-
Verfahren und Maschine zum regelbaren Kühlen von Schleudergußformen.
bei welchem die Formen durch Quecksilberdämpfe vorgewärmt und nach dem Gießen durch
Druckänderung der Dämpfe langsam abgekühlt werden Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum regelbaren Kühlen von Schleudergußformen, bei welchem die Formen durch Quecksilberdämpfe
vorgewärmt und nach dem Gießen durch Verringerung des Dampfdrucks langsam abgekühlt
werden.
-
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Zentrifugalgießmaschine mit
einer die Form umgebenden Kammer zur Ausführung des Verfahrens.
-
Gemäß der Erfindung wird auf die Formen nach deren langsamem Abkühlen
auf eine bestimmte Temperatur flüssiges Quecksilber gespritzt, und zwar derart,
daß infolge der plötzlichen Wärmeentziehung durch Verdampfen des Quecksilbers lediglich
die Erstarrung des Gußstückes beschleunigt, nicht aber eine härtende Wirkung auf
das Gußstück ausgeübt wird. Das flüssige Quecksilber wird bei einer bestimmten Umdrehungsgeschwindigkeit
entfernt und somit der weiteren Einwirkung auf die Form entzogen.
-
Die geschlossene Kammer der Zentrifugalgießmaschine ist für die Ausführung
des Verfahrens mit einem Einlaß für die Dämpfe und Spritzröhren für den Einlaß des
flüssigen Quecksilbers ausgerüstet. Durch in der Kammer angebrachte Spiralrippen
-- wird das flüssige Quecksilber in axialer Richtung zwangläufig nach dem
Dämpfeeinlaß befördert, wenn die Umdrehungszahl der Kammer unterhalb einer bestimmten
Geschwindigkeit bleibt.
-
Die Spritzröhren haben zweckmäßig ebenfalls Spiralform und sind an
den spiralförmigen Rippen befestigt.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Maschine ist in der Zeichnung dargestellt,
und zwar zeigen Abb. i eine Rohrgußmaschine in Seitenansicht, Abb. 2 einen vergrößerten
Querschnitt durch das Glockenende der Form, Abb. 3 einen Querschnitt nach der Linie
3-3 der Abb. _, Abb. q. einen senkrechten Axialschnitt durch das andere Ende der
Form und Abb..5 ein Schaubild.
-
Die drehbare Form sitzt in Lagern 6 und trägt Antriebsringe 7. Der
Kernträger 8 sitzt drehbar auf dem Einguß für das geschmolzene Metall, das durch
eine Röhre g und einen Trichter io zugeführt wird, welch letzterer von einem senkrechten
drehbaren Ständer ii auf einem Wagen 12 getragen wird. Die Form besteht aus zwei
Metallzylindern 15, i5a und einem sie umgebenden Rohr 16, durch welches die Kammer
17 gebildet
wird. Auf dem Rohr 16 sitzen in der Nähe des Muffenendes
ein Ring 13 und am anderen Ende eine Scheibe 14, welche einen äußeren Mantel s unterstützen.
Der Raum zwischen dem Mantel und dem Rohr ist durch Isoliermaterial 18 ausgefüllt.
Das linke Ende des Zylinders 15 hat einen Umfangsflansch, der bei z9 am Rohr 16
angeschweißt ist. Das rechte Ende des Zylinders 15 (Abb. 4) wird durch einen Ring
31 im Rohr unterstützt. Weiterhin wird das rechte Ende der Form durch eine Scheibe
2o abgeschlossen, die bei 21 am Zylinder 15 angeschweißt ist. Das rechte verjüngte
Ende 16' des Rohres ist in der Bohrung 22,', eines Lagerbockes 22 drehbar gelagert,
und das Innere des Lagerbockes ist durch einen Kanal 23 mit einem durch ein Ventil
absperrbaren Einlaß für in die Kammer zu führende Dämpfe verbunden. Durch die Mitte
des Rohrendes 16' erstreckt sich weiterhin ein Verteilungsrohr 25 für Kühlflüssigkeit,
das an einem Ende mit einer Leitung 28 in Verbindung steht und am andern Ende mit
einem Verteilungsstück 26, von dem sich schraubenförmige Spritzröhren 27 nach dem
andern Ende der Kammer bis zum Ring 30 durch die Kammer erstrecken. Die Spritzröhren
sind an schraubenförmigen Rippen 29 befestigt, die sich vom Ring 30 »bis zum äußeren
Rohrende 16' erstrecken und bei bestimmter Geschwindigkeit der Form zur Herausbeförderung
des flüssigen Kühlmittels durch den Dämpfeeinlaß 23 dienen. Um diese Beförderung
aus der Kammer 17 zu gestatten, ist der Ring 31 (Abb. 4) mit passenden Öffnungen
versehen.
-
Zwecks Erwärmung und langsamer und schneller Abkühlung der Form werden,
wie nachstehend an Hand der Kurve der Abb. 5 erklärt, Quecksilberdämpfe durch den
Einlaß 23. und flüssiges Quecksilber durch die Leitung 28 und das Verteilungsrohr
25 in die Kammer geleitet sowie zu bestimmter Zeit flüssiges Quecksilber aus der
Kammer durch den Dämpfeeinlaß 23 abgeleitet, um die Form zuerst anzuwärmen, dann
langsam abzukühlen und schließlich nach Erreichung einer bestimmten Temperatur schnell
abzukühlen ohne Beeinflussung der kristallinischen Struktur des Gußstückes.
-
In Abb. 5 ist die Formtemperaturkurve mit 32, die Temperatur- und
Druckkurve der Quecksilberdämpfe mit 33 und die Drehgeschwindigkeitskurve der Form
mit 34 bezeichnet. Die Linie 35 zeigt eine Temperaturgrenze von ungefähr
650' C an und die Linie 36 eine von ungefähr 426'C. Die Linie 37 bezeichnet
die höchste Umdrehungszahl, und die Linie 38 Stillstand. Der Abstand 39 zwischen
Linien 38 und 40 kennzeichnet den Bereich der Formgeschwindigkeiten, bei welchen
die Rippen das flüssige Quecksilber befördern.
-
Bei 41: wird die Form in Drehung versetzt, und während der darauffolgenden
Periode 47 wird infolge der niedrigen Geschwindigkeit der Form flüssiges Quecksilber
durch die Spiralrippen 29 nach außen durch den Kanal 23 befördert. Nach Beendigung
dieser Periode werden bei 46 Quecksilberdämpfe in die Kammer 17 durch den Kanal
23 geleitet, welche zum Anwärmen der Form dienen. Der Druck und damit die Temperatur
der Dämpfe werden ständig erhöht, bis die Form bei 42 die gewünschte Temperatur
erreicht hat, bei welcher das Eingießen des Metalles durch den Trichter io stattfmdet,
und zu gleicher Zeit, wie aus Kurve 34 ersichtlich, die Form auf die höchste Geschwindigkeit
gebracht worden ist. Während der darauffolgenden Periode 49 findet die Verteilung
des flüssigen Metalles in der Gußform statt, und gleichzeitig wird der Druck der
Dämpfe und somit die Temperatur derselben erniedrigt, um während der darauffolgenden
Periode 50 ein langsames Abkühlen ,des Gußstückes herbeizuführen, bis dieses
bei`43 den kritischen Punkt erreicht hat und jetzt schnell abgekühlt werden kann,
ohne daß seine kristallinische Struktur geändert wird, so daß es später nicht weiterbehandelt
zu werden braucht, z. B. ausgeglüht werden muß. Die plötzliche Abkühlung erfolgt
durch- Zuführung von flüssigem Quecksilber durch das Rohr 25, das Verteilungsstück
26 und die Spritzröhren 27, durch welche das flüssige Quecksilber auf die Gußform
gespritzt wird. Dabei findet zu gleicher Zeit eine schnelle Erniedrigung der Temperatur
und des Druckes der Dämpfe statt. Die schnelle Abkühlung des Gußstückes erfolgt
während der Periode 51, das Einspritzen des flüssigen Quecksilbers während des ganzen
oder des ersten Teiles der Periode 54. Zu gleicher Zeit wird während des schnellen
Abkühlens die Umdrehungszahl der Form je Minute vermindert, und nachdem die Drehgeschwindigkeit
unter ein bestimmtes Maß sinkt, wird - nämlich während der Periode 55 - das warme
flüssige Quecksilber durch die Spiral rippen 29 aus der Kammer 17 durch den Kanal
23 befördert. Bei 44 wird die Drehung unterbrochen und bei 45 das Gußstück herausgenommen.
-
Während der Periode 52 wird der Dampfdruck aufrechterhalten, welcher,
wie erwähnt, - zuerst erhöht und dann verringert wird, wie aus der Kurve 33 ersichtlich.
Während der Periode 53 wird wahrscheinlich etwas von den Dämpfen kondensiert, doch
wird das Kondensat von der Form durch Zentrifugalkraft weggehalten. Die gestrichelten
Linien vor den Pfeilköpfen dieser Perioden deuten an, daß ihre Längen unter verschiedenen
Bedingungen Veränderungen unterworfen sind. In einem Kreislauf, in welchem die Herstellung
vieler Gußstücke hintereinander erfolgt, wiederholen sich stets die auf den beiden
Hauptkurven durch die Punkte C und Cl gekennzeichneten Zustandsformen.