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Vorrichtung zur Herstellung von Güßkörpern, insbesondere von Rohren,
durch Schleuderguß in gekühlter, senkrecht gelagerter Form Für die Ausübung des
Schleudergußverfahrens ist die Lagerung der Form und ihres mitunter mehrfach vorhandenen
Kühlmantels von erheblicher Bedeutung, da bei der schnellen Drehung leicht auftretende
Durchbiegungen, auch wenn sie an sich nicht groß sind, von erheblichem Einfuß auf
das Arbeiten mit der Form und auf die Güte der zu erzeugenden Werkstücke sein können.
Schwierigkeiten treten auch beim Antrieb auf; die Form läuft verhältnismäßig schnell
um, das Einkuppeln und Auskuppeln des Antriebes muß demnach zweckmäßig so erfolgen,
daß eine stoßlose Beschleunigung der Form eintritt, so daß sie allmählich auf volle
Tourenzahlen gebracht wird; ebenso muß das Auskuppeln des Antriebes unter Stillsetzen
der Form tunlichst ohne Stoß erfolgen. Dabei soll schon im Interesse der Kraftersparnis
die Form während des Eingießens sich möglichst reibungslos drehen: Die erfindungsgemäß
ausgebildete Einrichtung trägt diesen Verhältnissen Rechnung. Der Antrieb der senkrecht
gelagerten Schleuderform erfolgt von unten her, und zwar durch eine Reibungskupplung,
die gestattet, daß die Antriebswelle zunächst auf volle Tourenzahl gebracht wird
und daß die Form dann allmählich mitgenommen wird. Dabei ist die Lagerung der Antriebsteile
unterhalb der eigentlichen Gießform noch insofern vorteilhaft, als sie den Raum
an der Gießform nicht beengt, so daß diese für die eigentliche Arbeit vielmehr frei
zugänglich bleibt und auch unbehindert durch ihren Antrieb gekippt werden kann.
Der Antrieb mit seinen erheblich beanspruchten Teilen ist in dieser Weise auch weitgehend
aus dem Bereich der Wärme herausgebracht.
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Die Einrichtung ist erfindungsgemäß weiter so getroffen, daß mit dem
eigentlichen Einkuppeln die Form durch die Reibungskupplung etwas angehoben wird,
so daß sie von einem Gleitlager, auf dem sie bei Stillstand und geringer Bewegung
ruht, abgehoben, also dann nur von der Antriebswelle getragen wird, wobei sie durch
Führungsrollen, die über ihrem Umfang verteilt sind, - zentriert wird.
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Der Erfindungsgegenstand ist auf der Zeichnung beispielsweise dargestellt.
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Abb. i zeigt einen senkrechten Schnitt; die Abb. z bis ¢ zeigen Einzelheiten
in größerem Maßstabe.
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Mit der eigentlichen Form i ist ein Kühlmantel 2 unten starr verbunden,
während er am oberen Teilende mit einer Labyrinthdichtung 17 sich auf der Form verschieben,
also unabhängig von ihr dehnen kann. Während der Ringraum 6 zwischen Form i und
Mantel 2 mit einer Flüssigkeit gefüllt wird, ist es zweckmäßig, den weiteren Ringraum
i q. zwischer
dem Mantel 2 und einem diesen umgebenden weiteren
Mantel 13 durch Luft zu kühlen. Der Mantel 13 ist fest gelagert, so daß er
nicht mit umläuft; die Kühlluft wird an geeigneter Stelle, am besten unten, eingeblasen
und oben zum Austritt gebracht, wobei sie dann nicht nur kühlend auf den Mantel
2, sondern auch auf zwischen diesem und dem festen Mantel 3 untergebrachte Führungs-
und Lagervorrichtungen einwirkt.
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In dem erweiterten hohlen Fußtei13o des stillstehenden Mantels 13
sind, ebenso wie an seinem Kopfteil, auf Kugeln laufende Rollen in entsprechendem
Winkelversatz angeordnet, zwischen welchen der Mantel 2 bei seiner Drehung mit je
einem Ring 27 geführt wird. Durch diese Anordnung werden die Kugellager einmal der
Wirkung des äußeren Kühlmittels unterworfen und sind auch verhältnismäßig weit ab
von der Stelle, die die höchste Temperatur aufweist, d. h. von der Form i, angebracht
und somit gegen schädliche Wärmestrahlung geschützt.
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Wie Abb. 2 zeigt, sitzt für das Kugellager jeder Rolle 3 i an dem
oberen im Gehäuse durch Klemmwirkung festsitzenden Bolzenteil.32 ein Exzenterzapfentei133,
welcher der eigentliche Träger des Kugellagers ist. Durch Verdrehen .der Bolzen
32 lassen sich also jederzeit die Kugellager für die Rollen 31 gegenüber dem Ring
27 ein- oder nachstellen.
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Am oberen Teil des Mantels 2 ist ein Flanschring 34 angeordnet, der
sich in der Zwischenlage eines oder mehrerer Ringe 36 aus geeignetem, reibungsverminderndem
Metall auf den Flansch35 des Außenmantels 13 stützt. Wenn sich die Teile i und 2
drehen, so wird die Reibung zwischen den Flanschen 34 und 35 durch den in Öl liegenden
Ring 36, der sich an der Drehung beteiligen kann, verringert.
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Der Außenmantel 13 ist mit an seinem Kopfstück 37 sitzenden Zapfen
38 auf dem Traggestell 39 gelagert, so daß er in einer senkrechten Ebene
ausgeschwungen werden kann, um bei ortsfester Lagerung der Form das Ausbringen des
gegossenen Hohlkörpers und die Wiederherrichtung der Form zu !erleichtern. Die gesamte
Maschine, außer dem Antrieb, wird in der senkrechten Lage durch Riegelschraubbolzen
4o gesichert, Die Antriebsachse 43 ruht in zwei radialen und auf einem axialen Kugellager
44 und 45; sie ist mit Riemenantrieb versehen, an desserL Stelle natürlich auch
jeder andere Antrieb treten kann. Nach Abh. z ist an die Riemenscheibe 46 eine Bremsscheibe
47 gleich mit angegossen.
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Der Formboden 48, der auch den Muffenkern 49 trägt, bildet den einen
Teil der Reibungskupplung für die Verbindung zwischen der Form i und ihrer Antriebsachse
43, während der zweite Kupplungsteil So mit Muttergewinde auf den oberen, mit Schraubgewinde
ausgestatteten Teil 52 der Achse 43 aufgesetzt ist. Der Kupplungsteil 5o ist mit
einer schwungradartigen Randscheibe 51 ausgestattet, während sein Mutterteil 5_I
am unteren Ende einen Flansch 54 aufweist, der sich innerhalb einer aus Sicherheitsgründen
vorgesehenen Hub'begnenzungsmufe 55 bewegen kann.
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Wird die Achse 43 zum Anlaufen gebracht, so bleibt der Kupplungsteil
5o infolge des Beharrungsvermögens, dessen Wirkung gegebenenfalls durch eine Bremse
beliebiger Art verstärkt werden kann, zurück und wird dadurch aufwärts geschraubt,
bis die Kupplung 48, 50 sich von selbst schließt. Die Zurückhaltung de's
Teiles 5o von der Drehung der Achse 43 wird dadurch weiter verstärkt, so daß zunächst
ein fester Kupplungsschluß erzielt und dann die gesamte Form so angehoben wird,
daß ihr Tragring 34 von seinem Lager 35, 36 abgehoben wird. Die beim erläuterten
Vorgange allmählich beschleunigte Form rotiert dann für den Gießvorgang nur zwischen
den Rollen 31.
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Am oberen Ende bzw. am Kopf der Form oder des Kühlmantels 2 ist eine
Bremsscheibe 6o vorgesehen.
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Der Formmantel i muß sich, insbesondere wenn Rohre von verhältnismäßig
kleinem Durchmesser gegossen werden, um dite Schleuderwirkung zu erzielen, sehr
schnell. drehen; wenn er dabei in seinem Gewichte nicht ganz ausgeglichen ist, können
seitliche Beanspruchungen auftreten, die, zumal unter dem Einfluß der Wärme, zu
schädlichen Folgen (Verbiegungen, Riß;bildungen usw.) führen körneu. Um solche zu
vermeiden, sind an einer oder an mehreren Stellen besondere Führungsringe 56 eingelegt.
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Abb.3 zeigt die Anordnung eines solchen Ringes in größerem Maßstabe
herausgezieichnet. In der Fläche des Ringes sind Durchbrechungen 57 vorgesehen,
um die Bewegung des Kühlmittels im Hohlraum 6 nicht zu behindern.
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Nach Beendigung des Sühleudervorganges wird der Antrieb für die Achse
43 abgestellt, und es wird dann zweckmäßig an der oberen Bremse 6o die Drehgeschwindigkeit
des Ganzen verringert. Nach einer gewissen Verkleinerung der Drehzahl wird dann
die obere Bremse 6o geöffnet und die untere Bremse 47 der Antriebsachse 43 angezogen,
die letztere also in ihrer Drehung verzögert. Die zusammengesetzte Form sucht infolge
der Massenwirkung in ihrer Drehgeschwindigkeit zu beharren, sie dreht sich also
jedenfalls schneller als die Achse 43. Infolgedessen verfolgt ein
Herunterschrauben
der unteren Kupplungshälfte 5o auf dem Gewindeteil 52, bis de Form sich mit dem
Ring 34 auf die Scheibe 35 aufsetzt. In dem Augenblick erfolgt die Trennung der
Kupplungshälften 48 und 5o, und die letztere bewegt sich dann auf dem Gewindeteil52
allein weiter, bis die- Teile in die in Abb. i gezeichnete Stellung zurückgelangt
sind. Inzwischen kommt auch die Form durch die Reibungsarbeit an den Teilen 34 und
35, wenngleich sie durch den Zwischenring 36 abgemildert wird, allmählich zur Ruhe,
wenn nicht vorgezogen wird, hierzu nochmals die Bremse 6o zu benutzen.
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DerZwischenring 36 dient auch dazu, ein Fest-fressen oder eine
Zerstörung an den Teilen 34 und 35 zu verhindern, wenn beim Absetzen der Form die
letztere einmal noch sehr große Drehgeschwindigkeit haben sollte.
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Gemäß Abb-. 4 trägt der unten mit der Form i fest verbundene Mantel
2 oben einen besonders geformten Köpf 15, der mit einem t`berlaufbecken 16
so verbunden ist, daß, obgleich das letztere für sich hergestellt ist, beide wie
ein zusammenhängender Teil wirken. Über dem bereits weiter oben erwähnten Labyrinth
17 ist noch ein zweites Labyrinth 18 so angeordnet, daß zwischen den beiden
Labyrinthen ein Ringraum 2o frei bleibt. Dadurch wird erreicht, daß, wenn durch
irgendwelchen Umstand Kühlflüssigkeit, zu welcher in neuerer Zeit vielfach Öl benutzt
wird, durch das untere Labyrinth 17 nach außen gedrängt wird, die Flüssigkeit nicht
zu der Form oder zu dem Eingußbecken 16 gelangen kann; sie tritt vielmehr in den
Hohlraum 2 i über und legt sich infolge der Schleuderwirkung an dessen Außenwand
an. Der Hohlraum des Kopfes 15 steht durch ein von außen zugängliches Ventil
23 mit dem Kühlraum 6 zwischen Form i und Mantel 2 in Verbindung, so daß
Öl aus der Höhlung 1-5 in den Ringraum 6 zum Abfließen gebracht werden kann. Durch
eine verschließbare Einfüllöffnung 22 kann das Füllen oder Nachfüllen des Ringraumes
6 jederzeit erfolgen.
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Beim Gießen von Gußeisenwerkstücken in drehenden Formen hat man schon
vorgeschlagen, in dem Kühlmantel nicht Wasser, sondern eine andere Flüssigkeit,
beispielsweise (3l mit hohem Siedepunkt, zu verwenden, um durch Vermeidung zu plötzlicher
Abkühlung die Graphitausscheidung auch in der Nähe des Formmantels zu begünstigen,
also möglichst weiches Eisen zu erhalten.
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Bei der erläuterten Einrichtung hat man es in der Hand, während des
Füllvorganges durch die geöffnete Verschraubung 22 hindurch den Flüssigkeitszutritt
zu dem Ringraum 6 durch das Ventil 23 zu bestimmter Zeit zu sperren. Darauf gründet
sich eine besondere Arbeits- bzw. Verfahrensart, indem nur so viel Kühlflüssigkeit,
beispielsweise also Öl, in den Ringraum 6 gefüllt wird, daß, wenn diese beim Arbeiten
der Schleuderwirkung unterliegt, sie sich so an dem mitumlaufenden Kühlmantel 2
anlegt, daß, sie den Formmantel i nicht unmittelbar berührt, sondern in bestimmtem
Abstande von ihm verbleibt. Wenn das flüssige Eisen in die Form i einläuft, so kann
dann die Flüssigkeit die Form nicht unmittelbar, sondern nur durch Strahlungswirkung
abkühlen, wodurch das erstarrende Eisen um so mehr Gelegenheit erhält, Graphit auszuscheiden,
so daß ein weiches Gußstück zu erhalten ist, das nicht nachgeglüht zu werden braucht.
Diese Wirkung läßt sich mit der neuen Gesamtanordnung in besonders günstiger Weise
erreichen, weil verhältnismäßig kurze Zeit nach dem Eingießen des Metall-es die
hohe Umlaufgeschwindigkeit verringert wird; die bezügliche Zeitdauer hierfür hat
der Betriebsleiter dabei vollkommen in der Hand. Mit der Verringerung der Umlaufgeschwindigkeit
von Form und Kühlmantel geht die Fliehkraftwirkung entsprechend zurück, so daß die
Kühlflüssigkeit nunmehr wieder den gesamten Querschnitt des Ringraumes 6 ausfüllt,
dann also die Form berührt und um so stärker kühlend wirkt. _ Durch sinngemäße Handhabung
des Antriebes und der verschiedenen Bremsen kann man also, nachdem das Metall genügend
erstarrt ist, die kühlende Wirkung der Flüssigkeit in weiten Grenzen einregem.