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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung metallener Schleudergußhohlkörper
Die Erfindung betrifft Verfahren.und Vorrichtungen zur Herstellung von Schleudergußhohlkörpern
aus Metall.
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Es ist bekannt, beim Schleudern das flüssige Metall der Schleuderform
durch einen Gießtrog zuzuführen, der mit einem in Richtung der Drehachse verlaufenden
Schlitz, d. h. mit einem Längsschlitz, versehen ist.
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Der Zweck der Erfindung besteht darin, dieses bekannte Verfahren zu
verbessern, um insbesondere durch Beschleunigung der Austrittsbewegung des flüssigen
Gießmetalls über die ihm durch die Schwerkraftwirkung erzielte Bewegung hinaus eine
raschere Entleerung des Gießtroges zu erreichen. Die schnelle Entleerung des Gießtroges
ermöglicht nicht nur eine Steigerung der Arbeitsleistung, sondern trägt auch wesentlich
zur Verbesserung des Arbeitserzeugnisses bei.
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Zur Erhöhung der Austrittsgeschwindigkeit des Gießgutes aus dem Gießtrog
wurde bei anderen Vorrichtungen zur Herstellung von Schleudergußhohlkörpern bereits
vorgeschlagen, das Gießgut im Gießtrog unter Druck zu setzen. Dieses Verfahren konnte
aber bisher nicht befriedigen, weil hierbei dem Gießgut eine in der Längsrichtung
des Troges verlaufende Strömung erteilt wurde, welche die Erzielung einer gleichmäßigen
Wandstärke der herzustellenden Hohlkörper sehr erschwerte.
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Das Hauptmerkmal des Verfahrens nach der Erfindung besteht darin,
daß das aus dem Schlitz austretende Gießgut mittels an bewegten Flächen auftretender
Flüssigkeitsreibung eine Beschleunigung erfährt, und zwar durch Flächen, die den
Schlitz selbst oder dessen Lippen bilden und welche sich in der Strömungsrichtung
des Flüssigkeitsbandes in ebener oder gekrümmter Richtung bewegen. Für die Herstellung
von nicht metallischen Formkörpern aus abbindefähigen Massen wurde bereits vorgeschlagen,
auf das aus einem in Längsrichtung der Form verlaufenden Spalt austretende Formgut
mittels umlaufend bewegter Teile einzuwirken. Zweck dieser Maßnahmen ist die Ausübung
von Druckwirkungen auf das den Spalt verlassende abbindefähige Gut. Im Gegensatz
hierzu kennzeichnet sich das Verfahren nach der Erfindung wesentlich durch die bereits
erwähnte Beschleunigung des metallenen Gießgutes mittels Flüssigkeitsreibung.
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Eine Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung besteht darin,
die Austrittsgeschwindigkeit des Gießgutes durch Jlnderung des Abstandes der die
Grenzschichten des austretenden Flüssigkeitsbandes berührenden Flächen voneinander
zu regeln. Hierdurch ist auch die Möglichkeit zur Beeinflussung der Dicke des austretenden
Flüssigkeitsbandes gegeben.
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Ferner kann das Verfahren nach der Erfindung in der Weise ausgeführt
werden, daß das Austreten des Gießgutes während des
Gießens in kurzen,
rasch aufeinanderfolgenden Zeitabschnitten unterbrochen wird. Diese \4aßnahme ermöglicht
die Erzeugung von Gußstücken besonderer Güte, da während der Unterbrechung der Speisung
die Gase entweichen können.
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Für die zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung benutzten
Vorrichtungen können als bewegte Flächen sowohl «Talzen als auch endlose Bänder
Verwendung finden.
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Vorzugsweise bestellt die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
nach der Erfindung in einer umlaufenden Walze, die in einem Abstand von einer festen
Wand angeordnet ist. Auf diese Weise entsteht ein Spalt oder Schlitz, durch den
das Gießgut aus dem Verteiler in die Form tritt. Die von der umlaufenden Walze auf
das Gießgut ausgeübte Flüssigkeitsreibung beschleunigt die Austrittsgeschwindigkeit
des Gießgutes in Abhängigkeit von der Umfangsgeschwindigkeit der Walze..
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Erfindungsgemäß können auch zur Bildung des Austrittspaltes zwei im
Abstand voneinander liegende Walzen vorgesehen werden, die in zueinander entgegengesetzten
Richtungen umlaufen. Diese Vorrichtung bringt den Vorteil einer gleichmäßigen Mitnahme
des Gießgutes an jeder der beiden Grenzschichten des Flüssigkeitsbandes, so daß
eine Ablenkung des austretenden Flüssigkeitsbandes vermieden werden kann.
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In den Fällen, in denen eine Ablenkung des austretenden Bandes in
einer bestimmten Richtung gegen die Innenwand der umlaufenden Form erwünscht ist,
kann diese Ablenkung sowohl durch Änderung der Umfangsgeschwindigkeit der gegenüber
der festen Wand angeordneten Walze als auch durch eine entsprechende Neigung der
festen Wand geregelt werden.
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Bei der Vorrichtung, bei der der Schlitz durch zwei Walzen gebildet
ist, kann eine Ablenkung des Flüssigkeitsbandes in der Weise erreicht werden, daß
die Walzen mit verschiedener Geschwindigkeit angetrieben werden.
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Erfindungsgemäß sind die Lager der Walze bzw. der Walzen in einer
Führungsbahn angeordnet, die die Änderung des Abstandes der Walze von der festen
Wand 'bzw. der Walzen voneinander zuläßt. Auf diese Weise kann durch Änderung der
Spaltbreite die Dicke des austretenden Flüssigkeitsbandes und gleichzeitig damit
auch dessen Geschwindigkeit in bestimmter Weise beeinflußt werden, was zur Berücksichtigung
der Beschaffenheit des Gießgutes und zur Beeinflussung der Wandstärke des Gußkörpers
erivÜlischt ist.
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Bei der zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung benutzten
Vorrichtung kann die Umfläche der Walze bzw. der Walzen so gestaltet sein, daß sie
teilweise voll der zylindrischen Form abweicht, wobei der Krümmungslialbinesser
an dieser Stelle kleiner ist als der Halbmesser des übrigen 7y lilidrischen Teils
der Walze. Hierdurch kann wegen der unrunden Form der Walzen die Breite des Spaltes
zwischen der Wand und der Walze bzw. zwischen beiden Walzen von einem Höchstwert
bis zum Wert Null verringert werden, so daß das Austreten des Gießgutes aus dem
Spalt periodisch unterbrochen wird.
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Die Walze bzw. die Walzen können bei einer anderen Ausführungsform
auch mit einer im Verhältnis zum Durchmesser der Walzen geringen Länge, d. h. scheibenförmig
gestaltet sein. In diesem Falle muß während des Gießens für eine axiale Relativbewegung
zwischen dem Verteiler und der Form gesorgt werden.
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Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal können'Walzen vorgesehen werden,
die parallel zu den den Austrittspalt bildenden Walzen liegen und mit diesen in
Reibungsberührung stehen, so. daß sie von ersteren bei deren Drehung mitgenommen
werden. Die mitgenommenen Walzen bilden dabei die Seitenwand des Gießtroges.
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Endlich besteht ein Merkmal der Vorrichtung nach der Erfindung in
der Anordnung von Räumen, die sowohl an der festen Wand als auch innerhalb der Walzen
angeordnet und mit einem Kühlmittel, vorzugsweise finit Blei, gefüllt werden. Des
weiteren können auch die der Wärmewirkung des Gießgutes in besonderer Weise ausgesetzten
Teile mit einer feuerfesten Masse bekleidet sein.
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Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens
nach der Erfindung sind auf der Zeichnung dargestellt.
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Abb. z zeigt schematisch einen senkrechten Querschnitt durch einen
Gießtrog.
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Abb. 2 zeigt in gleicher Darstellung eine andere Ausführungsform eines
Gießtrogs. Abb.3 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform
eines Gießtroges im Aufriß.
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Abb. 4 ist ein Grundriß zu Abb. 3.
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Abb. 5 zeigt perspektivisch eine weitere Ausführungsform eines Gießtroges.
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Abb.6 ist die perspektivische Darstellung eines Gießtroges nach Abb.5,
dessen Wirkungsweise der des in Abb. z dargestellten Verteilers entspricht.
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Die für die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung dienende
Vorrichtung bestellt im wesentlichen aus einer Wand i (Abb. i bis 4) und einer Walze
2, die in einem Abstand von der @raild i angeordnet ist.
Die Wand
i und die Walze 2 haben dieselbe Länge wie die das Gießgut aufnehmende (nicht dargestellte)
Form. Indessen können beide Teile auch so kurz ausgebildet werden (Abb. 4), daß
die Walze 2 scheibenförmig gestaltet ist.
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Gemäß der Darstellung in Abb. i ist die Walze 2 in einer Führungsbahn
3 gelagert, die eine Regelung des Abstandes der Drehachse der Walze von der Wand
i ermöglicht.
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Bei der in Abb. 2 dargestellten Ausführungsform ist die Drehachse
der Walze 2 in einem festen Abstand von der Wand i angeordnet. Die Walze 2 ist an
der mit dem Bezugszeichen 4 bezeichneten Stelle derart unrund ausgebildet, daß an
dieser Stelle die Walze einen geringeren Durchmesser hat. Sobald' bei der Drehung
der Walze der un-" runde Teil 4 in die mit strichpunktierten Linien dargestellte-
Lage kommt, besteht zwischen der Wand i und der Walze :2 ein Spalt, durch den das
Gießgut austreten kann. Die Breite des Spaltes nimmt bei dieser Ausführungsform
vom Wert Null bis zu einem Höchstwert zu, um dann wieder auf den Wert Null zurückzugehen,
bis bei weiterer Drehung der Walze der Höchstwert der Spaltbreite wieder erreicht
wird.
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Gemäß der Darstellung in Abb.3 ist die Walze 2 mit Ausnehmungen 5
versehen, die in Längsrichtung der Walze verlaufen. Diese Ausnehmüngen dienen in
ähnlicher Weise wie bei der in Abb. 2 gezeigten Ausführungsform zur Schaffung eines
sich vom Wert Null bis zum Höchstwert vergrößernden und anschließend daran bis auf
den Wert Null verkleinernden Spaltes. Die Ausnehmungen 5 sind in beliebiger Zahl
(beim dargestellten Ausführungsbeispiel 6) vorgesehen und ermöglichen eine Unterbrechung
des Austretens des Gießgutes in Zwischenräumen kürzerer Dauer und größerer Zahl,
als dies bei der in Abb.2 gezeigten Ausführungsform möglich ist.
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Gemäß der Darstellung in Abb. 4, die einen Grundriß zu Abb. 3 darstellt,
kann die Länge der Walze 2 derart bemessen sein, daß sie scheibenförmige Gestalt
annimmt. Indessen kann, wie in Abb. 4 mit strichpunktierten Linien angedeutet ist,
auch die Länge der Walze 2 das Vielfache des Durchmessers der Walze erhalten.
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In den zwischen der Wand i und der Scheibe 2 oberhalb des Austrittspaltes
sich befindenden Raum wird das Gießgut zweckin 'ßig mittels einer Rinne 6 zugeführt
(Abb. 3, 4), an. die eine weitere Rinne 7 o. dgl. angeschlossen ist.
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Wenn die Walze 2 nicht scheibenförmig ausgebildet wird, sondern im
Vergleich zum Durchmesser langgestreckt ist, kann die aus den Teilen 6, 7 bestehende
Vorrichtung zum Zuführen des Gießgutes während des Gießens fortfallen.
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An jedem Ende der Walze bzw. der Scheibe ist eine Abschlußwand 8,
9 angeordnet, so daß die Wand i zusammen mit de-Walze 2 und die beiden Wände $ und
9 zusammen ein trogartiges, oben offenes Gehäuse zum Aufnehmen des Gießgutes bilden.
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Zum Schutze gegen die Wärmewirkung des flüssigen Gießgutes erhält
die Wand i zweckmäßig ein Futter io aus feuerfestem Stoff, das auch an der Wand
8 und 9 angeordnet werden kann.
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Zur Temperaturerniedrigung an der Austrittstelle des Gießgutes zwischen
der Walze und der festen Wand kann an letzterer ein sich über die Länge der Wand
erstreckender Trog i i angeordnet werden, der mit einem Mittel 12, zur Temperaturerniedrigung
(vorzugsweise mit flüssigem Blei) gefüllt ist. In derselben Weise können auch die
Walzen 2 mit dem Kühlmittel 12, das im Inneren der Hohlwalze untergebracht wird,
gekühlt werden.
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Statt wie in den Abb. i bis 4 dargestellt ist, kann (Abb. 5) der Austrittspalt
für das Gießgut auch von einem Paar Walzen 2', 2" gebildet werden, die in einem
Abstand einander gegenüber angeordnet sind und in zueinander entgegengesetzten Richtungen
umlaufen. Um auch in diesem Fall die Austrittsgeschwindigkeit bzw. die Dicke des
austretenden Flüssigkeitsbandes zu regeln, kann die eine der Walzen, z. B. die Walze
2', verschieblich angeordnet werden. Zu diesem Zwecke werden die Zapfen der Walze
2' in einer Führungsbahn 3' gelagert. In derselben Weise kann auch die Walze?-"
verschieblich gelagert sein.
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Um, wie in Abb. 2 dargestellt ist, das Austreten des Gießgutes zeitweilig
zu unterbrechen, können die Walzen 2', 2" als unrunde Körper ausgebildet sein, wobei
der Krümmungshalbmesser an der unrunden Stelle 4 kleiner ist als der Durchmesser
des zylindrischen Teils der Walzen.
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Naturgemäß kann die Umfläche der Walzen 2', 2" auch, wie in Abb. 3
und .4 dargestellt ist, mit einer Anzahl Ausnehmungen versehen werden.
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Die Seitenwände des das Gießgut aufnehmenden Gießtrogs können bei
Ausbildung der Vorrichtung mit einem aus zwei Walzen bestehenden Schlitz sowohl
von der festen Wand als auch von Walzen 1_3, 14 gebildet werden. Bei der Anordnung
von Walzen 13, 14 zur Bildung der Seitenwände kann die Vorrichtung sehr vereinfacht
werden, da dadurch die Schwierigkeiten der Abdichtung der Walzen -9',:2" weitgehend
verringert sind.
Die Zapfenlager der Walzen 13, 14 sind derart ausgebildet,
daß diese Walzen durch Gewichtswirkung auf den Walzen 2'., z" aufliegen und von
letzteren bei ihrer Drehung mitgenommen werden.
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Zur Verbindung der Endwände g', 8' miteinander dienen zweckmäßig Anker
15.
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Zur Temperaturerniedrigung können die in Abb. 5 bis 6 gezeigten Vorrichtungen
ebenfalls mit Räumen versehen werden, die zur Aufnahme eines Kühlmittels geeignet
sind.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung nach der Erfindung ist wie folgt:
Nachdem der Gießtrog mit dem flüssigen Gießgut gefüllt und in die Form gebracht
ist (das Füllen des Gießtroges kann auch geschehen, wenn dieser sich innerhalb der
Form befindet), wird die Walze 2 in Richtung des Pfeiles 16 angetrieben. Hierdurch
wird auf das die Mantelfläche der Walze :2 berührende Gießgut eine Wirkung ausgeübt,
die die durch Schwerewirkung erzeugte Austrittsgeschwindigkeit des Gießgutes zwischen
der Walze und der Wand i erhöht. Durch Einstellen der Walze 2 in ihrer Führungsbahn
3 kann deren Abstand von der festen Wand i den besonderen Erfordernissen entsprechend
geregelt werden. Durch Ändern der Umlaufgeschwindigkeit der Walze 2 ist die Möglichkeit
der Anwendung einer bestimmten Beschleunigung des aus dem Gießtrog austretenden
Gießgutes gegeben. Sobald alles im Gießtrog sich befindende Gießgut aus diesem ausgetreten
und das Gußstück in der Form fertiggestellt ist, wird eine neue abgemessene Menge
Gießstoff in den Gießtrog zur Herstellung eines neuen Gießstückes eingebracht.
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Wird, wie in Abb. 4 dargestellt, die Walze 2 scheibenförmig ausgebildet,
dann erfolgt die Zuführung des Gießgutes in den Verteiler während des Gießvorganges
zweckmäßig unter Verwendung der Rinnen 6 und 7, die von einer außerhalb der Form
angeordneten Gießpfanne gespeist werden.
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Die Arbeitsweise der in den Abb. 5 und 6 dargestellten Vorrichtung
entspricht der der Vorrichtung nach den Abb. i und 2. Auch bei diesen Ausführungsformen
kann die Länge der Walze 2', 2" sowie der Walzen 13, 14 so gering gehalten
werden, daß alle Walzen scheibenförmige Gestalt erhalten. In diesem Fall kann entsprechend
der Darstellung nach Abb. 3 und 4 zur Speisung des Verteilers mit Gießgut ein Paar
Rinnen 6, 7 vorgesehen werden. einem Längsschlitz versehenen Gießtrog zugeführt
wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsbewegung des Gießgutes durch Flüssigkeitsreibung
eine Beschleunigung erfährt, und zwar durch Flächen, die den Schlitz selbst oder
dessen Lippen bilden und sich in der Strömungsrichtung des Flüssigkeitsbandes in
ebener oder gekrümmter Richtung bewegen.
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2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsgeschwindigkeit
des in die Form gespeisten Gießgutes durch Änderung des Abstandes der die Grenzschichten
des Flüssigkeitsbandes berührenden Flächen geregelt wird.
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3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
Austreten des in die Form gespeisten Gießgutes während des Gießens in kurzen, rasch
aufeinanderfolgenden Zeitabschnitten unterbrochen wird.
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4. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i und 2,
gekennzeichnet durch die Anordnung einer umlaufenden Walze (2) in einem Abstand
von einer festen Wand (i).
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5. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i und 2,
gekennzeichnet durch die Anordnung zweier Walzen (2' und 2") im Abstand voneinander,
die in entgegengesetzten Richtungen umlaufen.
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6. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide Seitenwände des das in die Schleuderform
zu speisende Gießgut aufnehmenden Gießtroges von den bewegten Flächen, z. B. Walzen
(2 bzw. 2', 2") oder endlosen Bändern, gebildet werden.
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7. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i und 2,
gekennzeichnet durch die Anordnung einer Führungsbahn (3 bzw. 3') für die Verschiebung
des Lagers der Walze (2 bzw. 2 und 2").
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B. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die auf das austretende Gießgut wirkende Walze (2) bzw.
Walzen (2', 2") auf einem Teil (:4) bzw. (:a.', 4") ihrer sonst kreisförmigen Umfläche
unrund mit gegenüber dem Halbmesser des zylindrischen Teiles kleinerem Krümmungshalbmesser
ausgebildet sind.
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9. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i bis 3,
gekennzeichnet durch über den Umfang der Walze (2 bzw. 2', 2") verteilte Ausnehinungen
(5).