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Verfahren zum Herstellen von Gußeisenrohren Gegenstand der Erfindung
ist ein Verfahren zur Herstellung von Gußeisenrohren in Formen aus kompaktem, feuerfestem
Material., z. B. Sand, oder in Formen von größerer Dauerhaftigkeit, die sich zur
wiederholten Benutzung eignen und aus Gemischen bestehen, die bei Anwendung passender
Temperaturen zu einer harten Masse sintern.
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Bei den bekannten Gußverfahren dieser Art bleibt das Gußmetall in
erheblichem Maße an der Formwandung hängen, so daß die Außenfläche des fertigen
Gußstücks unerwünschte Äufrauhungen aufweist. Erfindungsgemäß wird dies dadurch
vermieden, daß man auf die Forminnenwand vor dem Guß ein trockenes Pulver aufbläst,
so daß die Vertiefungen und Vorsprünge der Forminnenfläche ausgeglichen werden.
Vorzugsweise wird hierzu ein Strahl eines trockenen Gases verwendet.
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Es ist bekannt, eine Metallform mit einem noch unterhalb der Gußtemperatur
schmelzenden Pulver auszukleiden, das in der Gußhitze eine schlecht leitende Schmelzhaut
bildet. Auch wurde schon vorgeschlagen, durch Einstäuben einer Metallform mit .einem
Sauerstoff abgebenden Pulver (Temperpulver) Weichguß zu erzeugen, d. h. durch ein
chemisch auf die Eisenlegierung einwirkendes Futter die Natur des Gußmetalls zu
beeinflussen. Die rauhe Fläche einer Sandform mechanisch zu glätten, ist hierdurch
weder bekannt noch auch angeregt worden.
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Man hat ferner bereits Sandformen mit einem Pulver bedeckt, wenn man
eiserne Treppenstufen, Fußplatten, Gully decket oder andere Gegenstände herstellen
wollte, die eine das Ausgleiten verhindernde besonders rauhe Oberfläche erhalten
sollten. Die Staubschicht auf der Innenwand der Form dient hier lediglich dazu,
aus ihr herausragende harte Splitterchen aus Korund, Siliciumcarbid o. dgl. festzuhalten,
während das Metall in die Form einfließt und sich um diese Splitter herumlegt, die
so in dem Gußmetall schließlich festgehalten werden.
Von einem Ausgleichen
von Vertiefungen und Vorsprüngen der Innenfläche der Form ist hierbei also keine
Rede. -Man hat schließlich schon versucht, die: Glattheit des Gußstücks und die
Dauerhaft'@= keit der Form dadurch zu erhöhen, 'daß mal; einen Sack mit losem, pulverhaltigem
Inhalt über der Form schüttelte. Mit einer nach diesem Verfahren erhaltenen Auskleidung
läßt sich zwar in manchen Fällen die Glätte des Gußstücks merklich verbessern, aber
man kann sich hierbei nicht darauf verlassen, daß die Vertiefungen in der Formwandung
aufgefüllt werden und daß ein Aneinanderhaften zwischen Wandteilen und Gußmetall
sicher vermieden wird, das Aufrauhungen des Gußstücks und Beschädigungen der Form
nach sich zieht.
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Die vorliegende Erfindung bringt ein verbessertes Verfahren bei der
Aufbringung einer Schicht trockenen Pulvers auf Gußformen der genannten Art. Es
hat sich herausgestellt, daß, wenn man gegen aneinanderstoßende Teile der Form einen
mit trockenem, fein pulverisiertem Gut beladenen Strahl trockenen Gases richtet,
sich eine Schicht aus lose aneinander- und zusammenhängenden Teilchen auf den unebenen
Normteilen bildet; die die Vertiefungen der Formwand ausfüllt und eine glatte Innenfläche
bildet, die mit den vorstehenden Wandteilen entweder in einer Höhe liegt oder diese
vollständig einbettet. Wenn man das flüssige Metall in eine derart ausgekleidete
Form gießt, so erfolgt fast gar kein Aneinanderhaften-zwischen dem Gießmetall und
der Form, während die etwa dem Gußstück anhaftenden Puderteilchen sich leicht abreiben
lassen, so daß das endgültige Gußstück außerordentlich glatt und frei von anhaftendem
Material ist. Die Vermeidung des Arneinanderhaftens von Gießmetall und Form ermöglicht
ein Herausziehen des Gußstücks aus der Form mit der geringstmöglichen Beschädigung
der letzteren, so daß die Lebensdauer der Form erheblich heraufgesetzt wird, denn.
man kann eine beträchtlich größere Anzahl von Gußstücken in einer Form gießen als
bisher.
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' Wenn die Atmosphäre einen beträchtlichen Gehalt an Wasserdampf hat,
so neigt die Auskleidung dazu, ihre Trockenheit durch Wasserabsorption zu verlieren.
Die Anwesenheit von Wasser in der Auskleidung ist aber äußerst schädlich, weil sich
das Wasser beim Gießvorgang in Dampf verwandelt, der die Bildung einer rauhen Gußstückfläche
verursacht und unter -Umständen sogar Löcher und Blasen im Gußstück hervorrufen
kann. Man muß daher dafür' Sorge tragen, daß der Gießvorgang selber stattfindet,
solange die Auskleidung merklich trocken ist, und dies wird in um so höherem Maße
der Fall sein, je rascher das Metall nach dem Aufbringen xder Auskleidung gegossen
wird, weil als-4#hn die Auskleidung nicht genügend Zeit st; um merklich Feuchtigkeit
aufzunehmen. _geworden ;Wenn die Auskleidung ist, so kann man wirklich sich schon
auch feucht damit helfen, daß man die überschüssige Feuchtigkeit durch Wärme austreibt.
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Die Menge der aufzubringenden Masse muß' so bemessen sein, daß die
Einsenkungen der Form ausgefüllt werden und die Auskleidung mindestens in einer
Höhe mit den hervortretenden Flächenteilen der Form liegt. Zweckmäßig werden sogar
die am meisten hervortretenden Teile der Forminnenfläche von der Schicht, wenn auch
nicht tief, bedeckt. Als Auskleidungsmasse kann jeder fein verteilte Stoff verwendet
werden, der bei den hohen Temperaturen, auf die er durch die Berührung mit dem flüssigen
Metall gebracht wird, nicht merklich amGußstück oder an der Form festhaftet. Derartige
Stoffe sind z. B. fein verteiltes Ferrosilicium und Siliciummehl (silica flour).
Ein Pulver, das so fein ist, daß es durch ein Sieb mit 3o Maschen je 25 mm hindurchgeht,
ist durchaus geeignet.
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Bei der Aufbringung der Schicht mittels eines Trägergasstrahls muß
man darauf achten, daß der Gasstrahl den Puderteilchen eine hinreichende Energie
mitteilt, um sie gegen die Formfläche zu werfen; gleichzeitig muß aber das Volumen
und die Geschwindigkeit des Gasstrahls so geregelt werden, daß das Gas selber auf
die Form nicht mit einer solchen Geschwindigkeit auftrifft, daß es die bereits niedergeschlagenen
Pulverteilchen wieder wegbläst.
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Alles, was nötig ist, besteht also darin, daß ein mit Pulver beladener
trockener Gasstrahl so gegen die auszukleidenden Formteile gerichtet wird, daß er
auf aneinanderstoßenden Flächenteilen einen ununterbrochenen Überzug von hinreichender
Stärke aufbringt, um die Einsenkungen der Formfläche auszufüllen und eine lose aneinander-
und zusammenhängende glatte Schicht zu bilden, die das Gießmetall am Eindringen
in die vertieften Wandungsteile hindert und verhütet, daß die vorstehenden. Wandungsteile
in das Gußstück hineinragen und an ihm haftenbleiben.
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In der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Ausführung der Erfindung
beispielsweise dargestellt.
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Abb. i ist ein senkrechter Schnitt durch eine Gußform nebst einer
Einrichtung zur Aufbringung trockenen Puders auf die Form. Abb.2 ist ein ähnlicher
Schnitt durch eine Einrichtung mit einer sandausgekleideten Form. Abb.3 ist ein
vergrößerter Teilschnitt der Innenfläche einer sandausgekleideten
Gußform
nach der erfindungsgemäßen Aufbringung einer Puderschicht.
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Die Einrichtung zur Aufbringung der Puderschicht besteht aus einer
Leitung i mit einer Düse :2 an ihrem Vorderende. Am rückwärtigen Ende ist die Leitung
i mit einer Ladevorrichtung 3 ausgestattet, mittels deren Pulver in einen Gasstrom
gebracht wird, der aus einem nicht dargestellten Gasbehälter über eine Düse 4 zufließt.
Der Druck, unter dem das Gas in die Ladevorrichtung eintritt, kann am Manometer
5 abgelesen und mittels des Hahnes 7 geregelt werden. 8 ist eine Vorrichtung zum
Fördern des Pulvers zum Einlauftrichter 9, von dem aus es in die Ladevorrichtung
3 gelangt.
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Abb. i zeigt die Vereinigung der vorstehend beschriebenen Einrichtung
mit einer in bezug auf die Mulde io zurückziehbaren Gußform. Letztere bildet hier
gleichzeitig den Träger für die Leitung, und die Düse 2 liegt in der Nähe der Auslaufschnauze
ii. Die Formhülse 15 ist mit feuerfestem Stoff 16, z. B. Siliciumsand, ausgekleidet.
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Der Aufbau der Zufuhreinrichtung ist nicht im einzelnen dargestellt,
da sie Gegenstand des Patents 617 823 bildet. Ähnliches gilt für die Düse 2, die
in Patent 644 037 unter Schutz gestellt ist; es sei indes hier von ihr bemerkt,
daß sie zweckmäßigerweise aus einem sich nach dem geschlossenen Ende zu verjüngenden
Hohlkörper, z. B. einem Hohlkegel, besteht, in dessen Mantelfläche auf einer Seite
in der Düsenlängsrichtung hintereinander Auslaßöffnungen angeordnet sind, die vorzugsweise
parallel zueinander verlaufen und deren Gesamtquerschnitt größer ist als der größte
Innenquerschnitt der Düse.
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Bei der Ausführungsform nach Abb.2 ist die Form 15 mit Sand i6 ausgekleidet.
Diese Art von sandausgekleideter Form kann in eine Schleudergußmaschine eingesetzt
werden. Hier ist die Einrichtung zum Aufbringen des Pulvers auf die Form zweckmäßig
auf einen auf Schienen 21 laufenden Wagen ao angebracht, auf dem ein rohrförmiger
Träger 22 für die Leitung i vorgesehen ist. Durch diese Art der Anbringung ist man
imstande, die Düse 2 in die Form hineinzuschieben und sie wieder zurückzuziehen.
Diese Einrichtung eignet sich zur Verwendung bei ausgekleideten Formen, die ortsfest
oder drehbar angeordnet sind.
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Bei allen Ausführungsformen ist die Düse 2 gegenüber der Auskleidung
16 so anzuordnen, daß das wirksamste Aufbringen des Pulvers erzielt wird. Dies kann
man zum Teil dadurch erreichen, daß man den Abstand zwischen Düse und Auskleidung
passend regelt, beispielsweise indem man die Form oder die Düse verschiebt. In Abb.
3 ist ein Teil der Sandauskleidung 16 mit vorspringenden Teilen z5 und Einsenkungen
26 dargestellt. a7 ist das fein zerteilte trockene Schichtmaterial, das die Einsenkungen
26 ausfüllt und eine glatte Fläche bildet, die etwas oberhalb der Vorsprünge 25
verläuft.
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Im Betrieb wird bei der in Abb. i dargestellten Einrichtung die mit
Sand ausgekleidete Formhülse 15 in Arbeitsstellung gebracht, wobei die Schnauze
i i im Glockenende der Form zu liegen kommt. Alsdann läßt man durch öffnen des Hahnes
7 Gas in die Ladevorrichtung 3 eintreten und führt ihr mittels der Fördervorrichtung
8 über den Einlauftrichter 9 Pulver zu, so daß der Gasstrahl mit Pulver beladen
wird und aus der Düse 2 gegen die Fläche der Auskleidung 16 strömt, wobei die Form
sich dreht. Flüssiges Metall wird von einer nicht dargestellten Einrichtung, z.
B. einer Rinne, her in die Mulde io gegeben und läuft aus der Schnauze ii in die
Form aus. Dabei wird die Form ständig zurückgezogen, so daß sich eine Pulverschicht
auf der Formauskleidung bildet und das Gußstück gegossen wird. Dabei wird das Schichtmaterial
kurz vor dem Auftreffen des Metalls im selben Arbeitsgang aufgebracht. Die Menge,
in der das Pulver durch die Düse in die .Form geliefert wird, ist so bemessen, daß
die Einsenkungen 26 ausgefüllt, die Vorsprünge 25 bedeckt und eine glatte Fläche
27 gebildet wird. Das auf diese Weise hergestellte Gußstück hat eine sehr glatte
Außenfläche, und es haften ihm keine Teile der Sandauskleidung an. Das Endergebnis
ist nicht bloß außen glatter als die bisher herstellbaren Schleudergußrohre, sondern
ist auch wesentlich fester als Rohre, die eine mehr oder weniger aufgerauhte Außenfläche
haben.
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Bei der Einrichtung nach Abb. 2 wird die mit der Sandauskleidung 16
versehene Form 15 durch eine an sich bekannte Einrichtung in Umdrehung versetzt.
Dann wird der Wagen 2o in die Anfangsstellung gebracht, bei der sich die Düse :2
beim Glockenende der Form befindet. Luft wird unter geeignetem Druck zur Ladevorrichtung
3 über die Düse 4 eingelassen, während trockenes Pulver von der Fördervorrichtung
8 über den Einlaßtrichter 9 zugeleitet wird. Infolgedessen wird der Gasstrahl mit
trockenem Pulver beladen und tritt aus der Düse 2 aus. Der Wagen 2o wird nunmehr
zurückgezogen und führt die Düse 2 durch die Form, so daß sich ein schraubenförmiges
Band von trockenem Schichtmaterial mit überlappenden Rändern auf der Sandauskleidung
ablagert und die Einsenkungen ausfüllt. Wenn die Form gehörig mit einer Schicht
bedeckt ist, wird sie
in Gießstellung gebracht, z.B. an eine Schleudergußmaschine
oder eine Tropfgußmaschine (bead casting) angeschlossen.