DE2811116A1 - Verfahren und vorrichtung zum schleudergiessen - Google Patents

Description

DIPL.-ING. H. FINK PATENTANWALT · D 7300 ESSLINGEN BEI STUTTGART · HINDENBURGSTRASSE

Polentanwalt Fl N K - D 7300 Eislingen (Neckar), Hlndenburettraße 44

9. März 1978 Z P 6450

Noble Corporation, P.O.Box 2305, Anniston, Alabama (VStA) "Verfahren und Vorrichtung zum Schleudergießen"

Beanspruchte Priorität der US-Anmeldung S.N. 778 705 vom 17. März 1977.

Es ist seit langem üblich, rohrförmige Metal!erzeugnisse unter Benutzung einer Dauerform im Schleuderverfahren zu gießen, welche eine aktive Formoberfläche von kreisförmigem Querschnitt aufweist, wobei die Form um die Längsachse der aktiven Formoberfläche gedreht wird. Schleudergießformen werden aus Metall hergestellt, das einen Schmelzpunkt hat, der von dem Schmelzpunkt des zu gießenden Metalles nicht stark unterschieden ist, und es ist deshalb erforderlich, die aktive Formoberfläche mit einem Belag aus einem Werkstoff auszukleiden, welcher die Form vor Schaden durch Berührung mit dem geschmolzenen Gießmaterial schützt, das Gußstück an der Aufnahme des Werkstoffes von der Formoberfläche hindert und dem fertigen Gußstück die Trennung von der Form ermöglicht. Ein bekanntes Verfahren zum Auskleiden von Schleudergießformen besteht darin, auf der aktiven Formoberfläche einen Brei aus einem feinpulverigen, hitzebeständigen Werkstoff aufzubringen, insbesondere Zirkon-Pulver oder Kieselerde-Pulver. Dieses Verfahren wurde für stationäre, nicht umlaufende Formen benutzt, wie sich aus der US-PS 1 662 354 (Harry M. Williams) und in Anwendung auf das Schleudergießen aus der

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US-PS 3 527 285 (Fred J. Webbere) ergibt. Wenn auch diese Verfahren eine beträchtliche Anwendung gefunden haben, so ergab die Praxis wesentliche Nachteile, insbesondere wegen der Notwendigkeit der Entlüftung zur Entfernung von während des Gießens auftretendem Wasserdampf und weil die auf der Formoberfläche aufgebrachten Schichten nicht immer gleichmäßig stark und einheitlich waren und die Gefahr bestand, daß sie von dem gegossenen geschmolzenen Metall durchdrungen wurden, wobei sich eine beträchtliche Rauhigkeit der gegossenen Oberfläche und vergrößerte Bearbeitungsschwierigkeiten wegen des Vorhandenseins von hitzebeständigen Teilchen in dem gegossenen Metall ergaben. Im Verlaufe der Anstrengungen, solche Nachteile zu vermeiden, ist vorgeschlagen worden, Kunstharz-Bindemittel und andere unedle Bestandteile zu verwenden, wie sich zum Beispiel aus der US-PS 3 056 (Koshiro Kitada) ergibt. Aber solche Beläge sind äußerst teuer und neigen bei Gießtemperaturen zum Erzeugen von Gas, so daß die Form entlüftet werden muß. Wie z. B. in der US-PS 3 110 (Donald C. Abbott) beschrieben, wurde vorgeschlagen, ein Kunstharz-Bindemittel auf die Oberfläche einer erwärmten, verhältnismäßig dicken, vorgeformten, hitzebeständigen Schicht in der Absicht aufzusprühen, das notwendige Entlüften der Herstellungsform auszuschalten. Aber im besten Falle erfordert die Praxis noch die Benutzung sowohl eines verhältnismäßig teuren hitzebeständigen Werkstoffes als auch eines verhältnismäßig teuren Kunststoffes.

Es wurde auch vorgeschlagen, nur pulverförmigen, hitzebeständigen Werkstoff zu verwenden ohne Wasser oder einen anderen flüssigen Träger und ohne zusätzliche Bindemittel, z. B. Bentonit oder Kunstharz, vor allem zum Beeinflussen der Kornstruktur des Gießmetalls. Wie in der US-PS 1 949 433 (Norman F. S. Russell et al) beschrieben, benutzen solche Verfahren ein Trägergas zum Aufbringen des pulverförmigen, hitzebeständigen Werkstoffes auf die aktive Formoberfläche unmittelbar vor dem Gießmetall und hängen von der Zentrifugalkraft zum Aufbringen einer sehr dünnen Belagschicht aus hitzebeständigem Werkstoff ab, die auf nicht mehr als 0,025 mm Dicke beschränkt ist. Solche Ver-

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fahren wurden für das Gießen einiger Erzeugnisse, z. B. Rohre, angewandt, welche keine besonders feine Außenfläche brauchen, sind aber für Erzeugnisse, z. B. Maschinenzylinderbüchsen, nicht geeignet, welche eine verhältnismäßig glatte äußere Fläche brauchen, die frei von abgeschrecktem Eisen ist. Die so gegossene Oberfläche ist üblicherweise ganz rauh, so daß ein umfangreiches Bearbeiten von Gußstücken notwendig ist, um diese mit einer glatten äußeren Oberfläche zu versehen, und die Art der dünnen Schicht eines pulverförmigen, hitzebeständigen Werkstoffes war derart, daß Teilchen des hitzebeständigen Werkstoffes durch das gegossene Erzeugnis aufgenommen wurden und das Bearbeiten äußerst nachteilig beeinflußten, indem die Bearbeitungsgeschwindigkeit erniedrigt und die Lebensdauer des Schneidwerkzeuges stark verringert wurde. Die Benutzung einer dünnen Schicht aus hitzebeständigem Werkstoff begrenzt auch die Praxis auf die Herstellung von Erzeugnissen, welche keine äußeren Vorsprünge haben, wenn nicht, wie es bei einem Rohr mit Endmuffe der Fall ist, die Vergrößerung sich nach außen kegelförmig erweitern kann und an dem tatsächlichen Ende der Form angeordnet ist. Weiterhin haben solche sehr dünnen Schichten keine thermische Isolation, die einer ausreichenden Verzögerung für die Verfestigung des geschmolzenen Eisens entspricht, wenn Eisen das zu gießende Metall ist, um die Ausbildung von Typ A Graphit zu bewirken, was ein bestimmtes Erfordernis für gegossene Erzeugnisse, z. B. Zylinderbüchsen und Lager, ist.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Verfahren ergibt sich aus den verhältnismäßig hohen Kosten des hitzebeständigen Werkstoffes und der Schwierigkeit der Wiedergewinnung dieses Werkstoffes nach dem Gießen für die Wiederbenutzung. Werkstoffe, z. B. Zirkon-Pulver, kosten je 500 g mehr als das zu gießende Metall. Wenn Zusatzwerkstoffe, z. B. Lehm, Bentonit oder Kunstharz, benutzt werden, ist das Wiedergewinnen des hitzebeständigen Werkstoffes unpraktisch. Wenn nur eine dünne Schicht gebraucht wird, wie z. B. in der US-PS 1 949 433 beschrieben ist, geht viel an hitzebeständigem Werkstoff, indem es von dem Gußstück aufgenommen wird, und auch auf andere Art einfach verloren, so daß die Wiedergewinnung höchstens schwierig und teuer ist.

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Demzufolge besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren zum Herstellen rohrförmiger Metallerzeugnisse durch Schleudergießen zu schaffen, welches eine wirksamere Schicht aus hitzebeständigem Werkstoff für die aktive Formoberfläche vorsieht, ohne die Benutzung eines flüssigen Trägers und ohne Benutzung eines Bindemittels oder anderer Zusätze, wodurch die Notwendigkeit der Entlüftung der Metallform vermieden wird.

Es soll ein solches Verfahren vorgesehen werden, bei welchem die hitzebeständige Schicht solcher Art ist, daß im wesentlichen keines der hitzebeständigen Teilchen durch das Gußstück aufgenommen wird und die so gegossene Oberfläche besonders glatt und leicht bearbeitbar ist.

Bei dem Verfahren soll die hitzebeständige Deckschicht verhältnismäßig dick sein und dem genauen Profil entsprechend geformt werden können, das für die Außenfläche des Gußstückes gewünscht wird, und nur durch den Schüttwinkel des benutzten hitzebeständigen Werkstoffes begrenzt sein, so daß z. B. quer verlaufende, ringförmige, äußere Flansche nicht durch Bearbeiten des Gußstückes oder durch Benutzung einer bearbeiteten geteilten Form hergestellt werden müssen.

Es soll außerdem ein Verfahren vorgesehen werden, bei dem der hitzebeständige Werkstoff mit hohem Wirkungsgrad rückgewonnen und für aufeinanderfolgende Gießvorgänge wiederverwendet werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, eine besonders vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.

Hierbei soll eine kombinierte Einrichtung vorgesehen werden, die hitzebeständigen Werkstoff zuführt, diesen formt und überschüssigen hitzebeständigen Werkstoff wieder entfernt.

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Bei der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens entfällt das Erfordernis für Formkerne an den Enden.

Weiterhin soll ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Schleudergießen von Erzeugnissen aus Eisenlegierungen vorgesehen werden, z. B. Zylinderbüchsenrohlinge, welche einen äußeren Flansch oder eine andere Verbreiterung haben, bei denen der Graphit in dem Gußstück durchweg vorwiegend vom AFA Typ A einschließlich mindestens dem Meisten der Dicke der äußeren Vergrößerung ist.

Entsprechend erfindungsgemäßen Ausführungsarten des Verfahrens wird eine Menge feinkörniger, frei fließender, hitzebeständiger Werkstoff, der einen Schmelzpunkt höher als die Temperatur des geschmolzenen, zu gießenden Metalles, ein spezifisches Gewicht von mindestens 2,5 und eine solche Teilchengröße hat, daß mindestens 95 % der Teilchen kleiner als 105 Mikron sind, in eine Form eingespeist, die eine aktive Formoberfläche von kreisförmigem Querschnitt aufweist, wobei die Form gedreht wird, um- die hitzebeständigen Teilchen über die aktive Formoberfläche zu verteilen. Die sich ergebende Schicht wird dann durch Drehen der Form mit einer solchen Drehzahl verdichtet, daß die Schicht einer Zentrifugalkraft ausgesetzt wird, die, wie nachstehend definiert, gleich ist dem Erzeugen eines äquivalenten, spezifischen Gewichts von mindestens 7,5. Die Innenfläche der verdichteten Schicht wird dann durch Anstellen eines Formwerkzeuges an den Innenteil der Schicht geformt, während die Herstellungsform mit einer Mindestdrehzahl rotiert, die für das Verdichten der Schicht benutzt wurde. Das Formwerkzeug hat eine Arbeitskante, die sich längs der Herstellungsform erstreckt und die ein Profil hat, das dem gewünschten Profil der Außenfläche des zu gießenden Erzeugnisses identisch ist.

Die anfängliche Menge des pulverförmigen, hitzebeständigen Werkstoffes, der in die Herstellungsform eingebracht wird, ist größer als für die fertige hitzebeständige Schicht erforderlich ist und der überschüssige hitzebeständige Werkstoff wird von der beschichteten Herstellungsform zugleich mit dem

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Formvorgang entfernt. Die Gestalt und die Lage des Formwerkzeuges und die Menge des pulverförmingen Werkstoffes sind derart, daß der dünnste Teil der geformten hitzebeständigen Schicht (üblicherweise der Teil, der einen äußeren Flansch oder eine andere Vergrößerung des gegossenen Erzeugnisses hat) eine radiale Dicke hat, welche gleich ist mindestens der fünffachen maximalen Dicke für den vorherrschenden Teil des pulverförmigen Werkstoffes und bedeutend größer als die maximale Dicke des größten Teilchens in dem pulverförmigen Werkstoff, so daß selbst der dünnste Teil der Schicht in dem fertiggestellten Belag dem geschmolzenen Metall eine verhältnismäßig glatte Oberfläche bietet.

Wenn der hitzebeständige Belag so geformt ist, wird das zu gießende geschmolzene Metall in die Form eingebracht, während diese mit einer Drehzahl gedreht wird, die eine Zentrifugalkraft auf den Belag von mindestens dem Zehnfachen der Schwerkraft ausübt, bis das geschmolzene Metall die Innenfläche des verdichteten hitzebeständigen Belages bedeckt hat. Das gegossene Metall verfestigt sich dann. Die Form dreht sich weiter und wird, wenn erforderlich, auf übliche Weise gekühlt. Das Gußstück wird schließlich aus der Form entnommen. Die Entnahme ist begleitet begleitet durch den überwiegenden Zerfall der hitzebeständigen Schicht. Während der Entnahme des Gußstückes wird der hitzebeständige Werkstoff, z. B. mittels eines Vakuumsammlers, aufgenommen. Der aufgenommene hitzebeständige Werkstoff wird zur Beseitigung von Klumpen zerkleinert und zum Vorrat für die Wiederbenutzung in weiteren Gußvorgängen gebracht.

Besonders vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Vorrichtung haben eine Kombination aus einer Speisemulde, einem Formwerkzeug und einem Sammler für die Aufnahme von überschüssigem hitzebeständigem Werkstoff. Der Sammler erstreckt sich über die wirksame Länge der Herstellungsform und ist so angeordnet, daß das Drehen der Mulde um eine Längsachse in eine vorbestimmte Drehlage den Rand des Formwerkzeuges selbsttätig in den richtigen Abstand zu der aktiven Formoberfläche bringt.

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Damit die Art, in welcher die vorgenannten und anderen Vorteile gemäß der vorliegenden Erfindung erreicht werden, im einzelnen verstanden werden kann, werden besonders vorteilhafte Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf .die beigefügte Zeichnung beschrieben, welche einen Teil der ursprünglichen Offenbarung dieser Anmeldung bildet. Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Gußstückes, das typisch ist für durch das erfindungsgemäße Verfahren erzeugte Gußstücke;

Fig. 2 einen lotrechten Längsschnitt mit einigen Teilen in Seitenansicht einer Vorrichtung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, womit das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann;

Fig. 2A einen gegenüber Fig. 2 stark vergrößerten Teilschnitt eines Teiles einer hitzebeständigen Schicht gemäß der Erfindung;

Fig. 3 bis 3B Querschnitte der Vorrichtung mit einigen Teilen in Endansicht, im allgemeinen längs Linie 3-3 in Fig. 2 zur Darstellung des mit der Speisemulde kombinierten Formwerkzeuges in unterschiedlichen Drehlagen, wobei Fig. 3B die in Fig. 2 dargestellte Lage zeigt;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer mit dem Formwerkzeug kombinierten Mulde, die einen Teil der Vorrichtung nach Fig. 2 bildet;

Fig. 5 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach den Fig. 2 bis

4 in einer typischen Anlage;

Fig. 5A eine Draufsicht auf einen Teil der in Fig. 5 gezeigten

Vorrichtung;
Fig. 6 eine Seitenansicht der Vorrichtung zur Entnahme des Gußstückes, das in der Vorrichtung nach den Fig. 2 bis

5 hergestellt wurde, und zur Aufnahme von hitzebeständigem Werkstoff;

Fig. 7 einen Teilquerschnitt einer in der Vorrichtung nach Fig. 6 benutzten Bürste;

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Fig. 8 ein schematisches Diagramm eines Systems zum Aufbereiten von rückgewonnenem hitzebeständigem Werkstoff und

Fig. 9 eine der nach Fig. 2A entsprechende Ansicht einer hitzebeständigen Schicht entsprechend einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Durch die erfxndungsgemaßen Ausführungsarten des Verfahrens wird eine verhältnismäßig dicke Schicht geschaffen, die vollständig aus feinen hitzebeständigen Teilchen als Belag für die aktive Oberfläche einer Schleudergießform besteht, wobei die Schicht genau geformt wird (begrenzt nur durch den Schüttwinkel des benutzten pulverförmigen, hvtzebeständigen Werkstoffes) und der gewünschten Gestalt der Außenfläche des Gußstückes entspricht und wobei die geformte Oberfläche der Schicht so dicht und hart ist, daß das geschmolzene Metall während des Gießens nicht in sie eindringen kann. Die Erfindung stammt aus der Erkenntnis, daß wenn Zirkon-Pulver, das ein spezifisches Gewicht von 4,56 und eine Feinkörnigkeit hat, bei der nur ein kleiner Anteil der Teilchen länger als 74 Mikron ist, und ein vorherrschender Teil der Teilchen kleiner als 4 3 Mikron, in eine Schleudergießform ohne flüssigen Träger, Bindemittel oder andere Zusätze eingebracht wird (um auf diese Weise eine Entlüftung der Metallform zu vermeiden) und die Form zur Verteilung des hitzebeständigen Werkstoffes in dieser Form in einer verhältnismäßig dicken Schicht, welche die aktive Oberfläche der Form bedeckt, gedreht wird, eine solche Schicht allein durch die Drehung der Form verdichtet werden kann, während der eine Zentrifugalkraft entsteht, die einem äquivalenten spezifischen Gewicht für die Schicht von mindestens 7,5 (wie nachher definiert wird) entspricht, daß die verdichtete Schicht in die für das zu gießende Erzeugnis erforderliche Gestalt gebracht werden kann, daß die verdichtete Schicht einfach durch Vergrößern der Drehzahl der Form gehärtet werden kann und daß die Art des derart erzeugten Belages so ist, daß die gegossene äußere Fläche eines rohrförmigen Erzeugnisses, das durch Schleudern in der Form gegossen wird, wesentlich glatter ist als ein Erzeugnis, das gegen einen in üblicher Weise hergestellten hitzebeständigen Belag eines harzgebundenen

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Kieselerdesandes gegossen wird, und von Zirkon-Pulverteilchen im wesentlichen frei ist.

Versuche, das gleiche Ergebnis mit einem Zirkon-Sand zu erreichen, dessen Teilchengrößenverteilung so war, daß 77 % in einem Sieb mit 140 Maschen zurückgehalten wurden und deshalb größer als 105 Mikron waren, waren erfolglos. Obwohl ein stabiler Belag des Zirkon-Sandes erzeugt wurde, wenn die Form mit einer Drehzahl gedreht wurde, bei der das Neunzehnfache des Schwergewichtes an Zentrifugalkraft auf den Sand ausgeübt wurde, durchdrang das geschmolzene Metall den Belag, wenn' ein Versuch gemacht wurde, Gußeisen mit dem fünfzigfachen Schwergewicht zu gießen, und die gegossene Oberfläche enthielt einen solchen Anteil an Zirkon-Sand, daß das Gußstück unbefriedigend war.

Wird eine Form in Betracht gezogen, die einen solchen Innendurchmesser hat, daß wenn die hitzebeständige Schicht eingebracht ist, der Innendurchmesser des Belages 5,45 " (138,43 mm) beträgt, so kann die Größe der zentrifugalen Schwerkraft G, die an der aktiven Oberfläche des Belages entsteht, durch die Gleichung bestimmt werden:

(1) G = (RPM)² χ 5,45/70,400

und eine Zentrifugalkraft, die der fünfzigfachen Schwerkraft entspricht, wird erreicht, wenn die Form mit etwa 800 RPM (U/Min) gedreht wird. Wenn die gleiche Form mit einer Drehzahl von 900 RPM (U/Min) gedreht wird, so wird eine Zentrifugalkraft, die dem Zweiundsechzigfachen der Schwerkraft entspricht, auf den hitzebeständigen Werkstoff auf der aktiven Formoberfläche ausgeübt und eine Drehzahl der Form mit etwa 1138 RPM (U/Min) ergibt eine Zentrifugalkraft, welche der hundertfachen Schwerkraft entspricht.

Bei der Benutzung eines fein verteilten hitzebeständigen Werkstoffes bekannten spezifischen Gewichts kann der Werkstoff charakterisiert werden als Tiabe er ein äquivalentes spezifisches

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Gewicht, wenn er während der Drehung der Form einer Zentrifugalkraft ausgesetzt wird, wobei das äquivaleniE spezifische Gewicht durch die Gleichung bestimmt wird

(2) äquivalentes spezifisches Gewicht = tatsächliches spezifisches Gewicht χ G

und das äquivalente spezifische Gewicht von Zirkon-Pulver mit einem aktuellen spezifischen Gewicht von 4,56 beträgt deshalb 65 unter dem 14,25fachen der durch die Zentrifugalkraft erzeugten Schwerkraft.

Im allgemeinen hat das Verfahren Erfolg, weil der entsprechend dem Verfahren hergestellte hitzebeständige Belag aus sehr kleinen Teilchen besteht und die Teilchen in dem Belag so dicht gepackt sind, daß die Zwischenräume an der Oberfläche des Belages zu klein sind, um ein Eindringen des geschmolzenen Metalls zu ermöglichen. Dieses Ergebnis kann erreicht werden solange der hitzebeständige Werkstoff ein aktuelles spezifisches Gewicht von mindestens 2,25 hat, nicht schmilzt oder sich bei Temperaturen zersetzt, die nahe der Temperatur des zu gießenden geschmolzenen Metalls liegen, und so fein ist, daß mindestens 95 % der Teilchen kleiner als 105 Mikron sind. Weiterhin wird bei der Herstellung des Belages auf der aktiven Oberfläche der Form diese mit einer solchen Drehzahl gedreht, daß das äquivalente spezifische Gewicht (bestimmt durch Gleichung 2) des hitzebeständigen Werkstoffes mindestens 7,5 zu der Zeit beträgt, in der der Belag aus hitzebeständigem Werkstoff geformt wird. Eine Zentrifugalkraft, die einem äquivalenten spezifischen Gewicht von 7,5 entspricht, verursacht ein solch dichtes Zusammenpacken der kleinen Teilchen, daß der Belag sein maximales Schüttgewicht hat. Eine Vergrößerung der Drehzahl der Form, nachdem der Belag verdichtet wurde, vergrößert die Härte des hitzebeständigen Belags, aber macht diesen Belag nicht dichter oder ändert seine Abmessungen.

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Das Verfahren wird am besten unter Verwendung von Zirkon-Pulver durchgeführt, z. B. fein gemahlener Zirkon-Sand, der hauptsächlich aus Zirkon-Silikat (CrSiO.) besteht, der ein tatsächliches spezifisches Gewicht von 4,56 und eine solche Teilchengröße hat, daß mehr als 75 % der Teilchen kleiner als 43 Mikron sind, wobei der Belag durch Drehen der Form mit einer Drehzahl eingebracht wird, die eine Zentrifugalkraft von mindestens dem Neunzehnfachen der Schwerkraft für das Formen dieses Belages vorsieht, wonach die Drehzahl derart erhöht wird, daß für das Gießen mindestens das Vierzigfache der Schwerkraft erreicht wird, wobei eine solche Steigerung zu einem Härten des verdichteten und geformten Belags führt. Bei der Benutzung von Kieselerdemehl mit einem spezifischen Gewicht von 2,6 und im wesentlichen der gleichen Teilchengrößeverteilung werden beste Ergebnisse erreicht, wenn die Form mit einer Drehzahl gedreht wird, die eine Zentrifugalkraft von mindestens dem Dreiunddreißigfachen der Schwerkraft für die Verdichtung des Belages vor dessen Formen entspricht. Bei der Verwendung von Magnesit (totgebranntem Magnesiumoxyd) mit einem spezifischen Gewicht von 3,5 und mit einer Teilchengröße von weniger als 74 Mikron wurden beste Ergebnisse erzielt, wenn die Zentrifugalkraft für das Verdichten das Vierundzwanzigfache der Schwerkraft betrug.

Die Erfindung ist von besonderem Vorteil beim Schleudergießen von rohrförmigen Erzeugnissen, von denen die Außenfläche mindestens einen transversalen ringförmigen Teil mit einem Durchmesser hat, der von dem des Hauptkörpers des Erzeugnisses verschieden ist. Der übliche Rohling einer Büchse für eine Verbrennungskraftmaschine nach Fig. 1 ist typisch für solche Erzeugnisse und hat einen geraden zylindrischen, rohrförmigen Hauptkörper B, der eine nach außen gerichtete Erweiterung F aufweist, aus der der übliche Endflansch herausgearbeitet wird. Ein Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß es die Anordnung von verhältnismäßig dicken Belagschichten des pulverförmigen, hitzebeständigen Werkstoffes erlaubt und daß solche Beläge derart geformt werden können, daß sie genau der gewünschten Gestalt des gegossenen Artikels entsprechen, nur begrenzt durch den Schüttwinkel des

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verwendeten pulverförmiger hitzebeständigen Werkstoffs. Deshalb ist, wie später im einzelnen in Verbindung mit Gußzylinderbüchsenrohlingen, wie in Fig. 1 dargestellt, noch beschrieben wird, der hitzebeständige Belag dicker als die radiale Höhe der Erweiterung F. Diese Abmessung ist typischerweise 3,55 mm und wird mittels eines länglichen Formwerkzeuges geformt, das ein solches Längsprofil hat, daß es in dem hitzebeständxgen Belag eine quer verlaufende Ringnut einformt, welche der Gestalt der Erweiterung F entspricht. Die Dicke der Schicht an dem Boden der Nut wird so dünn wie möglich ausgebildet, angepaßt der Erreichung der gewünschten Dichte und der Oberflächenglätte der Schicht und der Erreichung einer ausreichenden thermischen Isolation zum Beeinflussen dor Kornstruktur des Gußstückes. Deshalb ist die Dicke des Belages am Boden der Nut, welches der dünnste Teil des Belages ist, gleich mindestens dem Fünffachen der maximalen Abmessung des vorherrschenden Teilchens des pulverförmigen hitzebeständigen Werkstoffes (mindestens 5 χ 43 = 215 Mikron für Beläge aus dem bevorzugten Zirkon-Pulver) und auf alle Fälle bedeutend größer als die maximale Abmessung des größten Teilchens in dem pulverförmigen hitzebeständigen Werkstoff. Die Fig. 2A ist typisch für einen Zylinderbüchsenrohling, der einen Außendurchmesser von 138,43 mm an der Flanscherweiterung F und von 131,32 mm über den rohrförmigen Hauptkörper B hat. Über den größten Teil seiner Länge hat der hitzebeständige Belag eine radiale Dicke X von 3,94 mm und am Boden der Nut hat der Belag eine radiale Dicke von 0,381 mm. Es wird darauf hingewiesen, daß 0,381 mm etwa 8,8-fach so groß ist, wie die 43 Mikron betragende ungefähre Größe von 75 % des benutzten Zirkon-Pulvers.

Bei Verwendung eines Belages, wie er in Fig. 2A dargestellt und entsprechend der Erfindung geformt ist, ist Gußeisen, das gegen den dickeren Hauptteil des hitzebeständxgen Werkstoffes gegossen wird, vorwiegend charakterisiert durch den AFA Typ A Graphit an der Innenfläche und über die Dicke des Stückes

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und Gußeisen, das in die von dem Belag geformte Nut gegossen wird, wird vorwiegend charakterisiert durch den AFA Typ A Graphit an der Innenfläche und über den meisten Teil der Dicke der Erweiterung. Dies tritt auf, weil der dünnere Belag, der den meisten Teil der Nut bestimmt, nicht so viel thermische Isolation bietet wie der dickere Hauptteil des Belages. Zusätzliche Wärme wird fortlaufend von dem besser isolierten metallischen Hauptteil zu dem Metall in der Nut geleitet und der schnellere Wärmeübergang durch den dünneren Belagteil an dem Boden der Nut führt deshalb nicht zu einem solch schnellen Erkalten des Metalls in der Nut, daß die Bildung von Typ A Graphit verhindert wäre. Das Phänomen wird noch dadurch verstärkt, daß das Metall der Form an dem dünneren Teil des hitzebeständigen Belags bedeutend mehr Wärme erhält als der übrige Teil der Form und der Temperaturunterschied (und deshalb die Größe des Wärmeverlustes des geschmolzenen Metalls oder der Abkühlungseffekt) abgeschwächt ist. Die Aufrechterhaltung der Formtemperatur zwischen 150° C und 260° C hilft auch zur Verringerung des Abkühlungseffektes der Form, überraschenderweise ist eine Formung des hitzebeständigen Belags nach der Verdichtung des Belags leicht herstellbar und die Belagform besteht dann in einer genauen Dimension und Gestalt (begrenzt nur durch den Schüttwinkel des pulverförmigen hitzebeständigen Werkstoffs) während des Gußvorganges, solange wie die Drehzahl der Form aufrechterhalten wird, über die Zeitspanne zwischen der Formung des Belages und der Einbringung des geschmolzenen Gießmetalls.

Um den Belag zu formen, wird eine Menge an feinkörnigem Werkstoff in beträchtlichem Übermaß gegenüber der tatsächlich erforderlichen Menge für den Belag in die Herstellungsform eingeführt, wobei die Herstellungsform stillsteht oder sich mit beliebiger Drehzahl dreht. Die gesamte Menge des pulverförmigen Werkstoffes wird mittels der Zentrifugalkraft über die aktive Formoberfläche verteilt und bildet einen gleichmäßigen Belag, dessen Dicke bedeutend größer als die für den Belag gewünschte Dicke ist. Die Formdrehzahl wird zur Verdichtung des Belages erhöht. Die innere Fläche des Belags wird dann geformt, wobei der Formvorgang

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die Dicke des Belages zu der gewünschten genauen Abmessung verringert und der überschüssige hitzebeständige Werkstoff wird zugleich mit dem Formvorgang wiedergewonnen. Wenn kein Überschuß an hitzebeständigem Werkstoff benutzt wird, kann der durch die Zentrifugalkraft aufgebrachte Belag nicht geformt werden und weiterhin ist es schwierig, eine gleichmäßig glatte Oberfläche auf dem fertigen Belag zu erreichen. Bei dem durch die Zentrifugalkraft aufgebrachten Belag besteht eine Tendenz dahin, daß die innere Oberfläche leicht wellig wird und eine flache Hügel-und Talausbildung entsteht, die sich ringsum erstreckt.

Die nach innen vorstehenden "Hügel" können mit einem geraden, randformenden Werkzeug leicht entfernt werden, aber wenn dies ausgeführt wurde, so ist der innere Durchmesser des Belages zu groß, wenn nur die für den Belag erforderliche Menge an feinkörnigem hitzebeständigem Werkstoff eingebracht wurde.

Die Formung des ursprünglich eingebrachten hitzebeständigen Belages kann fertiggestellt werden während die Form sich mit der Drehzahl dreht, die für die Verdichtung benutzt wurde. Eine Verhärtung des geformten Belages tritt als Ergebnis einer Vergrößerung der Formdrehzahl für das Gießen auf, wenn die Verdichtungsdrehzahl kleiner als die Gießdrehzahl ist. Bei der Benutzung von Zirkon-Pulver, in dem die meisten der Teilchen kleiner als 43 Mikron sind, werden ausgezeichnete Ergebnisse erzielt, wenn der Formvorgang durchgeführt ist während die Gießform mit einer Drehzahl angetrieben wird, bei der die Zentrifugalkraft dem Zwanzigfachen der Schwerkraft entspricht. Der geformte Belag behält dann seine genau geformte Gestalt und seine Abmessungen (wieder nur begrenzt durch den Schüttwinkel des Zirkon-Pulvers) selbst wenn nach dem Formvorgang die Drehzahl der Gießform drastisch erhöht wird, um zum Beispiel das Fünfzigbis Hundertfache der Schwerkraft an Zentrifugalkraft für den tatsächlichen Gießvorgang vorzusehen.

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Ein besonderer Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß Fertigbearbeitungszeit und Kosten im Vergleich zu früheren Fertigbearbeitungsverfahren, bei denen Kieselerdesand und Kunstharzbindemittel zur Stabilisierung des hitzebeständigen Belages verwendet wurden, bedeutend verringert sind. Auf der einen Seite kann die gegossene äußere Fläche von Erzeugnissen, die entsprechend der Erfindung hergestellt wurden, glatter und den Endabmessungen näher liegen, so daß weniger Bearbeitung erforderlich ist. Auf der anderen Seite wird das Einbrennen oder Ankleben der hitzebeständigen Teilchen praktisch vermieden, so daß das Erzeugnis schneller fertigbearbeitet werden kann und eine wesentlich längere Lebensdauer des Schneidwerkzeuges als seither erreicht wird.

Ein anderer Vorteil besteht darin, daß, da kein Bindemittel oder andere Zusätze benutzt werden müssen, der hitzebeständige Werkstoff wiederverwertet werden kann, wenn das gegossene Erzeugnis aus der Form entfernt ist, und nach dem Sieben zum Entfernen von Klumpen wird der Werkstoff zur Durchführung des Verfahrens wiederbenutzt. Wenn Zirkon-Mehl als hitzebeständiger Werkstoff benutzt wird, so werden hohe Rückgewinnungsraten erreicht und eine leichte Wiederaufnahme des Werkstoffes nach dem Gießen ergibt sich durch die Benutzung einer Saugeinrichtung. Das Verfahren ist deshalb wegen der Einsparungen an verhältnismäßig teurem hitzebeständigem Werkstoff besonders wirtschaftlich.

Das Verfahren ist im allgemeinen für das Schleudergießen von Metallen anwendbar und kann insbesondere benutzt werden für das Gießen von Grauguß, Stahlgußlegierungen, Temperguß, Stahl, Bronze, Messing und Aluminium.

Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung:

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Beispiel 1

Zylinderbüchsenrohlinge, welche die in Fig. 1 dargestellte Gestalt haben, werden durch Schleudergießen aus Grauguß unter Benutzung der Vorrichtung hergestellt, die im wesentlichen in den Fig. 2 bis 4 dargestellt ist und später beschrieben wird. Die Einheit aus Mulde und Formwerkzeug wurde mit einer Menge an Zirkon-Mehl versehen, die dem 1 1/2-fachen entspricht, die für den hitzebeständigen Belag erforderlich war. Das benutzte Zirkon-Pulver hatte ein spezifisches Gewicht von 4,56 und die folgende Verteilung der Teilchengröße:

2CXD Maschen der US-Sieb-Serien (größer als 74 Mikron) 2,5 %

325 Maschen (43 bis 74 Mikron) 11,0 %

400 Maschen (38 bis 43 Mikron) 6,7 %

unter 400 Maschen (kleiner als 38 Mikron) 78,9 %

Die Schleudergießform war gänzlich unbelüftet und hatte einen solchen - nominalen inneren Durchmesser, daß bei einer Dicke von 3,94 mm des Hauptteiles des fertigen hitzebeständigen Belags der fertige Belag dementsprechend einen inneren Durchmesser von 138,5 mm hat. Die Einheit aus Mulde und Formwerkzeug wurde in die Form in die in Fig. 3 dargestellte Lage eingeführt und dann wie dargestellt entgegen der Drehrichtung des Uhrzeigers zum Entladen des Zirkon-Pulvers in die in Fig. 3A dargestellte Lage gedreht. Die Form wurde dabei noch nicht gedreht. Die Form wurde dann mit einer Drehzahl von 500 U/Min in Gegenrichtung des Uhrzeigers, wie in den Fig. 3 bis 3B dargestellt, gedreht, um die gesamte Menge des hitzebeständigen Werkstoffes gleichmäßig über die ganze innere Fläche der Form zu verteilen. Der Belag wurde dem 19,35-fachen der Schwerkraft als Ergebnis der bei einer Drehzahl von 500 U/Min ausgeübten Zentrifugalkraft ausgesetzt. Zugleich wurde die Einheit aus Mulde und Formwerkzeug in Drehrichtung des Uhrzeigers, wie dargestellt, gedreht, um den Rand des Formwerkzeuges in seine in Fig. 3B dargestellte aktive Lage zu bringen. Mit dem Rand des Formwerkzeuges in

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dieser Lage und mit dem blattförmigen Körper des Werkzeuges, der sich im wesentlichen achsparallel zur Form erstreckte, entfernte das Formwerkzeug den überschüssigen hitzebeständigen Werkstoff und dieser Werkstoff wurde durch die Form des Werkzeuges zurück in die Mulde gebracht. Die Einheit aus Mulde und Formwerkzeug wurde in der in Fig. 3B dargestellten Lage ein paar Sekunden lang gehalten, um sicher zu sein, daß der ganze überschüssige hitzebeständige Werkstoff wieder aufgenommen wurde, und wurde dann in Drehrichtung des Uhrzeigers, wie dargestellt, in ihre in Fig. 3 gezeigte Ausgangslage zurückgedreht. Die Einheit aus Mulde und Formwerkzeug wurde dann in Achsrichtung aus der Form entfernt, wobei der aufgenommene überschüssige hitzebeständige Werkstoff in der Mulde für die Benutzung während des nächsten Gießvorganges verblieb.

Keine Zusätze oder Trägerwerkstoffe wurden gebraucht. Das Formwerkzeug grub Nuten in den Zirkon-Pulver-Belag, wobei jede Nut den Erweiterungen F für zwei endseitig aneinanderliegende Büchsenrohlinge entsprach. Die Dicke des Belags an den Böden dieser Nuten betrugen jeweils etwa 0,38 mm und die Dicke des Hauptkörpers der Schicht ergab sich so zu etwa 3,94 mm. Die verflossene Zeit von dem Einbringen des Zirkon-Pulvers in die Form bis zum Zurückziehen der Einheit aus Mulde und Formwerkzeug aus der Form betrug eine Minute. Die Drehzahl der Form, wobei der geformte Zirkon-Pulver-Belag an seiner Stelle blieb, wurde auf 800 U/Min erhöht und geschmolzenes Gußeisen wurde unter Benutzung eines rechtwinkligen Gießschuhes in üblicher Weise eingebracht, wobei die Form weiter drehte, bis das Gußstück abgekühlt und verfestigt war. Die chemische Zusammensetzung des benutzten Eisens betrug:

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Bestandteil Gewicht sproz ent

Kohlenstoff 2,94

Silizium 2,41

Chrom - 0,46

Nickel 0,30

Kupfer 1,04

Molybdän O,37

Die Form wurde dann angehalten, der Gießschuh entfernt, ein Endring von der Form entfernt und das Gußstück dann axial herausgezogen. Während dieses Herausziehens wurde der Zirkon-Pulver-Belag zerstört und das Zirkon-Pulver wurde für die Wiederbenutzung aufgenommen. Bei der überprüfung des Gußstückes stellte sich heraus, daß die gegossene äußere Fläche sauber und glatt und frei von Zirkon-PuIverteilchen war. Die äußeren Abmessungen lagen innerhalb einer Toleranz von - 0,2 54 mm. Die Fertigbearbeitung wurde mit wesentlich geringerem Werkzeugverschleiß und geringerer Bearbeitungszeit durchgeführt als für den gleichen Teil, der in einer Form gegossen wurde, in welcher der hitzebeständige Belag aus einer wasserhaltigen Paste aus Kieselerdesand oder aus einer Kieselerdesand-Harz-Zusammensetzung gebildet wurde. Die Graphitstruktur war vorherrschend vom AFA Typ A über die gesamte Wanddicke des Hauptteiles des Erzeugnisses und war vom AFA Typ A an der Innenfläche und auf mehr als der Hälfte der radialen Dicke der Erweiterung des Endflansches.

Das Gußstück wurde aus der Form mit Hilfe eines Gabelstaplers entfernt. Ein Stück gereinigten Wellblechs wurde auf den Boden unterhalb des Endes der Form, aus welcher das Gußstück entnommen wurde, gelegt und der hitzebeständige Werkstoff, der nicht frei herabfiel, wurde mittels einer Drahtbürste von Hand von dem Gußstück entfernt. Der auf dem Wellblech gesammelte hitzebeständige Werkstoff wurde durch ein Sieb in einen Aufnahmebehälter geschüttet und wurde mit frischem Aufbereitungswerkstoff zur Bildung des Belages für einen anderen Gußvorgang erfolgreich wiederbenutzt. __„

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Beispiel 2

Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde wiederholt, aber mit Silizium-Pulver anstelle von Zirkon-Pulver, wie beim 1. Ausführungsbeispiel. Keine Trägerflüssigkeit oder Zusätze wurden benutzt. Das Silizium-Pulver hatte ein spezifisches Gewicht von 2,6 und die folgende Teilchengrößeverteilung.

200 Maschen (über 74 Mikron) 1,1 %

270 Maschen (43 bis 74 Mikron) 2,0 %

unterhalb 32 5 Maschen (kleiner als 43 Mikron) 9 6,0 %

Die gegossene äußere Fläche des Gußstückes ergab sich als sehr rauh und sie wurde als so rauh beurteilt, daß sie einer übermäßigen Fertigbearbeitung bedurfte und sich ein weiterer Verlust ergeben hätte, weil dies für die Kompensation der geringen Abmessungsgenauigkeit des Gußstückes nötig gewesen wäre.

Beispiel 3

Das Verfahren nach Beispiel 2 wurde wiederholt mit Ausnahme, daß die Drehzahl der Form von 800 U/Min (das Fünfzigfache der Schwerkraft) auf 1180 U/Min (das 107,7-fache der Schwerkraft) erhöht wurde, die ein 280-faches äquivalentes spezifisches Gewicht ergab. Die gegossene äußere Fläche des Gußstückes hatte eine Glätte, die der nahe kam, welche mit einem üblichen Belag aus Kieselerdesand mit einem Harzbindemittel erreicht wurde.

Beispiel 4

Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde wiederholt mit Ausnahme, daß Magnesium-Oxyd, das handelsüblich als totgebrannter Magnesit verkauft wird, anstelle von Zirkon-Pulver verwendet wurde, wiederum ohne Trägerflüssigkeit oder Zusätze. Das Magnesium-Oxyd hatte ein spezifisches Gewicht von 3,58 und alle Teilchen waren kleiner als 74 Mikron. Es wurde gefunden, daß das Gußstück eine Außenfläche hatte, die zu rauh für die gewünschte minimale Endbearbeitung war.

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Beispiel 5

Das Verfahren nach Beispiel 4 wurde wiederholt mit Ausnahme, daß die Drehzahl der Form von 800 U/Min (das Fünfzigfache der Schwerkraft) auf 1015 U/Min (das Achtzigfache der Schwerkraft) erhöht wurde, so daß das äquivalente spezifische Gewicht 28 6 betrug. Das Gußstück hatte eine gegossene Außenfläche, mit einer Glätte und einer Abmessungsgenauigkeit, die der nahekam, die mit einem üblicherweise hergestellten Belag aus Kieselerdesand und Harzbindemittel erreicht wurde.

Beispiel 6

Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde wiederholt mit Ausnahme, daß Mullit-Pulver (gebranntes Cyanit) anstelle von Zirkon-Mehl verwendet wurde, wieder in der getrockneten, gekörnten Form ohne Bindemittel oder Zusätze. Das Mullit-Pulver hatte ein spezifisches Gewicht von 3,0 und die folgende Teilchengrößenverteilung

200 Maschen (größer als 74 Mikron) 1 %

270 Maschen (43 bis 74 Mikron) 2 %

unterhalb von 325 Maschen (kleiner als 43 Mikron)96 %

Das erhaltene Gußstück hatte eine sehr rauhe Gußaußenfläche und würde eine übermäßige Endbearbeitung erfordern.

Beispiel 7

Das Verfahren nach Beispiel 6 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß die Drehzahl der Form von 800 U/Min (das Fünfzigfache der Schwerkraft) auf 1100 U/Min (das 95-fache der Schwerkraft) erhöht wurde, wodurch ein effektives spezifisches Gewicht für den hitzebeständxgen Belag von 282 entstand. Das hergestellte Gußstück hatte eine äußere Oberflächenglätte, die der nahekam, welche mit einem üblichen Kieselerdesand und Harzbindemittel-Belag erreicht wurde.

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Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Fig. 2 bis 8 hat eine Schleudergießform, die allgemein mit 1 bezeichnet wird (Fig. 2 und 5), eine Einrichtung 2 zum Lagern und Drehen der Form (Fig. 5), eine allgemein mit 3 bezeichnete Einrichtung zur Einspeisung des hitzebeständigen Werkstoffes in die Form (Fig. 5). Die Speiseeinrichtung 3 (Fig. 5) hat eine Einheit 4 aus einer Mulde und einem Formwerkzeug (Fig. 2, 4 und 5) , die außerdem zum Rückgewinnen von überschüssigem hitzebeständigem Werkstoff zu der Zeit dient, in der der hitzebeständige Belag hergestellt wird, sowie eine Kombination 5 aus einem Gußstückauszieher und einer Rückgewinnungseinrichtung für hitzebeständigen Werkstoff (Fig. 6). Ebenfalls verwendet, aber nicht dargestellt, ist jede geeignete übliche Einrichtung für die Zuführung des geschmolzenen Gießmetalls zu der Form, insbesondere eines Gießschuhes, der an dem Ende der Form, aus dem die Gußstücke ausgezogen werden, in Gießlage gebracht werden kann.

Der Körper der Form 1 besteht aus einem dickwandigen Rohr 6, das zwei in axialem Abstand und quer angeordnete, nach außen offenen Ringnuten 7 für den Angriff der üblichen Stütz- und Treibrollen 8 hat (Fig. 5). Der Körper der Form 1 hat eine gerade zylindrische Innenfläche 9, welche die aktive Oberfläche der Form ist. An einem Ende hat der Körper der Form 1 eine Ausnehmung zur Aufnahme einer ringförmigen Endscheibe 10, die mittels Bolzen 11 mit ihrem inneren Umfang 12 konzentrisch zu der Längsachse der Fläche 9 befestigt ist. Der Endrxng hat einen rohrförmigen Vorsprung 13, der von der Fläche 9 umgeben ist. Die Innenfläche des VorSprunges 13 hat quer angeordnete ringförmige Stufen, deren vordere Ränder 14 alle auf einer konischen Fläche liegen, welche in Richtung zur Außenseite

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der Form im Durchmesser und um einen Winkel a gegenüber der Längsachse der Fläche 9 abnimmt, der kleiner als der Schüttwinkel des teilchenförmigen, hitzebeständigen Werkstoffes ist, der für den Formbelag benutzt wird. An seinem gegenüberliegenden Ende ist der Körper der Form 1 mit einem zweiten Endring 15 versehen, der eine gestufte Innenfläche hat, die zu der des Ringes 10 komplementär ist. Die Stufen des Ringes 15 stellen quer liegende kreisförmige Ränder 16 dar, die alle auf einer konischen Fläche liegen, deren Durchmesser nach außen und gegenüber der Längsachse der Fläche 9 um den gleichen Winkel wie beim Endring 10 abnimmt. Die Außenfläche des Ringes 15 hat einen nach innen im Durchmesser abnehmenden kegelstumpfförmigen Teil 17, der von einem ihm angepaßten Flächenteil 18 des Körpers der Form 1 umgeben ist. Der Körper der Form 1 hat einen axial sich erstreckenden rohrförmigen Vorsprung 19, der eine Anzahl radialer Bohrungen hat, von denen jede einen aus einer Anzahl von Mitnehmern 20 aufnimmt, die so bemessen sind, daß sie den Endring 15 in die in Fig. 2 dargestellte Sitzlage zwingen. Der kreisförmige Innenumfang 21 des Ringes 15 ist konzentrisch zu der Längsmittelachse der Fläche 9.

Vier Rollen 8, paarweise in gegenseitigem Abstand angeordnet, dienen zur Lagerung der Form 1 und sind auf Wellen 22 drehfest angeordnet (Fig. 5), die in auf einem stationären Rahmen 24 angebrachten Lagern 23 gelagert sind. Die Wellen 22 sind durch einen Gleichstrommotor 25 über einen üblichen Keilriementrieb 26 antreibbar.

Die Einheit 4 aus Mulde und Formwerkzeug, welche einen Teil der Speiseeinrichtung 3 für den hitzebeständigen Werkstoff bildet, hat eine solche Größe, daß sie einen wesentlichen Teil des freien Raumes innerhalb der Form einnimmt, und muß deshalb vor dem Einbringen des geschmolzenen Gießmetalles vollständig entfernt werden. Demzufolge ist die Einheit 4 aus der Mulde und dem Formwerkzeug auf einem Wagen 27 angebracht (Fig. 5),

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der auf Schienen 28 verfahrbar ist, die so angeordnet sind, daß der Wagen für das Einfahren der Einheit 4 in Achsrichtung der Form 1 in Fig. 5 gesehen nach rechts verfahrbar ist und dann in Gegenrichtung zum vollständigen Ausziehen der Einheit 4, wenn der hitzebeständige Belag auf der aktiven Fläche 9 der Form 1 angebracht und in die gewünschte Gestalt gebracht ist.

Wie sich am besten aus Fig. 4 ergibt, hat die Einheit 4 eine längliche Mulde 29 von im wesentlichen U-förmigem Querschnitt. Feste, quer verlaufende Trennwände 30, 3 1 sind innerhalb der Mulde befestigt und in einem Abstand angebracht, der geringfügig kleiner als der Abstand zwischen den hinteren Enden der Ringe 10 und 15 ist (Fig. 2)„ Mit den Trennwänden 30 und 31 beginnend, ist die Mulde mit kegelförmigen Endteilen 29a bzw. 29b versehen. Der Kegelwinkel und die Querabmessungen der Endteile sind so ausgebildet, daß die kegelförmigen Endteile nicht mit dem hitzebeständigen Werkstoff in Berührung kommen, welcher auf den Endringen 10-und 15 liegt« Zusätzliche Trennwände 32,

33 sind an den jeweiligen Enden der Mulde angebracht. Lagerzapfen 34, 35 sind an den jeweiligen Enden der Mulde vorgesehen. Die inneren Teile der Lagerzapfen gehen durch öffnungen in den jeweiligen Trennwänden 30, 31 bzw. 32, 33 hindurch und sind

z. B. durch Schweißen mit den Trennwänden fest verbunden. Die Lagerzapfen 34 und 35 sind koaxial und so angeordnet, daß sie eine außerhalb der Mitte liegende Drehachse für die Mulde bilden, wie später beschrieben wird. Der Lagerzapfen 34 ist beträchtlich verlängert, damit er mittels zweier Lager 36 und 37 gelagert werden kann, und reicht noch über das Lager 37 hinaus (Fig. 5). Ein Zahnrad 38 ist auf dem überstehenden Ende des Lagerzapfens

34 befestigt und kämmt mit einem Antriebsritzel 39, das an der Antriebswelle eines Hydraulikmotors 40 befestigt ist, der durch eine Pumpe 41 antreibbar ist. Die gesamte Einrichtung ist in geeigneter Weise auf dem Wagen 27 angeordnet.

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Ein kegelförmiger Gleitlagerteil 42 (Fig. 5) ist auf dem Ende des Lagerzapfens 35 befestigt und wirkt mit einem entsprechenden stationären Gleitlagerteil 43 zusammen, der von einem Bock 44 getragen wird. Der Bock 44 hat eine Grundplatte 45, die in einer waagerechten Keilnut 46 gleitbar gelagert ist, welche sich im rechten Winkel zur Längsachse der Form 1 erstreckt, so daß bei der Bewegung des Bockes 44 längs der Keilnut 46 der stationäre Lagerteil 43 zwischen der in Fig. 5 dargestellten aktiven Lage, in v/elcher die Lagerteile 42, 43 koaxial sind, und einer inaktiven Lage bewegt werdem kann, in welcher der Bock 44 seitlich zur Form 1 verschoben ist, so daß das Gußstück frei herausgezogen und der nicht dargestellte Gießschuh in seine Gießlage gebracht werden kann. Ein druckmittelbetätigter, geradlinig arbeitender Arbeitszylinder 47 ist zum Bewegen des Bockes zwischen seiner aktiven und inaktiven Lage vorgesehen.

Die Einheit 4 wird durch eine längliche Formklinge 48 vervollständigt, die sich einem länglichen Rand 49 der Wand der Mulde 29 entlang erstreckt und daran befestigt ist. Der Hauptkörper 50 der Formklinge 48 erstreckt sich über den vollen Abstand zwischen den Trennwänden 30 und 31. Wenn während des Schleudergießvorganges ein rohrförmiger Rohling für sechs Zylinderbüchsenrohlinge der Ausbildung nach Fig. 1 hergestellt werden soll und Flanschende an Flanschende liegt, weist der aktive Rand der Formklinge 48 drei identische Vorsprünge 51 auf, von denen jeder ein Profil hat, wie es am besten in Fig. 2 dargestellt ist, welches identisch dem Profil ist, das sich aus zwei Erweiterungen F ergibt, die Ende an Ende aneinanderliegen. Das Reststück des aktiven Randes des Hauptkörpers der Formklinge 48 hat einen einfachen geraden Rand und verläuft parallel zu der durch die Lagerzapfen 34 und 3 5 und deren Lager bestimmten Drehachse. Jenseits der Trennwand 30 setzt sich die Formklinge 48 in einem geradwandigen Klingenteil 52 fort, der an einem Ende mit dem benachbarten Ende des Körpers 50 und am anderen

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Ende mit dem Lagerzapfen 34 verbunden ist. Jenseits der Trennwand 31 setzt sich die Formklinge 48 in gleicher Weise als ein geradrandiger Klingenteil 53 fort.

Wie sich aus Fig. 3 ergibt, kann der Querschnitt der Mulde

2 9 im wesentlichen kreisförmig sein, wobei die offene Seite der Mulde durch eine Ebene definiert ist, welche eine Sehne zu dem Kreisquerschnitt ist» Der Hauptkörper 50 der Formklinge 48 kann dann flach sein und sich in einer Ebene erstrecken, welche im wesentlichen tangential zum Kreisquerschnitt ist, wobei die Berührungsstelle der Tangente im wesentlichen an einem Rand der öffnung der Mulde ist. Der Körper 50 kann in geeigneter Weise an der Mulde 29 befestigt sein, z. B. durch eine äußere Verbindungslasche 54 und durch Schrauben 55. Wenn in Betracht gezogen wird, daß die Mulde 29 in Fig. 3 in ihrer aufrechten Lage dargestellt ist, wobei der kreisförmige Querschnitt konzentrisch mit der längs sich erstreckenden Mittelachse der Formfläche 9 ist, welche Mittelachse die Drehachse der Form bildet, ergibt sich, daß die gemeinsame Achse der Lagerzapfen 34, 35 in einer Linie abgesetzt ist, die unter einem Winkel von 45° nach unten links gegenüber der Drehachse der Form, wie dargestellt, geneigt ist. Die Mulde ist deshalb gegenüber der zylindrischen aktiven Formoberfläche exzentrisch, aber das Ausmaß der Exzentrizität ist derart, daß der äußere Rand der Formklinge 48 die Fläche 9 abräumt, wenn die Einheit 4 entgegen der Drehrichtung des Uhrzeigers aus der in Fig.

3 in die in Fig. 3A gezeigte Lage gedreht wird.

Da die Einheit 4 gegenüber der Formfläche 9 exzentrisch ist, ist eine Drehlage für die Einheit 4 vorhanden, in welcher der Rand der Formklinge 48 an der Stelle seiner größten Annäherung an die Formfläche 9 ist., Das ist die in Fig. 3B dargestellte Lage. Die Annäherung der Formklinge 48 bestimmt die Dicke des fertiggestellten hitzebeständigen Belages und hängt deshalb von dem für das Gußstück gewünschten Außendurchmesser ab.

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Damit die Lage der Formklinge 48 gegenüber der Form 1 genau bestimmt werden kann, ist die waagerechte Querlage des Wagens 27 festgelegt. Die Lager 36 und 37 sind in einer Keilnut 56 zur horizontalen Querverstellung mittels einer Schraube 57 gelagert (Fig. 5), wobei die lotrechte Lage der Lager 36 und 37 durch Einlegen dünner Bleche 58 einstellbar ist, und eine nicht dargestellte übliche Einrichtung ist zum Feineinstellen des Bockes 44 längs seiner Keilnut 46 vorgesehen, um die Lage des Gleitlagerteiles 43 waagerecht einzustellen. Eine lotrechte Einstellung des Gleitlagerteils 43 wird durch Einlegen dünner Bleche 59 erreicht. Da wegen des Radspieles und anderer Umstände die Schienen den Wagen 27 nicht in einer genau waagerechten Querlage halten, wird deshalb zur Erreichung einer genau waagerechten Grundeinstellung für den Wagen 27 und demzufolge für den Lagerzapfen 34 der Wagen mit zwei nach vorne vorstehenden Lagesicherungskörpern 60 (Fig. 5 und 5A) versehen, von denen jeder an einer anderen Seite des Wagens angeordnet ist und von denen jeder eine Außenfläche hat, welche nach vorne und gegenüber der Längsmittellinie des Wagens geneigt ist. Der stationäre Rahmen der Einrichtung 2 zum Lagern und Drehen ist mit zwei Lagesicherungsbalken 61 versehen, welche gegenüber dem auf den Schienen 28 angeordneten Wagen 27 vorstehen und in einem solchen seitlichen Abstand angeordnet sind, daß wenn der Wagen sich der Einrichtung 2 nähert, die äußere Seite jedes Lagesicherungskörpers 60 auf dem Wagen an dem Ende eines der beiden Lagesicherungsbalken 61 ansteht und der Wagen deshalb in eine Lage gezwungen wird, die gegenüber den Lagesicherungsbalken 61 zentriert ist. Die Einrichtung 2 ist so gebaut und angeordnet, daß die Drehachse der Form 1 zwischen den Lagesicherungsbalken 61 zentriert ist. Jeder LageSicherungskörper 60 ist mit einem nach außen vorstehenden Anschlagglied 62 derart ausgerüstet, daß es mit dem Ende des zugeordneten Lagesicherungsbalkens 61 zusammenwirkt, wenn die Vorwärtsbewegung des Wagens 27 den Lagerteil 42 in Wirklage mit dem Lagerteil 43 bringt. Der Wagen 27 kann durch einen eine geradlinige Bewegung ausführenden Arbeitszylinder in bekannter Weise bewegt werden.

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Der pulverförmige hitzebeständige Werkstoff wird über die Länge der Mulde 29 gleichmäßig in diese eingebracht, wenn sich der Wagen 27 in der in Fig. 5 dargestellten Lage befindet, in der die Mulde 29 vollständig aus der Form 1 entfernt ist„ Wenn sich die Mulde in ihrer aufrechten Lage befindet, wird dann der Wagen 27 zum Einsetzen der Einheit 4 in die Mulde 1 bewegt. Diese Bewegung wird fortgesetzt bis der Lagerteil 42 im Lagerteil 43 sitzt und die Lagesicherungsbalken 61 an den Anschlagglxedern 62 anstehen= Durch Betätigen des Motors 40 wird die Einheit 4 entgegen der Drehrichtung des Uhrzeigers gedreht, bis die in Fig. 3A dargestellte Lage erreicht ist, mit dem Ergebnis, daß die gesamte Menge des pulverförmigen hitzebeständigen Werkstoffes aus der Mulde in die Form entleert wird. Beim vorliegenden Verfahren wird eine überschüssige Menge an hxtzebeständigem Werkstoff, normalerweise 150 % gegenüber der zum Auskleiden der Form notwendigen Menge, verwendet_o Obwohl die ursprüngliche Lage des pulverförmigen hitzebeständigen Werkstoffes bei einem Drehen der Form mit jeder praktischen Drehzahl erreicht werden kann, wenn der pulverförmige Werkstoff aus der Mulde entleert wird, wird die beste Verteilung und die geringste Verfahrenszeit erreicht, wenn die Form stationär ist oder sich mit einer Drehzahl dreht, die eine Zentrifugalkraft von nicht mehr als dem Fünfzehnfachen der Schwerkraft zu der Zeit erzeugt, in der die Mulde zum Entleeren des Werkstoffes gedreht wird. Bei der Benutzung von hxtzebeständigem Werkstoff, z. B. Zirkon-Pulver, das ein verhältnismäßig hohes spezifisches Gewicht hat, kann die Drehzahl zum Drehen der Form, die für die Benutzung der Verteilung des Werkstoffes auf dem Umfang benutzt wird, gleich sein der Drehzahl zum Verdichten des Belages des hitzebeständigen Werkstoffes vor dem Formen. Wenn die gesamte Menge des pulverförmigen Werkstoffes in einer gleichmäßigen verhältnismäßig dicken Schicht als ein Ergebnis der Drehung der Form verteilt und die Verdichtung erreicht worden ist, wird die Einheit 4 in Drehrichtung des Uhrzeigers gedreht, bis, wie in Fig. 3B dargestellt, der Rand der Formklinge 48 in seiner der Fläche 9 nächsten Lage ist. Wenn die Einheit 4

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diese Lage einnimmt, greift der äußere Rand der Formklinge 48 den auf der Fläche 9 aufgebrachten Belag aus pulverförmigem hitzebeständigem Werkstoff unter einem solchen Winkel an, daß der hitzebeständige Werkstoff an der Seite der Klinge ansteht, welche der offenen Seite der Mulde 2 9 gegenüberliegt. Demzufolge leitet die Klinge 48 allen überschüssigen hitzebeständigen Werkstoff in die Mulde 29 zurück, wo er durch die Einheit 4 aus der Mulde und aus der Formklinge zurückgehalten wird. Der Endzweck besteht darin, daß die Formklinge 48 den Belag aus hitzebeständigem Werkstoff auf die genaue Dicke und das genaue Profil bringt (begrenzt nur durch den Schüttwinkel des pulverförmigen hitzebeständigen Werkstoffes), der für den fertigen Belag gewünscht wird. Deshalb erzeugt der gerade Hauptrandteil der Formklinge 48 die gerade zylindrische Oberfläche auf dem Belag, die in Fig. 2A mit 63 bezeichnet ist, während die Teile 51 der Formklinge, die Flächen 63a, 63b und 63c bilden, welche die Nut zum Gießen der Endflanschteile F des in Fig. 1 dargestellten Zylinderbüchsenrohlings definieren. In der Praxis wird die Einheit 4 aus der in Fig. 3A gezeigten Lage in Drehrichtung des Uhrzeigers kontinuierlich und sehr langsam im Vergleich zu der Drehzahl der Form in die in Fig. 3 gezeigte Lage gedreht, so daß die Formklinge einfach durch die in Fig. 3B dargestellte Lage hindurchgeht. Der überschüssige hitzebeständige Werkstoff, der in die Mulde 29 durch die Wirkung der Formklinge 48 zurückgebracht wird, verbleibt in einfacher Weise in der Mulde 29, wenn die Einheit aus der Form 1 zurückgezogen wird, und bildet einen Teil des hitzebeständigen Werkstoffes, der für den nächsten Gießvorgang benutzt wird.

Wenn die ursprüngliche Ladung an pulverförmigem hitzebeständigem Werkstoff in die Mulde 29 eingespeist wird, erhalten die Endteile 29a und 29b der Mulde Mengen an hxtzebestandigem Werkstoff, die zum Bedecken der gestuften Flächen an den Endringen 10 bzw. 15 ausreichen. Weil die vorstehenden Ränder 14 und 16 der Stufen der Ringe 10 bzw. 15 eine kegelförmige Fläche bilden,

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deren Kegelwinkel geringer als der Schüttwinkel des hitzebeständigen Werkstoffes ist, verbleibt der durch die Endteile der Mulde entladene Werkstoff in seiner Lage auf den gestuften Flächen der Endringe und dieser Werkstoff wird zur Bildung der glatten kegelstumpfförmigen Flächenteile 64 und 65 des in Fig. 2 dargestellten fertigen Belages vorgesehen. Der überschüssige hitzebeständige Werkstoff aus diesen Bereichen wird zu den jeweiligen Endteilen der Formen durch die Teile 52 und 53 der Formklinge 4 8 zurückgeführt, wenn die Einheit 4 während der Rückkehr in ihre Äusgangslage durch die in Fig. 3B dargestellte Lage hindurchgeht.

Es wird darauf hingewiesen, daß die Anordnung der gestuften Flächen der Endringe 10 und 15 und die Anordnung der Endteile 52 und 53 der Formklinge die Einsetzung der üblichen vorgeformten Sandkerne, um das geschmolzene Gießmetall zurückzuhalten, unnötig macht. Der hitzebeständige, entsprechend der vorliegenden Erfindung erzeugte Belag stellt einen vollständigen monolithischen Belag von Endring zu Endring dar, weist keine Säume oder Verbindungsstellen auf, hat die genau gewünschte radiale Dicke und hat genau das durch die Formklinge 48 hergestellte Profil«

Bei einer Form, die zur Herstellung des vorstehend beschriebenen und in Fig. 1 dargestellten Zylinderbüchsenrohlings bemessen ist, kann die Drehzahl der Form bis auf 500 U/Min zur Härtung des hitzebeständigen Belages erhöht und dann vor dem Einbringen des geschmolzenen Gießmetalls weiter erhöht werden, z. B. auf 900 U/Min.

Wenn die Einheit 4 aus der Form 1 entfernt ist, wird zum Bewegen des Bockes 44 und des Lagers 43 von dem Ende der Form 1 weg der Motor 47 betätigt und der nicht dargestellte Gießschuh wird in seine Lage gebracht und das geschmolzene Metall wird durch den Endring 15 hindurch in üblicher Weise in die Form gegossen. Der Gießvorgang wird üblicherweise bei einer Gießdrehzahl der Form von z. B. 800 bis 900 U/Min durchgeführt,

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um das geschmolzene Metall zentrifugal zu verteilen. In diesem Stadium dienen die Flächenteile 64 und 65 (Fig. 2) als Enddämme, um das Ausfließen von Metall aus der Form zu verhindern. Das Gußstück wird in üblicher Weise gekühlt. Zum Kühlen kann eine Wasserdusche gegen die Außenfläche der Form mittels einer nicht dargestellten üblichen Sprüheinrichtung gerichtet werden.

Der Gießschuh wird entfernt und während der Bock 44 in seiner außermittigen Lage bleibt, wird die Kombination 5 (Fig. 6) zum Ausziehen des Gußstückes aus der Form und zur Wiedergewinnung des hitzebeständigen Werkstoffes des Belags eingesetzt. Die Kombination 5 weist eine übliche Ausziehvorrichtung 70 auf, die in fester Lage an ihrem druckmittelbetätigten Motor 71 angebracht ist, der koaxial mit der Form 1 ausgerichtet ist, so daß wenn die Kolbenstange des Motors vollständig ausgefahren ist, der Ausziehkopf 72 sich innerhalb eines Endes des Gußstückes befindet. Die Lage der Ausziehvorrichtung ist deshalb von der Form 1 in einem Abstand entfernt, der etwas geringer als der maximale Ausfahrweg des Ausziehkopfes 72 ist. Die Betätigung der Ausziehvorrichtung ist bekannt und es ist deshalb klar, daß der Endring 15 vor dem Ausziehen des Gußstückes aus der Form 1 entfernt wird.

Ein Wagen 73 ist zwischen der Ausziehvorrichtung 7Ö~undT der — Einrichtung 2 angeordnet und auf Schienen zur Bewegung parallel zur LängsacKse-der durch dicT Einrichtung 2 getragenen Form verfahrbar. Der Wagen 73 trägt eine Sammeleinheit^75 für hitzebeständigen Werkstoff und zwei Paar Stützrollen 76 und 77 für das Gußstück. Die Sammeleinheit 75 hat ein Gehäuse 78 mit flachen Endwänden 79 und 80. Das Gehäuse 78 ist auf dem Wagen 73 fest angebracht. Die Endwände 79 und 80 sind lotrecht und erstrecken sich quer zur Mittelachse der Form -1,- die durch die Einrichtung 2 getragen wird, und sind in Richtung dieser Achse im Abstand voneinander angeordnet. Die Wand 79 in Nähe der Form 1 hat eine kreisförmige öffnung 81, die so ausgebildet und angeordnet ist, daß sie den rohrförmigen Vorsprung 19 des Körpers der Form 1 gleitend aufnehmen kann. Näher der Ausziehvorrichtung

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70 angeordnet hat die Endwand 80 eine kreisförmige öffnung 82, welche koaxial zur öffnung 81 ist und einen Durchmesser hat, der bedeutend größer ist als der größte zu ziehende Außendurchmesser= Die Endwände 79 und 80 sind in einem Abstand voneinander entfernt, der kleiner- als die Länge des Gußstückes ist. Die Stützrollen 76, 77 sind auf der Seite des Gehäuses 78 angeordnet, welches näher der Ausziehvorrichtung 70 liegt. Schienen 83 und 84 sind so angeordnet, daß sie sich quer gegenüber der Achse der von der Einrichtung 2 abgestützten Form 1 erstrecken und schließen auskragende Endteile ein, welche unterhalb die Bewegungsbahn des Gußstückes ragen, wenn es ausgezogen wird. Die Schiene 83 befindet sich zwischen den Rollen

76 und 77, während die Schiene 84 sich zwischen dem Wagen 73 und der Ausziehvorrichtung 70 befindet. Die Schienen 83 und 84 sind in einem Abstand nebeneinander angeordnet, der geringer als die Länge des Gußstückes, aber langer als die gesamte Bahn des Stützrollenpaares 77 ist, wenn der Wagen 73 zwischen seiner in Fig. 6 dargestellten aktiven Lage und einer nicht dargestellten inaktiven Lage bewegt wird, die gewählt wird, um für den Gießschuh und für den Lagerbock 44 Raum zu schaffen. Wenn der Wagen 7 3 sich in seiner aktiven Lage befindet, wobei die Wand 79 des Gehäuses 78 mit der Form 1 zusammenwirkt, verursacht die Betätigung der Ausziehvorrichtung 70 zum Ausfahren ihrer Kolbenstange den Ausziehkopf durch die öffnungen^80 und 79 hindurch-UTId^-In das 'benachbarte Ende der Form zum Angriff an dem Gußstück einzuführen. Wenn die Ausziehvorrichtung 70 zum Zurück fahr en___-- ihre-r Kolbenstange betätigt wird, wird das Gußstück-ζueTsi durch die öf fn,ung_8Ί-,—dann läurch das Innere des Gehäuses 78, dann durch die öffnung 82, dann auf die Stützrollen 76 und

77 und am Ende des Ausziehens auf die Schienen 81* 84 gezogen.

Es wird bemerkt, daß wenn sechs Zylinderbüchsenrohlinge gemäß Fig. 1 in einem einzigen jGießvorgang hergestellt werden, wobei die Büchsenrohlinge flanschseitig aneinander anstoßen, weist das Gußstück die Gestalt eines einzigen rohrförmigen Stückes auf, welches einen einheitlichen Außendurchmesser mit Ausnahme

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der drei quer angeordneten ringförmigen Erweiterungen hat, die durch die drei Nuten in dem hitzebeständigen Belag der Form hergestellt werden. Die sechs Büchsenrohlinge werden schließlich durch Schneiden des Gußstückes an der mittleren Stelle jeder Vergrößerung und an der Mittelstelle jedes Körperteiles voneinander getrennt.

Mit Ausnahme der öffnungen 81 und 82 ist das Gehäuse 78 luftdicht. Das Gehäuse steht über die Höhe der Form 1 vor. Eine drehbare Bürste 85 ist innerhalb des Gehäuses 78 oberhalb der Bewegungsbahn des durch das Gehäuse hindurchgezogenen Gußstückes angebracht und mittels einer Welle 86 in Lagern 87, 88 gelagert, die jeweils an den Endwänden 79 und 80 angebracht sind. Ein Antriebsmotor 89 ist auf der Oberseite des Gehäuses 78 angebracht und treibt die Welle 86 und die Bürste 85 mittels eines Keilriemens 90 und Scheiben 91, 92 an. Wie sich aus Fig. 7 ergibt, hat die Bürste 85 durch Zentrifugalkraft wirkende Borsten und hat eine Nabe 93, die auf der Welle 86 angebracht ist, und zwei Seitenscheiben 94, zwischen denen eine auf dem Umfang in Abständen angeordnete Reihe von Borstenhaltezapfen 95 vorge sehen s ind.

Die Haltezapfen sind an den Seitenscheiben befestigt. Jeder Zapfen 95 hält eine Anzahl von Borsten 96, die aus schwerem steifem, ^aber nachgiebigem Stahl bestehen, wobei ein Ende jeder Borste kreisförmig gebogen ist und den ihm zugeordneten Haltezapfen lose umfaßt. Wenn die Welle 86 gedreht wird, so zwingt die Zentrifugalkraft die Borsten 96, sich von der Bürste weg radial nach außen zu erstrecken. Die Anordnung der Welle 86 und der wirksame Durchmesser der Bürste 85 sind so gewählt, daß beim Betätigen des Motors 89 zum Drehen der Bürste, die Borsten der Bürste auf der Außenfläche des Gußstückes aufschlagen und hitzebeständigen Werkstoff, der noch nicht von dem Gußstück gefallen ist, davon entfernen, wenn das Gußstück ausgezogen wird. Der Ausziehkopf 72 ist auf der Kolbenstange der Auszieh-

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vorrichtung 70 mittels einer Kupplung 97 (Fig„ 6) angeordnet, so daß der Ausziehkopf 72 um die Achse der Kolbenstange frei drehen kann. Das Ausziehen des Gußstückes wird beendet, während die Form 1 noch gedreht wird, jedoch mit einer sehr geringen Drehzahl auf den Stütz- und Treibrollen 8. Demzufolge dreht sich das Gußstück langsam um seine Längsachse, wenn es durch das Gehäuse 78 und an der Bürste 8 5 vorbeigezogen wird und die Borsten 96 der Bürste schlagen deshalb auf alle Teile der Außenfläche des Gußstückes«

Da der pulverförmige Belagwerkstoff kein Bindemittel enthält und an sich von der Gießtemperatur tatsächlich nicht beeinflußt wird, wird der ganze hitzebeständige Werkstoff von dem Gußstück durch den Auszieh- und den BurstVorgang entfernt.

Eine Abluftleitung 100 ist mit einer öffnung des Bodens des Gehäuses 78 verbunden und erstreckt sich waagerecht längs des Wagens 73, wobei sie fest auf dem Rahmen des Wagens mittels Trägern 101 angebracht ist. Ein gerader Teil der Leitung 100 erstreckt sich waagerecht über den Wagen 73 hinaus und ist mit einer stationären waagerechten Leitung 102 teleskopartig verbunden, die am Rahmen der Ausziehvorrichtung 70 befestigt ist. Eine rohrförmige Gleitdichtung 103 ist an dem Ende der Leitung 102 vorgesehen, um eine Abdichtung zwischen der~Stationären" Leitung 102 und der bewegbaren Leitung 100 zu schaffen. Die Leitung 102 führt zum Einlaß eines Zentrifugalseparators 104 (Fig. 8). Von dem Separator 104 stammende Luft wird in den Einlaß eines üblichen Sackfilters 105 eingespeist, dessen Auslaß mit dem Einlaß eines Zentrifugalgebläses 106 verbunden ist. Feste Teilchen, die durch den Zentrifugalseparator 104 und den Sackfilter 105 abgetrennt wurden, werden vereinigt und zu einem Sieb gebracht, das zum Entfernen von festen Teilchen ausgebildet ist, z. B. Metallteilchen, und der saubere, wiedergewonnene, hitzebeständige Werkstoff wird zum Wiederverwenden zum Vorrat gebracht.

ORIGINAL

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Der Lufteinlaß für das Gehäuse 78 ist mit dem Innern der Form 1 und dem kleinen Zwischenraum zwischen der Wandöffnung 82 und dem Gußstück verbunden. Während das Zentrifugalgebläse 106 läuft, um eine hohe Durchfl-ußmenge zu erzielen, ist der Luftstrom durch die Form 1 in die Kammer 78 so groß, daß der größere Teil, z. B. 90 % des ganzen hitzebeständigen Werkstoff es, der nach dem Ausziehen des Gußstückes in der Form 1 verbleibt, aufgenommen und in die Kammer 78 mitgeführt wird. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß wenn das Gußstück ausgezogen wird, die quer vorstehenden äußeren Vergrößerungen, die durch die Nuten 63 im Belag gebildet werden, dazu neigen, den hitzebeständigen Werkstoff zum Gehäuse 78 zu schieben und dieser Vorgang führt auch zum Aufbrechen von Zusammenballungen oder Komplexen von Teilchen und zum Zurückführen des restlichen hitzebeständigen Werkstoffes in seinen frei fließenden pulverförmigen Zustand. Da weiter das Zentrifugalgebläse 106 Luft nur aus der Form 1 und der öffnung 82 ansaugen kann, fließt die in das Gehäuse 78 gelangte Luft im allgemeinen längs der Oberfläche des gerade am Ausziehen befindlichen Gußstückes und der Luftstrom in das Gehäuse neigt deshalb dazu, die Außenfläche des Gußstückes zu scheuern.

Bei den bevorstehenden Ausführungsbeispielen des Verfahrens und der Vorrichtung ist die aktive Oberfläche der Form 1 genau zylindrisch und die äußere Erweiterung des Gußstückes wird durch die Dicke des Belages des hitzebeständigen Werkstoffes erreicht. In einigen Fällen jedoch ist es erwünscht, die aktive Oberfläche der Metallform besonders zu gestalten, insbesondere im Falle von verhältnismäßig langen Gußstücken, von denen jedes in einem Vorgang gegossen werden soll. Deshalb kann entsprechend Fig. 9 die aktive Oberfläche 109 der Form bearbeitet werden, um einen Oberflächenteil 109a von vergrößertem Durchmesser in dem Bereich vorzusehen, der von dem nach außen ragenden Vorsprung des Gußstückes eingenommen wird. Der geringere Durchmesser des genau zylindrischen Hauptteiles 109 und der Teil

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109a werden durch einen kegelstumpfförmigen Teil 109b miteinander verbunden. Die Schicht des pulverförmigen hitzebeständigen Werkstoffes zur Ausbildung des hitzebeständigen Belags wird dann wie im Zusammenhang mit den Fig. 2 bis 8 beschrieben aufgebracht, wobei die Schicht durch ein Formwerkzeug gestaltet wird, das so bemessen und ausgebildet ist, daß der Teil 110a des Belages, der den Formoberflächenteil 109a umgibt, wesentlich dünner ausgebildet ist als der Hauptteil des Belags. Der Belagteil 110b, welcher auf dem Formflächenteil 109b liegt, nimmt in seiner Dicke von der Dicke des Hauptkörpers 110 bis zu dem dünnen Teil 110a ab. Der Hauptkörperteil 110 des Belages ist genau zylindrisch. Eine größere Wärmeübertragung durch den dünnen Teil des Belags wird auf diese Weise eingehalten, obwohl die Form hergestellt wurde, um sich teilweise dem äußeren Vorsprung des Gußstückes anzupassen, und das Metall in diesem Bereich wird nicht zu schnell abgeschreckt oder zu langsam gekühlt.

Die Bezeichnung "AFA Typ A Graphit" bezieht sich auf die Klassifikation der amerikanischen Vereinigung der Gießereifachleute ("American Foundrymen' Association").

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Claims (1)

1. DIPL.-ING. H. FINK PATENTANWALT · D 7300 ESSLINGEN BEI STUTTGART · HINDENBURGSTRASSE

   Polentanwolt Fl N K - D 7300 Esslingen (Neckar), Hlndenburgstrafle 44

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   Noble Corporation, P.O. Box 2305, Anniston, Alabama (VStA)

   Patentansprüche

   Schleudergießverfahren, bei dem die im Querschnitt ringförmige Formfläche einer hohlen, metallischen Schleudergießform mit hitzebeständigem Werkstoff belegt und das geschmolzene Metall dann auf den hitzebeständigen Belag gegossen und geschleudert wird, wobei sich ein Entlüften der Metallform erübrigt, gekennnzeichnet durch Einführen einer Menge an trockenem, feinkörnigem, frei fließendem, hitzebeständigem Werkstoff in die Form (1), der bei der Temperatur des geschmolzenen, zu gießenden Metalles inert ist, einen Schmelzpunkt hat, der beträchtlich höher als die Temperatur des geschmolzenen Metalles liegt, ein spezifischnes Gewicht von mindestens 2,25 und eine solche Teilchengröße hat, daß mindestens 95 % der Teilchen eine maximale Abmessung haben, die 105 Mikron nicht überschreitet; durch Drehen der Form zum Verteilen der Menge an hitzebeständigem Werkstoff durch Schleudern und dadurch Aufbringen eines Belages über die gesamte aktive Fläche (9) der Form, wobei der Belag dicker als der für das Gießen des Gußstückes gewünschte Belag ist; durch Verdichten des Belags an hitzebeständigem, pulverförmigem Werkstoff durch Drehen der Form mit einer solchen Drehzahl, daß der pulverförmige, hitzebeständige Werkstoff einer Zentrifugalkraft ausgesetzt ist, die einem äquivalenten spezifischen Gewicht von mindestens 7,5 ent-

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   spricht, das bestimmt ist durch Multiplikation des aktuellen spezifischen Gewichts des hitzebeständigen Werkstoffes durch das Vielfache der durch die Zentrifugalkraft erzeugten Schwerkraft; durch Formen der inneren Fläche (62, 63 bis 63B, Fig. 2A) der hitzebestandigen Schicht in die für das zu gießende Gußstück gewünschte Form durch Anstellen eines Formwerkzeuges (48) an den inneren Teil des Belages während die Form weitergedreht wird, wobei das Formwerkzeug einen Arbeitsrand (50, 51) hat, der sich längs der Form erstreckt und der ein längliches Profil hat, das mit dem identisch ist, welches für das zu gießende Gußstück gewünscht wird; durch Wahl einer Menge an hitzebeständigem Werkstoff und der Lage des Formwerkzeuges gegenüber der aktiven Formfläche in der Weise, daß nach dem Formen der dünnste Teil (63) des Belags eine Dicke hat, die mindestens gleich ist der fünffachen maximalen Abmessung der Teilchen der vorherrschenden Fraktion des pulverförmigen Werkstoffes und bedeutend größer als das größte Teilchen des pulverförmigen Werkstoffes; durch Drehen der Form mit einer Gießdrehzahl, um auf den verdichteten und geformten Belag eine Zentrifugalkraft auszuüben, die mindestens dem Zehnfachen der Schwerkraft entspricht, und durch Einbringen von geschmolzenem Metall zum Gießen während des Weiterdrehens der Form mit der Gießdrehzahl, wobei das Drehen der Form mit der Gießdrehzahl mindestens so lange weitergeführt wird, bis das geschmolzene Metall die innere Fläche des verdichteten und geformten Belags an hitzebeständigem Werkstoff bedeckt hat.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hitzebeständige Werkstoff Zirkonpulver ist.

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   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen des hitzebeständigen Werkstoffs überwiegend kleiner als 43 Mikron sind.

   4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu gießende Metall Eisen ist, daß der hitzebeständige Werkstoff Zirkonpulver ist und daß die Teilchen des Zirkonpulvers überwiegend kleiner als 4 3 Mikron sind.

   5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennz eichn e t , daß zum Verdichten des Belags an hitzebeständigem Werkstoff die Form mit einer solchen Drehzahl gedreht wird, daß der hitzebeständige Werkstoff einer Zentrifugalkraft von mindestens dem Neunzehnfachen der Schwerkraft ausgesetzt wird.

   6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu gießende Metall Eisen ist, daß der hitzebeständige Werkstoff Kieselerdepulver ist, dessen Teilchen überwiegend kleiner als 43 Mikron sind, und daß das Verdichten des Belags aus hitzebeständigem Werkstoff bei einer solchen Drehzahl der Form durchgeführt wird, daß der hitzebeständige Werkstoff einer Zentrifugalkraft von mindestens dem Dreiunddreißigfachen der Schwerkraft ausgesetzt wird.

   7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gießmetall Eisen ist, daß der hitzebeständige Werkstoff Magnesiumoxyd ist und daß das Verdichten des Belags an hitzebeständigem Werkstoff durch Drehen der Form mit einer solchen Drehzahl ausgeführt wird, daß der hitzebeständige Werkstoff einer Zentrifugalkraft von mindestens dem Vierundzwanzigfachen der Schwerkraft ausgesetzt wird.

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   8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennz eichn e t , daß der überschüssige, hitzebeständige Werkstoff zugleich mit dem Herstellen der Form wiedergewonnen und vor dem Gießen aus der Form entfernt wird.

   9. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Entfernen des Gußstückes aus der Form, durch die Wiedergewinnung des hitzebeständigen Werkstoffes aus der Form, durch das Klassifizieren des wiedergewonnenen hitzebeständigen Werkstoffes zur Entfernung von Klumpen und durch das Benutzen des wiedergewonnenen hitzebeständigen Werkstoffes zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 zum" Gießen eines anderen Gußstückes.

   10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiedergewinnung des hitzebeständigen Werkstoffes aus der Form sowohl das Entfernen des in der Form verbliebenen, losen, hitzebeständigen Werkstoffes einschließt, wenn das Gußstück aus der Form ausgezogen wird, als auch das Entfernen von auf der Oberfläche des Gußstückes verbliebenem hitzebeständigem Werkstoff.

   11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem ein längliches Gußstück hergestellt und das Gußstück in Längsrichtung aus der Form entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der hitzebeständige Werkstoff von der Oberfläche des Gußstückes mechanisch so entfernt wird, wie dieses aus der Form herausgezogen wird.

   12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gießmetall Eisen ist, daß das zu gießende Gußstück ein länglicher rohrförmiger Körper ist, der mindestens eine quer angeordnete, ringförmige Vergrößerung hat, daß beim Formen des verdichteten Belags an hitzebeständigem Werkstoff in dem Belag eine quer ange-

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   ordnete ringförmige Nut vorgesehen wird, welche der Gestalt der quer angeordneten ringförmigen Verstärkung entspricht, und daß das Gußstück Graphit vom AFA Typ A über nicht nur seine gesamte innere Länge, sondern mindestens auch über einen wesentlichen Teil der Dicke der quer angeordneten ringförmigen Erweiterung aufweist.

   13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennz eichn e t, daß die im Querschnitt ringförmige Formfläche (9) der Metallform (1) eine längliche, gerade, zylindrische Oberfläche ist und daß der verdichtete Belag des hitzebeständigen Werkstoffes dicker ist als die radiale Dicke der quer angeordneten ringförmigen Erweiterung (F)„

   14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (63a, 63b) der Nut unter Winkeln verlaufen, die kleiner sind als der Schüttwinkel des pulverförmigen, hitzebeständigen Werkstoffes=

   15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallform mit Endringen (10, 15) versehen ist, welche sich nach außen in Richtung der Längsachse der Form (1) unter einem Winkel (a, Fig. 2) kegelförmig verjüngen, der kleiner ist als der Schüttwinkel des pulverförmigen, hitzebeständigen Werkstoffes, daß der Arbeitsrand (50, 51) des Formwerkzeuges (48) zwei Endteile (52, 53) aufweist, die im wesentlichen in Übereinstimmung mit den Endringen (10, 15) schräg angeordnet sind, und daß die Teile des verdichteten Belages an hitzebeständigem Werkstoff, welche auf den Endringen liegen, zum Halten des geschmolzenen Metalls innerhalb der Form während des Gießens dienen,,

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   16. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Erzeugen rohrförmiger Metallerzeugnisse durch Schleudergießen, g e k e η η ζ eichnet durch eine Einrichtung (2) zum Lagern und Drehen einer Schleudergießform (1), die eine aktive Formfläche (9) mit kreisförmigem Querschnitt quer zur Drehachse der Form hat; durch eine längliche, feste Einheit (4), die in Achsrichtung in die Form einbringbar und aus der Form entfernbar und durc.h die Einrichtung zum Lagern und Drehen der Form abstützbar ist und die eine Mulde (29) aufweist, die so ausgebildet ist, daß sie eine Menge an frei fließendem, pulverförmigem, hitzebeständigem Werkstoff (30, Fig. 3) im Übermaß gegenüber dem erforderlichen Werkstoff aufnimmt, um die Form mit einem Belag zu versehen, und die zwei Lagerzapfen (34, 35) aufweist, von denen jeder an einem anderen Endteil der Mulde angeordnet und befestigt ist, wobei die Lagerzapfen koaxial angeordnet und axial über das jeweilige Ende der Form zur Bildung einer Drehachse für die längliche feste Einheit vorstehen, die eine längliche feste Formklinge (48) aufweist, welche sich längs der Mulde erstreckt und ein Profil hat, das dem gewünschten Profil des zu gießenden Gußstückes entspricht; durch eine bewegbare erste Stützeinrichtung (3), die in Nähe eines Endes der Form angeordnet ist, wenn eine Form durch die Einrichtung (2) zum Stützen und Lagern abgestützt ist, wobei die erste Stützeinrichtung (3) so gebaut und angeordnet ist, daß sie in Richtung zu der Stütz- und Dreheinrichtung (2) und von dieser weg bewegbar ist, wobei einer der Lagerzapfen (34) der länglichen Einheit (4) auf der ersten bewegbaren Stützeinrichtung in einer Lage gelagert ist, in der die Einheit im allgemeinen koaxial zu der Form (1) angeordnet ist, wenn eine Form durch die Stütz- und Dreheinrichtung (2) getragen ist, und durch eine zweite Stützeinrichtung (43), die in Nähe des anderen Endes der Form angeordnet ist, wenn eine Form durch die Stütz- und

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   Dreheinrichtung abgestützt ist, wobei die zweite Stütz einrichtung so angeordnet ist, daß sie das Ende der festen Einheit aufnehmen und betriebsmäßig abstützen kann, wodurch der andere Lagerzapfen (35), wenn die erste Stützeinrichtung (3) zum Einsetzen der festen Einheit (4) in eine Form (1) bewegt wird, durch die Einrichtung (2) zum Stützen und Drehen abgestützt wird, wobei die erste und die zweite Stützeinrichtung (3, 43) so angeordnet sind, daß sie die längliche Einheit (4) in einer solchen Lage abstützen, daß die durch die Lagerzapfen (34, 35) bestimmte Drehachse seitlich zu der Drehachse der Form (1) versetzt ist, die durch die Stütz- und Dreheinrichtung (2) abgestützt ist, wenn eine Form von vorbestimmtem inneren Durchmesser durch die Einrichtung (2) abgestützt ist, wobei die Mulde (2 9) eine erste Lage (3) einnehmen kann, in welcher die öffnung der Mulde oben liegt und der hitzebeständige Werkstoff (39) in der Mulde zurückgehalten wird, und eine zweite Lage (Fig. 3A), in der die öffnung der Mulde (2 9) unten liegt und der hitzebeständige Werkstoff aus der Mulde in die Form (1) zur zentrifugalen Verteilung in einem die aktive Fläche (9) der Form deckenden Belag verteilt wird, wobei die Formklinge (48) sich seitlich von der Mulde (29) in einem solchen Ausmaß erstreckt, daß, wenn die längliche, feste Einheit (4) um die durch die Lagerzapfen (34) definierte Achse gedreht wird, die Formklinge eine Lage (Fig. 3 B) erreicht, in der sie der aktiven Fläche (9) der Form (1) am nächsten kommt, wobei die Formklinge (48), wenn sie in diese Lage der geringsten Entfernung gebracht wird, nachdem der pulverförmige, hitzebeständige Werkstoff (39) aus der Form entfernt wurde und während die Form gedreht wird, den Belag an hitzebeständigem Werkstoff in eine genaue Gestalt und in genaue Abmessungen bringt, die für das zu gießende Gußstück gewünscht werden.

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   17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Stützeinrichtung (43) derart bewegbar angeordnet ist, daß sie in eine inaktive Lage bringbar ist, und daß eine Ausziehvorrichtung (70) zum Entfernen des Gußstückes aus der Form (1) und eine Sammeleinheit (75) vorgesehen sind, die zur Aufnahme des hitzebeständigen Werkstoffes für aufeinander folgende Benutzung ausgebildet ist, wenn das Gußstück durch die Ausziehvorrichtung entfernt ist.

   18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennz eichn e t , daß die Sammeleinheit (75) eine Kammer (78) aufweist, die koaxial angeordnete öffnungen (81, 82) hat, die zur Aufnahme eines Gußstückes ausgebildet sind, daß ein Stützrahmen (73, 74, 77, 76) zur Abstützung der Kammer (78) zur Bewegung zwischen einer inaktiven Lage, in der die Kammer von der Einrichtung (2) zum Stützen und Lagern der Form entfernt ist, und einer aktiven Lage (Fig. 6), in welcher die Kammer so angeordnet ist, daß sie mit einem benachbarten Ende (19) der Form (1) übereinstimmt, wenn eine Form durch die Stütz- und Dreheinrichtung (2) getragen ist, vorgesehen ist, und daß eine Führungseinrichtung (100 bis 103) vorgesehen ist, die mit der Kammer zur Entnahme von hitzebeständigem Werkstoff daraus verbunden ist.

   19. Vorrichtung nach Anspruch 18, gekennz eichnet durch eine in der Kammer (78) angeordnete Einrichtung (85) zum Entfernen von am Gußstück anhaftendem, hitzebeständigem Werkstoff, wenn das Gußstück durch die Ausziehvorrichtung (70) durch die Kammer (78) hindurchgezogen wird.

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   20. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß die bewegbare, erste Stützeinrichtung (3) einen Wagen (27), Lager (36, 37), in denen einer der Lagerzapfen (34) gelagert ist, und eine Befestigungseinrichtung (56, 58) zum Befestigen der Lager (36, 37) an dem Wagen (27) aufweist, daß die Befestigungseinrichtung Mittel (56, 57) zum Einstellen der Lager (36, 37) seitlich des Wagens (27) aufweist, so daß die Lage der länglichen festen Einheit (4) quer zur Form (1) einstellbar ist, wenn eine Form von der Stütz- und Dreheinrichtung (2) abgestützt ist.

   21. Vorrichtung nach Anspruch 16, gekennz eichnet durch eine Form (1), die durch die Stütz- und Dreheinrichtung (2) abgestützt ist, wobei die Form eine im wesentlichen zylindrische Innenfläche (9) hat, die über die Enden der Form zugänglich ist, und zwei Endringe (10, 15) hat, von denen jeder an einem anderen Ende der Form entfernbar angeordnet ist und von denen jeder eine Innenfläche (14,

   16) aufweist, welche nach außen in Richtung zur Längsachse der Form unter einem Winkel (a, Fig_o 2) kegelförmig verläuft, der kleiner als der Schüttwinkel des hitzebeständigen Werkstoffes (39) ist, der mittels der Mulde (29) in die Form eingespeist wird, wobei die wirksame Länge der Mulde (29) gleich ist dem Raum zwischen den äußeren Enden der kegelförmigen Flächen (14, 16) der Endringe, so daß der aus der Mulde (29) stammende hitzebeständige Werkstoff (39) über die Kegelfächen (14, 16) auf den Endringen (10, 15) als auch über die dazwischen liegende, im wesentlichen zylindrische Formfläche (9) verteilt wird.

   22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Formklinge (48) seitlich zur Mulde (29) in die Richtung vorsteht, in welcher die öffnung der Mulde (29) offen ist.

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   23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerzapfen (34, 35) gegenüber der Längsachse der Mulde (29) derart- seitlich versetzt sind, daß, wenn die Mulde (29) in die Form (1) eingesetzt und gegenüber der Formfläche (9) zentriert ist, das Drehen der Mulde

   (29) um die durch die Lagerzapfen bestimmte Achse den Arbeitsrand (51) der Formklinge (48) in eine Lage der geringsten Entfernung zur Formoberfläche (9) bringt.

   24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennz eichn e t , daß die Formklinge (48) im wesentlichen flach ausgebildet ist und sich längs des Randteils (49) einer Wand der Mulde (29) und schräg nach außen und quer über die Mündung der Mulde (9) derart erstreckt, daß, wenn die Mulde sich in einer Lage (Fig. 3 B) befindet, in welcher der Vorsprung (51) der Formklinge (48) in nächster Nähe zur Formfläche (9) liegt und die Form (1) in Richtung zu der Fläche der Formklinge (48) die der öffnung der Mulde (29) näher liegt, gedreht wird, die Klinge in der Lage ist, überschüssigen, hitzebeständigen Werkstoff von der Formoberfläche (9) in die Mulde abzuleiten.

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