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Vorrichtung zum Kühlen von Schleudergußrohrformen Schleudergußformen,
insbesondere solche Formen, in denen Rohre und ähnliche Gußstücke in Metallformen
unmittelbar (also ohne Sandauskleidung) abgegossen werden, müssen bekanntlich mit
Kühleinrichtungen versehen sein, damit während des Gießvorganges eine bestimmte
Temperatur in der Form nicht überschritten wird. Von der Kühlung hängt dabei nicht
nur die Lebensdauer der Form, sondern auch die Güte des Gußstückes ab, da die Erkaltungsbedingungen
die Eigenschaften des Werkstoffes wesentlich beeinflussen. Die vorliegende Erfindung'betrifft
die besondere Anordnung der Kühlvorrichtung für Schleudergußformen und bezweckt,
mit möglichst einfachen Mitteln eine sichere, leicht regelbare und für das Werkstück
günstige Kühlung zu erreichen.
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Die bekannten Kühlvorrichtungen mit regelbarer Kühlmittelzufuhr, bei
denen also eine Kühlflüssigkeit der Form zugeführt und nach erfolgter Erhitzung
wieder abgeführt wird, lassen sich ihrem Wesen nach in zwei Gruppen einteilen; bei
der ersten Gruppe ist der Kühlraum vollständig mit' Flüssigkeit gefüllt. (reine
Flüssigkeitskühlung), während bei der zweiten Gruppe der Kühlraum luft-oder dampfgefüllt
ist und die Kühlflüssigkeit in Strahlen auf die Formwand gespritzt wird (Spritzkühlung).
Beide Arten der Kühlung haben ihre besonderen Vor- und Nachteile. Die reine Flüssigkeitskühlung
hat den Vorzug besonders einfacher Regelung und einer einfachen und- gedrängten
Bauart. Sie wird deshalb im allgemeinen bevorzugt, weist aber zwei wesentliche Mängel
auf. Zunächst treten in der Kühlflüssigkeit Temperaturunterschiede auf, indem sich
die Flüssigkeit beim Eintritt in den Kühlmantel sofort an einer Stelle erhitzt und
dann anderen Stellen der Kühlwandung zugeführt wird, wo die Kühlwirkung dann nicht
mehr die gleiche sein kann wie an der Eintrittsstelle. Die Folge ist eine ungleichmäßige
und daher schädliche Wärmeverteilung in der Form und im Gußstück. Ein weiterer Mangel
ist dadurch gegeben, daß die beim Umlauf der Form auftretende Schleuderkraft die
Kühlflüssigkeit von der- Kühlwand zu entfernen sucht und dabei an der Kühlwand -Dampfpolster
entstehen, welche den Wärmeübergang an .einzelnen Stellen auf ein völlig unzureichendes
Maß herabsetzen. Die ungleiche Verteilung der Kühfwirkung bewirkt erhebliche Spannungen
in der Gießform, führt daher häufig zu Rißbildungen und zum vorzeitigen Unbrauchbarwerden
der Form. Auch schon die Verbiegungen der Form durch die auftretenden Temperaturunterschiede
sind schädlich. Im übrigen wird durch die unregelmäßige Kühlung nicht nur die Gußform
selbst, sondern auch das Gußstück schädlich beeinflußt.
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Bei der Spritzkühlung, die auch schon für Schleudergußformen mehrfach
vorgeschlagen
ist, liegen die Verhältnisse völlig anders. Die Kühlflüssigkeit
wird durch ein Leitungsnetz über die ganze Oberfläche der Form verteilt und an möglichst
vielen Stellen strahlförnalg; auf die Oberfläche der Form aufgespritzt. Die... Verteilung
der Kühlwirkung ist also gleie'li@@ förmig und insbesondere ist die Gefahr der Dampfpolsterbildung
behoben. Schwierigkeiten treten bei dieser Art der Kühlung dagegen in anderer Richtung
auf. In dem Luft-oder dampferfüllten Kühlraum tritt eine Dampfbildung ein; die Bauart
der Kühlvorrichtung wird durch die Notwendigkeit dampfdichterAbschlüsse schwierigerunügegebenenfalls
auch durch die Notwendigkeit des Einbaus von Regelvorrichtungen für den Dampfdruck.
Besonders nachteilig ist aber die Empfindlichkeit der Einrichtung gegen Störungen,
da bei Verstopfungen einer Düse sofort die Kühlung auf einem bestimmten Teil der
Formoberfläche ausfällt und dadurch die Spannungen und Unregelmäßigkeiten in der
Kühlung auftreten, welche gerade unbedingt vermieden werden müssen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer
Kühlvorrichtung, welche die Vorteile beider bekannten Kühlarten vereinigt und dadurch
die Mängel vermeidet. Der Zweck wird in der Weise erreicht, daß eine reine Flüssigkeitskühlung
Anwendung findet, dabei aber die Kühlflüssigkeit über die ganze Länge und den ganzen
Umfang der Formaußenfläche verteilt zugeleitet wird und den Zuflußleitungen eine
Anzahl von Abflußleitungen in der Nähe der Auftrefistelle des Kühlmittels zugeordnet
ist. Hierdurch wird eine völlig gleichmäßige Verteilung der Kühlwirkung über die
ganze Oberfläche der Gußform erreicht; durch die strahlförmige Führung des zufließenden
Kühlmittels wird auch die Gefahr der Dampfpolsterbildung mit Sicherheit vermieden.
Gleichzeitig wird aber auch eine hohe Unempfindlichkeit gegen Störungen erreicht,
da in dem mit der Kühlflüssigkeit vollkommen ausgefüllten Kühlraum auch bei Ausfall
einer oder mehrerer Zuflußdüsen jede Stelle der Formoberfläche in Berührung mit
der Kühlflüssigkeit bleibt, die durch die Vielzahl der Zuflußdüsen auch beim Ausfall
einzelner Düsen in ständiger Bewegung erhalten wird. Das Ableiten der Kühlflüssigkeit
durch ein ebenfalls über die ganze Kühlfläche verteiltes Leitungsnetz bewirkt dabei,
daß an allen Teilen der Kühlfläche eine völlig gleichmäßige Kühlwirkung erreicht
wird, da auf der gesamten Fläche die Flüssigkeit mit der gleichen Anfangstemperatur
einwirkt, um dann nach erfolgter Erwärmung sofort in der Nähe der Zuführstellen
abgeleitet zu werden. Es werden also auch alle--Vorteile der reinen Flüssigkeitskühlung,
insbesondere die Vorteile einfacher und leichter Regelbarkeit und die in baulicher
Hinsicht gegebenen Vorteile ohne die bisher damit verbundenen Nachteile er-_Beispiele
für Ausführungsformen der neuen Kühlvorrichtung sind in den beiliegenden Zeichnungen
näher erläutert.
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In den Zeichnungen zeigt Abb. i, 2 und 3 einen Längsschnitt, Abb.
q., 5 und 6 einen Querschnitt von drei verschiedenen Kühleinrichtungen. Die Kühlflüssigkeit
zwischen den Wandungen des mit der Gießform fest verbundenen Kühlmantels und der
Gießform (dem Kühlraum) wirkt derart auf die Gießform, daß sie durch Leitungsrohre,
die rundherum um die Gießform im Kühlraum angeordnet sind und aus den vielen in
den Wandungen dieser Röhren befindlichen Löcher gut verteilt und gleichmäßig auf
die Außenwand der Gießform aufschlägt. Die Kühlflüssigkeit kann vom Leitungsrohr
radial zur Gießform oder mit besserer Wirkung und Gleichmäßigkeit tangential auf
die Außenwand der Gießform einwirken. Durch das tangentiale Leiten der Kühlflüssigkeit
wird außerdem eine wirksame Umspülung der Form mit der frisch zugeführten Kühlflüssigkeit
erreicht, selbst beim Stillstand, der Gießform. Die lückenlose Umspülung der Gießform
beim Stillstand ist von größter Bedeutung, da die am Umfange derselben sich bildenden
Dämpfe dauernd abgespült werden, wodurch schädliche Materialspannungen und aus diesen
herrührende Verbiegungen der Gießform vermieden werden. Die hier vorgeschlagene
Art der Kühlung von Schleudergießformen kann gemäß den in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungen auf verschiedene Weise erzielt werden.
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Nach Abb. i und q. sind beispielsweise die Leitungsrohre i und 2 für
die Kühlflüssigkeit gleichmäßig verteilt um die Gießform 3 angeordnet. Die Leitungsrohre
sind durch mehrere Ringe q. in bestimmter Lage festgehalten, um nicht durch die
Zentrifugalkraft beim Schleudern der Gießrohre aus ihrer Lage zu kommen. Es liegen
immer ein Zu- und ein Ableitungsrohr für die Kühlflüssigkeit nebeneinander. Auf
ihrer ganzen Länge sind die Rohre mit eng nebeneinanderliegenden kleinen Löchern
5 versehen. Die Kühlflüssigkeit wird in der Pfeilrichtung a durch den feststehenden
Umlauf 6 und mit diesem in Verbindung stehenden Zuleitungsrohren i auf die Gießform
und durch die Ableitungsrohre 2 -wieder durch den feststehenden Umlauf 7 zurück
in der Pfeilrichtung b geführt. 8 sind Rollen, auf denen die Schleuderform 3 mit
den Kühleinrichtungen, abgesehen von den Umläufen 6 und 7, sich dreht.
Nach
Abb.2 und 5 sind die Zuleitungsrohre 7 ebenfalls gleichmäßig verteilt um die Gießform
herum angeordnet und gehalten, wobei alle Rohre als Zuleitungsrohre dienen. Die
Kühlflüssigkeit wird in der Pfeilrichtung c durch den feststehenden Umlauf 8, die
Leitungsrohre 7 und die darin befindlichen vielen kleinen Löcher 9 geführt und im
Raum io auf die Gießform ii zur Wirkung gebracht. Aus diesem Ringraum io fließt
die Kühlflüssigkeit durch viele kleine Öffnungen 12 in den Ringrauen 13, durch die
Löcher 14 und in der Pfeilrichtung d in den feststehenden Umlauf 15.
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Nach Abb. 3 und 6 wird die Kühlflüssigkeit durch die im Verteilungsrohr
16 angeordneten Kanäle 17 und die kleinen Löcher 18 im Raum i j auf die Gießform
zur Wirkung gebracht. Aus dem Raum i9 fließt die Kühlflüssigkeit durch viele auf
der ganzen Länge und auf dem. Umfang gleichmäßig verteilte kleine Löcher 2i in den
Raum 22 und von hier durch Öffnungen 23 in den feststehenden Umlauf 24 und von da
in der Pfeilrichtung e ab.
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In den Abb. 7 und 8 ist gezeigt, daß die Einrichtung auch in der Weise
Anwendung finden kann, daß ein feststehender äußerer Kühlmantel angewendet wird;
in welchem lediglich die eigentliche Gußform 27 umläuft. Die Kühlflüssigkeit wird
hier durch die Rohre 25 verteilt und durch die Rohre 26 abgeleitet; die einzelnen
Rohre werden in den Rohrböden 28 gehalten und besitzen Öffnungen 29 für den Durchlaß
der Kühlflüssigkeit. Die Rohre 25 und 26 sind an das gemeinsame Zulaufrohr
30 und an das gemeinsame Ablaufrohr 31 angeschlossen.