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Verfahren zum Gießen von mindestens an einem Ende geschlossenen rohrförmigen
Körpern durch Schleudergießen Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gießen
von mindestens an einem Ende geschlossenen rohrförmigen Körpern durch Schleudergießen.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, rohrförmige Körper durch Schleudergießen
mittels einer umlaufenden Form herzustellen, die um eine zu ihrer Längsdrehachse
senkrechte waagerechte Achse verschwenkbar gelagert ist und deren Stirnwände nach
Bedarf gekühlt werden können, wobei die eine dieser Stirnwände mit einer mittleren
Eingießöffnung versehen ist, durch welche der geschmolzene Metallstrahl eindringt,
der aus einer Speisevorrichtung kommt, die mit dem Formträger fest verbunden ist
und diesen infolgedessen bei seinen Neigungsbewegungen begleitet. Hierdurch ist
es also möglich, das Gießen in die Form sowohl in waagerechter als auch in geneigter
Stellung, und zwar bei Stillstaird oder auch während der Drehung, aus-_ zuführen.
Dieses Gießverfahren eignet sich zur Herstellung von rohrförmigen Körpern, die auf
der Eingießöffnung für das geschmolzene Metall entgegengesetzten Seite der Form
mit einer geschlossenen Stirnwand versehen sind, denn es genügt, die Form von der
waagerechten Lage aus zu kippen, um zu bewirken, daß das Metall dieser dann den
Boden der Form bildenden Stirnwand zufließt. Mit diesem Verfahren ist es jedoch
nicht möglich,
einen Boden der Gußstücke auf der Seite zu erhalten,
an der sich die Öffnung für das Eingießen des Metalls in die Form befindet.
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Erfindungsgemäß wird, um rohrförmige Körper zu erhalten, die auf der
Seite, an der sich die Eingießöffnung für das Metall befindet, mit einem Boden versehen
sind, das zugehörige Ende der Form gegenüber seiner ursprünglichen Stellung gesenkt
und gleichzeitig gekühlt.
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Gemäß einem weiteren Kennzeichen der Erfindung wird der zwischen dem
flüssigen Metallstrahl und der Formöffnung bestehende ringförmige Spielraum verringert,
um das Mitreißen des Metalls nach der Eingießöffnung zu durch die Wirkung des durch
diese Öffnung heftig entweichenden Luftstroms zu begünstigen. .
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Um rohrförmige Körper zu erhalten, die an beiden Enden geschlossen
sind, wird zunächst die der Eingießseite gegenüberliegende Stirnwand der Form in
,bekannter Weise während oder unmittelbar nach dem Gießen gekühlt, worauf man zur
Bildung des zweiten Bodens in der oben beschriebenen Weise verfährt.
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Weitere Kennzeichen der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung
hervor.
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Die in der beigefügten Zeichnung dargestellte, hier zylinderförmig
angenommene Gießform i besitzt eine obere Stirnwand 2 und eine untere Stirnwand
3, wobei die obere Stirnwand mit einer Öffnung4zumEingießen des flüssigenGießmaterials
versehen ist. Diese Öffnung hat einen sehr geringen Querschnitt; ihr Durchmesser
kann z. B. zwischen 15 und 70 mm liegen, so daß der durch diese Öffnung eingeführte
flüssige Metallstrahl einen sehr geringen Spielraum von nur )i bis 3 mm frei läßt.
Die Form kann z. B. beim Gießen eine geneigte Lage einnehmen. Sie ruht auf Antriebsrollensätzen
6 und 7, die von Achsen 8 getragen werden. Die Rollen 7 wälzen sich auf einer Anschlagschiene
9 der Gießform ab, um ein Abrutschen der Gießform während ihrer Drehung zu verhindern.
Jede Achse 8 läuft in Lagern io, die auf einem Rahmen i i sitzen. Dieser Rahmen
ist bei 12 in einem nicht dargestellten festen Träger schwenkbar gelagert und kann
um diesen Drehpunkt, z. B. durch ein hydraulisches Hubwerk 13, geschwenkt werden.
Der Rahmen,i i trägt einen nicht dargestellten Motor, der die Welle 8, z. B. mittels
einer Riemenscheibe 15, antreibt. Außerdem trägt dieser Rahmen noch eine Gießpfanne
16, die in eine Schnauze oder Düse 17 ausläuft, die man bis dicht an die Eingießöffnung
4 heranbringen kann. Das flüssige Gießmaterial wird in dieGießpfanne 16, z. B. durch
eine nicht dargestellte, mit einem Stopfen versehene, ortsbewegliche Pfanne, eingefüllt.
Die Höhe der Gießpfanne 16 ist derart berechnet, daß der Gießstrahl eine geeignete
Geschwindigkeit erhält. Die Menge des eingeführten flüssigen Gießmaterials wird
je nach der Wandstärke und dem Durchmesser des zu erzeugenden Rohrstücks bestimmt.
Das flüssige Gießmaterial strömt in die Gießform durch die Düse 17 in Form eines
Flüssigkeitsstrahls, der frei durch die Öffnung 4 einfällt, gegenüber der Wandung
der letzteren jedoch nur einen möglichst geringen ringförmigen Spielraum frei läßt.
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Um rohrförmige Körper zu erhalten, die auf derjenigen Seite der Form,
an der sich die Eingießöffnung für das Metall befindet, mit einem Boden versehen
sind, verfährt man wie folgt: Man bringt in die in waagerechter oder geneigter Stellung
hefindliche Form ,die gewünschte Menge flüssigen Metalls ein, während die Form mit
einer passenden Geschwindigkeit um ihre Achse umläuft, damit die flüssige Masse
restlos der Wirkung der Fliehkraft unterworfen wird. Die infolge ihrer Erwärmung
aus der Form entweichende Luft ist gezwungen, durch den ringförmigen Raum zwischen
dem Gießstrahl und der Wand der Eingießöffnung hindurchzuströmen; da dessen Querschnitt
sehr gering ist, erreicht die Luft eine sehr große Ausströmgeschwindigkeit. Diese
Luft, die sich innerhalb der Form in Berührung mit dem flüssigen verbindenden Meta11
bewegt, reißt nun flüssige Metalltropfen nach der Eingießöffnung der Form mit, und
diese Metalltropfen setzen sich zunächst auf der gekühlten Formstirnwand und später
auf das um die Eingießöffnung herum bereits erstarrte Metall ab. und nach Beendigung
des Gießens strömt die Luft weiter aus, wobei die von ihr mitgerissenen Metalltropfen
die Metallschicht verstärken, die sich auf der Formstirnwand abgesetzt hat, und
hierdurch die freie Öffnung immer weiter verringern, bis der Boden endlich vollkommen
geschlossen ist. Während -die Form noch weiter umläuft, wird sie gegebenenfalls
in die waagerechte Lage zurückgebracht, um eine Metallwelle, einen Metallrückfluß,
zu bewirken, die sich in der Form auf die Stirnwand zu bewegt, in der sich die Eingießöffnung
befindet, wobei diese Verlagerung' des Metalls viel weniger durch die Schwerkraft
als durch den Impuls bewirkt wird, welcher der auf diese Weise während des Kippers
der Form gebildeten Welle erteilt wird. Diese Metallwelle stößt gegen die Stirnwand
der Form, und da letztere kräftig gekühlt wird, so erstarrt die Welle dort sehr
rasch und bildet bzw. verstärkt auf diese Weise den Boden des Gußstückes.
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Beim Kippen der Form kann man diese auch über die waagerechte Lage
hinaus bewegen, wodurch nun auch die Schwerkraft für den Zufluß des Metalls nach
der Stirnwand mit der Eingießöffnung zu voller Wirkung kommt; dieses mit der gekühlten
Stirnwatrd in Berührung kommende Metall erstarrt und bildet bzw. verstärkt, wie
oben, den Boden des Gußstückes.
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Die Drehung der Form wird fortgesetzt, wobei ihre Längsachse in der
waagerechten Lage oder in einer bestimmten geneigten Lage festgehalten wird, je
nachdem man innerhalb des Gußstückes eine zylinderförmige oder paraboloidförmige
Aushöhlung zu erhalten wünscht. Die Drehung der Form wird so lange aufrechterhalten,
bis das Gießmaterial erstarrt ist und eine genügende Festigkeit besitzt, um die
ihm durch die Fliehkraftwirkung erteilte Gestalt von selbst beizubehalten.
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m rohrförmige Körper zu erhalten, die an beiden Enden geschlossen sind, verfährt
man in ähnlicher Weise. Die der Eingießöffnung entgegengesetzte Formstirnwand wird
jedoch während und unmittelbar nach <lern Gießen kräftig gekühlt, um die Erstarrung
des mit dieser Stirnwand in Berührung befindlichen Dletalls zu bewirken und auf
diese `'eise im Gußstück einen ersten Boden nach einem übrigens bekannten Verfahren
zu bilden. Alsdann verfährt man in der oben beschriebenen Weise für die Bildung
des zweiten Bodens. Die Erstarrung setzt sich dann in dem luftdicht geschlossenen
Gußstück fort, und die Kühlung erfolgt nur außerhalb des letzteren. Dieses Verfahren
hat den Vorteil, daß es durch Schleudergießen möglich ist, rohrförmige Körper unmittelbar
zu erhalten, die an beiden Enden geschlossen sind und deren Gefüge die gewünschte
vollkommene Gleichmäßigkeit ohne jede Lunkerbil-dung aufweist, da die Kühlung des
Gußstückes während der Erstarrung nur in einer Richtung von außen nach innen erfolgt
und der gewünschte Verlauf derselben nach Belieben geregelt werden kann.
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Die äußere Gestalt des erhaltenen rohrförmigere Körpers kann ganz
beliebig sein. Sie wird lediglich durch die für die Gießform gewählte Gestalt bestimmt.
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Die Gestalt des Innenraums des rohrförmigen Körpers wird durch die
Schleuderwirkung bestimmt. Es entsteht also eine um die Umdrehungsachse der Gießform
rotationssymmetrische Gestalt, deren Abmessungen durch die vorher in die Form eingeführte
Gießmaterialmenge bestimmt werden.
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Den Abkühlungsverlauf des vergossenen Materials und den Erstarrungsverlauf
des letzteren kann man auf die verschiedenste Art und Weise beeinflussen. 'Man wird
natürlich diejenigen Methoden wählen, die dazu beitragen, die gewünschten Ergebnisse,
insbesondere die günstigste physikalischchemische Beschaffenheit des Materials,
zu erzielen, aus welchem das fertige Gußstück besteht. So kann man z. B. auf die
Außenkühlung, der die gegossene Masse durch Wärmeleitung in der Formwand und durch
Ausstrahlung von der freien Oberfläche der Form ausgesetzt ist, durch die Wahl der
Wärmeleitungs- und -ausstrahlungsfähigkeit des Formwerkstoffes, ferner durch die
äußere Kühlung der Form und durch ihre Wärmekapazität einwirken, wobei alle diese
Faktoren über die gesamte Ausdehnung der Form hinweg verschieden sein können, um
einen in den verschiedenen Teilen der Außenfläche des Gußstückes verschiedenen Abkühlungsverlauf
zu erzielen.