DE2504624B2 - Dichtung fuer kokillen-schleudergiessmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtung für Kokillengießmaschinen zum Schleudergießen von Metallrohren od. dgl, bei denen eine drehbare Kokille in einem Flüssigkeitsmantel im Inneren eines nicht drehbaren Gehäuses der Maschine umläuft, mit einem auf dem nicht drehbaren Gehäuse der Maschine angeordneten, in Reibungseingriff stehenden festen Dichtring, der unter regelbarem Druck gegen einen radialen, mit der umlaufenden Kokille verbundenen Flansch angedrückt ist und der leichte axiale Verschiebungen parallel zur Kokillenachse aufnimmt.

Eine derartige Dichtung ist beispielsweise in der DT-AS 19 19 615 beschrieben, welche eine auf einem Losflansch sitzende Dichtmanschette aufweist, die mit ihren Lippen mit dem Losflansch einerseits und mit der Innenfläche eines fixen Kranzes andererseits in Eingriff steht, wobei die Lippen von dem unter Druck stehenden Wasser gespreizt werden. Bei der auf dem Losflansch sitzenden Dichtmanschette handelt es sich um eine ruhende, elastische Dichtung, die auf Grund ihrer Elastizität leichte axiale und radiale Verschiebungen aufzunehmen vermag.

Bei der in der DT-AS 19 19 615 beschriebenen Anordnung ist der Losflansch einstückig ausgebildet und konzentrisch zu einem mit dem Mantel festen und rotierenden Ringflansch angeordnet, auf welchem er mit radialem und axialem Spiel zur Bildung eines Laby- ⁶S rinthspaltes sitzt, so daß sich beim Betrieb in dem geringen radialen Spiel zwischen dem sich drehenden Rineflansch und dem Losflansch eine Wasserströmung einstellt, die auf diese Weise eine von jeder Reibung freie, hydrodynamische Dichtung bildet.

Des weiteren ist in der FR-Patentanmeldung 71-25.844 eine Dichtung dieser Art beschrieben, bei der ein Dichtring mit einer biegsamen, eine Ringkammer verschließenden Wand verbunden ist, deren andere, starre Wände von Leitungen durchsetzt sind, die mit einer Regeleinrichtung zur Zuführung eines unter Druck stehenden Fluids verbunden sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine derartige mechanische Dichtung so zu verbessern, daß sie praktisch keine Schrauben oder Bolzen erforderlich macht, besonders einfach in ihrem Aufbau ist und aus im Handel erhältlichen Standardbauteilen herstellbar ist.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß der parallel zur Achse der Kokille in einer Ringkehle in einem nicht drehbaren Ringbund am Gehäuse befestigte Dichtring zwischen einer am Boden der Ringkehle angeordneten und über Leitungen an Regeleinrichtungen zur Versorgung mit einem unter Druck stehenden Fluid angeschlossenen, elastischen Ringkammer einerseits und dem radialen, mit der umlaufenden Kokille verbundenen Flansch andererseits auf dem Flansch gleitend angeordnet ist

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist der Dichtring im Betrieb mittels eines radialen Domes gehalten, der durch die Wände der Ringkehle und den Dichtring hindurchgeführt ist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Dichtring der erfindungsgemäßen Dichtung die gleichen radialen Abmessungen wie die inneren Ränder der Ringkehle aufweist.

Im Gegensatz zu der Dichtung nach der DT-AS 19 19 615 ist die erfindungsgemäße Dichtung eine elastische, mechanische Dichtung, die direkt mit dem mit der Kokille umlaufenden Flansch in Eingriff steht. Der Dichtring der erfindungsgemäßen Dichtung ist dabei zwischen einem Flansch einerseits und einer elastischen Ringkammer andererseits angeordnet und kommt in Abhängigkeit von dem innerhalb der Ringkammer herrschenden, regelbaren Druck in mehr oder weniger starken Eingriff mit dem Flansch, auf dem der Dichtring gleitet

Während bei der Dichtung nach der DT-AS 19 19 615 die Dichtmanschette unter der Einwirkung der gleichen Flüssigkeit steht, die auch für die Kühlung der Kokille und die Ausbildung der Wasserströmung der hydrodynamischen Dichtung sorgt, ist im Gegensatz dazu bei der erfindungsgemäßen Dichtung die elastische Ringkammer an einen völlig separaten Versorgungskreisiauf eines Fluids angeschlossen und steht unter einem erheblich geringeren Druck als das Wasser im Kühlkreislauf der Gießkokille.

Gegenüber der Dichtung nach der DT-AS 19 19 615 weist die erfindungsgemäße Dichtung den Vorteil auf, daß sie keinesfalls eine derartig genaue Bearbeitung der miteinander zusammenwirkenden Flansche erforderlich macht, während bei der Dichtung nach der DT-AS 19 19 615 die zylindrischen Flächen lediglich einen Abstand von einigen zehntel Millimeter gegeneinander haben dürfen.

Bei der erfindungsgemäßen Dichtung ist es nämlich ohne weiteres möglich, mit dem den jeweiligen Erfordernissen anpaßbaren Druck innerhalb der elastischen Ringkammer den Dichtring nachzustellen, ohne daß. eine komplizierte Bearbeitung der Einzelteile erforderlich ist.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Dichtung ist

somit sehr einfach, da dafür lediglich die üblicherweise im Handel erhältlichen elastischen Ringkammern und Dichtringe eingebaut zu werden brauchen, während die (drehbare Anordnung mit der Kokille und dem Kühlmantel nicht besonders genau zentriert zu sein braucht.

Weiterbildende Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Dichtung lassen sich aus der folgenden - Beschreibung von Ausführungsbeispielen entnehmen. Die Zeichnungen zeigen in

F i g. 1 einen schematischen Schnitt einer Schleuder- _IC gießmaschine mit sogenanntem trockenen Gehäuse, die vier paarweise an den Enden des Gehäuses angeordnete erfindungsgemäße Dichtungen aufweist,

F i g. 2 eine vergrö3erte Detaüansicht von einem der beiden Dichtungspaare, ,₅

F i g. 3 und 4 den F i g. 1 und 2 ähnliche Darstellungen einer Schleudergießmaschine mit sogenanntem nassen Gehäuse und nur zwei Dichtungen.

Das in den F i g. 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 ingeordnet 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 Flansch 10 ist eine Dichtung nach der Erfindung angeordnet, so daß die Maschine somit vier soleher Dichtungen /1, /2, /3 und /4 auf-veist. 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 12 über einen Anschluß 13 eingeführt, welcher die starre Quertrennwand des Ringbundes 7 durchsetzt und die elastisch ausgebildete Ss 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 /1 und /2 und ein weiteres Rohr 14 den Dichtungen /3 und /4 zugeordnet; es läßt sich jedoch, wie unten näher ausgeführt, ein gemeinsames Rohr 14a für die zwei Dichtungen Ji und /2 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 Querflache 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.

Jeder Dichtring 17 wird während des Umlaufs der Gießform festgehalten, beispielsweise mittels eines radialen Dorns 18, der die parallel zur Achse X-X verlaufenden, zylindrischen Wände 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 /1 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 Pfeils fl durch die andere Ringkammer 8 und verläßt die Maschine durch das andere Rohr 6.

In der Nähe jeder Dichtung /1 bis /4 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 Dichiring 17 nicht vollständig ist, so daß ein geringes Abfließen des Wassers zwischen den Reibungsflächen des Flansches 10 und dem Dichtring 17 erfolgt. Das Wasser dringt ebenfalls in die Zwischenräume zwischen der Ringkehle 11 und dem Dichtring 17 auf Grund des Gleitspiels ein. Daraus ergibt sich, daß ein gewisser hydraulischer Gesamtdruck pl 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 s 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 ΔΡ 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 id P des Drucks 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 auf Grund des geringen Gesamtdrucks pl der von dem Dichtring 17 auf den Flansch 10 ausgeübte Druck sehr genau einstellen.

Die Reduzierung dieses Drucks 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 /1 bis /4 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 auf Grund ihrer einfachen Form ebenfalls leicht erhältlich sind. Darüber hinaus 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 F i g. 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. 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 F i g. 3 und 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel, bei dem die erfindungsgemäßen Dichtungen bei einer Schleudergießmaschine mit sogenanntem nassem Gehäuse eingebaut sind. In den F i g. 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 la der Maschine den Behälter für das Wasser bildet. Das Kühlwasser läuft durch Rohre 6 zu bzw. ab, die direkt ins Innere des Gehäuses la 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 la befestigten Motor 5a angetrieben wird.

Das Gehäuse la 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 la getragen wird.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel sind nur zwei Dichtungen /1 und /2 vorhanden, die mit einem untei Druck stehenden Fluid durch ein gemeinsames Rohi 14a versorgt werden. Die Wirkungsweise ist jedoch dit gleiche wie beim ersten Ausführungsbeispiel.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Dichtung für Kokillengießmaschinen zum Schleudergießen von Metallrohren od. dgl., bei denen eine drehbare Kokille in einem Flüssigkeitsmantel im Inneren eines nicht drehbaren Gehäuses der Maschine umläuft, mit einem auf dem nicht drehbaren Gehäuse der Maschine angeordneten, in Reibungseingriff stehenden festen Dichtring, der unter regelbarem Druck gegen einen radialen, mit der umlaufenden Kokille verbundenen Flansch angedrückt ist und leichte axiale Verschiebungen parallel zur Kokillenachse aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß der parallel zur Achse der Kokille in einer Ringkehle (11) in einem nicht drehbaren Ringbund (7, 7a) am Gehäuse (1) befestigten Dichtring (17) zwischen einer am Boden der Ringkehle (U) angeordneten und über Leitungen (14, 14a) an Regeleinrichtungen (15) zur Versorgung mit ίο einem unter Druck stehenden Fluid angeschlossenen, elastischen Ringkammer (12) einerseits und dem radialen, mit der umlaufenden Kokille verbundenen Flansch (10) andererseits auf dem Flansch (10) gleitend angeordnet ist

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (17) im Betrieb mittels eines radialen Domes (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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