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Verfahren und Vorrichtung zum Regeln der Ausflußmenge von Metallen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regeln der
Ausflußmenge von Metallen unter Verwendung eines Ausgußkörpers mit nach dem Austrittsende
sich verkleinerndem innerem Ouerschnitt.
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Die Aufgabe, welche der Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, die
Gießgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Druckhöhe und von der Temperatur des
Metalls zu regeln, wobei es im wesentlichen auf eine schnelle Regelung ankommt,
die auch während des Gießens ohne Schwierigkeit vorgenommen werden kann. Die Herstellung
fehlerfreier gegossener Stücke hat zur Voraussetzung, daß der Guß möglichst gleichmäßig
erfolgt. Man bedient sich beim Gießen gewöhnlich eines Ausgußkörpers, der eine in
ihrer Größe bestimmte Austrittsöffnung für das Metall besitzt. Unter gegebenen Bedingungen
der Temperatur und des Druckes der über der Öffnung stehenden Metallsäule ergibt
sich eine bestimmte Ausflußgeschwi,rndigkeit aus der Gießöffnung. Während des Gießens
kühlt sich aber das geschmolzene Metall ab und verändert dadurch seine Viskosität
und damit die Gießgeschwindigkeit. Ferner wird die über der Austrittsöffnung stehende
Metallsäule während des Gusses immer niedriger, und dadurch ändern sich 'die Druckverhältnisse,
was abermals zu einer Veränderung der Gießgeschwindigkeit führt.
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Um :die Gießgeschwindigkeit zu regeln, hat man bereits verschiedene
Vorschläge gemacht. Allgemein bekannt ist das Regeln der
Ausflußmenge
unter Benutzung der Stopfenstange, doch ist dies nur ein verhältnismäßig
| rohes Hilfsmittel. Die meist angewendet |
| Arbeitsweise besteht darin, daß man .den A |
| gußkörper aus einem Material herstellt, W |
| ches durch das Metall während des Gießens' |
angegriffen wird, so daß eine selbsttätige Vergrößerung des Querschnittes der Gießöffnung
erfolgt. Ein weiterer Vorschlag geht dahin, in das untere Ende des Gießstutzens
einen Hilfsstutzen einzuschrauben, der je nach der geforderten Weite der Gießöffnung
einen größeren oder kleineren Querschnitt besitzt.
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Die erstgenannte Arbeitsweise hat den Nachteil, daß man die Gießgeschwindigkeit
nicht willkürlich regeln kann. Diese Schwierigkeit ist begreiflich, da es nicht
leicht ist, die Zusammensetzung und den Zustand der Bestandteile eines derartigen
Ausgußkörpers im voraus so zu bestimmen, daß .der Stutzen wunschgemäß durch das
zu gießende Metall ausgehöhlt wird. Man muß bei dieser Arbeits--%veise voraussetzen,
daß die Temperatur des Metalls von einem Guß zum anderen die gleiche ist. Sofern
dies nicht der Fall ist, ändert sich der Querschnitt des Gießstutzens in unkontrollierbarer
Weise, da er durch ein heißes Metall schneller angegriffen wird als durch ein kälteres.
Diese Tatsache führt aber zu dem Gegenteil von ,dem, was angestrebt wird, da in
der Praxis die Metalle bei den verschiedenen Gießvorgängen nicht: die gleiche Temperatur
besitzen. Die Arbeitsweise scheint zwar sehr einfach, führt aber häufig nicht zu
dein erstrebten Ergebenis.
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Bei dem anderen Verfahren ist zwar die Gefahr, daß sich die Düsenöffnung
von selbst erweitert, nicht gegeben. Durch Einsetzen verschiedener Hilfsdüsen kann
man die Weite der Ausflußöffnung offensichtlich regeln. Das Einsetzen der Hilfsdüsen
erfordert aber inechanische Hilfsmittel, welche es unmöglich machen, während,des
Gusses Veränderungen vorzunehmen, und gerade dann ist es notwendig, -die Gießgeschwindigkeit
zu ändern. Außerdem ist die Maßnahme des Einschraubens von Hilfsdüsen für die raube
Behandlung, welche derartige Einrichtungen in Stahlwerken, Gießereien und anderen
Werkstätten erfahren, viel zu umständlich.
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Als Mittel zur Lösung -der Aufgabe wird nun vorgeschlagen, die Länge
eines Ausgußkörpers, dessen innerer Querschnitt sich nach dem Austrittsende zu verkleinert,
.durch Abtrennen von Teilen desselben zu verringern und damit den Ausflußquerschnitt
zu vergrößern. Der Ausflußkörper ist aus feuerfestem Material angefertigt, welches
eine genügend starke mechanische Festigkeit besitzt, um den üblicherweise während
des Gießens eintretenden Beanspruchungen zu widerstehen. Der Stutzen ist aber derart
ausgebildet, daß er in der Längsrichtung an den gewünschten Stellen abzuschneiden
oder abzubrechen ist.
| Innern besitztder Gießstutzen einen sich |
| llgen die Austrittsöffnung verjüngenden |
| . 1 , |
| üerschnitt und eine solche Länge, daß sich |
Rohrteile des Stutzens abschneiden lassen und bei dieser Zerteilung bzw. bei diesem
Abbrechen .dem Metall wachsende Gießquerschnitte zur Verfügung gestellt werden.
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Der Gießstutzen wird beispielsweise durch eine Aufeinanderfolge von
zylindrischen oder nahezu zylindrischen Teilen gebildet, deren Querschnitte immer
kleiner werden, je mehr sie sichderAustrittsöffnung nähern. Er kann auch einen konischen
oder ähnlich ausgebildeten inneren Querschnitt besitzen, der sich nach der Austrittsöffnung
zu verengt.
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Um das Abschneiden oder Abbrechen von Teilendes Ausgußkörpers zu erleichtern,
sind zweckmäßig in der Längsrichtung des Stutzens an verschiedenen Stellen ringförmige
Zonen geringen Widerstandes vorgesehen. Diese Zonen werden beispielsweise durch
ringförmig umlaufende Eir_schnürungen oder Kanäle am Umfang des Gießstutzens gebildet,
so daß ,die Unterteilung oder das Abbrechen an den betreffenden Stellen erleichtert
wird. Zweckmäßig bedient man sich dazu eines Schneidewerkzeuges, mit welchem man
an der Stelle des Ausgußkörpers arbeitet, die dem Gießquerschnitt entspricht, -den
man einzustellen wünscht.
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Das neue Verfahren ist deshalb sehr einfach zu handhaben, weil keinerlei
mechanische Vorrichtungen notwendig sind. Insbesondere fällt das lästige und immerhin
eine gewisse Sorgfalt erfordernde Einschrauben von Hilfsdüsen vollständig weg. Man
kann innerhalb der Grenzen der Abmessungen des Gießstutzens den Gießquerschnitt
beliebig regeln. Die Verkürzung des Stutzens kann auf einmal oder in mehreren Abschnitten
erfolgen, j e nachdem ob man während des Gießens zwei oder mehrere verschiedene
Querschnitte benötigt. Man kann nach .dem beschriebenen Verfahren leicht und gleichmäßig
die Veränderungen der Temperatur und des Druckes während der Dauer eines Gießvorganges
aus- i gleichen, indem man den Ausgußkörper so weit verkürzt, daß der für den betreffenden
Zeitpunkt erforderliche neue Querschnitt entsteht.
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Ein besonderer Vorteil liegt darin, daß man für den gesamten Betrieb
nur eine einzige Type vom Gießstutzen vorrätig zu halten braucht. Wenn man Metalle
verschiedener Temperatur zu gießen hat, kann man die Wirkung dieser Unterschiede
da- j durch ausgleichen, daß man die gleichen Gießstutzen verwendet, sie jedoch
auf verschiedene
Längen zuschneidet. In jedem Fall ist die Ouerschnittsänderung
in wenigen Sekunden durchgeführt, ohne die gefährliche oder zeitraubende Maßnahme
des Einschraubens neuer Hilfsdüsen durchführen zu müssen.
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Die beiliegende Zeichnung stellt einige Ausführungsbeispiele der gemäß
der Erfindung zu benutzenden Ausgußkörper dar.
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Die Abb. i bis 4 zeigen auf der linken Seite einen O_uerschnitt und
auf der rechten Seite eine Ansicht der vier gezeigten verschiedenen Formen des Gießstutzens.
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A.bb.5 bringt im stark verkleinerten Maßstabe die Ansicht der Schere,
welche zum Zerteilen der Gießstutzen dient.
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Bei der Ausführungsform gemäß Abb. i besitzt der Ausgußkörper ein
Kopfstück i, an welches sich das Stutzenrohr z anschließt. Dieses Rohrstück ist
gewöhnlich kurz, wird aber bei dem Gießstutzen gemäß der Erfindung derart verlängert,
wie es bei Ziffer 3 ersichtlich ist. Der innere Kanal 4 weist einen von oben nach
unten sich verengernden Querschnitt auf. Wenn man dieses Rohrstück beispielsweise
nach den Schnitten A-A bzw. B-B abschneidet, so bewirkt man dadurch eine
Veränderung des Ausflußquerschnittes. Man erhält also an Stelle des ursprünglichen
Ausflußquerschnittes s1 größere Querschnitte, wie z. B. s2 bzw. s3.
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In der Abb.2 ist ein Gußstutzen dargestellt, der Rillen 5, 6 und 7
besitzt, «-elche die Zerteilung erleichtern und denen die Auslaufquerschnitte s.,
s3 und s,1 entsprechen.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 3 ist das Rohrstück 2 kürzer als
diejenigen nach Abb. i und a. Der Kanal 4. mit dem uerschnitt s. besitzt einen verengten
Teil g' mit dein Querschnitt s, Oberhalb dieses Querschnittes s1 ist Blas Stück
2 des Ausgußkörpers durch eine umlaufende Rille 9 eingeschnürt. Wenn man den Gießstutzen
in der Höhe dieser Rille abschneidet, so verändert inan den Durchflußquerschnitt
s1 in s2.
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Bei der Abb.4, welche einen Gießstutzen gleicher Art wie .denjenigen
gemäß Abb.3 darstellt, ist das Stück 2 wieder länger. Im Durchflußkanal sind Verengungen
io und i i vorgesehen. Diesen Verengungen entsprechen zwei Einschnürungen i2 und
13- Wenn man den Guß mit dem Querschnitt s1 begonnen hat, kann man das Stück 2 bei
12 abschneiden und erhält dann einen Querschnitt s.. Schließlich kann man durch
Abtrennung des Rohrstückes bei 13 zu einem Querschnitt ,% gelangen.
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An Stelle vors Einschnürungen können in gleicher Weise Einkerbungen
angebracht werden, die das Abbrechen erleichtern. Solche Einkerbungen sind beispielsweise
in Abb. i bei a bzw. b gezeigt.
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Für das Abschneiden der Rohrstücke verwendet man vorteilhaft die -in
Abb. 5 dargestellte Zange. Sie besteht aus zwei Greifstücken 14 und 15, die um einen
Stift 16 schwenkbar sind, und zwei Messern 17 und 18, mit welchen man Stücke
von dem Ausgußkörper abschneiden kann.
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Bei Verwendung eines Gießstutzens nach Abb. 3 genügt es, wenn man
das Endstück des Gießstutzens einfach durch einen Schlag mit einer Eisenstange abbricht,
den man unterhalb der Rille g führt. Um jede Störung beim Gießvorgang zu vermeiden,
die durch Rißbildung in dem Rohrstück des Ausgußkörpers eintreten könnte, kann man
vorteilhaft die Scheiben ig gemäß Abb. 3 mit Verstärkungsreifen versehen.
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Als Rohstoff für die Herstellung des Gießstutzens nimmt man zweckmäßig
dasjenige Material, das im Handel unter der Bezeichnung Graphit erhältlich ist und
aus einer Mischung von Kohlenstoff und Ton besteht.