium-Legierung durch feines Versprühen der Schmelze in einer sauerstofffreien Atmosphäre und Niederschlagen des Schmelze-Nebels auf einem aufwachsenden Körper zunächst eine Luppe mit feinkörniger Ausbildung der Silizium-Primärkristalle und intermetallischer Phasen darin erzeugt. Durch dieses sog. Sprühkompaktieren ist ein sehr feinkörniges Gefüge herstellbar. Die Pulverteilchen bzw. Tröpfchen werden auf einen rotierenden Teller gesprüht, auf welchem die erwähnte Luppe aufwächst. Es ist auch denkbar, daß man die Luppe nicht axial auf einem rotie­ renden Teller aufwachsen läßt, sondern die verdüste Schmelze auf einem umlaufenden Zylinder radial aufwachsen läßt, so daß ein im wesentlichen rohrförmiges Vorprodukt entsteht. Anschließend wird die Luppe auf einer Strangpresse zu dickwandigen Rohren ver­ preßt, wobei durch den Umformvorgang Restporositäten aus dem Ge­ füge eliminiert werden. Die dickwandigen Rohre werden dann z. B. durch Rundkneten zu im Querschnitt endformnahen Rohren weiter verarbeitet, von denen schließlich einzelne Büchsenrohlingen ab­ gelängt werden können. Die solcherart hergestellten und eventu­ ell durch eine spanabhebende Bearbeitung auf ein gewisses Wei­ terverarbeitungsmaß gebrachten Rohteile der Zylinderlaufbüchse werden in ein Kurbelgehäuse aus einer gut gießbaren Aluminiumle­ gierung vorzugsweise im Druckgußverfahren eingegossen. Nachtei­ lig an diesem qualitativ hochwertigen Verfahren sind die vielen Verarbeitungsstufen, wodurch der Büchsenrohling relativ teuer wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, das gattungsgemäß zugrundegelegte Verfahren einfacher und im Herstellungsergebnis kostengünstiger zu gestalten.

Diese Aufgabe wird bei Zugrundelegung des gattungsgemäßen Ver­ fahrens erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Danach wird das an sich bekannte und ratio­ nelle Stranggußverfahren eingesetzt, welches erfindungsgemäß zur Erzeugung von im Querschnitt endformnahen Rohren und zur Erzeu­ gung eines Feinkorngefüges modifiziert ist. Aufgrund einer Scherbewegung der Schmelze währen der Erstarrung und/oder auf­ grund rascher, erzwungener Abkühlung erstarrt die Schmelze fein­ körnig, wobei der rohrförmige Gußstrang außen- und innenseitig gekühlt wird.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung kann das erstarrende Gußgefüge des Rohrstranges axial pneumatisch dichtgespeist wer­ den, wobei mit dem auf der Schmelze lastenden Druck zugleich der Austrittswiderstand zumindest teilweise überwunden werden kann. Nach Austritt aus den Formgebungsflächen kann das Rohr weiter­ hin, und zwar durch ein unmittelbar das Rohr berührendes Kühl­ fluid, z. B. flüssige Luft, Wasser o. dgl. gekühlt werden. Zusätz­ lich zum Auspressen kann das Rohr auch noch durch innen- und au­ ßenseitig angreifende Druckrollenpaare gezogen und/oder durch den die Innenkontur abformenden Kern oszillierend geschoben wer­ den. Die Rohraußenfläche kann im Prozeß, z. B. durch die äußeren Druckrollen, mechanisch aufgerauht und anschließend mit einem vorzugsweise metallischen Schutzüberzug passiviert werden.

Diese und weitere Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung kön­ nen den Unteransprüchen entnommen werden; im übrigen ist die Er­ findung anhand zweier in den Zeichnungen dargestellter Ausfüh­ rungsbeispieles nachfolgend noch erläutert; dabei zeigen:

Fig. 1 eine Gesamtansicht einer Anlage zur Herstellung von rohrförmigen, im Querschnitt endformnahen, also dünnwan­ digen Gußsträngen als einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 bis Fig. 4 vergrößerte, ausschnittweise Schnittdarstel­ lungen der Einzelheiten II bis IV des Stranggußkopfes der Anlage nach Fig. 1, die aneinandergeschlossen und ge­ meinsam eine vollständige Darstellung des Stranggußkopfes abgeben,

Fig. 5 eine Einzeldarstellung eines bezüglich seiner Länge noch gut handhabbaren Rohrabschnittes von endformnahem Quer­ schnitt,

Fig. 6 eine Anlage zum Innenkalibrieren der Rohrabschnitte nach Fig. 5,

Fig. 7 den Vorgang des Ablängens einzelner Rohlinge von den Rohrabschnitten nach Fig. 5 oder 6 und

Fig. 8 einen Längsschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel eines Stranggußkopfes mit unmittelbar angeschlossenem Schneckenförderer für rohrförmig zu extrudierende und zu erstarrende Schmelze.

In Fig. 1 ist ein Anlage zum Herstellen von Rohlingen für Zy­ linderlaufbüchsen aus einer übereutektischen Aluminium/Silizium- Legierung schematisiert dargestellt. Und zwar wird dabei ein Verfahren ausgeübt, bei dem zunächst ein nahtloses Rohr aus ei­ nem feinkörnigen Gefüge der Aluminium/Silizium-Legierung mit ei­ ner dem Rohlingsquerschnitt entsprechenden, endformnahen Quer­ schnittsform aber einer einem Mehrfachen der Rohlinglänge ent­ sprechenden Länge hergestellt wird, von dem dann einzelne Roh­ linge abgelängt werden können.

Um ein solches im Querschnitt endformnahes, nahtloses Rohr be­ sonders einfach und im Herstellungsergebnis kostengünstig her­ stellen zu können, wird es unmittelbar aus der Schmelze 20 einer Aluminium/Silizium-Legierung nach dem an sich bekannten Strang­ gußverfahren zu einem quasi-endlosen Rohr 80 gegossen. Dabei wird eine feinkörnige Erstarrung der Schmelze 20 erzwungen, wie sie für die Zylinderlaufbüchsen erforderlich ist. Und zwar sind es die harten Silizium-Primärkristalle, die bei der Erstarrung besonders feinkörnig ausfallen sollen. Sie bilden später, nach­ dem der in ein Kurbelgehäuse eingegossene Büchsenrohling fertig bearbeitet ist, die tragenden und verschleißfesten Oberflächen­ anteile in der Kolbenlauffläche.

Die Silizium-Primärkristalle entstehen bei der Erstarrung der übereutektischen Aluminium-Silizium-Legierung als erstes. Und zwar entstehen bei der Abkühlung der Schmelze mit abnehmender Temperatur mehr und mehr Si-Primärkristalle, wobei die restli­ che, noch flüssige Schmelze immer mehr an Silizium verarmt. Da­ bei wird die Anzahl und/oder der Volumenanteil der Si-Primär­ kristalle je Raumeinheit mit zunehmender Abkühlung immer größer. Diese Primärausscheidung der Si-Kristalle hält so lange an, bis die eutektische Zusammensetzung der restlichen Legierung von Aluminium und Silizium erreicht ist. Das restliche Eutektikum erstarrt bei der Solidustemperatur, wobei diese so lange an­ steht, solange noch schmelzflüssige Anteile im Gußstück vorhan­ den sind. In dieser Erstarrungsphase bzw. bei der Solidustempe­ ratur muß die Schmelzwärme der eutektischen Legierung abgeführt werden.

Bei mäßig schneller Abkühlung einer in Ruhe befindlichen Schmel­ ze neigt das primär ausscheidende Silizium dazu, von einem Kri­ stallisationskeim aus entlang der Kristallachsen dendritisch zu wachsen, so daß sternförmige Primärkristalle entstehen. Dies ist meist, insbesondere bei der Anwendung für Zylinderlaufbüchsen unerwünscht. Eine feinkörnige Ausscheidung von Si-Primärkri­ stallen kann zum einen durch eine Scherbewegung der Schmelze während der Erstarrung, zumindest aber während der Phase der Primärausscheidung herbeigeführt und/oder zum anderen durch eine rasche Abkühlung erzwungen werden. Aufgrund der Scherbewegung der Schmelze werden die dendritischen Äste der sternförmigen Primärkristalle gebrochen und so die Anzahl der Primärkristalle je Raumeinheit erhöht und die Größe der Primärkristalle verrin­ gert. Aufgrund einer raschen Abkühlung der Schmelze zumindest in der Phase der Primärausscheidung wird eine gleichzeitige Kri­ stallisation von Silizium an vielen Stellen erzwungen, so daß die Möglichkeit oder Wahrscheinlichkeit zu einem Dendritenwachs­ tum geringer ist.

Die Fig. 1 zeigt einen vertikal ausgerichteten Stranggußkopf 1 für fallenden Strangguß, auf den weiter unten näher eingegangen wird. Dem Stranggußkopf 1 wird die Schmelze 20 seitlich über ei­ nen Anschluß 23 durch ein Paar von Förderschnecken 24 unter ho­ hem Druck zugeführt, wobei die Förderschnecken Schmelze aus ei­ nem wärmeisolierten Schmelzevorrat 25 fördern, der bedarfsweise aufgefüllt werden muß. Die Förderschnecken werden über ein Ge­ triebe 26 von einem Antriebsmotor 26 phasensynchron aber gegen­ läufig angetrieben.

Ein in dem Stranggußkopf 1 oberhalb eines Schmelzespiegels 22 gebildeter geschlossener Raum 32 wird über einen Druckanschluß 30 aus einem Druckspeicher 31 mit hochgespanntem, inerten Druck­ gas, vorzugsweise Stickstoff, versorgt. Der oberhalb der Schmel­ ze im Stranggußkopf 1 anstehende Druck hat zwei Aufgaben. Er soll zum einem den austretenden, rohrförmigen Gußstrang 80 pneu­ matisch dichtspeisen und soll zum anderen - und daher die Wahl eines sehr hochgespannten Druckes - den Austrittswiderstand des Gußstranges aus dem Stranggußkopf zumindest teilweise überwin­ den. Mit Rücksicht auf den Umstand, daß ein geradliniges und maßhaltiges Rohr erzeugt werden soll, wird der vertikal absin­ kend aus dem Strangggußkopf austretende, rohrförmige Gußstrang 80 geradlinig weitergeführt.

Unterhalb des Stranggußkopfes sind - gleichachsig zu ihm - eine Abzugseinrichtung 60, eine Sprüheinrichtung 70 zur Konservierung der Außenoberfläche des rohrförmigen Gußstranges 80 und eine Trenneinrichtung 71 zur Unterteilung des zunächst endlosen Guß­ stranges in handhabbare Rohrabschnitte 81 angeordnet. Auch hier­ auf soll weiter unten noch näher eingegangen werden. Entspre­ chende Führungseinrichtungen für den Gußstrang und Handhabungs­ einrichtungen für abgelängte Rohrabschnitte sind jedoch zeichne­ risch nicht dargestellt.

Nachfolgend soll unter Bezugnahme auf die Folge der untereinan­ der anzuordnenden Fig. 2 bis 4 der Stranggußkopf 1 näher er­ läutert werden. Dieser enthält einen durch eine Außenisolierung 3 wärmeisolierten, schlanken Konus 2, in den der bereits erwähn­ te Anschluß 23 für die Schmelzeeinspeisung unterhalb des Schmel­ zespiegels 22 und der Druckanschluß 30 - letzterer oberhalb des Schmelzespiegels 22 - einmünden. Der Konus 2 nimmt eine gewisse Vorlage an Schmelze 20 mit einem freien Spiegel 22 auf. Er geht unterseitig in einen kühlbaren, zylindrischen Außenmantel ent­ sprechend des gewünschten Außendurchmessers des rohrförmigen Gußstranges 80 über. Trotz der Wärmeisolierung des Konus' 2 be­ findet sich die Temperatur der darin aufgenommenen Schmelze 20 auf dem Niveau der Primärausscheidung, so daß sich dort bereits Silizium-Primärkristalle und intermetallischen Phasen ausschei­ den.

Konzentrisch im Inneren des Konus 2 und des Außenmantels 4 ist der ebenfalls kühlbare, zylindrische Kern 10 des Stranggußkopfes angeordnet, der dem gewünschten Innendurchmesser des Gußstranges entspricht. Der Kern enthält in dem oberen, nicht gekühlten Be­ reich der Schmelzenvorlage eine wärmeisolierende Isolierhülse 11, die verhindern soll, daß die axial von oben durch den Kern 10 durch Anschlußbohrungen 43 und 43' hindurch geleiteten Kühl­ medien vorzeitig erwärmt werden. Bei dem in den Fig. 1 bis 4, insbesondere in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel des Stranggußkopfes 1 ist der Kern 10 in Hublagern 13 axialbeweglich geführt, damit der Kern 10 zwecks Erleichterung des Durch- und Austritts des Gußstranges 80 durch den bzw. aus dem Strangguß­ kopf 1 kleine oszillierende Axialbewegungen ausführen kann. Zum druckdichten Verschließen des oberhalb des Spiegels 22 befindli­ chen Raumes 32 ist eine flexible Dichtmembran 33 aus Federstahl­ blech vorgesehen, die den Lagerspalt des Hublagers 13 innensei­ tig dichtend überbrückt. Im Bereich des oberen Endes des Kernes 10 ist ein Oszillationsmagnet 14 ortsfest gehaltert, der den Kern aus einer abgesenkten Stellung ruckartig anhebt. Durch die Kraft der Rückführfedern 15 (Tellerfedern) wird die abgesenkte Stellung selbsttätig aber langsamer wieder herbeigeführt. Da­ durch vollführt der Kern 10 periodisch eine rasche, der Aus­ trittsrichtung des Gußstranges 80 entgegengerichtete Aufwärtsbe­ wegung und eine länger andauernde Absinkbewegung. Denkbar sind Oszillationshübe von 0,1 bis 5 mm, die deutlich größer als die Größe dendritischer Primärkristalle sein sollten und - abhängig von der Größe der gewählten Oszillationshübe - Oszillationsfre­ quenzen von 1 bis 50 Hz. Anstelle eines magnetischen Oszillati­ onsantriebes sind selbstverständlich auch mechanische Antriebe z. B. über rotierende Nocken oder pneumatische oder hydraulische Betätigungen denkbar.

Unterhalb der Schmelzevorlage im Konus 2 ist außenseitig ein ringförmiger Induktor 5 angeordnet, der mit hochfrequentem Wech­ selstrom gespeist wird. Mit ihm können - durch die aus einem ma­ gnetisch passiven Werkstoff bestehende Wandung des. Konus' 2 hin­ durch - magnetische Wechselfelder in der Schmelze erzeugt wer­ den, die ihrerseits durch Induktionswirkung Wirbelströme in der Schmelze und daraus resultierende rheologische Strömungen her­ vorrufen. Diese wiederum verursachen in der Schmelze eine inten­ sive Scherbewegung, die sich günstig auf die in der Schmelze entstehenden bzw. bereits vorhandenen Primärkristalle 21 auswir­ ken. Und zwar werden die dendritischen Primärkristalle zerbro­ chen und zerkleinert sowie ihre Anzahl je Volumeneinheit ver­ mehrt.

Das erstarrende Gußgefüge des entstehenden Gußstranges wird bei dem in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel des Stranggußkopfes in Axialrichtung durch den der Schmelze 20 über­ lagerten Druck pneumatisch dichtgespeist. Dazu wird der oberhalb des Schmelzespiegels 22 angeordnete, geschlossenen Raum 32 per­ manent unter hohem Druck gehalten. Die dort anstehende, neue Schmelze muß entsprechend dem Verbrauch von Material unter dem gleichen Druck wie dem überlagerten Gasdruck in diesen Raum 32 über den Anschluß 23 eingeführt werden. Der die Schmelze 20 be­ aufschlagende Druck ist so hoch eingestellt, daß der rohrförmige Gußstrang 80 weitgehend durch diese Druckwirkung durch den Stranggußkopf hindurch- und aus ihm herausgepreßt, er also ge­ wissermaßen extrudiert wird.

Selbstverständlich muß die Schmelze, insbesondere im Anschluß an die Primärausscheidung des Siliziums, intensiv gekühlt werden, um nicht nur eine möglichst feinkörnige Erstarrung, sondern um auch auf kurzem Weg innerhalb des Stranggußkopfes einen festen Gußstrang zu erreichen. Erstarrung auf kurzem Weg bedeutet nicht nur einen kurzen und somit kostengünstigeren Stranggußkopf, son­ dern vor allem auch einen geringen Widerstand zum Durch- bzw. Austritt des Gußstranges durch den bzw. aus dem Stranggußkopf. Einer intensiven und raschen Wärmeabfuhr kommt vorliegend zugu­ te, daß die Wandstärke nur relativ gering ist und daß sowohl au­ ßenseitig als auch innenseitig, nämlich über den Kern 10 gekühlt werden kann. Demgemäß ist zusätzlich zu einer Außen- und Innen­ formung des Gußstranges in dem Stranggußkopf auch eine Außen- und Innenkühlung des Gußstranges 80 in zwei unterschiedlichen Arten vorgesehen, die vor allem in Fig. 3 zu erkennen sind. Und zwar ist zunächst eine Zone 40 für indirekte Kühlung und daran anschließend eine weitere Zone 50 für unmittelbare Kühlung des Gußstranges vorgesehen.

Solange der Werkstoff des Gußstranges noch nicht im gesamten Querschnitt erstarrt ist, kann der Gußstrang nur indirekt, d. h. durch die formgebenden Wandungen hindurch, gekühlt werden. Außen um den Außenmantel 4 herum, unterhalb des Induktors 5 beginnend, ist ein Kühlmittelmantel 41 angebracht, der von einem Kühlfluid im Gegenstromprinzip, also aufsteigend durchströmt wird. Hierbei kann es sich vorzugsweise um Eiswasser handeln. Auch im Kern 10 ist innerhalb des Innenmantels 12 ein - innerer - Kühlmittelman­ tel 42 angeordnet, der von dem gleichen Kühlfluid wie der äußere Kühlmittelmantel 41 durchströmt wird, wobei für eine aufsteigen­ de Durchströmung der Zulauf über die innerhalb des Kerns ange­ brachte Anschlußbohrung 43 und der Ablauf über die Anschlußboh­ rung 43' erfolgt. Je nach Durchsatzgeschwindigkeit des Kühl­ fluids durch den Kühlmittelmantel und je nach Vorlauftemperatur kann der Schmelze eine ganz erhebliche Wärmemenge entzogen und so auf der Außen- bzw. Innenseite des Gußstranges eine rasche Erstarrung erzwungen werden. Es wird durch die erzwungene Abküh­ lung in der Schmelze 20 zumindest nahe an der Oberflächen des Gußstranges 80 und zumindest während der oberflächennahen Er­ starrung ein sehr hoher zeitlicher Temperaturgradienten herbei­ geführt. Die Schmelze wird oberflächennah förmlich abgeschreckt, wobei zeitliche Temperaturgradienten von 1000 bis 4000 K/sec er­ reicht werden können.

Die innenseitige Kühlung 42 setzt lokal und zeitlich vor der au­ ßenseitigen Kühlung 41 ein. Und zwar ist mit Rücksicht auf die bereits erwähnte, außenseitige, magnetisch induzierte Rührwir­ kung im Bereich des Induktors 5 außenseitig dort noch keine in­ direkte Kühlung vorgesehen, wogegen auf der gleichen Höhe innen­ seitig der Kühlmittelmantel 42 bereits vorhanden ist. Die außen­ seitige indirekte Kühlung 41 setzt um das Maß V versetzt zur in­ nenseitigen Kühlung 42 ein. Es ist denkbar, aber bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel nicht dargestellt, daß der relative Zeit- und Ortsversatz V der außenseitigen 41 zur innen­ seitigen Kühlung 42 einstellbar ist. Dazu müßte der Kern 10 ein­ schließlich Oszillationsantrieb und ortsfester Halterung dessel­ ben axial einstellbar zum Hublager gehaltert sein.

Im Bereich der indirekten Kühlung wird die erstarrende Schmelze nicht nur aufgrund induktiver Rührwirkung bewegt, sondern die Schmelze auch noch dadurch bewegt, daß der erstarrende Gußstrang 80 zwangsweises über eine Struktur von Buckeln 6 auf den formge­ benden Oberflächen 4, 12 hinwegbewegt, also peristaltisch ge­ walkt wird. Dabei wird die Oberfläche des erstarrenden Gußstran­ ges durch den der Schmelze 20 überlagerten Druck gezwungen, lau­ fend der Buckelstruktur 6 formgetreu zu folgen. Ferner kommt im Bereich des Konus' 2 eine Scherbewegung innerhalb der absinken­ den Schmelze auch noch durch die Verjüngung des ringförmigen Strömungsquerschnittes zustande. Nachdem die bereits erstarrten, oberflächennahen Zonen des Gußstranges sich einheitlich wie ein Festkörper voranbewegen, muß die mittlere noch flüssige Zone des Gußstranges gegenüber den konvergierenden Randzonen zurückblei­ ben. Die noch flüssige Mittellage der Gußstrangwandung strömt also im Bereich des Konus relativ zu den bereits erstarrten Randzonen axial nach oben, ruft also eine Scherbewegung mit ei­ ner axialen Bewegungskomponente hervor.

Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß ein Walken oder Scheren der Schmelze auch noch durch Abweisnasen am Konus und an der Oberfläche des Kerns 10 im Bereich der Isolierhülse 11 be­ wirkt werden kann. Diese rufen eine deutliche Umfangskomponente der im wesentlichen abwärts gerichteten Schmelzeströmung hervor, wobei je nach Form und Lage der Abweisnasen die Umfangskomponen­ te der Strömung wechselt. Die Schmelze wird slalomartig an den verschiedenen Abweisnasen vorbeigeleitet und dadurch eine Scher­ bewegung in die Schmelze hineingetragen.

Innerhalb der Zone 40 der indirekten Kühlung muß der Gußstrang von außen und von innen soweit abgekühlt sein, daß er selbst bei mäßiger Krafteinwirkung seine zylindrische Form selbständig sta­ bil beibehalten kann. Der Materialdurchsatz durch den Strangguß­ kopf zum einen sowie der Kühlmitteldurchsatz sowie die Vor- und Rücklauftemperaturen müssen dementsprechend so aufeinander abge­ stimmt sein, daß ein ausreichend fester Gußstrang aus der Zone 40 der indirekten Kühlung austritt. Dann tritt nämlich der rohr­ förmige Gußstrang 80 aus den konzentrischen Formbildungsoberflä­ chen des Außenmantels 4 bzw. des Innenmantels 12 aus; die ent­ sprechenden äußeren bzw. inneren Austrittsstellen sind mit den Bezugszahlen 7 bzw. 7' bezeichnet.

Der gebildete Gußstrang 80 wird auch nach Austritt (7, 7') aus den Formgebungsflächen 4, 12 in einer anschließenden Zone 50 weiterhin, und zwar durch ein den Gußstrang 80 unmittelbar be­ rührendes Kühlfluid gekühlt. Der Zweck der anhaltenden, nun un­ mittelbaren Kühlung besteht darin, dem Rohrstrang genügend Sta­ bilität zum Handhaben der Rohrabschnitte zu geben. Nachdem das den Gußstrang 80 unmittelbar berührende Kühlfluid an unvermeid­ baren Leckstellen zumindest in kleinen Mengen direkt in die Ar­ beitsumgebung gelangt, muß das Kühlfluid von einer solchen Art sein, daß es ohne gesundheitliche oder technische Beeinträchti­ gungen an die Arbeitsplatzumgebung frei austreten kann. Als Kühlfluid ist demgemäß z. B. flüssige Luft denkbar, die als kalte Luft austritt. Statt dessen sind auch unterschiedliche Gemische aus Luft und Wasser möglich, beispielsweise eine Suspension von feinsten Wassertröpfchen in Luft (Wassernebel) oder ein Luft/Wasser-Gemisch. Schließlich kann auch Wasser oder eine mit Zusätzen versehene, im wesentlichen aus Wasser bestehende Anmi­ schung verwendet werden.

Der Gußstrang 80 wird auf diese Weise in der Zone 50 sowohl in­ nenseitig als auch außenseitig unmittelbar mit Kühlfluid ge­ kühlt. Zur unmittelbaren innenseitigen Kühlung ist unterhalb der Austrittsstelle 7' ein im Querschnitt ringförmiger-Innenkühlraum 51 geschaffen, der radial unmittelbar an die Innenoberfläche des Rohrstranges 80 angrenzt und der unterseitig durch einen Dicht­ ring 52 begrenzt wird. Der Dichtring seinerseits liegt innensei­ tig an dem Rohrstrang 80 an. Der Innenkühlraum 51 wird durch An­ schlußbohrungen 53 und 54, die innerhalb des Kerns 10 angeordnet sind, mit Kühlmedium versorgt (53) bzw. entsorgt (54), wobei auch der Innenkühlraum im Gegenstromprinzip, also aufsteigend von dem Kühlmedium durchströmt wird.

Ganz analog ist die unmittelbare Kühlung auf der Außenseite Auf­ gebaut. An die Austrittsstelle 7 schließt sich ein ringförmiger Außenkühlraum 55 an, der unterseitig durch einen Dichtring 56 abgeschlossen ist. Der Außenkühlraum grenzt radial unmittelbar an die Außenfläche des Rohrstranges an. Über einen Zutritt 57 wird unterseitig Kühlmedium in den Außenkühlraum eingeleitet, das nach aufsteigender Durchströmung des Außenkühlraums an den oben angeordneten Austrittsbohrungen 58 ins Freie tritt. Die äu­ ßere Austrittsstelle 7 ist gegenüber der inneren Austrittsstelle 7' axial versetzt, d. h. die äußere Abstützung des Rohrstranges wird zeitlich länger aufrecht erhalten als die innere. Dadurch soll ein Aufschrumpfen des sich abkühlenden und sich verfesti­ genden Rohrstranges auf den Kern 10 verhindert werden. Bedarfs­ weise kann die Zone 50 der unmittelbaren Kühlung auch axial und somit zeitlich länger bemessen werden, als in Fig. 3 oder 4 dargestellt. Dies hängt von der Wandstärke des Rohrstranges, von der durchgesetzten Metallmenge, von der Wahl des Kühlmediums und von der realisierbaren Kühlleistung ab.

Es wurde bereits erwähnt, daß der Durch- und Austritt des Guß­ stranges durch den bzw. aus dem Stranggußkopf nicht nur durch den oberhalb des Schmelzspiegels anstehenden Druck und durch ei­ ne periodisch oszillierende Hubbewegung des Kernes 10 begünstigt wird. Durch letztere kann dem rohrförmigen Gußstrang eine gewis­ se Schubkraft in Austrittsrichtung erteilt werden. Vor allem aber wird ein gleichmäßiger Austritt des verfestigten Gußstran­ ges aus dem Stranggußkopf durch die Abziehvorrichtung 60 sicher­ gestellt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird diese im wesentlichen durch insgesamt vier Paare von profilierten Druck­ rollen gebildet, die in ihrem Mantelprofil der Umfangskontur des Gußstranges angepaßt sind. Jedes Druckrollenpaar enthält eine kleinere, innere, tonnenförmige Druckrolle 62 und eine größere, äußere Druckrolle 61 mit konkaver Mantelfläche.

Die inneren Druckrollen 62, deren Mantellinien entsprechend der Innenkontur des Rohrstranges kreisbogenförmig konvex gekrümmt sind, sind im Kern 10 in entsprechend freigearbeiteten Nischen gelagert. Aus Platzgründen sind von den insgesamt vier inneren Druckrollen jeweils zwei diametral gegenüberliegend in einer achssenkrechten Ebene gelagert. Die inneren Druckrollen sind ra­ dial unnachgiebig im Kern 10 in einem solchen gegenseitigen Ab­ stand gelagert, daß der Satz von inneren Druckrollen sich unter sattem Anschmiegen der Druckrollen an die Innenoberfläche des Rohrstranges ohne Kraftaufwand in diesen einführen und darin verschieben läßt.

Ferner gehört zu jedem Druckrollenpaar jeweils eine äußere Druckrolle 61 von größerem Durchmesser, deren Mantellinien ent­ sprechend der Außenkontur des Rohrstranges kreisbogenförmig kon­ kav gekrümmt sind. Die äußeren Druckrollen 61 sind in einem ringförmigen, ortsfest gehalterten Lagerstuhl auf gleicher Axi­ alposition und gleicher Umfangsstellung wie jeweils eine zugehö­ rige innere Druckrolle 62 gelagert. Um die Wandung des rohrför­ migen Gußstranges radial zwischen zwei paarweise zusammengehöri­ gen Druckrollen 61, 62 einklemmen und eine axialgerichtete Kraftwirkung auf den Gußstrang ausüben zu können, ist jede der äußeren Druckrollen in Bezug auf die Längsachse des Gußstranges radial beweglich gelagert und radial mit einer Vorspannkraft 63 in Richtung auf den Gußstrang angedrückt. Die Vorspannkraft kann mit Rücksicht auf die inneren, eine Deformation des Rohrstranges verhindernden Druckrollen 62 recht hoch sein. Außerdem sind alle äußeren Druckrollen 61 einheitlich und gemeinsam mit einer be­ stimmten, voreinstellbaren Umfangsgeschwindigkeit 64 antreibbar.

Sofern die oberseitig auf die Schmelze einwirkenden Druckkräfte bereits ausreichend groß sind, den Gußstrang alleine durch den Stranggußkopf hindurch und aus ihm auszupressen, dient die Ab­ ziehvorrichtung lediglich dazu, einen kontinuierlichen Austritt des Gußstranges mit gleichbleibender Geschwindigkeit vorzugeben. Dabei kann u. U. zeitweise auch ein "Bremsen" des Rohrstranges durch die Abzieheinrichtung vorkommen. Die von der Abziehvor­ richtung vorgegebene Austrittsgeschwindigkeit ist im Wesentli­ chen bestimmt durch die in der indirekten Kühlzone realisierbare Kühlleistung. Die oberseitigen Druckkräfte dürfen allerdings nicht übermäßig groß eingestellt werden, sonst müßte nämlich durch die Abziehvorrichtung 60 permanent eine Rückhaltekraft auf den mit Schubkraft aus dem Stranggußkopf austretenden Gußstrang ausgeübt werden. Dies kann sich u. U. nachteilig auf die Maßhal­ tigkeit des Gußstranges auswirken. Zweckmäßig erscheint ein leichter Überschuß der oberseitigen Druckkräfte, so daß der Guß­ strang im zeitlichen Mittel mit einer geringfügigen Schubkraft aus dem Stranggußkopf austritt. Lediglich in ungünstigen und vorübergehenden Phasen können u. U. die Durchtrittswiderstände anwachsen, so daß dann ein geringfügiger Zug durch die Abzieh­ einrichtung auf den Gußstrang ausgeübt werden muß. Das Drehmo­ ment, das auf die äußeren Druckrollen einwirkt, kann sich also nach Betrag und Vorzeichen zwischen Schub und Zug ändern. Mit Rücksicht auf diesen Umstand muß der Antrieb der äußeren Druck­ rollen der Abziehvorrichtung so ausgebildet sein, daß die von der Abziehvorrichtung vorgegebene Austrittsgeschwindigkeit trotz Schwankung der "Belastung" des Antriebes zwischen Schub und Zug stets konstant auf der voreingestellten Geschwindigkeit bleibt.

Die konkave Mantelfläche der äußeren Druckrollen sind mit einer prägenden Oberflächentextur 65 versehen. Diese hat zwei Aufga­ ben. Zum einen soll sie einen guten Kraftschluß zwischen äußerer Druckrolle und Außenoberfläche des Gußstranges 80 bewirken. Zum anderen soll die Oberflächentextur eine bleibende Aufrauhung auf der Außenoberfläche des Gußstranges hinterlassen, die ein stoff­ schlüssiges Verbinden der Büchsenrohlinge beim späteren Eingie­ ßen in ein Kurbelgehäuse begünstigen.

Die inneren und äußeren Druckrollen sind so breit, daß sie den Umfang des rohrförmigen Gußstranges auf der zugehörigen Oberflä­ che entsprechend der Anzahl von vier Druckrollenpaaren jeweils zu einem Viertel, also auf 90° umschließen. Dadurch soll er­ reicht werden, daß die Zugkraft gleichmäßig verteilt über den gesamten Umfang des Gußstranges 80 hinweg auf ihn ausgeübt wird. Unter Umständen kann es zweckmäßiger sein, insgesamt sechs Druckrollenpaare in zwei Ebenen und jeweils auf Lücke anzuord­ nen, wobei jede Druckrolle die Strangoberfläche auf einem Um­ fangswinkel von 60° berührt.

Um eine Oxidation der aufgerauhten und so für ein späteres Um­ gießen aktivierten Außenfläche des Gußstranges zu vermeiden, wird die Außenfläche des Gußstranges 80 unmittelbar nach dem Aufrauhen durch eine Sprüheinrichtung 70 mit mehreren radial auf den Gußstrang ausgerichteten Sprühdüsen hindurchgeführt. In die­ ser Sprüheinrichtung wird ein Schutzüberzug zur Passivierung der gerauhten Oberfläche auf den Gußstrang aufgetragen. Es kann sich dabei um einen organischen Schutzbelag oder auch um einen metal­ lischen, niedrig schmelzenden Überzug handeln. In jedem Fall muß sich der Schutzbelag bei einer unterhalb der Schmelztemperatur der Aluminium/Silizium-Legierung liegenden Temperatur vollstän­ dig auflösen.

Der quasi-endlos nach unten austretende rohrförmige Gußstrang 80 muß in Rohrabschnitte 81 von einer handhabbaren Länge L zerteilt werden. Hierzu ist eine sich mit dem Gußstrang mitbewegende Trenneinrichtung 71 vorgesehen, die bei dem in Fig. 1 darge­ stellten Ausführungsbeispiel mehrere gegenüberliegende Laser­ schneidköpfe 72 enthält; im Ausführungsbeispiel sind zwei Laser­ schneidköpfe gezeigt, es können aber auch mehr sein. Die Laser­ schneidköpfe sind in einem drehbar gelagerten und drehantreibba­ ren (Drehbewegungspfeil 74) Ring aufgenommen, der außerdem auch noch synchron mit der Austrittsgeschwindigkeit des Gußstranges, also synchron mit der Umfangsgeschwindigkeit der äußeren Druck­ rollen 61, axial verfahren werden kann (Hubbewegungspfeil 73). Zum Abtrennen eines Rohrabschnittes von dem Gußstrang 80 werden die Laserschneidköpfe mit Laserenergie und mit Trenngas beauf­ schlagt. Zugleich wird der die Laserschneidköpfe tragende Ring in Umfangsrichtung entsprechend der gewünschten Schneidgeschwin­ digkeit verdreht und geschwindigkeitssynchron mit dem Gußstrang abgesenkt. Entsprechend der Anzahl der gleichmäßig verteilt in der Trenneinrichtung angeordneten Laserschneidköpfe vollführt der Ring eine 180°-Drehung (bei zwei Köpfen), eine 120°-Drehung (drei Köpfe) oder eine 90°-Drehung (vier Köpfe). Nach erfolgtem Trennen des Rohrstranges kehrt der die Laserschneidköpfe tragen­ de Ring bezüglich seiner Drehbewegung und in Bezug auf seine Hubbewegung in die Ausgangsstellung zurück und wartet dort bis zu einem neuen Trennvorgang. Auf diese Weise kann der rohrförmi­ ge während der Austrittsbewegung ohne Krafteinwirkung rasch und bei geringem Verschnitt in handhabbare Rohrabschnitte 81 zer­ teilt werden.

Der abgetrennte Rohrabschnitt 81 (Fig. 5) wird aus der Strang­ gußanlage entnommen und in die Weiterverarbeitung eingelegt. Nachdem die fertigen Büchsenrohlinge beim Umgießen des Kurbelge­ häuses mit geringem Spiel auf Pinolen in dem Druckgußwerkzeug aufgesteckt werden, ist vor alle eine genaue Einhaltung des In­ nendurchmessers der Rohlinge wichtig. Deshalb ist in der Weiter­ verarbeitung eine Kalibrierung des Innendurchmessers der Rohrab­ schnitte 81 vorgesehen, die in einer in Fig. 6 skizzierten Ka­ libriereinrichtung 90 vorgenommen wird. Der Rohrabschnitt 81 wird lagedefiniert auf eine Rohrauflage 93 aufgelegt und fixiert und dabei axial gegen einen Anschlag 94 gespannt. Ins Innere des Rohrabschnittes wird von der Seite des Anschlages 94 her axial eine Zugstange 91 eingeführt. Auf der gegenüberliegenden Seite wird ein Kalibrierkörper 92 an die Zugstange angekoppelt und dieser dann durch den Rohrabschnitt hindurchgezogen, wobei die Innenoberfläche es Rohrabschnittes kalibriert wird.

Im Anschluß an das Kalibrieren werden die Rohrabschnitte 81 in Büchsenrohlinge 83 mit einer geringeren Länge l zerteilt, wofür in der Darstellung der Fig. 7 ebenfalls ein Laserschneidkopf 95 vorgesehen ist. Die Länge l der Rohrabschnitte beträgt vorzugs­ weise ein ganzzahliges Vielfaches der Länge l der Büchsenrohlinge einschließlich eines unvermeidbaren, wenn auch nur sehr geringen Schnittverlustes beim Lasertrennen. Es ist auch denkbar, vom Gußstrang 80 mit der Trenneinrichtung 71 unmittelbar Rohrab­ schnitte von der Länge l der Büchsenrohlinge abzutrennen. Dies ist lediglich eine Frage der Geschwindigkeit der Stranggußanlage einerseits und der Trenneinrichtung 71 andererseits. In diesem Fall müßten die Büchsenrohlinge einzeln kalibriert werden, wofür zweckmäßigerweise eine andere Einrichtung ähnlich einer Presse verwendet wird.

Es soll nun noch auf das in Fig. 8 dargestellte Ausführungsbei­ spiel der Erfindung näher eingegangen werden. Dieses Unterschei­ det sich gegenüber dem nach den Fig. 1 bis 4 vor allem in Be­ zug auf den Stranggußkopf 1' und den Kern 10', die allerdings nur bezüglich ihrer oberen, in Fig. 8 dargestellten Teile an­ ders als der Stranggußkopf 1 bzw. der Kern 10 der Fig. 1 bis 4 ausgebildet sind. Und zwar betreffen die Modifizierungen vor allem die Art der Schmelzezufuhr in den Stranggußkopf 1'. Im un­ teren, in Fig. 8 nicht dargestellten Teil, der im wesentlichen die Erstarrung und die Kühlung des Gußstranges betrifft, stimmen die beiden Stranggußköpfe 1' und 1 und die Kerne 10 und 10' im wesentlichen miteinander überein. In soweit kann also auf die voraufgegangene Beschreibung und Darstellung verwiesen werden.

Wegen der modifizierten Art der Schmelzezufuhr zum Stranggußkopf 1' unterscheidet sich das Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 auch durch die Ausgestaltung und Anordnung des Förderorganes zur Zu­ fuhr von Schmelze unter Druck, das bei dem in Fig. 8 darge­ stellten Ausführungsbeispiel ebenfalls als Schneckenförderer ausgebildet ist. Während beim ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 1 bis 4) die Schmelze seitlich in den Konus 2 über den Anschluß 23 eingespeist wird, ist der Anschluß 23' beim Ausfüh­ rungsbeispiel nach Fig. 8 parallel zur Längsachse des Strang­ gußkopfes 1' ausgerichtet und seitenversetzt zu ihr im Ver­ schlußdeckel 16 angeordnet. Die Schmelze wird dem Stranggußkopf 1' also axial aber außermittig zugeführt. Nachdem der Schmelze­ druck ausschließlich durch den Schneckenförderer aufgebracht wird und hier auf ein pneumatisches Druckpolster verzichtet wur­ de, fehlt am modifizierten Konus 2' nicht nur der Schmelze-An­ schluß 23, sondern auch der Druckanschluß 30. Um die zwar axial aber exzentrisch in den Konus 2' eingespeiste Schmelze gleichmä­ ßig über den Umfang des Konus 2' verteilen zu können, ist an der Einspeisstelle 23' eine Abweisnase 8 in der Wandung des Konus' 2' angeordnet, die die eingepreßte Schmelze zum großen Teil in Umfangsrichtung abdrängt und nur einen geringen Anteil geradli­ nig hindurchläßt.

Der modifizierte Konus 2' ist oberseitig durch einen Verschluß­ deckel 16 verschlossen, der bei diesem Ausführungsbeispiel den Kern 10' axial unbeweglich trägt. Wegen des axialen Anschlusses des Schneckenförderers an den Verschlußdeckel sind die Bohrungen zur Zu- und Ableitung der Kühlmedien zu den beiden inneren Kühl­ zonen radial aus dem Verschlußdeckel herausgeführt, was nur für die Anschlußbohrung 43' in Fig. 8 dargestellt ist. Im übrigen stimmt aber der Kern 10' mit dem (10) nach den Fig. 1 bis 4 überein.

Der Schneckenförderer weist außenseitig an dem die Förderschnec­ ken 24' umfassenden Fördergehäuse 28 Kühlrippen 29 auf, die mit einem Blechmantel umgeben sind. Aufgrund dieser Anordnung kann die im Schneckenförderer befindliche Schmelze durch die Wandung des Fördergehäuses 28 hindurch gezielt gekühlt werden. Als Kühl­ medium kann Luft oder Wassernebel verwendet werden. Das Kühlme­ dium wird mittels eines Gebläses mit bedarfsgerechter Menge und/oder Geschwindigkeit zwischen den ummantelten Kühlrippen 29 hindurch geleitet. Aufgrund einer Temperaturmessung der Schmelze im Inneren des Fördergehäuses kann damit die Temperatur der ge­ förderten Schmelz in einem eng begrenzten Bereich gehalten wer­ den. Um in der Startphase oder bei Betriebsstörungen der Strang­ gußanlage das Fördergehäuse ausreichend hoch temperieren zu kön­ nen, ist an die ummantelten Kühlrippen auch ein Brenner ange­ schlossen. Im Falle eines zu kalten Fördergehäuses werden heiße Brennerabgase zwischen den ummantelten Kühlrippen hindurchgeför­ dert, die das Fördergehäuse 28 bedarfsweise erwärmen. Aber auch ein bloßes Unterbrechen der Kühlung des Fördergehäuses bei an­ haltendere Förderung führt bei anhaltender Förderung aufgrund innerer Reibungsverluste zu einer leichten Erwärmung der Schmel­ ze, so daß bei Normalbetrieb der Stranggußanlage eine gezielte Temperierung der Schmelze innerhalb des Fördergehäuses allein durch eine geregelte Kühlung desselben aufrecht erhalten werden kann.

Dank der temperatur-kontrollierten Förderung der Schmelze mit dem in Fig. 8 dargestellten Förderorgan kann die Abkühlung der Schmelze innerhalb des Temperaturbereiches der Primärausschei­ dung bereits in der Schmelzeförderung und Druckerzeugung einset­ zen. Und zwar kann wegen der Temperaturüberwachung die Abkühlung in der Förderzone so weit vorangetrieben werden, daß die Primär­ ausscheidung weitgehend abgeschlossen ist. Dazu braucht ledig­ lich sichergestellt werden, daß am Ende der Förderstrecke eine Schmelzetemperatur kurz oberhalb der Solidustemperatur nicht un­ terschritten wird. In diesem Zusammenhang sei der Vollständig­ keit halber erwähnt, daß die Vorkühlung der geförderten Schmelze nicht an die Ausbildung des Förderorganes als Doppelschrauben- Schneckenförderer gebunden ist, der im Ausführungsbeispiel ge­ zeigt ist. Auch Mono-Schneckenförderer und andere kontinuierlich und volumetrisch arbeitende Fördereinrichtungen sind denkbar, sofern die Gehäuse und Förderorgane aufgrund entsprechender Werkstoffauswahl für flüssige Aluminiumlegierungen einsetzbar sind.

Dank der Primärausscheidung des Siliziums und gegebenenfalls von intermetallischen Phasen bereits in der Förderstrecke des Schneckenförderers werden die entstehenden Primärkristalle durch die Förderorgane, im Beispiel also durch die Förderschnecken 24' sehr fein zerkleinert. Es ist auch denkbar, daß die Förder­ schnecken länger als für einen bloßen Druckaufbau erforderlich ausgebildet werden und daß an die förderwirksämen Schneckengänge der Förderschnecke noch scherend und/oder zerkleinernd wirkende Garnituren oder Schneckengänge angeschlossen werden. Hierbei sollte zweckmäßigerweise sichergestellt werden, daß die Schmel­ ze, solange sie sich noch im Bereich der förderwirksamen Schnec­ kengänge der Fördereinrichtung befindet, höher temperiert ist, als der Temperaturbereich der Primärausscheidung. Erst anschlie­ ßen aber noch innerhalb des Fördergehäuses und im Bereich an­ schließender scherend und/oder zerkleinernd wirkender Garnituren oder Schneckengänge wird die Schmelze auf Temperaturen der Pri­ märausscheidung abgekühlt.

Dank der Primärausscheidung des Siliziums und etwaiger interme­ tallischer Phasen bereits im Förderorgan werden drei wesentliche Vorteile erreicht: Zum einen sind die Primärkristalle sehr fein­ körnig und gleichmäßig in der nahezu eutektischen Restschmelze verteilt, was für den vorliegenden Anwendungsfall für Zylinder­ laufbüchsen sehr willkommen ist. Zum anderen braucht in dem an­ schließenden Stranggußkopf lediglich noch die eutektische Rest­ legierung abgekühlt und erstarrt zu werden, was die Erstarrungs­ lenkung vereinfacht, die Erstarrung abkürzt und Potential für Produktivitätssteigerung in sich birgt. Schließlich wirkt sich die feindisperse Verteilung der Primärkristalle in der eutekti­ schen Restlegierung rheologisch in sofern positiv aus, als durch diese Art der Primärkristall-Verteilung die Viskosität der Schmelze weniger gesteigert wird, als wenn die Primärkristalle dendritische und/oder grobkörnig ausgebildet wären.

Zwar sind die ausgeschiedenen Primärkristalle und gegebenenfalls die intermetallischen Phasen sehr hart und üben einen gewissen Verschleiß auf die Förderschnecken und das Fördergehäuse aus. Dem kann zum einen dadurch begegnet werden, daß sehr harte Werk­ stoffe für diese Komponenten verwendet werden, z. B. Keramiken. Ferner kann ein Verschleiß dadurch vermindert werden, daß die Förderschnecken - wie bereits beschrieben - in eine wärmere, rein förderwirksame Zone und eine anschließende, weniger warme Primärausscheidungs- und Dispergierungszone unterteilt werden.

Claims (28)

1. Verfahren zum Herstellen von Rohlingen für Zylinderlaufbüch­ sen aus einer übereutektischen Aluminium/Silizium-Legierung, bei dem ein nahtloses Rohr aus einem feinkörnigen Gefüge der Aluminium/Silizium-Legierung mit einer dem Rohlingsquerschnitt entsprechenden, endformnahen Querschnittsform aber einer einem Mehrfachen der Rohlinglänge entsprechenden Länge hergestellt wird, von dem dann einzelne Rohlinge abgelängt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das nahtlose Rohr unmittelbar aus der Schmelze einer Alumini­ um/Silizium-Legierung nach dem an sich bekannten Stranggußver­ fahren zu einem quasi-endlosen Rohr (80) gegossen und dabei die Schmelze (20) aufgrund rascher, erzwungener Abkühlung (40, 50) und/oder einer Scherbewegung der Schmelze feinkörnig zur Erstar­ rung gebracht wird, wobei zusätzlich zu einer Außenformung und -kühlung (41, 53) des Gußstranges (80) auch die Innenoberfläche des entstehenden Rohres entsprechend dem lichten Querschnitt des Rohres durch einen Kern (10, 10') geformt und auch gekühlt wird, der durch die Schmelze (20) hindurch bis in das Innere des Guß­ stranges (80) konzentrisch hineinragt und endseitig gekühlt (42, 51) ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze (20) zumindest nah an der Oberflächen des gegosse­ nen Rohres (80) und zumindest während der oberflächennahen Er­ starrung zwangsweise unter Einhaltung eines sehr hohen zeitli­ chen Temperaturgradienten abgekühlt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze zumindest oberflächennah mit einem zeitlichen Tem­ peraturgradienten von mindestens 1000 bis 4000 K/sec abgekühlt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die außenseitige Kühlung (41) zeit- und ortsversetzt zur innen­ seitigen Kühlung (42) einsetzt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der relative Zeit- und Ortsversatz (V) der außenseitigen (41) zur innenseitigen Kühlung (42) einstellbar ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Gußstrang (80) vertikal absinkend und geradlinig austretend gegossen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die übereutektische Schmelze (20) während der Erstarrung in sich derart bewegt wird, daß sich die aus der Schmelze (20) heraus zunächst entstehenden Primärkristalle (21) relativ zu einander verschieben und dadurch dendritische Kristalläste an den entste­ henden Primärkristallen (21) gebrochen werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze (20) durch magnetisch induzierte (5) Rührwirkung bewegt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze (20) durch zwangsweises Hinwegbewegen des erstar­ renden Gußstranges (80) über eine Buckelstruktur (6) der formge­ benden Oberflächen (4, 12) bewegt, also peristaltisch gewalkt wird, wobei die erstarrende Oberfläche des Gußstranges (80) durch einen der Schmelze (20) überlagerten Druck laufend der Buckelstruktur (6) formgetreu zu folgen gezwungen wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erstarrende Gußgefüge des entstehenden Rohres (80) in Axial­ richtung durch einen der Schmelze (20) überlagerten Druch dicht­ gespeist wird, indem die Schmelze (20) in einen oberhalb eines den Gußstrang (80) formenden Ringspaltes angeordnete geschlosse­ nen Raum (32) permanent unter hohem Druck hineingefördert (23, 23') und so mit Druck beaufschlagt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erstarrende Gußgefüge des entstehenden Gußstranges (80) in Axialrichtung pneumatisch dichtgespeist wird, indem die in einer gasdicht gekapselten Vorlage oberhalb eines den Gußstrang (80) formenden Ringspaltes gehaltene Schmelze (20) pneumatisch mit Druck (30) beaufschlagt wird, wobei neue Schmelze (20) entspre­ chend dem Verbrauch von Material unter dem gleichen Druck wie dem in der Vorlage in diese eingeführt wird (Anschluß 23).

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der die Schmelze (20) beaufschlagende Druck so hoch eingestellt wird, daß der rohrförmige Gußstrang (80) durch Druckwirkung an der Austrittsstelle (7, 7') ausgepreßt, also extrudiert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur pneumatischen Druckbeaufschlagung der Schmelze (20) in der Vorlage ein Inertgas, vorzugsweise Stickstoff verwendet wird.

14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gebildete Gußstrang (80) nach Austritt (7, 7') aus den Form­ gebungsflächen (4, 12) weiterhin, und zwar durch ein unmittelbar den Gußstrang (80) berührendes Kühlfluid (51, 55) gekühlt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß als unmittelbar den Gußstrang (80) berührendes Kühlfluid flüssi­ ge Luft, ein Luft/Wassertröpfchen-Gemisch, ein Luft/Wasser- Gemisch, Wasser oder eine mit Zusätzen versehene, im wesentli­ chen aus Wasser bestehende Anmischung verwendet wird.

16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Gußstrang (80) sowohl innenseitig (51) als auch außenseitig (55) unmittelbar mit dem Kühlfluid gekühlt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Gußstrang (80) zusätzlich zu dem Auspressen auch noch aus der Austrittsöffnung gezogen (Abziehvorrichtung 60) wird.

18. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Gußstrang (80) zusätzlich zu dem Auspressen auch noch aus der Austrittsöffnung oszillierend geschoben wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß zum zusätzlichen oszillierenden Schieben des austretenden Guß­ stranges (80) dem Kern (10) eine axial oszillierende Bewegung erteilt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kern (10) zusätzlich oder alternativ eine kontinuierlich oder intermittierende oder hin- und hergehende rotierende Bewe­ gung erteilt wird.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kern (10) zusätzlich zu der axial oszillierenden Bewegung intermittierend, d. h. nur während der Rückhubbewegung des Kernes eine rotierende Bewegung erteilt wird.

22. Verfahren nach den Ansprüchen 14 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine kontinuierlich auf den Gußstrang (80) in Austrittsrichtung wirkende Zugkraft erst nach Beendigung der Kühlung (51, 55) durch das unmittelbar beaufschlagende Kühlfluid ausgeübt wird.

23. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine kontinuierlich auf den Gußstrang (80) in Austrittsrichtung wirkende Zugkraft durch wenigsten ein Paar von innenseitig und außenseitig auf gleicher Axialposition am Rohrumfang angreifen­ den Druckrollen (61, 62) ausgeübt wird, welche Druckrollen (61, 62) mit der Kontur ihres Mantels an die gekrümmte Rohroberfläche angepaßt und an die Rohroberfläche radial angepreßt (63) sind, von welchen Druckrollenpaaren je eine Druckrolle (61) mit be­ grenztem Drehmoment (64) angetrieben wird.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß daß die Zugkraft mittels mehrerer Druckrollenpaare (61, 62) gleichmäßig verteilt über den gesamten Umfang des Gußstranges (80) hinweg ausgeübt wird.

25. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Gußstranges (80) nach seinem Austritt mecha­ nisch aufgerauht wird.

26. Verfahren nach den Ansprüchen 24 und 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufrauhen der Außenfläche des Gußstranges (80) durch die au­ ßenseitig angreifenden, mit einer prägenden Oberflächentextur (65) versehenen Druckrollen (61) erfolgt.

27. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Gußstranges (80) unmittelbar nach dem Aufrauhen mit einem vorzugsweise metallischen, niedrig schmel­ zenden Schutzüberzug zur Passivierung der gerauhten Oberfläche versehen wird (70), der sich spätestens bei einer nahe der Schmelztemperatur der Aluminium/Silizium-Legierung liegenden Temperatur vollständig auflöst.

28. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gebildete Gußstrang (80) nach der vollständigen Erstarrung mittels einer sich mit dem Strang mitbewegenden Trenneinrichtung (71) während der Austrittsbewegung in Rohrabschnitte (81) mit einer handhabbaren Länge (L) zerteilt wird.