DE3321619A1 - Dichtungsanordnung an einem schiebeverschluss und verwendung zweier verschlusskoerper zur herstellung der dichtungsanordnung - Google Patents

Description

Stopinc Aktiengesellschaft, Baar (Schweiz) Fall 3217

Dichtungsanordnung an einem Schiebeverschluss und Verwendung
zweier Verschlusskörper zur Herstellung der Dichtungsanordnung

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung an den aufeinander gleitenden, vorzugsweise plattenförmigen Verschlusskörpern eines Schiebeverschlusses zum Vergiessen von Metall-, insbesondere Leichtmetallschmelzen. Ausserdem bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung eines abriebfähigen Verschlusskörpers im Gleitkontakt mit einem abriebfesten Verschlusskörper zwecks Herstellung der vorgenannten, erfindungsgemässen Dichtungsanordnung.

Bei Schiebeverschlüssen, wie sie vornehmlich zum Vergiessen von Stahl im Einsatz sind, wird die Dichtheit u.a. durch genaues Planschleifen beider Verschlusskörper (feststehende und bewegliche Verschlussplatte) gewährleistet. Wie bekannt, verursacht die durchfliessende Stahlschmelze trotz Verwendung besonders hochwertiger Feuerfestwerkstoffe einen intensiven Verschleiss sowohl an den Plattenbohrungen (Durchfluss-Oeffnungen), als auch an den Dichtflächen, weshalb die Platten bereits nach einigen wenigen Abgüssen aus Sicherheitsgründen ersetzt werden müssen.

Aus der DE-AS 24 04 881 ist eine Dichtungsanordnung an einem Drehschiebeverschluss bekannt, welche aus einem kreisringfor-

migen, zur Drehachse konzentrischen Dichtungsring besteht; letzterer kann am Umfang der Platten angeordnet oder zwischen den Platten in eine von den Dichtflächen ausgehende Nut eingelegt sein. Diese Anordnung soll das Austreten von Schmelze zwischen den Platten-Dichtflächen gegen deren Umfang hin nach aussen verhindern, d.h. sie ist als Sicherung gegen einen Durchbruch im Falle einer schwerwiegenden Funktionsstörung oder Beschädigung gedacht. An den erwähnten Verschleisserscheinungen bzw. der durch sie beschränkten Verwendungsdauer der Platten vermag diese Anordnung jedoch nichts zu ändern.

In diese Richtung zielt dagegen ein Vorschlag gemäss der
DE-OS 30 31 377.

Danach soll dem Eindringen von Schmelze zwischen die Plattengleitflächen vorgebeugt und dem Erstarren eingedrungener Schmelze entgegengewirkt werden. Dies geschieht nach dem dortigen Vorschlag dadurch, dass Verschlussplatten aus bestimmten unterschiedlichen Werkstoffen miteinander kombiniert werden, und zwar eine ortsfeste Platte aus weichem, schmierendem und schlecht benetzbarem Material von hoher Wärmeleitfähigkeit mit einer beweglichen Platte aus hartem und dichtem Material geringer Wärmeleitfähigkeit. Demgegenüber hat es sich allerdings gezeigt, dass auch bei geringer Benetzung immer eine gewisse Adhäsion zwischen dem Plattenmaterial und der Schmelze besteht und bei Betätigung des Verschlusses ein "Hineinziehen" geringer Schmelzemengen zwischen die Plattengleitflachen nicht vermeidbar ist. Ferner ist eine hohe Wärmeleitfähigkeit der ortsfesten Platte zwar ein. geeignetes Mittel (in Verbindung mit anderen Massnahmen), um im Bereich der Durchflussöffnung das Erstarren der Schmelze zu verhindern bzw. das spontane Ausfliessen beim Oeffnen des Verschlusses zu gewährleisten. Jedoch muss in einigem Abstand von der besagten Oeffnung die Temperatur auf der Plattengleitflache notwendigerweise tiefer sein

als die Erstarrungstemperatur der Schmelze, ansonst die.Dichtheit des Verschlusses in Frage gestellt ist.

Die mit der Erfindung zu lösende Aufgabe besteht darin, an einem Schiebeverschluss während einer grossen Zahl von Schieberbewegungen die Dichtheit entlang den Gleitflächen zu gewährleisten und dadurch ausgedehnte Betriebsperioden ohne Wechsel der Verschlusskörper zu ermöglichen. In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, dass unter gewissen Betriebsbedingungen, insbesondere beim Vergiessen von Leichtmetall-Schmelzen, der Verschleiss an den Durchflussöffnungen der Verschlussplatten gering ist; in solchen Fällen ist praktisch der Zustand der aufeinander gleitenden Dichtflächen bestimmend für die Verwen-,dungsdauer der Platten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch eine Dichtungsanordnung, welche in bestimmter Art und Weise gemäss Anspruch 1 hergestellt ist. Die ebenfalls erfindungsgemässe Verwendung von Verschlusskörpern bei der Herstellung einer solchen Dichtungsanordnung ist durch die Massnahme nach Anspruch 5 gekennzeichnet.

Indem die Erfindung während mehreren tausend bis weit über 10¹OOO Schieberbetätigungen mit den gleichen Verschlusskörpern einen dichten Verschluss sicherstellt, werden dem Schiebeverschluss neue Anwendungsgebiete erschlossen. So wird z.B. ein Dauerbetrieb an Schmelz-, Warmhalte- oder Giessöfen unter stehender Schmelze möglich oder die Verwendung zum fortgesetzten Abgiessen von getrennten, abgemessenen Schmelzemengen beim Formguss.

Im Zusammenhang mit der Erfindung ist daran zu erinnern, dass die Abdichtung entlang den Gleitflächen der Verschlusskörper, ausgehend von der feststehenden Durchflussöffnung, sowohl allseitig gegen den Rand der Gleitfläche hin als auch - in der Schliessstellung des beweglichen Verschlusskörpers - gegen

dessen Durchflussöffnung hin, also in der Bewegungsrichtung bzw. in Richtung der "Verschleissrillen", gewährleistet sein muss. Im Hinblick auf das vorstehend an zweiter Stelle genannte Erfordernis ist es gewiss überraschend, wenn erfindungsgemäss durch Verschleiss gebildete Vertiefungen oder "Rillen" in die Dichtungsanordnung einbezogen werden. Eine gezielte Nutzung von Abrieb und Verschleiss widerspricht auch völlig der herkömmlichen Vorstellung von "Schmierung", die ja gerade auf die Vermeidung von Verschleiss und Herabsetzung von Reibung ausgerichtet ist (dies schliesst natürlich nicht aus, dass der abriebfähige Werkstoff auch günstige Gleiteigenschaften haben kann, die sich auf der gesamten Gleitfläche als geringe Reibung auswirken) .

Als entscheidend für eine andauernde Dichtheit bei fortgesetzter Betätigung des Verschlusses ist erfindungsgemäss das Auftreten von Abrieb in Mischung mit Metallpartikeln erkannt worden. Zwar lässt sich nicht allgemein und abschliessend angeben, welche konkreten Werkstoff-Paarungen zum Ziel führen, doch kann dies - aufgrund der Erfindung - von Fall zu Fall mit relativ einfachen Versuchen ermittelt werden.

Man kann sich die Wirkungsweise des erwähnten Gemenges im wesentlichen so vorstellen, dass die Anwesenheit der Abriebpartikel den Aufbau von zusammenhängenden Metallkörpern zwischen den Gleitflächen verhindert, welche bei Erstarrung als "Metallzungen" oder "Bleche" zur raschen Zerstörung der Verschlusskörper führen müssten. Es wurde festgestellt, dass das Gemenge eine sehr geringe Festigkeit aufweist, dass aber doch ein gewisser Zusammenhalt zwischen den Partikeln besteht, wodurch ein "Auswaschen" verhindert wird und die rillenförmigen Vertiefungen dauernd vom Gemenge ausgefüllt bleiben. Übrigens hängt die Dichtwirkung offenbar nicht davon ab, ob die Metallpartikel im Gemenge schmelzflüssig bleiben oder (vorübergehend)erstarren;

— Π ι ί

selbst wenn nach einer Serie von Betätigungen z*B. das Schmelzegefäss entleert wird und die Temperatur an den Verschluss-Gleitflächen erheblich unter die Erstarrungstemperatur der Schmelze sinkt, kann später, nach erneutem Einfüllen von Schmelze, der Verschluss wieder einwandfrei weiterbetrieben werden.

Die Erfindung ist gleichermassen anwendbar bei linearen Schiebeverschlüssen wie bei Dreh- und Schwenkverschlüssen; die Drehbewegung kann dabei von wechselnder Richtung (analog dem Linearverschluss) oder immer im gleichen Sinn sein. Der Anbau des Verschlusses am Ofen bzw. Schmelzegefäss kann ferner mit horizontaler, geneigter oder vertikaler Lage der Gleitflächen erfolgen.

Der Anspruch 2 betrifft einen bevorzugten Einbau des abriebfähigen und des feststehenden Verschlusskörpers. Anspruch 3 bezieht sich auf die spezifische Anordnung beim Linear- und Anspruch 4 beim Drehschiebeverschluss. Die Ansprüche 6 bis 10 betreffen schliesslich die Verwendung bestimmter Werkstoffe für die Verschlusskörper.

Im folgenden werden verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig_o 1 wesentliche Teile eines an einem Schmelzegefäss angebauten Linear-Schiebeverschlusses im Längsschnitt,

Fig„ 2 die Ansicht der Gleitfläche der feststehenden Verschlussplatte (teilweise weggebrochen) des Verschlusses nach Fig. 1,

Fig. 3 eine entsprechende Ansicht der feststehenden
platte eines Drehschiebeverschlusses,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 2 durch eine Partie der feststehenden und der beweglichen Verschlussplatte in starker Vergrösserung,

Fig. 5 eine mikroskopische Schliffbildaufnahme des Gemenges aus Abrieb- und Metallpartikeln im Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 3, d.h. senkrecht zur Bewegungsrichtung (Vergrösserung ca. 150-fach linear), und

Fig. 6 eine gleichartige Schliffbildaufnahme im Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 3, d.h. in der Bewegungsrichtung (Vergrösserung ca. 165-fach linear).

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind nur die beiden Verschlusskörper - hier in Form von zwei ebenen Platten 12 und' 14 mit ausgezogenen Linien gezeichnet, weitere Teile des Schiebeverschlusses 10 sowie Teile des Schmelzegefässes, an welches der Verschluss 10 angebaut ist, nur strichpunktiert angedeutet. Das Schmelzegefäss 1 enthält eine Metallschmelze 3, beispielsweise eine Aluminiumschmelze, und weist eine Ausgussöffnung 2 auf, die zum Schiebeverschluss 10 führt. Die ortsfeste Bodenplatte 12 des Verschlusses ist in einer am Schmelzegefäss 1 befestigten Grundplatte 16 gehalten und weist eine die Gefässöffnung 2 fortsetzende Durchflussöffnung 13 auf. Mit der Bodenplatte 12 bzw. mit deren Gleitfläche 9 steht die bewegliche Schieberplatte 14 des Verschlusses im Gleitkontakt, d.h. die Schieberplatte ist zusammen mit dem sie aufnehmenden Schieber 18 in Richtung des Pfeiles P entlang der Gleitfläche 9 hin und her verschiebbar. Die Durchflussöffnung 15 der Schieberplatte wird dabei in bekannter Weise entweder mit der Durchflussöffnung 13 der Bodenplatte 12 zur Deckung gebracht (Öffnungsstellung des Verschlusses) oder, wie dargestellt, gegen diese versetzt (Schliessstellung). An die Durchflusröffnung 15 kann in bekannter Weise eine im Schieber 18 eingesetzte Ausgusshülse 17 anschliessen.

Es erübrigt sich, den weiteren Aufbau des Verschlusses nach Fig. 1 im einzelnen darzustellen, da dies zum Verständnis der Erfindung nicht erforderlich ist. Lediglich der Vollständigkeit halber wird auf das schweizerische Patentgesuch 3255/81-5 bzw. die deutsche Patentanmeldung P 32 08 101.4, die schweizerische Patentschrift 523 730 und die deutsche Patentschrift 19 51 447 als Beispiele für Linearschiebeverschlüsse und auf die europäische veröffentlichte Patentanmeldung 0 040 692 oder die deutsche Offenlegungsschrift 30 13 975 als Beispiele für Drehschiebever-' Schlüsse hingewiesen. Es ist jedoch zu betonen, dass die erfindungsgemässe Dichtungsanordnung nicht nur an plattenförmigen Verschlusskörpern mit ebener Gleitfläche wie z.B. nach Fig. 1 verwirklicht werden kann, sondern grundsätzlich auch an Verschlusskörpern von anderer Gestalt mit z.B. zylindrischer, kegelförmiger oder kugeliger Dichtfläche.

Die Dichtheit des Verschlusses 10 bei dessen Inbetriebnahme ist in bekannter Weise dadurch gegeben, dass die Gleitflächen beider Platten 12, 14 genau eben sind und die Platten senkrecht zu den Gleitflächen dauernd zusammengespannt sind. Um jedoch die Dichtheit nicht nur für einige wenige Betätigungen, sondern im Sinne der Erfindung auch bei fortgesetztem Betrieb mit tausenden von Betätigungen zu gewährleisten, ist der eine Verschlusskörper, im vorliegenden Fall die feststehende Bodenplatte 12, wenigstens entlang seiner Gleitfläche 9 aus einem abriebfähigen Material gefertigt, während der andere Verschlusskörper, hier die verschiebbare Platte 14, aus abriebfestem Material besteht. Die Abriebfähigkeit des Materials zeigt sich in Verschleisserscheinungen an der Gleitfläche 9 der Platte 12, die in den Fig. 2 und 4 näher dargestellt sind und nachstehend erläutert werden:

Wenn der Verschluss mit neuen Platten 12, 14 und unter Beaufschlagung mit Schmelze 3 gemäss Fig. 1 fortgesetzt betätigt, d.h. die Schieberplatte gegenüber der Bodenplatte in Pfeilrichtung P hin und her verschoben wird, entsteht schon bald an der

Gleitfläche 9 der abriebfähigen Platte 12 ein "Verschleissbild", wie es aus Fig. 2 ersichtlich ist. Es bilden sich in einem Flächenbereich, welcher sich von der Durchflussbohrung 13 aus um etwa die Hublänge nach beiden Seiten hin erstreckt (die Bohrung 15 in der Schliessstellung ist in Fig. 2 angedeutet), mehr oder weniger zufällig angeordnete und geformte rillenförmige Vertiefungen 19, welche im wesentlichen in Schieberichtung verlaufen. Die Breite des erwähnten Flächenbereiches entspricht etwa dem Durchmesser der Bohrung 13 (auch wenn dieser z.B. grosser ist als derjenige der Bohrung 15), sie kann auch gemäss Fig. 2 etwas über diesen Durchmesser hinausgehen. Die Fig. 4 zeigt in starker Vergrösserung dieses typische Verschleissbild im Querschnitt. Wie ersichtlich, sind die erwähnten Vertiefungen oder "Verschleissrillen" 19 jedoch nicht leer, sondern von Anfang an mit einem Materialgemenge 20 ausgefüllt, welches bei der Verschlussbetätigung zwischen den Platten 12 und 14 entsteht und sich in den Vertiefungen 19 einlagert. Es handelt sich um ein Gemisch aus Abriebpartikeln der abriebfähigen Platte 12 und kleinen Partikeln bzw. Tröpfchen der Schmelze 3, die bei der Schiebebewegung zwischen die Platten hineingezogen werden. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, bleibt dabei erwartungsgemäss die Gleitfläche der abriebfesten Platte 14 praktisch eben bzw. ohne Verschleiss.

Die vorstehend beschriebenen Erscheinungen und Vorgänge haben zur Folge, dass der Verschluss während einer sehr grossen Zahl von Betätigungen betriebsfähig und zuverlässig dicht bleibt. Es wird also zu Beginn des Betriebs, durch Betätigung des Verschlusses unter Beaufschlagung mit Schmelze in der beschriebenen Weise eine Dichtungsanordnung zwischen den Verschlusskörpern 12 und 14 hergestellt. Es hat sich gezeigt, dass der Verschleiss bzw. die Tiefe der Rillen 19 nicht stetig zunimmt, sondern vielleicht nach einigen hundert Betätigungen praktisch stationär bleibt. Die beobachtete Rillentiefe reicht von einigen Zehntelmillimeter bis etwa über ein Millimeter.

ι I

Auch mit der umgekehrten Anordnung der Verschlusskörper - abriebfester Körper feststehend und abriebfähiger Körper verschiebbar - ist die Herstellung der beschriebenen Dichtungsanordnung in der gleichen Weise grundsätzlich möglich. Dies kann allerdings in anderer Hinsicht gewisse Nachteile haben, z.B. weil dann die abriebfähige Gleitfläche dauernd mit der stehenden Schmelze 3 in Berührung steht.

Es fällt auf, dass das beschriebene "Verschleissbild" mit eingelagertem Materialgemenge an der abriebfähigen Gleitfläche nur im erwähnten, aus Fig. 2 ersichtlichen Flächenbereich auftritt, nicht aber in den umgebenden Bereichen der Gleitfläche 9„ Dies bedeutet (wie auch die Zusammensetzung des Gemenges 20 zeigt), dass der Vorgang an das Vorhandensein von Schmelze gebunden ist» Es ist anzunehmen, dass bei der Relativverschiebung der Verschlusskörper geringe Schmelzemengen zwischen die Gleitflächen hineingezogen werden und dann, möglicherweise nach deren Erstarrung, den Abrieb hervorrufen; die Erscheinung wurde gerade auch mit solchen Werkstoffen beobachtet, die an sich von der Schmelze nur wenig benetzt werden (z.B. verschiedene Graphitsorten). Obwohl die Vorgänge im Innern der "Verschleissrillen" 19 der direkten Beobachtung nicht zugänglich sind, wird vermutet, dass die örtliche Zusammensetzung des Gemenges 20 sich bei fortgesetzter Betätigung des Verschlusses immer wieder verändert. Allerdings weisen die Partikel des Gemenges, jedenfalls im abgekühlten Zustand, einen gewissen Zusammenhalt auf. Wenn der Verschluss nach längerem Betrieb stillgesetzt und die Verschlussplatten dann auseinandergenommen werden, so bleibt das Gemenge bevorzugt an der Oberfläche der verschleissfesten Platte 14 leicht haften.

Natürlich ist es nicht erforderlich, dass der eine Verschlusskörper durchgehend aus abriebfähigem Material besteht, sondern es reicht aus, wenn diese Eigenschaft wenigstens an seiner

Gleitfläche gegeben ist. Der betreffende Verschlusskörper bzw. die Verschlussplatte 12 kann z.B. in der Dicke aus zwei oder mehreren Schichten aus verschiedenen Werkstoffen zusammengesetzt sein. Auf diese Weise lassen sich Verschlusskörper herstellen, welche neben der erforderlichen Abriebfähigkeit an der Gleitfläche bestimmte vorteilhafte Kombinationen von Materialeigenschaften aufweisen, beispielsweise hinsichtlich Wärmeleitfähigkeit, Biegefestigkeit, Härte, usw.

Die Fig. 3 zeigt im Gegensatz zur Fig. 2 die Ansicht der verschleissfähigen Gleitfläche der feststehenden Verschlussplatte 22 eines Drehschiebeverschlusses. Deren aussermittig angeordnete Durchflussöffnung ist mit 23 bezeichnet, und die Lage der Durchflussöffnung der (nicht dargestellten) beweglichen, abriebfesten Verschlussplatte in deren Schliessstellung ist bei 25 strichpunktiert angedeutet. Nach fortgesetzter Betätigung dieses Verschlusses durch Drehen der beweglichen Verschlussplatte im Sinne des Pfeiles R wird das aus Fig. 3 ersichtliche "Verschleissbild" produziert, d.h. es entstehen im wesentlichen kreisförmige, konzentrische, rillenförmige Vertiefungen 19* in der abriebfähigen Gleitfläche der Verschlussplatte 22. Würde der Drehverschluss dagegen, wie ebenfalls bekannt, durch Teildrehungen mit wechselnder Drehrichtung geöffnet und geschlossen, so würden sich die Vertiefungen 19' nur über einen entsprechenden Kreisbogen von begrenzter Länge erstrecken. Im übrigen gelten die vorstehenden Ausführungen zu den Fig. 1, 2 und 4 über die Herstellung und Eigenschaften der Dichtungsanordnung und insbesondere das in den Verschleissrillen eingelagerte Materialgemenge sinngemäss auch für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3.

Die mikroskopischen Schliffbilder nach Fig. 5 und 6 vermitteln eine Vorstellung von der Struktur des einen Bestandteil der Dichtungsanordnung bildenden Gemenges 20 (Fig. 4). Nachdem an einem Drehverschluss gemäss Beispiel nach Fig. 3 die Dich-

tungsanordnung in der beschriebenen Weise hergestellt und der Verschluss während längerer Zeit in Betrieb war, wurde der Verschluss stillgesetzt und demontiert. Beim Trennen der drehbaren von der feststehenden Verschlussplatte blieb der grösste Teil des in den Vertiefungen 19' eingelagerten Gemenges auf der Gleitfläche der drehbaren Platte haften. Diese Gleitfläche der drehbaren Platte bildet den unteren Rand in den Fig. 5 und 6 und ist dort mit 14' bezeichnet. Die Fläche 14' mit dem Gemenge wurde dann mit einem härtenden Giessharz übergössen (G in Fig. 5 und 6), und nach Aushärtung desselben wurde das Präparat einerseits entlang einer Linie V-V und anderseits entlang einer Linie VI - VI in Fig. 3 aufgeschnitten, also einmal quer zur Bewegungsrichtung und im andern Fall tangential zu einer bestimmten Verschleissrille 19', d.h. an der betreffenden Berührungsstelle der Schnittlinie in Richtung der Betätigungs-Bewegung. An den betreffenden Stellen wurden dann die Schuffbilder Fig. 5 bzw. Fig. 6 aufgenommen. In beiden Bildern sind die eingelagerten Metallpartikel M als helle, praktisch weisse Flecken erkennbar. Die mit den Metallpartikeln vermengten Abriebpartikel A erscheinen grau. Die mehr oder weniger grossen dunklen bis schwarzen Flecke H sind dagegen als Hohlräume im Gemenge oder als Unebenheiten in der Schliffebene, die bei der Herstellung des Präparats entstanden, zu deuten.

Die Fig. 6 lässt im Vergleich zur Fig. 5 deutlich die Bewegungsrichtung bei der Verschlussbetätigung erkennen. Beide Figuren zeigen ein ziemlich unregelmässiges Gemenge, wobei es jedoch als wesentlich erachtet wird, dass sich keine grösseren "Metallklumpen" bilden, sondern dass die Metallteilchen immer wieder durch zwischengelagerte Abriebteilchen unterbrochen sind. Nachstehend werden einige konkrete Werkstoffe bzw. Werkstoff -Paarungen für Verschlusskörper, wie sie bei der Herstellung der beschriebenen Dichtungsanordnung mit Erfolg verwendet worden sind, als Beispiele angegeben. Es versteht sich, dass

β ν * «

- 14 -

diese Angaben nicht vollständig sein können. Die Auswahl muss unter Werkstoffen, die gegenüber der jeweiligen Schmelze bei der gegebenen Temperatur ausreichend beständig sind, von Fall zu Fall getroffen werden. Der massgebende Gesichtspunkt für die Eignung ist dann, ob sich bei Auswahlversuchen in Anwesenheit von Schmelze die beschriebenen Abrieberscheinungen und das Gemenge erzielen lassen, was dann die Herstellung der Dichtungsanordnung und damit den zuverlässigen Dauerbetrieb des Verschlusses ermöglicht. Bisherige Feststellungen und Versuche bestätigen, dass als abriebfähige Werkstoffe vor allem Graphit bzw. Stoffmischungen mit hohem Graphitanteil oder andere Werkstoffe mit ähnlicher, charakteristischer "Plättchenstruktur" geeignet ist.

Beispiel 1: Eine Verschlussplatte aus Elektrographit (99 % Graphitgehalt, 18 VoI·-% offene Porosität) wurde als abriebfähige, feststehende Platte in Verbindung mit einer abriebfesten Schieberplatte aus Zirkonoxid (95 % ZrO,,) in einem an einer Giessrinne angebauten Linear-Schiebeverschluss verwendet. Durch fortgesetzte Betätigung des Verschlusses wurden abgemessene Mengen einer Aluminium-Gusslegierung (G-AlSi9Mg nach DIN 1725, mit 9 % Si und 0,3 % Mg) bei einer Temperatur von etwa 7 50⁰C vergossen. Dabei wurde in der beschriebenen Weise die Dichtungsanordnung hergestellt. Nach etwa 3000 Betätigungshüben ohne Störung und bei einwandfreier Dichtheit des Verschlusses wurde der Giessbetrieb eingestellt, und die Verschlussplatten wurden ausgebaut, um die Dichtungsanordnung zu untersuchen. Dabei zeigte sich, dass die Platten ohne Risiko noch weiter ver-

wendbar gewesen wären.

Beispiel 2: Ein Drehschiebeverschluss wurde mit einer abriebfähigen, feststehenden Verschlussplatte aus heissgepresstem Bornitrid BN mit hexagonaler Gitterstruktur und einer drehbaren Platte aus ZrO (gleicher Werkstoff wie Beispiel 1) ausgerüstet. In einer Versuchseinrichtung wurde eine Reinaluminium-

■ ^; - 15 -

Schmelze (99,5 % Al) von 750° C durch fortgesetztes Oeffnen und Schliessen des Verschlusses abgegossen. Nach 965 störungsfreien Betätigungen (Umdrehungen), in deren Verlauf die beschriebene Dichtungsanordnung erzeugt worden war, wurde der Versuch abgebrochen.

Beispiel 3: Derselbe Verschluss wie nach Beispiel 2 wurde in derselben Versuchseinrichtung und mit derselben Schmelze, jedoch mit einer anderen Platten-Bestückung einem Dauerversuch unterzogen. In diesem Fall wurde eine feststehende Platte aus Kohlenstoff mit hohem Graphitanteil (über 92 % Elektrographit) mit einer abriebfesten drehbaren Platte aus hochtonerdehaltigem Material (90 % AI2O3, 8 % SiO2) kombiniert. Die Versuchsreihe umfasste nicht weniger als 10550 Betätigungen, d.h. Abgüsse mit kürzeren oder längeren Unterbrechungen und damit verbundener Abkühlung der Verschlussplatten. Die anschliessende Untersuchung ergab, dass die Platten bzw. die Dichtungsanordnung noch weiter funktionstüchtig gewesen wären.

Beispiel 4: Ein Drehschiebeverschluss wurde als Abstichverschluss an einem Schmelz- und Warmhalteofen für Reinaluminium (ca. 750° C) angebaut. Der Verschluss war mit einer feststehenden Platte aus Elektrographit (99 % Graphit, 14 Vol.-% offene Porosität) und einer drehbaren Platte aus Aluminiumtitanat AI2TXO5 ausgerüstet und der Betrieb war durch häufige Abstiche relativ kleiner Schmelzemengen gekennzeichnet. So wurden während etwa dreieinhalb Tagen rund 800 Verschlussbetätigungen bei völliger Dichtheit erreicht. Die anschliessende Untersuchung ergab, dass die Platten bzw. deren Dichtungsanordnung noch immer betriebstauglich waren. Mit Verschlussplatten aus denselben Werkstoffen wurden in einem an eine Versuchseinrichtung angebauten Drehschiebeverschluss sogar rund 6400 Betätigungen ohne Störung erreicht. . . '

Claims (10)

1. Patentansprüche

   Ι» Dichtungsanordnung an den aufeinander gleitenden, vorzugsweise plattenförmigen Verschlusskörpern eines Schiebeverschlusses (10) zum Vergiessen von Metall-, insbesondere Leichtmetallschmelzen, hergestellt durch fortgesetzte Relativverschiebung zwischen einem mindestens~~"an seiner Gleitfläche (9) abriebfähigen Verschlusskörper (12,22) und einem mit diesem in Gleitkontakt stehenden abriebfesten Verschlusskörper (14,14')bei gleichzeitiger Beaufschlagung der Verschlusskörper mit Schmelze (3), unter Bildung eines Gemenges (20) aus Abrieb- (A) und Metallpartikeln (M) zwischen den Verschlusskörpern,, welches sich in im wesentlichen rillenförmigen und in Verschiebungsrichtung (P,R) verlaufenden, durch Verschleiss gebildeten Vertiefungen (19, 19') in der Gleitfläche (9) des abriebfähigen Verschlusskörpers (12,22) eingelagert.
2. 2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, bei welcher der abriebfähige Verschlusskörper (12,22) feststehend und der abriebfeste Verschlusskörper (14) verschiebbar ist.
3. 3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2 an den Verschlusskörpern eines Linear-Schiebeverschlusses, mit im wesentlichen geradlinigen Vertiefungen (19, Fig. 2).
4. 4. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2 an den Verschlusskörpern eines Drehschiebeverschlusses, mit im wesentlichen kreis- oder kreisbogenförmigen Vertiefungen (19', Fig. 3).
5. 5. Verwendung eines mindestens an seiner Gleitfläche abriebfähigen Verschlusskörpers (12,22) im Gleitkontakt mit einem abriebfesten Verschlusskörper (14, 14') zur Herstellung einer Dichtungsanordnung zwischen den vorzugsweise plattenförmigen Verschlusskörpern eines Schiebeverschlusses (10) zum Vergiessen von Metall-, insbesondere Leichtmetallschmelzen, durch fortgesetzte Betätigung des mit ■Schmelze (3) beaufschlagten Verschlusses und Bildung eines Gemenges (20) aus Abrieb- (A) und Metallpartikeln (M) zwischen den Verschlusskörpern, welches in im wesentlichen rillenförmigen und in Betätigungsrichtung (P,R) verlaufenden, durch Verschleiss entstehenden Vertiefungen (19,19') in der Gleitfläche (9) des abriebfähigen Verschlusskörpers (12, 22) eingelagert wird.
6. 6. Verwendung eines überwiegend aus Graphit bestehenden, abriebfähigen Verschlusskörpers (12, 22) nach Anspruch 5.
7. 7. Verwendung eines überwiegend aus Bornitrid mit hexagonaler Gitterstruktur bestehenden, abriebfähigen Verschlusskörpers (12, 22) nach Anspruch 5.
8. 8. Verwendung eines hochtonerdehaltigen, abriebfesten Verschlusskörpers (14, 14') nach Anspruch 5.
9. 9. Verwendung eines überwiegend aus Zirkonoxid bestehenden, abriebfesten Verschlusskörpers (14, 14') nach Anspruch 5.
10. 10. Verwendung eines überwiegend aus Aluminiumtitanat bestehenden, abriebfesten Verschlusskörpers nach Anspruch 5.