DE2504624A1 - Dichtung fuer kokillen-schleudergiessmaschine - Google Patents

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Dichtung für Kokillen-Schleudergießmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtung für Kokillen-Gießmaschinen zum Schleudergießen von z.B. Metallrohren ο. dgl., bei denen eine drehbare Kokille in einem Flüssigkeitsmantel im Inneren eines nicht drehbaren Gehäuses der Maschine umläuft, mit einem festen in Reibungseingriff stehenden Dichtring, der auf dem Gehäuse der Maschine befestigt ist und unter regelbarem Druck gegen einen radialen, mit der Kokille umlaufenden Flansch angedrückt 1st.

In der FR-Patentanmeldung 71-25.844 ist eine Dichtung dieser

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Art beschrieben, bei der der Dichtring mit einer biegsamen, eine Ringkammer verschließenden Wand verbunden ist, deren andere, starre Wände von Leitungen durchsetzt sind, die mit der Regeleinrichtung zur Zuführung des unter Druck stehenden Fluids verbunden sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine nach diesem Prinzip arbeitende Dichtung zu verbessern. Die verbesserte Dichtung soll praktisch keine Schrauben oder Bolzen erforderlich machen und die Dichtung aus im Handel erhältlichen Standardbauteilen herstellbar sein, so daß sie besonders einfach in ihrem Aufbau ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Dichtring parallel zur Achse der Kokille in einer Ringkehle in einem Ringbund am Gehäuse gegenüber einer elastischen Ringkammer gleitend befestigt ist, welche am Boden der Ringkehle angeordnet ist und über Leitungen an Regeleinrichtungen zur Versorgung mit einem unter Druck stehenden Fluid angeschlossen ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Dichtung lassen sich aus der folgenden Beschreibung entnehmen. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt einer Schleudergießmaschine mit sogenanntem trockenen Gehäuse, die vier paarweise an den Enden des Gehäuses angeordnete erfindungsgemäße Dichtungen aufweist;

Fig. 2 eine vergrößerte Detailansicht von einem der beiden Dichtungspaare;

Fig. 3 und Fig. 4 den Fig. 1 und 2 ähnliche Darstellungen einer Schleudergießmaschine mit sogenanntem nassen Ge-

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häuse und nur zwei Dichtungen.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt die Anwendung der Erfindung auf eine Kokillen-Gießmaschine zum Schleudergießen von Metallrohren mit trockenem Gehäuse. Die Maschine enthält, wie an sich bekannt, einen fahrbaren Rohrwagen mit einem Gehäuse 1, in dessen Innerem eine Schleudergießkokille 2, um die Achse X-X drehbar, angeordnet ist. Die Kokille 2 ist von einem mitumlaufenden koaxialen Mantel 3 umgeben. Der Mantel 3 und die Kokille 2 sparen einen Ringraum 4 aus, der mit Kühlwasser gefüllt ist.

Die Kokille 2 und der Mantel 3 werden von einem Motor 5 in Drehung versetzt. Ein äußerer Versorgungskreislauf führt, das Kühlwasser an den Enden des Rohrwagens durch Rohre 6 zu bzw. ab. Die Rohre 6 gehen durch das Gehäuse 1 hindurch und münden jeweils in einen der beiden am Gehäuse 1 befestigten Ringbunde 7, welche konzentrisch zum Mantel 3 und zur Kokille 2 angeordnet sind und einen U-förmigen Querschnitt aufweisen. Jeder Ringbund 7 bildet eine Ringkammer 8, die mit dem Ringraum 4 über eine Öffnung 9 im Mantel 3 in der Nähe des entsprechenden Rohres 6 in Verbindung steht.

Zwischen den starren Quertrennwänden jedes festen Ringbundes 7 und einem, mit dem umlaufenden Mantel 3 festen FlanschiO ist eine Dichtung nach der Erfindung angeordnet, so daß die Maschine somit vier solcher Dichtungen J1, J2, J3 und J4 aufweist. In einer solchen Maschine ist der Wassermantel auf den Ringraum 4 und die Kammern 8 beschränkt.

Jede starre Quertrennwand weist eine Ringkehle 11 mit der Achse X-X auf, auf deren Boden eine mit einem unter Druck stehenden Fluid gefüllte Ringkammer 12 sitzt. Das unter Druck stehende Fluid, z.B'. Wasser oder Luft, wird in die Ringkammer

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12 über einen Anschluß 13 eingeführt, welcher die starreQuertrennwand des Ringbundes 7 durchsetzt und die elastisch ausgebildete Ringkammer 12 mit einem Rohr 14 verbindet, das zur Versorgung der Dichtungen mit einem unter Druck stehenden Fluid dient. Bei einer Maschine mit sogenanntem trockenen Gehäuse ist das eine Rohr 14 den Dichtungen J1 und J2 und ein weiteres Rohr 14 den Dichtungen J3 und J4 zugeordnet; es läßt sich jedoch, wie unten näher ausgeführt, ein gemeinsames Rohr 14a für die zwei Dichtungen J1 und J2 verwenden. Außerhalb der Maschine weist jedes Rohr 14 ein Druckminderventil 15 zur Regelung des in der elastischen Ringkammer 12 herrschenden Druckes und ein Druckmessgerät 16 auf.

Die elastische Ringkammer 12 stützt sich einerseits auf dem Boden der Ringkehle 11 und andererseits auf einer Querfläche eines Dichtungsringes 17 mit der Achse X-X ab, während die andere äußere Querfläche unter Reibungseingriff auf dem umlaufenden Flansch 10 aufsitzt. Die radialen Abmessungen des Dichtungsringes 17 entsprechen den Innenkanten der Ringkehle. 11 unter Berücksichtigung der üblichen Toleranz. Somit kann der Ringbund 7 in der Ringkehle 11 parallel zur Achse X-X gleiten.

Vorzugsweise ist der Dichtring 17 ohne Spiel zwischen den Flansch 10 des Mantels 3 und die elastische Ringkammer 12 eingesetzt, so daß seine Verschiebungen in der Ringkehle 11 auf Spielausgleich durch Abnutzung beschränkt sind.

Der Dichtring 17 besteht aus Reibungsmaterial, beispielsweise einer kupferhaltigen Metallegierung, wie z.B. Bronze, oder einer Legierung ohne Kupfer, wie z.B. Reibungsguß, oder aus einem organischen Material, wie z.B. bakelisiertem Gewebe, jedoch ist auch eine Vielfalt anderer elastischer oder starrer Materialien für den Dichtring 17 verwendbar.

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Jeder Dichtring 17 wird während des Umlaufes der Gießform festgehalten, beispielsweise mittels eines radialen Doms 18, der die parallel zur Achse X-X verlaufenden zylindrischen Wänden der Ringkehle 11 durch eine Aussparung 19 in derselben durchsetzt und eine axiale Verschiebung des Dichtringes 17 bei Spielausgleich durch Abnutzung ermöglicht. Bei einer anderen Ausführungsform wird der Dichtring 17 durch Aufkleben auf der Querfläche der Ringkammer 12 befestigt, die ihrerseits mit dem Boden der Ringkehle 11 verklebt ist.

Die Wirkungsweise der Dichtung ist folgende: Das Wasser tritt unter einem Druck P durch eines der Rohre 6 ein. Der Druck P hängt von den Besonderheiten der Wasserversorgung und der ZuführungsVerluste im Kühlwasserkreislauf ab und liegt beispielsweise in der Größenordnung von 1,5 Bar. Das Wasser fließt dann in Richtung der Pfeile f1 in die Kammer 8 und in den Ringraum 4 und bildet dort einen Wassermantel um die Kokille 2. Das Wasser fließt dann in Richtung des Pfeiles f2 durch die andere Ringkammer 8 und verläßt die Maschine durch das andere Rohr 6.

In der Nähe ,jeder Dichtung J1 bis J4 steht das Wasser mit dem Dichtring 17 in Berührung. Ferner ist jede elastische Ringkammer 12 mit einem unter einem Druck ρ stehenden Fluid gefüllt, dessen Druck mit dem Druckminderventil 15 geregelt und auf diesem Druck gehalten wird. Der auf einen kleineren Wert als der Druck P geregelte Druck ρ muß ausreichen,.um einen Dichtungskontakt zwischen dem Flansch 10 und dem Dichtring 17 sicherzustellen. Beispielsweise liegt der Druck ρ in der Größenordnung von 0,1 Bar gegenüber einem Druck P von ungefähr 1,5 Bar.

Diese Differenz zwischen den Drucken P und ρ läßt sich damit erklären, daß die Dichtigkeit zwischen dem Flansch 10 und dem Dichtring 17 nicht vollständig ist, so daß ein geringes Abfließen des Wassers zwischen den Reibungsflächen des Flansches

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10 und dem Dichtring 17 erfolgt. Das Wasser dringt ebenfalls in die Zwischenräume zwischen der Ringkehle 11 und dem Dichtring 17 aufgrund des Gleitspieles ein. Daraus ergibt sich, daß ein gewisser, hydraulischer Gesamtdruck p1 den Dichtring 17 und den Flansch 10 zu trennen sucht. Es ist daher ein Gegendruck erforderlich, um den Dichtring 17 gegen den Flansch 10 mit Reibungseingriff anzudrücken, was durch den Druck ρ des in der elastischen Ringkammer 12 enthaltenen Fluids erfolgt.

Erhöht man einerseits die Umlaufgeschwindigkeit der Kokille 2 und des Mantels 3 und andererseits den Gießtakt des flüssigen Metalls in der Kokille 2 zur Steigerung der Produktion, so hat dies eine stärkere Erwärmung der Maschine zur Folge, was eine Reihe von Nachteilen mit sich bringt. Zur Kompensierung der Wärmezunahme und zur Vermeidung der daraus entstehenden Nachteile läßt sich der Druck P des Kühlwassers im Ringraum 4 um Λ Ρ erhöhen. Man muß dann den Druck ρ des in der elastischen Ringkammer 12 enthaltenen Fluids erhöhen, jedoch in einem Verhältnis, das deutlich geringer als die Zunahme AP des Druckes im Wassermantel ist.

Der erforderliche Druck ρ ist auch geringer als- der, der unter den gleichen Bedingungen bei einer Dichtung nach der französischen Patentanmeldung 71-25.844 nötig ist, bei der die biegsame Wand eine unter einem regelbaren Druck stehende Ringkammer abschließt und mit einem Teil ihrer Fläche direkt dem Druck P ausgesetzt ist, was bei der Dichtung nach der Erfindung nicht der Fall ist.

Der Vorteil, daß nur ein geringer Druck ρ im Inneren der Kammer 12 erforderlich ist, vereinfacht die Verwirklichung des Rohrsystems 14,. 15 und 16 zur Versorgung mit dem Fluid. Ferner läßt sich aufgrund des geringen Gesamtdruckes p1 der von dem Dichtring 17 auf den Flansch 10 ausgeübte Druck sehr genau

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einstellen.

Die Reduzierung dieses Druckes auf ein Minimum bei der Beschleunigung der Kokille 2 zu Beginn eines normalen Rohrgusses ermöglicht es, die Gußdauer, die Abnutzung zwischen dem Segment 17 und dem Flansch 10 durch Reibungseingriff sowie die Belastungen zu reduzieren, denen die Antriebsorgane bei der Rotation ausgesetzt sind.

Ferner ist die Herstellung der einzelnen Dichtungen J1 bis J4 sehr einfach, da es genügt, im Inneren der sitzbildenden Ringkehlen 11 je eine im Handel erhältliche elastische Ringkammer 12 und je einen Dichtring 17 anzuordnen, welche aufgrund ihrer einfachen Form ebenfalls leicht erhältlich sind. Darüberhinaus weist eine solche Ausführungsform keinerlei Schrauben oder Bolzen auf.

Die zulässige Verschiebung der Rotationsachse X-X der Kokille 2 und des Mantels 3 gegenüber dem festen, die Dichtungsvorrichtung tragenden Gehäuse 1, ist sehr wichtig. Trotzdem braucht die drehbare Anordnung mit der Kokille 2 und dem Mantel 3 nicht besonders genau zentriert zu sein.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Dichtung beruht auf der Befestigungseinrichtung des Dichtringes 17. Bei einer Verschiebung der Achse X-X verschiebt sich der Dichtring 17 gegenüber dem Flansch 10, so daß die dabei auftretenden geringen radialen Belastungen von der steifen Anordnung des Dichtringes 17 in der Ringkehle 11 aufgenommen werden, ohne daß es zu einer Verformung der Ringkammer 12 kommt.

Die Reibungsflansche 10 des Mantels 3 sind in den Fig. 1 und 2 einstückig mit dem Mantel 3 dargestellt, können aber auch aufgesetzt sein und aus einfachen Scheiben oder beweglichen Ringen bestehen, die eine rasche Montage und Demontage ermöglichen.

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•f.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel sind nur zwei Dichtungen <J1 und J2 vorhanden, die mit einem unter Druck stehenden Fluid durch ein gemeinsames Rohr 14a versorgt v/erden. Die Wirkungsweise ist jedoch die gleiche wie beim ersten Ausführungsbeispiel.

Patentansprüche:
- 10 -

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Dagegen sind die als Sitz für die unter dem Druck eines Fluids stehende Ringkammer 12 dienenden Ringkehlen 11 und die Dichtringe 17 vorzugsweise Blockstücke, die keiner Abnutzung unterworfen sind.

Die Fig. 3 und 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel, bei dem die
erfindungsgemäßen Dichtungen bei einer Schleudergießmaschine
mit sogenanntem nassem Gehäuse eingebaut sind. In den Fig. 3 und 4 tragen die gleichen Organe die gleichen Bezugszeichen wie die entsprechenden Elemente im ersten Ausführungsbeispiel, während bei analogen Organen das jeweilige Bezugszeichen mit einem
"a" versehen ist. Die Kokille 2 ist von einem Wassermantel 4a
umgeben, wobei das feste Gehäuse 1a der Maschine den Behälter für das Wasser bildet. Das Kühlwasser läuft durch Rohre 6 zu bzw. ab, die direkt ins Innere des Gehäuses 1a münden.

Die drehbare Kokille 2 wird über einen der Außenflansche 10a
angetrieben, Der Flansch 10a weist an seinem Außenrand eine
Rolle 20 mit mehreren Nuten auf, um die Riemen 21 gelegt sind, welche über eine kleine Antriebsrolle 22 laufen, die von einem am Ende des Gehäuses 1a befestigten Motor 5a angetrieben wird.

Das Gehäuse 1a trägt eine querverlaufende, feste starre Trennwand 7a mit einer Ringkehle 11, in der ein Dichtring 17 sitzt, welcher gleitend gegen den Flansch 10a angedrückt ist. Die
Trennwand 7a begrenzt den Wassermantel 4a mit der gleichen
Dichtung wie am ersten Ausführungsbeispiel und mit dem Flansch 10a.

Am anderen Ende der Kokille 2, jedoch auf der gleichen Seite,
ist ein weiterer Flansch 10a mit der Kokille 2 umlaufend angeordnet, der in Reibungseingriff mit einem Dichtring 17 steht,
welcher von einer anderen, querverlaufenden, fest angeordneten starren Trennwand 7a am Gehäuse 1a getragen wird.

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Claims (3)

VO* Pa tent'ansprüche

1. Dichtung für Kokillengießmaschinen zum Schleudergießen von z.B. Metallrohren o. dgl., bei denen eine drehbare Kokille in einem Flüssigkeitsmantel im Inneren eines nicht drehbaren Gehäuses der Maschine umläuft, mit einem festen in Reibungsefo.-griff stehenden Dichtring, der auf dem Gehäuse der Maschine befestigt ist und. unter regelbarem Druck gegen einen radialen, mit der umlaufenden Kokille verbundenen Flansch angedrückt ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Dichtring (17) parallel zur Achse der Kokille in einer Ringkehle (11) in einem Ringbund (7, 7a) am Gehäuse (1) gegenüber einer elastischen Ringkammer (12) gleitend befestigt ist, welche am Boden der Ringkehle (11) angeordnet und über Leitungen (14, I4a) an Regeleinrichtungen (15) zur Versorgung mit einem unter Druck stehenden Fluid angeschlossen ist.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (17) im Betrieb mittels eines radialen Dornes (18) gehalten ist, der durch die Wände der Ringkehle (11) und den Dichtring (17) hindurchgeführt ist.

3. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (17) die gleichen radialen Abmessungen wie die inneren Ränder der Ringkehle (11) aufweist.

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