DE28589C - Apparat zum Giefsen von Metall - Google Patents
Apparat zum Giefsen von MetallInfo
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Classifications
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- B22D13/00—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force
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Description
Es ist bekannt, dafs besonders in gröfseren aus Stahl oder Gufsstahl gefertigten Gegenständen
während oder nach der Bearbeitung zuweilen plötzlich von selbst Risse entstehen,
von denen vorher keine Spur bemerkt wurde und für welche bisher vergebens eine richtige
Erklärung gesucht wird!
Es erscheint jedoch am berechtigtsten, den Grund hierfür in der fehlerhaften Giefsmet:hode
der Blöcke zu erblicken, aus welchen jene unbrauchbaren Stücke angefertigt wurden.
Da man ursprünglich bei der Gufsstahlfabrikation fast nur kleine Blöcke gofs, so verlangte
man auch, dafs dieselben eine durchaus reine Oberfläche besafsen. Durch das Giefsen
in lange, dünne Giefsformen wurde diese Beschaffenheit auch ohne . Schwierigkeiten erreicht.
' .". "
Das alte Arbeitsverfahren wurde jedoch beibehalten,
als man später immer gröfsere und gröfsere Blöcke gofs, und so ist bei allen zur
Zeit gebräuchlichen Giefsverfahren die Einrichtung der den flüssigen Stahl enthaltenden
Giefspfanne noch immer einfach derart, dafs das Metall direct in die Form hineinstürzt. '' '·' ■-. ■'■■;■ : : ■■'■■ ■■■■■■
Diese Art des Giefsens ist zur Herstellung
grofser Blöcke jedoch durchaus untauglich und besitzt folgende Mifsstände:
1. fehlt jede'Vorkehrung, um das Schwinden
des Metalles während seines Kaltwerdens behutsam und langsam vor sich gehen zu lassen;
2. wird das Entweichen der Gase während
des Erstarrens verhindert; ■ I'■'■■" ■'.'■;
3. erhält man nothwendigerweise sowohl
ihrer chemischen Zusammensetzung nach als auch in ihrer Structur durchaus nicht homogene
Blöcke, welche sowohl in der Längs- wie in der Querrichtung Linien geringerer Festigkeit
besitzen, deren Lage und -Beschaffen· ■ heit sich je nach der Natur des Erzes und
den Verhältnissen beim Gufs ändern, Treten diese Ungleichheiten in höherem Grade auf,
so sind sie auch die Ursache nachträglich plötzlich von selbst auftretender Sprünge' und
Risse;
4. mufs man, um sicher zu gehen, einen
grofsen Theil des Stahlblockes entfernen und
verwerfen. .
Diese Mängel werden durch das vorliegende Giefsverfahren sämmtlich beseitigt. Die hierzu
erforderlichen Einrichtungen sind auf beiliegender Zeichnung dargestellt. Fig. 1 zeigt: die
ganze Einrichtung im Verticalschnitt. Fig. 2 ist eine Ansicht des Stützrahmens für die Form.
Fig. 3 und 4 sind detaillirte Schnitte durch das Mundstück der Giefspfanne.
Die in bekannter Weise auf einem Kran gelagerte Giefspfanne g kann mittelst derselben
sowohl rings im Kreise herum als auch auf- und niederbewegt werden. Aufserdem
läfst sich dieselbe horizontal hin- und herverschieben.
An die Ausflufsöfmung im Boden der Pfanne ist ein Rohr α angeschlossen, welches unten
in ein Mundstück b aus gebranntem Thon endigt. Dieses Mundstück b dient dazu, die
Richtung des ausfliefsenden Metalles abzulenken und ist, wie Fig. 1 deutlich zeigt, so eingerichtet,
dafs das Metall nicht mehr vertical auf den Boden der Form fallen kann, sondern über den ein wenig ansteigenden Boden im
Mundstück b hinweg in die Form fliefsen mufs.
Dieses Mundstück ist aufserdem im Vergleich mit dem Rohr α etwas erweitert, so dafs
dadurch das Ueberrliefsen des Metalles in die Form h verlangsamt und auch das Entstehen
einzelner getrennter Klumpen bei Beginn des Giefsens' verhindert wird. Derselbe Zweck
kann auch noch durch vielfach andere Formen des AusflufsstUckes b erreicht werden. So
könnte man z. B. in dem Falle, wo die Entfernung der Pfanne von der Form und die
Ausflufsöffnung sehr grofs ist, zwischen das Rohr α und das Ansatzstück b ein mit dem
ersteren sorgfältig verbundenes Knierohr einschalten, welches unten eine Erweiterung enthält
und den Stofs des Metalles aufnimmt. Der Boden der Giefsform h besteht aus einer
20 bis 30 mm starken Platte aus einem die Wärme gut leitenden Metall (etwa Kupfer).
Diese Bodenplatte ruht auf einem Rahmen d aus Gufseisen oder einem anderen geeigneten
Metall, welcher mit strahlenförmig angeordneten Rippen versehen ist, welche die Bodenplatte
c hinreichend unterstützen, um ein Durchbiegen derselben zu verhüten. Die Rippen
sind consolartig gestaltet, so dafs in der
Mitte zwischen denselben eine Brause e angebracht
werden kann, welche während des Giefsens und noch · darüber hinaus ununterbrochen
die Bodenplatte der Form mit kaltem Wasser besprengt und dieselbe stark
kühlt. ' ;
Der Rippenrahmen d ruht auf einer Platte/, welche in der Mitte in ein Rohr tibergeht,
durch welches das ausgespritzte Wasser abgeführt wird und welches das centrale Wasserzuflufsrohr
umgiebt. An der Platte f ist ; ein Kegelrad/ befestigt, durch dessen Rotation
die Platte/ mit dem Rippengestell d und die ganze Form h in Umdrehung versetzt wird,
während die Brause e stehen bleibt.
Nachdem die Giefspfanne g mit Stahl gefüllt und behufs Ausführung der Giefsoperatipn in
die erforderliche Lage gebracht ist, wird dieselbe mit dem Rohr α mit Mundstück b verbunden und dann so tief eingestellt, dafs das
Mundstück b sich nur einige Centimeter über dem Boden c der Form befindet. Darauf bringt
man letztere in Rotation, setzt die Brause in Thätigkeit und hebt den die Ausflufsöffnung
verschliefsenden Stöpsel völlig aus derselben heraus, so dafs die herausströmende Masse
schon in einigen Secunden den Boden der Giefsflasche völlig bedeckt. Dann verkleinert
man allmälig die freie Ausflufsöffnung, hebt die Giefspfanne nach und nach um ein Geringes,
jedoch so langsam, dafs das steigende Niveau
des Stahles bald die Höhe der Ausflufsöffnung am Mundstück b erreicht und das Ausströmen
des Stahles somit unmittelbar auf der Oberfläche des in der Form schon befindlichen
Metalles in tangentialer Richtung stattfindet. Von diesem Augenblick an hebt man die Giefspfanne
vollkommen gleichmäfsig mit dem Steigen des Stahles in der Form hoch und
regelt die Ausflufsmenge derart, dafs dieselbe auf der Oberfläche in der Form beständig die
geeignete Temperatur besitzt. Dabei kann man je nach der Bestimmung des betreffenden
Blockes durch entsprechendes horizontales Verschieben der Pfanne das Metall mehr oder
weniger in der Mitte oder am Rande der Form ausfliefsen lassen.
Der Gufs mufs so geleitet werden, dafs das
Schwinden des Metalles in durchaus unbehinderter Weise eintreten kann, und zu diesem Behufe mufs das Erkalten möglichst continuirlich
von unten nach oben hin vor sich gehen.
Damit die in der Mitte befindliche Gufsmasse
hierbei nicht zurückbleibt, ist die Brause vom Rande nach der Mitte hin enger durchlöchert; aufserdem wird die Abkühlung in der
Mitte auch schon dadurch verstärkt, dafs hier die Wasserstrahlen ziemlich senkrecht auf die
Bodenplatten treffen. Um das Schwinden am
äufseren Rande zu erleichtern, könnte man in einzelnen Fällen das Innere der Form bis zu
einer bestimmten Höhe mit einer dünnen Schicht einer feuerfesten trockenen Masse auskleiden.
Sobald der Boden der Form durchweg mit flüssigem Stahl bedeckt ist, beschränkt man
das Ausströmen des Metalles derart, dafs das •Erkalten gleichmäfsig und allmälig von unten
nach oben hin eintritt, wodurch nicht allein ein rationelles Schwinden ermöglicht, sondern
auch das Entweichen der Gase während des Erstarrens begünstigt wird.
Diese Einrichtungen ermöglichen auch, die sehr lebhafte Erkaltung des Metalles an der
Oberfläche infolge der Ausstrahlung auszunutzen , da beständig auf diese durch Ausstrahlung
abgekühlte Schicht neue Schichten flüssigen Metalles ausgebreitet werden.
Da die Ausflufsmündung des Mundstückes b stets theilweise in die flüssige Stahlmasse eingetaucht
ist, so braucht man nicht die Bildung von festen Klumpen an derselben zu befürchten,
und infolge dessen kann der Ausgufs sehr langsam vorgenommen werden. Die Ausflufsöffnung
ist auch noch besonders dadurch gegen Abkühlung geschützt, dafs der Boden des Mundstückes einen Sack bildet, welcher beständig
mit flüssigem Material gefüllt ist. Die Rotation der Form kann im Anfange; bis der
Boden derselben mit Stahl bedeckt ist, eine etwas schnellere sein, doch darf dieselbe immerhin
nur so langsam sein, dafs die Oberfläche der Gufsmasse möglichst horizontal und eben
bleibt. Wie leicht einzusehen, kann das zum Abkühlen dienende Wasser in keiner Weise
mit dem geschmolzenen Metall in Berührung kommen. Da man mit der neuen Einrichtung
ferner von Anfang an den Stahl eher in der Mitte als am Rande kühlen kann, so ist es
hierdurch möglich, Blöcke von grofser Oberfläche zu giefsen, ohne dafs. sich in demselben
Risse bilden können, wie solche bei grofsen Blöcken entstehen, welche nach den gewöhnlichen
Giefsverfahren hergestellt werden.
Wenn auch die Bodenplatte der Form nur sehr dünn ist, so braucht doch nichts befürchtet
zu werden, sobald dieselbe nur genügend unterstützt ist; denn einmal fliefst das
Metall überhaupt ohne irgend welche nennenswerthe Kraft über, und aufserdem wechselt
der Ausflufs auch infolge der Rotation der
Form fortwährend seine Lage zum Boden, welcher schliefslich noch von unten kräftig gekühlt
wird, so dafs derselbe also in keiner Weise angegriffen wird und sehr lange' Zeit
benutzt werden kann.
Statt des ebenen Bodens kann auch, wenn erwünscht, ein aus einem gut leitenden Metall
(Kupfer, Gufseisen) hergestellter Boden von der Form eines stumpfen Kegels angewendet
werden, dessen Stärke von . der Mitte aus allmälig abnimmt. Ein solcher Boden würde
durch seine beträchtliche Masse in analoger, wenn auch nicht so energischer Weise abkühlend
wirken wie die Wasserkühlung.
Es ändert ferner nichts an dem Verfahren, wenn man bei feststehender Ausflufsöffhung die
Form während des Gusses vertical senkt oder eine gänzlich feststehende Form verwendet
und der Ausflufsöffnung neben der Hebung eine rotirende Bewegung ertheilt, oder endlich
die Form vertical beweglich macht und die Ausflufsöffhung rotirend einrichtet. In jedem
Falle handelt es sich stets darum, das Metall so in die Form gelangen zu lassen, dafs der
Austritt desselben an der Oberfläche des in der Form befindlichen Metalles und nach und
nach an allen Stellen dieser. Oberfläche er-,
Das neue Giefsverfahren rergiebt äufserst
dichte Blöcke, und da das ^Schwinden des
-Metalles in keiner Weise: behindert wird, so werden auf diese Weise direct bessere Re-
> sultate erzielt als durch die kräftigste Compression. Jeder Block, dessen Höhe seinen
Durchmesser nicht übersteigt, wird nicht die geringste Spur von innerem Schwinden zeigen
und ohne Besorgnifs bis auf seine äufsere Gufshaut vollständig verwerthet werden können;
der Abfall wird also, auf ein Minimum reducirt. Aber selbst wenn dieses Höhenmafs erheblich
überschritten wird, zeigen die Blöcke doch ein viel geringeres Schwinden und eine viel
gröfsere Homogenität als die nach den alten Verfahren hergestellten.
Die nach dem beschriebenen Verfahren gegossenen Blöcke eignen sich besonders für
Gegenstände mit sehr starken Dimensionen und welche eine hohe Sicherheit gewähren
sollen, z. B. für Kessel- und Schiffsbleche, starke Kurbelachsen, Triebwellen von Dampfschiffen,
Ringe und Kanonenkörper, Bandagen für Eisenbahnräder etc.
Ganz besonders eignet sich das . neue Verfahren zur Herstellung von Gufsstahlpanzerplatten,
und infolge der Möglichkeit, nach und nach Stahlschichten von verschiedener Härte
über einander zu giefsen, auch zur Anfertigung von Compound-Panzerplatten.
Claims (4)
1. Mundstück zum Ausflufs des geschmolzenen Metalles in horizontaler oder nahezu horizontaler Richtung in die Form.
2. Vorrichtung zur Stellung des Mundstückes (Patent-Anspruch i.) auf gleiches Niveau mit
der Oberfläche des schon in der Form befindlichen Metalles oder in eine andere
Höhenlage.
3. Die Anordnung eines in Bezug auf den Querschnitt des Zuführungsrohres des Metalles
erweiterten Ausflufsmundstückes, der-
. art, dafs das Metall an der Oberfläche des bereits in der Form befindlichen Metalles
mit verringerter Geschwindigkeit austritt.
4. Die Anordnung einer dünnen, aus gut leitendem Metall bestehenden Bodenplatte
der Gufsform, welche durch Wasser gekühlt wird.
Hierzu t Blatt Zeichnungen.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1300209B (de) * | 1966-10-18 | 1969-07-31 | Metacon Ag | Ausgussvorrichtung |
EP0826446A1 (de) * | 1996-08-29 | 1998-03-04 | MANNESMANN Aktiengesellschaft | Metallurgisches Gefäss zum Transport, Zwischenspeichern oder Dosieren flüssiger, metallischer Schmelzen |
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- DE DENDAT28589D patent/DE28589C/de active Active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE1300209B (de) * | 1966-10-18 | 1969-07-31 | Metacon Ag | Ausgussvorrichtung |
EP0826446A1 (de) * | 1996-08-29 | 1998-03-04 | MANNESMANN Aktiengesellschaft | Metallurgisches Gefäss zum Transport, Zwischenspeichern oder Dosieren flüssiger, metallischer Schmelzen |
DE19738709C2 (de) * | 1996-08-29 | 1999-03-11 | Mannesmann Ag | Metallurgisches Gefäß zum Transport, Zwischenspeichern oder Dosieren flüssiger, metallischer Schmelzen |
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