DE2848248C2 - Form-Schleudergießmaschine, insbesondere zum Formgießen von Stahl - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Form-Schleudergießmaschine, die insbesondere zum Formgießen von Stahl vorgesehen ist, mit welcher jedoch auch andere Metalle in Formgießverfahren gegossen werden können.

Bei den bekannten offenen Schleudergießverfahren werden im allgemeinen rotationssymmetrische Werkstücke, wie Rohre oder dergleichen, gegossen. Es sind jedoch auch Form-Schleudergießverfahren bekannt, bei welchen die Fliehkraft in erster Linie zur Füllung des Formhohlraums einer koaxial mit der Drehachse verlaufenden ringförmigen Kokille ausgenutzt wird. Da jedoch Stahl verhältnismäßig hochschmelzend ist, besteht bei den bekannten Form-Schleudergießmaschinen das Problem, eine schnelle Füllung des Formhohlraums zu erreichen, bevor die Schmelze durch Abkühlung zähflüssig oder teigig wird. Die bekannten Form-Schleudergießverfahren werden daher im größeren Maßstab nur für niedriger schmelzende Metalle, wie Aluminium und Magnesium, angewendet.

Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, eine Form-Schleudergießmaschine zu schaffen, welche sich insbesondere zum Formgießen von Stahl eignet und eine schnelle Füllung des Formhohlraumes unter der Fliehkraft gestattet.

Dies wird erfindungsgemäß bei einer Form-Schleudergießmaschine erreicht mit einer auf einem Drehtisch im Abstand von der Drehachse sitzenden Kokille, welche mit einem zentralen Zuführkanal verbunden ist, der koaxial zur Drehachse des Drehtisches verläuft, wobei in dem Zuführkanal mit diesem umlaufende Schleuderschaufeln angeordnet sind und der Drehtisch in einem Vakuumraum eingeschlossen ist, in welchem über dem Eingußtrichter des Zuführkanals angeordnete Schmelzkammern mit Bodenventilen angeordnet sind. Durch die Schleuderschaufeln in dem Zuführkanal ist gewährleistet, daß die in den Zuführkanal eingebrachte Schmelze rasch in Umdrehung versetzt wird und dadurch für das Ausbringen durch die radialen Verbindungskanäle zwischen dem Zuführkanal und dem Formhohlraum rasch der Fliehkraft unterworfen sind. Durch die Anordnung der Gießmaschine in einem Vakuumraum ist einerseits aus den Verbindungskanälen und dem Formhohlraum jeglicher Luftwiderstand beseitigt, wodurch die Füllzeit weiter abgekürzt wird. Andererseits wird durch das Gießen im Vakuum ein dichtes und von Gaseinschlüssen freies Gußgefüge erhalten. Durch die Anordnung der Schmelzkammern im Vakuumraum und ihre Ausstattung mit Bodenventilen wird eine dosierte Abgabe der Schmelze in den Zuführkanal erreicht, so daß nur die erforderliche Schmelzenmenge in den Zuführtrichter gelangt und dadurch die Füllzeit des Kokillenhohlraums weiter begünstigt wird. Außerdem werden durch die Anordnung der Schmelzkammern im Vakuumraum die für das Vakuumschmelzen bekannten Vorteile erreicht

Durch die erfindungsgemäße Lösung ist somit ein sehr schnelles Füllen der Kokille möglich, so daß auch hochschmebende Metalle, wie Stahl, gegossen werden können, ohne daß Schwierigkeiten aufgrund einer vorzeitigen Abkühlung der Schmelze und damit einer zu starken Zunahme der Zähigkeit der Schmelze entstehen.

Vorzugsweise sind die mit der Schmelze in Berührung kommenden Innenflächen der Gießmaschine mit einem hitzebeständigen Material, insbesondere Wolfram, beschichtet, was auf elektrischem Wege geschehen kann. Durch diese Beschichtung sind die Formflächen insbesondere bei Stahlguß gegen übermäßige Hitzebeanspruchungen geschützt

Wenn eine rauhe Gußoberfläche gewünscht wird, kann man in die Oberfläche des Formhohlkörpers Karbidkörper einlagern, insbesondere Wolframkarbide.

Die Kokille wie auch ein Kern derselben, wenn er vorhanden ist, sind vorzugsweise gekühlt. Die Kühlflüs-

sigkeit kann in an sich bekannter Weise über einen mit dem Drehtisch rotierenden Hohlteil an der Drehtischwelle und einen mit dem Hohlteil zusammenwirkenden Verteilerring zugeführt werden, welchei stillsteht und gegenüber dem Hohlteil durch Stopfbuchsen oder dergleichen abgedichtet ist.

Da bei der erfindungsgemäßen Gießmaschine die Kokille aufgrund der auftretenden hohen Temperaturen erhöhten Beanspruchungen unterworfen ist, wird die Kokille vorzugsweise mit aufgeschrumpften Umfangsringen verstärkt, welche aufgrund ihrer Schrumpfspannungen in den Kokillenwänden innere Druckspannungen erzeugen, durch welche eine Rißbildung oder dergleichen im Kokillenmaterial unterbunden wird.

Die Erfindung wird anhand einer beispielhaften Ausführungsform erläutert welche schematisch aus der Zeichnung ersichtlich ist.

Die insgesamt in einem Vakuumraum 1, welcher über eine Absaugleitung 2 evakuiert werden kann, untergebrachte Form-Schleudergießmaschine weist einen Drehtisch (nicht gezeigt) auf, welcher über einen Antrieb 16 um seine Achse x-x mit hoher Drehzahl in Rotation versetzt werden kann. Radial gegenüber der Drehachse des Drehtisches versetzt ist eine Formgießkokille

j| 8 an dem Drehtisch angebracht, deren Formhohlraum material rasch in alle Teile und Ecken des Formhohlrau-

10 über im wesentlichen radiale Verbindungskanäle mit mes gepreßt Durch entsprechende Drehzahl des Dreheinem koaxial zur Drehachse verlaufenden, rohrförmi- tisches können leicht entsprechend hohe Drücke ergen Zuführkanal 18 verbunden ist Die rotierenden Mas- zeugt werden, so daß unter hohem Druck gegossen wersen der Kokille 8 werden durch ein Gegengewicht 17 5 den kann und dadurch das Gefüge des Gußstückes verausgeglichen. Es kann anstelle des Gegengewichts 17 gleichbar wird mit dem eines im Druckgießverfahren jedoch auch eine weitere Kokille S angeordnet werden. hergestellten Gußstückes.

Die Kokillenwände sind von Kühlkanälen 9 durchzogen, Mit Hilfe der in den Kühlkanälen 9 fließenden Kühl-

denen ein flüssiges Kühlmittel durch die Zuführleitung flüssigkeit wird die Kokille 8 und damit auch das Guß-14 zugeführt wird und aus denen das Kühlmittel durch io stück gekühlt Wenn das Gußstück hinreichend abgedie Abführleitung 7 abgeführt wird. Im Ausführungsbei- kühlt ist, wird die Form geöffnet und das Gußstück herspiel weist die Kokille 8 außerdem einen Kern 12 auf, ausgenommen. Wenn Kerne vorhanden sind, müssen welcher ebenfalls mit Flüssigkeit gekühlt wird, die bei 13 diese rechtzeitig, wenn das Gußstück noch warm ist, zugeführt und bei 11 abgeführt wird. herausgezogen werden, damit sie nicht im gekühlten

Wie aus den Schnitten A-A und B-B, unten in der 15 Gußstück klemmen.

Figur, und den rechts daneben gezeigten, vergrößerten Mit Hilfe der Waagen 19 und 15 wird die jeweilige

Querschnitten des Zuführkanals 18 ersichtlich ist, sind in Schmelzenmenge genau dosiert so daß bei jedem Gießdem Zuführkanal 18 einander diagonal gegenüberste- Vorgang die gleiche Schmelzenmenge zur Verfügung hende, rippenförmig vorspringende Schleuderschaufeln steht und im Zuführkanal 18 bzw. den Verbindungska-21 vorhanden, so daß die eingefüllte Schmelze schnell in 20 nälen möglichst keine Schmelzenreste zurückbleiben. Drehung versetzt wird und nicht als stilistehender Kern Die Ventile 5, 20 werden vorzugsweise auf elektri-

im Zuführrohr 18 verbleibt schem Wege automatisch betätigt Ersichtlich kann die

Das Gießmaterial wird durch eine Zuführkammer 3 ganze Form-Schleudergießmaschine vollautomatisch eingebracht, die vorzugsweise zwei durch eine Schleuse gesteuert werden.

voneinander getrennte Kammern aufweist, damit das 25 Mit Hilfe von gekühlten Formkernen 12 können bei Vakuum aufrechterhalten bleibt Mit ihrem Boden ist dem erfindungsgemäßen Verfahren viele kleine Bohdie Zuführkammer 3 an einen Hochfrequenz-Schmelz- rungen im Gußstück erzeugt werden, so daß eine entofen 4 zum Vorschmelzen des Materials angeschlossen. sprechende Nachbearbeitung entfällt Durch Verwen-Der Schmelzofen 4 weist ein Bodenventil 5 auf, durch dung gekühlter Kerne ist es auch möglich, Kerne mit welches die vorgeschmolzene Charge in einen zweiten 30 Gewinde zu verwenden, so daß Gewindelöcher bereits Hochfrequenz-Schmelzofen 6 für das Fertigschmelzen im Gießverfahren erzeugt werden können.

überführt werden kann. Auch der Fertig-Schmelzofen 6

weist ein Bodenventil 20 auf, durch welches die Schmel- Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

,ze in dosierter Menge in den rotierenden Zuführkanal ~

18 einfließen kann. Die von dem Schmelzofen 4 in den Schmelzofen 6 eingebrachte Schmelzenmenge wird von einer an letzterem angeordneten Waage 19 gesteuert Die vom Schmelzofen 6 in den Zuführkanal 18 eingebrachte Schmelzenmenge wird von einer zweiten Waage 15 gesteuert. Die Waage 19 kontrolliert das Ventil 5 des ersten Schmelzofens 4, während das Ventil 20 des zweiten Schmelzofens 6 von der Waage 15 kontrolliert wird.

Während des Betriebs wird das Vakuum im Vakuumraum 1 durch fortlaufendes Absaugen am Saugkanal 2 aufrechterhalten. Da in den Schmelzofen 4 und 6 im Vakuum geschmolzen wird, wird eine gasfreie Schmelze erhalten, wodurch die Festigkeit des fertigen Gußstükkes in erheblichem Maße erhöht wird. Während des Betriebs wird durch die Zuführkammer 3 der erste Schmelzofen 4 mit dem Gießmaterial beladen. Das im Schmelzofen 4 vorgeschmolzene Metall wird dann durch das Ventil 5 in den Fertig-Schmelzofen 6 abgelassen, wobei durch die Waage 19 die für ein einmaliges Füllen des Formhohlraums 10 der Kokille S erforderliehe Schmelzenmenge dosiert wird. Wenn das Material im Schmelzofen 6 genügend erhitzt und entgast ist, wird der Drehtisch mit der Form 8 und dem Zuführkanal 18 in Drehung gesetzt. Dann wird das Ventil 20 geöffnet, so daß die dünnflüssige Schmelze in den Zuführkanal 18 einfließt, wo durch die Schleuderschaufeln 21 zuverlässig dafür gesorgt ist, daß die Schmelze im Zuführkanal 18 schnell in Drehung versetzt und unter der Fliehkraft durch die Verbindungskanäle in den Formhohlraum 10 geschleudert wird und sich nicht im Zuführkanal 18 soweit abkühlen kann, daß die Schmelze dickflüssig und nicht mehr in den Formhohlraum 10 ausgeschleudert wird. Unter den Zentrifugalkräften wird das Schmelzen-

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Form-Schleudergießmaschine, insbesondere zum Formgießen von Stahl, mit einer auf einem Drehtisch im Abstand von der Drehachse sitzenden Kokille, welche mit einem zentralen Zuführkanal verbunden ist, der koaxial zur Drehachse des Drehtisches verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zuführkanal (18) mit diesem umlaufende Schleuderschaufeln (21) angeordnet sind und der Drehtisch in einem Vakuumraum (1) eingeschlossen ist, in welchem über dem Eingußtrichter des Zuführkanals (18) angeordnete Schmelzkammern (4,6) mit Bodenventilen (5,20) angeordnet sind.

2. Schleudergießmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenflächen des Zuführkanals (18), der Verbindungskanäle zwischen diesem und der KoTdIIe (8) sowie des Formhohlraums (10) derselben mit hitzebeständigem Material, insbesondere Wolfram, beschichtet sind.

3. Schleudergießmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenflächen des Formhohlraums (10) durch aufgebrachte Karbidkörner rauh gestaltet sind.

4. Schleudergießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kokille (8) wie auch ein Kern (12) derselben gekühlt sind.

5. Schleudergießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kokille (8) mit aufgeschrumpften Umfangsringen ausgestattet ist.