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Verfahren zur Massenherstellung von Schleudergußkörpern nach Patent
578928 Das Wesen des Patents 578 928 beruht darauf, das zu vergießende Metall Formen
zuzuführen, die symmetrisch: zur Mittellinie einer um die senkrechte Achse umlaufenden
Schleudergußrnaschine angeordnet sind und durch Kanäle gefüllt werden; die irr Abhängigkeit
von der Drehzahl eine solche Krümmung erhalten, daß das Gußmetall unter Ausschaltung
hydrostatischer Druckwirkung nur unter dem Einfluß der Fliehkraft in den Formen
von unten her aufsteigt. Dadurch werden Bewegungskomponenten des Metalls vermieden,
die, besonders beim Vergießen größerer Mengen, infolge ihres Trägheitsmoments eine'
so starke Relativbewegung zwischen dem einströmenden Metall und der umlaufenden
Form hervorrufen, daß die von der Zentrifugalkraft herrührende Druckwirkung nicht
den erreichbaren Höchstbetrag erlangt, indem die Formen dem Metallstrom vorauseilen
und so Lunker und Blasen im Gefolge haben. Außerdem entstehen bei Nichtbeachtung
der durch das Hauptpatent angegebenen Regel Strudel beim Einfließen des Metalls,
die ungenügende Vergasung und auch Schlackeneinschlüsse zur Folge haben. Die schädliche
Bewegungskomponente, die durch die gekrümmten Kanäle aufgehoben wird, ist proportional
der in der Zeiteinheit vergossenen Metallmenge, der Entfernung der Form von der
Drehachse und dem Quadrat der Umfangsgeschwindigkeit. Dieses Verfahren na qh dem
Hauptpatent war vor allem für Gußstücke von ,größerem Stückgewicht bestimmt und
ist für diese Zwecke mit dem besten Erfolg in ständiger Anwendung. Das Verfahren,
wie es im Hauptpatent beschrieben ist, bereitet aber in seiner Anwendung gewisse
Schwierigkeiten, wenxl es gilt, eine größere Anzahl kleiner Gußstücke in Massen
herzustellen.
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Um auch hier so wirtschaftlich und unter voller Ausnutzung des großen
Vorteils des Schleudergußverfahrens arbeiten zu können, ist es notwendig, einen
Schleuderteller von möglichst großem Durchmesser zu verwenden, auf dem die Formen
möglichst nahe am Rande angeordnet werden, damit die Drehzahl der Maschine verhältnismäßig
niedriggehalten werden kann, ohne auf die Vorteile eines. möglichst hohen Zentrifugaldrucks
beim Füllen der Formen verzichten zu müssen. Dann werden jedoch die Wege vom Mittelpunkt
des Schleudertisches bis zu den Formen. unverhältnismäßig lang; auch erfährt das
Gießmetall auf diesem Wege eine unnötige Abkühlung, und die Reibungswiderstände
wachsen, wenn man-nicht zu größeren Kanalquerschnitten übergehen will.
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Daher wird nach vorliegender Erfindung vorgeschlagen, die Form nicht
mehr vom Mittelpunkt aus zu füllen, söndern die Abzweigkanäle, die im Sinne der
Drehrichtung der Schleudergußmaschine entsprechend der
Drehzahl.gekrürgmt.
sind, von einem Ringkanal aus zu füllen, der konzentrisch zur Drehachse verläuft
und dem so viel an Metall zugeführt wird, wie die Formen zur Füllung= gebrauchen.
Es können natürlich statt eines' Ringkanals auch mehrere derartige Kanäle benutzt
werden, besonders dann, wenn eifre große Zahl von Formen auf einmal abgegossen werden
soll. ' Zur vollen Ausnutzung der Vorteile, 'die durch das Hauptpatent gegeben sind,
ist es zweckmäßig, das Metall in den oder die Ringkanäle mit solcher Geschwindigkeit
eintreten zu lassen, wie sie durch die Zentrifugalkraft an der Anfangsstelle der
Zweigkanäle hervorgerufen wird, und in derselben Richtung, in der die Krümmung der
Zweigkanäle verläuft.
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Es ist dabei nicht notwendig, eine Füllvorrichtung für die Ringkanäle
zu benutzen, die mit der Schleudergußmaschine mit umläuft, die Füllvorrichtung kann
vielmehr auch ortsfest 'angeordnet sein. Eine der Möglichkeiten zur Verwirklichung
dieses Vorschlages besteht beispielsweise darin, daß das Metall in die Rinne oder
Rinnen durch einen Trichter geleitef wird, 'dessen Auslaufende in Richtung der Umlaufbewegung
der Ringkanäle, und zwar unter Anpassung an die Krümmungsrichtung der Zweigkanäle,
abgebogen ist und der so weit beim Gießen voll gehalten wird, daß das Metall mit
einer Geschwindigkeit in die Zweigkanäle überfließt, die der Zentrifugalbeschleunigung
am Abgangspunkt der Zweigkanäle entspricht.
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Die Zuführungsvorrichtung kann auch so ausgeführt werden, daß an Stelle
eines zentral zur Drehachse gelegenen Eingusses mehrere Eingüsse mit seitlichen
Abzweigungen über den Durchmesser der Schleuderscheibe verteilt angebracht sind,
die das in sie aufgegebene Metall in der angegebenen Weise aus entsprechend gestalteten
Auslaufenden in die Ringkanäle übertreten lassen.
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Von besonderem Vorteil ist es dabei, die Formen zu stapeln, so daß
also in einem Gußvorgang mehrere übereinanderliegende Schichten von Formen abgegossen
werden können. Die Füllung kann dann so erfolgen, daß das Metall in die zu unterst
liegenden Formen eintritt und von hier aus in die Barüberliegenden Formen strömt.
Weit zweckmäßiger ist es jedoch, für jede Formenreihe besondere Zweigkanäle und
sie speisende Ringkanäle anzuordnen, so daß sich für jede Formenreihe mit größter
Genauigkeit genau die gleichen Gußbedingungen innehalten lassen.
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Es ist an sich bekannt, zum Abgießen mehrerer Formen auf einmal die
Formen übereinander anzuordnen. Die bekannten Anordnungen dieser Art haben aber
den großen Nachteil, daß das Metall von der Eingußstelle der Maschine bis zum Eintritt
in die :Formen verhältnismäßig lange Wege zurücklegen muß, was, wie eingangs erwähnt,
die ~Güte der Gußstücke sehr nachteilig beeinflußt, und zwar um so mehr, je geringer
das Einzelgewicht der Gußstücke ist und je höher der Schmelzpunkt des Gießmetalls
liegt. Dieser Nachteil wird nach der Erfindung dadurch vermieden, daß die Verbindungskanäle
so kurz wie möglich gehalten und so zahlreich bemessen werden, daß das Metall auf
dem Wege von den das Gußmetall enthaltenden Ringkanälen zur Form praktisch keine
Abkühlung erfährt.
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Infolgedessen ist es durch die Erfindung möglich geworden, eine Massenherstellung
von Schleudergußstücken von sehr kleinen Abmessungen zu erzielen, und zwar unter
Nutzbarmachung sämtlicher Vorteile, die der Schleuderguß bietet, sowie in denkbar
vollkommener wirtschaftlicher Weise. Die Vorteile, die sich aus dieser Erfindung
ergeben, sind folgende: i. Die Formen lassen sich in derselben Weise wie beim Standguß
in nahezu unbegrenzter Zahl in beliebiger Höhe übereinanderstapeln, so daß die Leistungsfähigkeit
der Schleudergußmaschine bis zum Höchstbetrage ausgenutzt wird und bei denkbar geringstem
Aufwand an mechanischer Arbeit beim Schleudern; insbesondere sind auch sehr kleine
Gußstücke auf diese Weise im Schleuderguß wirtschaftlich herstellbar.
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2. Das Metall wird trotz der Kleinheit der Gußstücke der erreichbar
höchsten Zentrifugalbeschleunigung unterworfen und erfährt infolgedessen in den
Formen die erreichbar höchste Verdichtung. Das Ergebnis sind also vollständig poren-
und lunkerfreie Gußstücke.
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3. Metallverluste durch verlorene Köpfe, Steiger u. dgl., die beim
Standguß um so größer sind, je kleiner die Gußstücke sind, werden völlig erspart.
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Somit ist durch die Erfindung das wichtige Problem des Schleuderstapelgusses
in ebenso wirtschaftlicher wie einfacher Weise gelöst. Es wird mit besonderem Vorteil
in allen den Fällen anzuwenden sein, in denen es sich um erstklassigen Präzisionsguß
von durchaus gleichmäßiger Qualität handelt, wie es beim Herstellen hochbeanspruchter
Maschinenteile usw. notwendig ist. Es können natürlich in beliebiger Weise Kerne
in die Formen eingebaut werden. Durch Benutzung einer Maschine, wie sie in dem Patent
56z 2io beschrieben ist, läßt sich das Verfahren nach der Erfindung unter Vermeidung
von Stößen mit derselben Sicherheit ausführen, als wenn gestapelte Formen im Standguß
vergossen
werden, wobei jedoch infolge der Eigenart dieses Verfahrens
die Gleichartigkeit der einzelnen Gußstücke und ihre Güte eine ungleich größere
ist, als wenn das Standgußverfahren benutzt wird.
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Natürlich läßt sich der dieser Erfinduhg zugrunde liegende Gedanke
auch dann an-, wenden, wenn keine im Drehsinn der Schleudergußmaschine und entsprechend
der Drehzahl gekrümmten Kanäle benutzt werden, sondern andersartig verlaufende,
insbesondere die früher üblichen geradlinig verlaufenden- Kanäle. In diesem Fall
wird naturgemäß die günstige Wirkung, die sich durch die Verfahrensweise nach dem
Hauptpatent erzielen läßt, nicht nutzbar gemacht.
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Als Beispiel für die praktische Verwendung des als neu beanspruchten
Verfahrens ist rein- schematisch in den beiliegenden Zeichnungen eine hierfür geeignete
Anordnung dargestellt.
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Auf dem Drehtisch b, der aus den oben dargelegten Gründen einen möglichst
großen Durchmesser erhält, sind die Kokillen oder 'Sandformen a befestigt, und zwar
möglichst nahe am Umfang der Schleuderscheibe. Nach innen zu verläuft der Ringspalt
h, in dem das Metall aus dem feststehenden Eingußtrichter e durch die Mündungen
g einfließt. Der Eingnßtrichter ist so ausgebildet, daß durch die Krümmung seiner
Mündungsteile und durch die Höhe der Metallsäule in ihm eine Austrittsgeschwindigkeit
des Metalls entsteht, die der Beschleunigungswirkung der Zentrifugalkraft an der
Abzweigstelle der Ringkanäle r entspricht. Es bildet sich in dem Ringspalt ein geschlossener
Flüssigkeitsring, der eine glatte, von Ungleichmäßigkeiten freie Füllung der Formhohlräume
q über die Verbindungskanäle r ermöglicht. Etwa entstehende Geschwindigkeitsunterschiede
werden dabei durch die Begrenzungsflächen i und s des Ringspaltes da ausgeglichen.
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In dieser Weise lassen sich gleichzeitig eine Reihe von übereinanderliegenden
Formen abgießen, für die, wie aus Abb. i ersichtlich, lediglich gesonderte Ringkanäle
hl, lz°-usw. angeordnet zu werden brauchen sowie j e entsprechend gestaltete Zuflußkanäle
g1, g'' USW.
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Abb.3 und 4 stellen eine Ausführungsform dar, bei der an Stelle ehies
einzelnen zentral angeordneten Fülltrichters e mehrere seitlich liegende Fülltrichter
o vorgesehen sind, die natürlich auch derart angeordnet sein können, daß sie zum
Füllen von Schleudergußstapelformen dienen, in ähnlicher Weise, wie es in Abb. i
und 2 dargestellt ist.