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Dauerform, von Verbundqußlagerschalen Die Erfindung betrifft eine
Dauerform zum Herstellen von Verbundgußlagerschalen, insbesondere von hochbeanspruchten
FlugzeugrnotorenlagerrL, deren Stützschale aus Stahl und deren Auskleidung aus einer
Kupfer-Blei-Legierung besteht.
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Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, eine Dauerform für
die Herstellung solcher Lagerschalen zu schaffen, bei der der Auskleidungswerkstoff
nach dem Tauchgußverfahren auf die Stützschale aufgebracht werden kann.
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Es sind bereits derartige Dauerformen bekannt. Bei diesen. bekannten
Dauerformen tritt die Schmelze des Auskleidungswerkstoffes entsprechend dem Absenken
der Form durch Öffnungen im Formboden allmählich in die Form ein. Anschließend muß
die Form in Umlaufbewegungen versetzt aus. der Schmelze herausgefahren und abgekühlt
werden.
Bei der bekannten Form sind die Umlaufbewegungen erforderlich,
um beim Herausfahren der Form aus der Schmelze einen Auslauf derselben aus der Bodenöffnung
der -Form zu vermeiden.
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Es -ist ferner bekannt, die im Formboden vorgesehenen Oftnungen durch
einen bewegbaren Metallstempel zu verschließen. Die Anwendung eines solchen Xletallsteinpels
hat den Nachteil, daß bei den für Kupfer-Blei-Legierungen erforderlichen hohen Schmelztemperaturen
eine baldige Zunderbildung an der Oberfläche des Stempels und Anfressungen desselben
entstehen, wodurch das innerhalb der Form sich befindende C.'mkleidungsmetall verunreinigt
wird, wie auch durch das Einbringen des Stempels in das flüssige Umkleidungsmetall
schädliche Oxydbildungen unvermeidlich sind.
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Es ist ferner bekannt, Lagerstützschalen nebst Kokille und der diese
beiden Teile zusammenhaltenden Spannvorrichtung in ein Weißmetallschmelzbad zu tauchen,
wobei das flüssige Weißmetall über den oberen Rand von Lagerstützschale und Kokille
in den zwischen diesen beiden Teilen vorhandenen Zwischenraum fließt. Dieses bekannte
Verfahren hat u. a. den Nachteil, daß auch bei ihm in Verbindung mit Kupfer-Blei-Legierungen
durch das Einbringen der Spannvorrichtung in das Schmelzbad schädliche Verunreinigungen
desselben verursacht werden würden.
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- Um die genannten Mängel, nämlich Ver-,vendung einer Schleudervorrichtung,
Verwendung eines die im Formboden vorhandenen Löcher abschließenden Stempels und
das Eintauchen der Spannvorrichtung bzw. Aufhängevorrichtung in die Metallschmelze
zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen" die aus feuerfester Masse
bestehende Dauerform bz«:. den Tauchgußbehälter mit der eingesetzten Stützschale,
soweit deren mit dem Umkleidungswerkstoff zu bedeckende Seite in Frage kommt, einen
nach unten geschlossenen Formhohlraum bilden zu lassen und in der Außenwandung in
Höhe des oberen Endes der zu umkleidenden Stützschale oder noch darüber mit einer
Lochreihe zu versehen, durch die der Umkleidungswerkstoff von oben her eintreten
kann.
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Zweckmäßig erhält die Form oberhalb der Lochreihe noch eine zweite
Lochreihe, durch die beim tieferen Eintauchen der Form in die Schmelze die zuerst
in den Formhohlraum eingetretene Schmelze, die häufig Oxydeinschlüsse und andere
Verunreinigungen enthält, wieder nach außen verdrängt wird.
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Bei einer an der Innenseite mit Auskleidungswerkstoff zu bekleidenden
Stützschale wird diese erfindungsgemäß dichtend auf einen Bund eines Sandkernes
gesetzt und oberhalb, der Stützschale, auf ihrem oberen Ende aufruhend, ein mit
den Lochreiben versehener Dauerformring aufgesetzt. Bei dieser Ausführung wird die
Stützschale von außen her unmittelbar durch die Schmelze des Auskleidungswerkstoffes
beheizt und auf die Badtemperatur gebracht.
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Wird in bekannter Weise die Schmelze aus Auskleidungs-,verkstoff mit
einer Reduktionsmittelschicht, z. B. Boraxschicht, bedeckt. wird erfindungsgemäß
die Dauerform zunäcbst so weit in die Schmelze eingetaucht, daß die Schmelzbadoberfläche
sich eben unterhalb der unteren Lochreihe befindet und lediglich das Reduktionsmittel
in den Formhohlraum einfließen kann. Nach Anwärmen der ganzen Foren auf Schmelzbadtemperatur
erfolgt ein schnelles Tiefertauchen der Form so weit, daß sich die Schmelzbadoberfläche
zwischen der oberen und unteren Lochreihe befindet. Auf diese Weise wird sichergestellt,
daß die an der Oberfläche der Schmelze sich befindenden Oxyde und sonstigen Verunreinigungen
nicht oder jedenfalls nur in verschwindend kleinen Umfang in den eigentlichen Formhohlraum
eintreten können.
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Gemäß der Erfindung ausgebildete Dauerformen sind in der Zeichnung
beispielsweise veranschaulicht.
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Es zeigt Abb. i eine Ausführungsform der Dauerform für Stützschalen,
die auf der Außenseite mit Auskleidungswerkstoft zu bekleiden sind, im Längsschnitt,
Abb.2 eine Ausführungsform der Dauerform, bei der die Stützschalen auf der Innenseite
mit Auskleidungswerkstoff zu bekleiden sind.
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Bei der Dauerform nach Abb. i ist i eine Stützschale aus Stahl, die
auf der Außenseite mit Auskleidungswerkstoff, nämlich Bleibronze, zu versehen ist.
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Mit ihrem unteren bundartigen Ende sitzt die Stützschale i dichtend
auf einer topfartigen Dauerform 2 aus Graphit auf. Zur Erzielung einer guten Abdichtung
erhält die Stützschale i zweckmäßig an der Bundunterseite einen ringartigen Vorsprung
3, der sich durch Drehen der Stützschale i leicht in die Graphitform 2 einschleifen
läßt, so daß eine gute Abdichtung gesichert ist. In Höhe des oberen Endes der Stützschale
i ist die Graphitform 2 mit einer Reihe von Löchern q versehen. Oberhalb dieser
Lochreihe ist eine weitere Reihe von Löchern 5 vorgesehen. Auf der Stützschale i
ruht ein ebenfalls aus Graphit od. dgl. bestehendes Aufsatzstück <, auf das wiederum
ein Belastungsgewicht aufgesetzt ist.
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Das Füllen des Formhohlraumes 8 mit
Schmelze aus Auskleidungswerkstoff
geschieht in folgenderWeise: Zunächst wird die Dauerform so weit in die Schmelze
eingetaucht, daß die gestrichelt angedeutete Schmelzbadoberfläche g sich eben unterhalb
der unteren Lochreihe 4 befindet. Auf diese Weise tritt zunächst in den Formhohlraum
8 lediglich das Reduktionsmittel, z. B. Borax, durch die Lochreihe . ein. Dieses
Reduktionsmittel befindet sich in einer Schicht oberhalb der Schmelze bis zu dem
Spiegel io. In dieser Stellung wird -die Form gehalten, bis sie die Schmelzbadtemperatur
angenommen hat. In dieser Zeit Wird die Oberfläche der Stützschalle i, die mit Auskleidungswerkstoff
zu bekleiden ist, durch das Reduktionsmittel gesäubert.
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Anschließend wird die Dauerform möglichst schnell so weit tiefer getaucht,
daß sich die. strichpunktiert dargestellte Schmelzbadoberfläche g' zwischen der
unteren Lochreihe 4 und der oberen Lochreihe 5 befindet, während die Reduktionsmitteloberfläche
die ebenfalls strichpunktierte Lage io' eingenommen hat. Das leichtere Reduktionsmittel
wird jetzt aus denn Formhohlraum 8 durch die schwerere Schmelze, die durch die Lochreihe
4 eintritt, verdrängt und tritt durch die obere Lochreihe 5 der Form aus. Durch
das -schnelle Tiefertauchen der Form wird verhindert, daß die an der Oberfläche
des Schmelzbades vorhandenen unvermeidlichen Oxyde und sonstigen Verunreinigungen
in den Formhohlraum 8 eintreten können. Nachdem der Formhohlraum 8 mit der Schmelze
des Auskleidungswerkstoffes gefüllt ist, wird die Form aus der Schmelze herausgezogen
und nunmehr einer Abkühlung, zweckmäßig vom Innern der Stützschale i aus, mit Hilfe
von Wasserbrausen od. dgl. unterzogen, so daß eine allmähliche Abkühlung und Erstarrung,
von der Stützschale ausgehend, nach außen eintritt. Es empfiehlt sich, die Dauerform
2 oberhalb der oberen Lochreihe 5 noch ausreichend zu verlängern, so daß ein Eintreten
des Reduktionsmittels zwischen Aufsatzstück 6 und Dauerform verhindert wird. Auf
diese Weise ist eine leichte Herausnahme des Aufsatzstückes 6 aus der Dauerform
5 gewährleistet.
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Bei der Ausführungsform nach Abb.2 ruht die an ihrem oberen Ende mit
einem Bund i i versehene Stützschale 12 mit ihrem unteren Ende auf einem Bund 13
eines Sandkernes 14 auf, der sich durch das Innere der Stützschale 12 nach oben
erstreckt. Auf den Bund ii der Stützschale 1a ist ein Dauerformring 15 aufgesetzt,
der an seinem oberen Ende ein Belastungsgewicht 16' trägt. Der Dauerformring 15
besitzt, wie die Dauerform nach Ab>. i, zwei Lochreihen 17 und 18 in Übereinanderanordnung.
Das Füllen _ des Formhohlraumes ig erfolgt in gleicher Weise wie bei der Ausführungsform
nach Abb. i. Bei dieser Ausführungsform ist die innen mit Auskleidungswerkstoff
zu bekleidende Stützschale 12 auf der Außenseite unmittelbar von der Schmelze des
Auskleidungswerkstoffes umgeben, wodurch ein besonders schnelles Aufheizen der Stützschale
gewährleistet ist.