DE2234678C3 - Dichtungsanordnung für eine Vorrichtung zum Schleudergießen von Rohren sowie eine mit dieser Dichtungsanordnung ausgerüstete Vorrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Schleudergießen von metallischen Rohren innerhalb, einer metallischen Kokille, die durch Hinlagerung innerhalb eines Wassermantels gekühlt wird. Insbesondere be- So trifft die Erfindung Dichtungsanordnungen fur diesen Wassermantel /wischen der Kokille, einer umlaufen-, den, an der Kokille koaxial befestigten Ummantelung und den Wänden von mit Wasserzulaufen und -ablaufen versehenen, äußeren Kappen, die an dem stationären Rahmen uVr Vorrichtung befestig! sind

In der der Anmelderin gehörenden deutschen Patentschrift 2 144 582 wird eine Dichtungsanordnung mit einer perforierten Membran beschrieben, welche einerseits am Rahmen der Maschine und andererseits an einem Dichtungsteil befestigt ist, das auf der Ummantelung reibt. Die Miembran trägt mindestens eine öffnung, die in einer Druckausgleichskammer mündet, welche, bezogen auf den Wassermantel, an der anderen Seite der Membran gelegen ist. Auf diese Weise gleicht sich der Wasserdruck, der in dem Wassermantel zwischen der Ummantelung und der Kokille herrscht, auf beiden Seiten der Membran aus, und zwar derart, daß der Anpreßdruck des auf der Ummantelung reibenden Dichtungsteils vermindert wird, was gleichzeitig zu einer Verminderung des Verschleißens des Dichtungsteils sowie zu einer Verminderung der Bremswirkung führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungsanordnung für Zentrifugiennaschinen zu schaffen, die derart verbessert ist, daß der Reibungsbzw. Dichtungsteil unter einem einstellbaren Wasserdruck angepreßt wird, um die Kühlung der Kokille zu verbessern, ohne daß sich ein übermäßiger Verschleiß des Dichtungsteils bzw. eine erheblich gesteigerte Bremswirkung ergibt.

Die verbesserte Dichtungsanordnung, bestehend aus einer am Gehäuse befestigten Membran und einem an der Ummantelung reibenden Dichtungsteil, wobei die Membran und der Dichtungsteil einen die Kokille umgebenden Wassermantel abschließen, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Membran als weiche Wand einer AnpreÖkammer ausgebildet ist, deren gegenüberliegende starre Trennwand von einer Leitung zum Zuführen von Wasser unter geregeltem Druck und von einer Leitung zum Abführen des Wassers duiehdrungen ist, wobei die eine Fläche der Membran im Inneren der Anpreßkammer liegt, während die andere Fläche, die den Dichtungsteil trägt, mit ihrem vom Dichtungsteil begrenzten Bereich im Wassermantel liegt.

Auf Grund dieser Anordnung übt die Membran, die auf einer ihrer Flachen mit dem regelbaren Wasserdruck und auf einem Teil der anderen Fläche mit dem Druck des Wassermantels beaufschlagt wird, eine gemäßigte Anpreßkraft auf den auf der Ummantelung reibenden Dichtungsteil aus.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausfiihrungsbeispieler an Hand der Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Vorrichtung/um Schleudergießen metallischer Rohre mit mehreren Dichtungsanordnungen nach der Fifindung,

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab eine Teildarstellung von zwei dieser Dichtungsanordnungen, die zu einer der Kappen gehören,

Fig. 3 einen Teil eines radialen I .ÜHj.'\schnitts durch eine abgewandelte: Ausführungsform

Bei dem il.«rgestellten Ausführungsbeispiel findet die Erfindung Anwendung auf eine Vorrichtung /um Herstellen metallischer Rohre im Schleudergicßver fahren Diese Vorrichtung weist, wie an sich bekannt. einen Wagen ;uif. welche 1 Translationsbewegungen durchfuhren kann Dci Wagen weist ein Gehäuse 1 auf. nun""hall· dessen eine drehbare Kokille 2 mit der Achse A'-.V zur Dim hfuhmiig des Schlcudergießverfahrcns vorgesehen ist Die Kokille wird von einer koaxialen Ummantelung 3 umgeben, welche sich zu samnien mit der Kokille drehen kann Die Ummanic lung 3 bildet mit der Kokille 2 eine Doppelwand. ii Ringraum 4 dazu dient. Kühlwasser aufzunoh

Die Kokille 2 und die Ummantelung 3 werden von einem Motor 5 in Drehung versetzt. Das von einem außen liegenden Versorgungskreislauf gelieferte Kühlwasser wird dem Wagen an dessen Enden über Rohre 6 zugeführt und entnommen. Die an den außen liegenden Versorgungskreislauf angeschlossenen Rohre 6 gehen durch das Gehäuse 1 hindurch und münden jeweils in einem von zwei ringförmigen, am

Gehäuse 1 befestigten Kappen, die konzentrisch zu der Ummantelung 3 und der Kokille 2 liegen sowie im Meridiansrhnitt U-förmig ausgebildet sind. Jede der Kappen bildet eine ringförmige Kammer 8, die mit dem Ringraum 4 über eine dem zugehörigen Rohr 6 gegenüberliegende öffnung 9 der Ummantelung 3 in Verbindung steht.

Zwischen jeder Seitenwand der stationären Kappe 7 und der drehbaren Ummantelung 3 ist eine Dichtungsanordnung nach der Erfindung vorgesehen. Dementsprechend besitzt die dargestellte Vorrichtung 8 derartige Dichtungsanordnungen Jl, J2, J3, J4. Weiterhin ist bei dieser Vorrichtung der Wassermantel auf den Ringraum 4 und die ringförmigen Kammern 8 begrenzt. .

Jede Dichtungsanordnung, die zwischen einer der Seitenwände der stationären äußeren Kappe 7 und zwischen einem an der Ummantelung befestigten Reibflansch 10 angeordnet ist, entspricht in ihrer Ausbildung der Anordnung nach Fig. 2. ^a°

Jede Seitenwand der Kappe 7 verlängert sich in radialer Richtung gegen die Achse X-X in Form einer itarren Trennwand 11 und trägt in bestimmtem Axialabstand zu der starren Trennwand 11 eine in etwa parallel zur Trennwand liegende, ringförmige weiche ^a5 Membian 12, die beispielsweise aus elastischem Material, wie etwa Kautschuk, besteht. Die Membran 12 ist mit ihren äußeren und inneren Rändern an der Trennwand 11 befestigt, und zwar unter Zwischenschaltung eines ringförmigen Vorsprungs Wa und eines axialen Abstandsringes 11b. Die Membran 12, die somit gegenüber von der Trennwand 11 angeordnet ist, bildet mit dieser eine ringförmige Kammer bzw. eine Anpreßkammer 13. Die Membran 12 uägt außerhalb der Anpreßkammei i3 eim_;. Dichtring 14. dessen Abmaße /wischen dem Außen- und Innendurchmesser der Anpreßkammer i3 liegen. Der Dichtring 14 besteht aus Reibmatcrial, beispielsweise aus einer Metallegierung oder aus einem organischen Material. Er ist an der Membran 12 befestigt, und zwar beispielsweise über Schrauben. Er dient d.:zu, sich in abdichtender Weise am Reibflansch 10 abzustützen, um den Rand des Wassermantels, der die Kokille 2 umgibt, abzusehließen.

Innerhalb der Anpreßkammer 13 mündet eine rohrförmige Leitung 16 zum Zuführen von Wasser unter einstellbarem Druck. Eine rohrförmige Leitung 17 dient zum Ablassen dieses Wassers. Der über cm Manometer 18 gemessi 1 Druck des Wassers wird übei einen Absperrschieber 19 gesteuert, wobei sowohl das Manometer, als auch der Absperrschieber beispielsweise in der für das Ablassen des Wassers vorgesehenen leitung 17 angeordnet sind. Die starren Leitungen 16 und 117 bilden einen stationären Kreislauf für Wasser unter einstellbarem Druck, und zwar außerhalb des Gehäuses 1 der Vorrichtung. Die Leitungen sind mit flexiblen Schläuchen 20 und 21 nach Fig. 1 verbunden, welche /um Zuführen und Abführen des Wassers dienen und im Hinblick auf die Hewegbarkcit der Vorrichtung erforderlich sind.

Die Vorrichtung funktioniert in folgender Weise: Wenn das Kühlwasser unter dem Druck P durch eines der Rohre 6 eintritt, ergießt es sich, beispielsweise in Richtung des Pfeile·; //, in die zugehörige ringförmige Kammer 8 und in den Ringraum 4, wo es den Wassermantel rund um die Kokille 2 bildet. Es tritt in Richiung des Pfeiles /2 in die andere ringförmige Kam-

^¹¹' <ii»» Vnrrirhtune durch das

-;— Λ

Rohr 6 am anderen Ende des. Wagens.

An jeder Dichtungsanordnung Jl bis J4 gelangt das Wasser in Berührung mit der Außenfläche der Membran 12 und mit dem Dichtring 14. Gleichzeitig wird jede Anpreßkammer 13 mit Wasser unler einem Druck ρ gefüllt. Vorzugsweise liegt der Druck P über dem Druck p. Beispielsweise beträgt der Druck P größenordnungsmäßig 5 bis 6 Bar und der Druck ρ größenordnungsmäßig 1,6 bit. 1,8 Bar. Der Druck ρ wird innerhalb des aus den Leitungen 16 und 17 sowie der Anpreßkammer 13 gebildeten Kreislaufs aufrechterhalten. Man stellt ihn her mit Hilfe des Absperrschiebers 19 und kann ihn auf dem Manometer 18 ablesen. Jede weiche Membran 12 wird also auf ihrer innerhalb der Anpreßkammer 13 liegenden Fläche, nämlich auf der Fläche 51, mit dem Druck ρ und auf einem Teil ihrer Außenfläche, nämlich auf der Fläche 52, mit dem Druck P beaufschlagt. Es stellt sich ein Dreckgleichgewicht ein, und zwar auf Grund der Tatsache, daß die Membran 12 den Druck P auf den im Ringraum 4 vorhandenen Wassermantel überträgt. Gleichzeitig legt sich der Dichtring 14 gegen den Reibflansch 10 mit einer Kraft an, die gleich ist dem Produkt aus Druck und Fläche 51 der Membran 12, die zur Anpreßkammer 13 gehört, vermindert um das Produkt aus Druck P innerhalb des Wassermantels und der mit diesem in Berührung stehenden Fläche S2 innerhalb des Dicht ringes 14.

Wenn man einerseits die Drehzahl der Kokille 2 und der Ummantelung 3 und andererseits die Geschwindigkeit, mit der das flüssige Metall in die Kokille 2 eingegossen wird, erhöht, um die Produktion zu steigern, so neigt die Vorrichtung dazu, sich stärker zu erwärmen, und zwar derart, daß der,Wassermantel da/u tcndieit, örtlich zu verdampfen. Es besteht die Gefahr, daß sich Dampfblasen ausbilden, die die Wasserströmung in Richtung der Pfeile /1 und /2 unterbinden können, und /war derart, daß die Vorrichtung nicht mehr ausreichend gekühlt und daß der Herstellungsvorgang gestört wird. Außerdem kann es zu schädlichen Wärmedehnungen der Kokille 2 kommen, die diese schnell außer Betrieb setzen können. Um diese schwerwiegenden Nachteile zu vermeiden, erhöht man den Druck des Kühlwassers innerhalb des Ringraumes 4. Man verhindert auf diese Weise die Ausbildung von Dampfblasen, und man ist sieher, daß sich eine gute Kühlungergibt, selbst wenn die ''roduklionssteigerung eine ganz erhebliche Aufheizung mit sich bringt. 1 Im jedoch nicht in gleichem Umfang den Anpreßdruck der Dichtringe 14 gegen die Reibflansihe 10 /U erhöhen, d.h., um nicht den Bremseffekt und den Verschleiß der Dichtringe 14 7U vermehren, muß man den Druck ρ innerhalb der Anpreßkamniern 13 steigern.

Auf diese VV eise bleibt der Reibungseffekt zwischen den Dichtungen 14 und den Reibflanschen 10 in annehmbaren Grenzen, wobei die Bremswirkung vernachlassigbar ist. Tatsachlich wird diejenige Anpreßkraft, die /wischen jedem Dichtring 14 und seinem Reibflansch 10 ausgehend von der Anpreßkammer 13 über eine Fläche Sl wirksam ist, um die entgegenwirkende Kraft vermindert, welche dadurch entsteht, daß der Druck innerhalb des Wassermantels auf eine Flache 52 der Membran 12 einwirkt, wobei diese Fiin'hc 52 kleiner ist als die Fiäche 51.

Folglich lassen sich nach der Erfindung die Kokille 2 und die Ummantelung 3 beim Start sehr viel schneller in Drehung versetzen, und die Drehzahl für

das Schleudergießen wird sehr viel schneller erreicht auf Grund der Talsache, daß es möglich ist, den Anpreßdruck zwischen den Dichtringen 14 und den Reibflanschen 10 zu steuern. Man kann auch den Druck P in dem den Ringraum 4 ausfüllenden Wassermantel bei einer Steigerung der Produktionsgeschwindigkeit erhöhen, ohne den AnpreBdruck Zwischen den Dichtringen 14 und den Reibflanschen 10 zu steigern, d.h., ohne die Antriebsleistung des Motors 5 für die Kokille 2 zu erhöhen.

In abgewandelter Anwendung kann man auch an Stelle von vier identischen Dichtungsanordnungen nach der Erfindung an ein und derselben Maschine lediglich zwei Dichtungsanordnungen Jl und Jl (F i g. 2) an einem Ende der Maschine und zwei andere Dichtungsanordnungen verwenden.

Es sei noch daraufhingewiesen, daß die vorstehend beschriebene Maschine eine solche mit »trockenem Gehäuse« ist, da der Raum zwischen dem Gehäuse 1 und der Ummantelung 3, der von den Dichtungsanordnungen Jl und J3 begrenzt wird, kein Wasscf enthält. Die Erfindung ist jedoch gleichermaßen auch anwendbar auf Maschinen mit »nassem« Gehäuse, d.h. auf solche Maschinen, bei denen der Wassermantel den gesamten Ringraum zwischen der Kokille 2 und dem Gehaust J ausfüllt. In diesem Falle reichen zwei Dichtungsanordnungen, wie etwa die Dichtungsanordnungen Jl und J4, zwischen dem Gehäuse 1 und der Kokille 2 oder auch zwischen dein Gehäuse 1 und der Ummantelung 3 an den Enden der Vorrichtung aus.

Nach einer weiteren abgewandelten Ausführungsform entsprechend Fig. 3 wird der Wasserkreislauf 16 bis 17 nicht mehr von einer stationären Station aus, die über flexible Schläuche 20 und 21 mit den Leitungen 16 und 17 verbunden ist, sondern vielmehr von einer Kreislaufpumpe 22 mit Wasser unter einstellbarem Druck versorgt. Die Kreislaufpumpe 22 ist auf dem Gehäuse 1 der Maschine befestigt.

In diesem Falle fördert die aus dem Netz gespeiste Kreislaufpumpe 22 Kühlwasser unter dem Druck P in eines der Rohre 6 (in das Eintrittsrohr), an welches die Leitung 16 angeschlossen ist. Die Leitung 17 mün-

ao det an der freien Luft, um das Wasser abzugeben. An das andere Rohr 6 (Austrittsseite) am anderen Ende der Vorrichtung ist die Leitung 16 angeschlossen, während die entsprechende Leitung 17 in die freie Luft mündet, um das Wasser abzugeben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Dichtungsanordnung zwischen umlaufender Ummantelung und festem Gehäuse an wenigstens einem Ende einer Schleudergießmaschine mit zueinander koaxialer Kokille und Ummantelung, bestehend aus einer am Gehäuse befestigten Membran mit einem an der Ummantelung reibenden Dichtungsteil, wobei die Membran und der Dichtungsteil einen die Kokille umgebenden Wassermantel abschließen, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (12) als weiche Wand einer Anpreßkammer (13) ausgebildet ist, deren gegenüberliegende starre Trennwand (11) von einer Leitung (16) zum Zuführen von Wasser unter geregeltem Druck und vcn einer Leitung (17) zum Abführen des Wassers durchdrungen ist, wobei die eine Fläche der Membran im Inneren der Anpreßkammer (13) liegt, während die andere *o Fläche, die den Dichtungsteil (14) trägt, mit ihrem vom Dichtungsteil begrenzten Bereich im Wassermantel liegt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsteil ringförmig »5 ausgebildet und einerseits auf der Oberfläche der weichen Membran (12) befestigt ist, die teilweise in dem Wassermantel liegt, und andererseits abdichtend und unter Reibung auf einen Reibungsflansch (10) der drehbaren Ummantelung (3) anliegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmaße des ringförmigen Dichtungsteils (14) radial zwischen den Innen- und Außendurchmessern derjenigen Flaehe der Membran (12) liegen, weiche sich innerhalb der Anpreßkammer (13) befindet.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser unter Druck von einer Kreislaufpumpe (22) zugeführt wird, die auf dem Gehäuse (1) befestigt ist.