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Schleudergießverfahren und Vorrichtung dazu Man stellt laufend an
einem Ende mit Muffen versehene Rohre durch Schleudergießen her. Die innere Form
einer solchen Muffe wird mittels :eines jeweils vor dem Gießen am Ende der Gießform
eingesetzten Kernes erhalten. Im @allgemeinen verwendet man Kerne aus feuerfestem
Material, wie dem üblichen Formsand. Die für die Herstellung dieser Kerne erforderlichen
Arbeitskräfte und Materialien sowie die für ihre Einsetzung benötigte Zeit erhöhen
die Selbstkosten der gegossenen Rohre.
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Die Erfindung betrifft ein Schleudergießverfahren für Muffenrohre,
das den Herstellungsrhythmus zu beschleunigen gestattet.
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Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man nach dem Schleudergießverfahren
.ein Rohr herstellt, dessen Außenfläche an -einem seincrEnden unmittelbar in bekannter
Weise die ,endgültige Form der Muffe erhält, während die Innenfläche des ;gegossenen
Rohres über seine ganze Länge hinweg zylinderförmig gegossen und unter leichtem
überfließen von geschmolze nem Metall durch die zentrale öffnung eines ,abnehmbaren,
gegen die Endfläche der Gießform auf der Muffensieite, an welcher das Gießen beginnt,
;angedrückten Stückes erhalten wird, während die Aushöhlung der Muffe und allfällige
Anbringung eines Gewindes in ihr später durch maschinelle Bearbeitung erfolgen.
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Die Erfindung betrifft weiter eine Gießvorrichtung für -die Durchführung
des @obi,gen Verfahrens. Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß auf der
Muffenseite des zu gießenden Rohres gegen das Kokillenende ein ,abnehmbares, ringförmiges
Stück
angedrückt wird, das eine zentrale Bohrung mit .einem Durchmesser aufweist, sder
zumindest an der Kante mit der mach dem Inneren der Kokille gewandten Fläche dieses
Stückes gleich dem innvren Durchmesser ,des zu ,gießenden Rohres ist, während sder
Außendurchmesser der genannten Fläche zumindest gleich dem größten Außendurchmesser
der herzustellenden Muffle ist.
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Die Erfindung gestattet, vollständig anuf die üblicherweise für die
Formung des Müffeninneren verwandten Kerners zu verzichten. Dias Schlußstück der
Gießform ist vorzugsweise laus Metall, nutzt sich also nur langsam ab rund kann
infolgedessen zum Gießren einer großen Anzahl von Gusßstückendienen. Die Erfindung
ist vor iallem für Bohre kleinen Durchmessers von Interesse, bei welchen die durch
maschinelle Bsearbie@tung zu sentfernende Metallmenge nicht zu groß ist.
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In den nur ;als Beispiel gebrachten Zeichnungen stellen sdar: Abb.
i einen Längsschnitt längs eines Durchmessers eines abnehmbaren Verschlußstückes,
der an die als Gießform dienende Kokille angesetzt ist, Abb. 2 eine Vorderansicht
durch den Träger eines abnehmbaren Verschlußstückes gemäß einer anderein Ausführungsart,
Abb. 3 eine zur Hälfte geschnittene Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels des
abnehmbaren Verschlußstückes -der Vorrichtuzi:g nach Abb. 2, ;aber in größerem Maßstab
als in jener Abbildung, Abb. 4 eine Aufsicht auf seine selbsttätige öffnungsvorrichttung
für das genannte abnehmbare Verschlußstück, Abb. 5 einen der Abb. i -entsprechen-den
Schnitt durch ein anderes ,abnehmbares Verschlußstück der die Gießform bildenden
Kokille.
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Bei dem in. Abb. i wiedergegebenen AusfühYung!sbeispiel stellt i das
zu ;gießende Rohr mit der Längsachse X-X und 2 (der in der Zeichnung durch gekreuzte.
Linien gekennzeichnete Teil) die Ausnehmung -der Endmuffe dieses Rohres dar. Diese
AusnehmUng 2 mit dien Umriß m, n, ?o wird gewöhnlich im Laufe des Gießens
serhalten. Nach der Erfindung hingegen wird das Rohr mit einer übler seine ganze
Länge hinweg vollständig zylinderförmigen Innenfläche mit der Erzeugenden p, g gegossen;
die Ausnehmung 2 (m, n, o) sder Muffe wird später maschinelle Bearbeitung
hergestellt.
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Das Ende der Kokille soder Gießform 3 trägt leine Ausnehmung 4, in
welcher ein Verschlußstück 5 mittels seiner gewissen Anzahl von Hakenkeilen 6 gegen
den Grund der Endausweitung der Kokille festgedrückt wird; ein jeder Hakenkeil stützt
sich in einer Öffnung 7 eines Halses 3a der Kokille 3 ab, während sein umgebogenes
Ende gegen. das Verschlußstück 5 Ürückt. Dresse Befestigung gewährleistet jede Sicherheit,
denn während der Drehung der Kokille 3 isst die entstehende Zentrifugalkraft bestrebt,
den Andruck zu verstärken.
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Das Verschlußstück 5 ist mit ein r zentralen Bsohrung 8 versehen,
sdie sich nach außen kegelstumpfförmig erweitert. Seine kleine ,auf der Fläche g
,gelegene Basis, wobei die Fläche mit der Innenfläche io der Kokille den der- Rohrmuffe
rentsprechenden Hohlraum bildet, hat seinen lichten Durchmesser Dl, der ,genau dem
Durchmesser der Innenfläche sdes zu gießenden Rohres .entspricht (wie erwähnt, ohne
Berücksichtigung- der Ausnehmung 2, die nach der Herausnalnne aus der Gießform eingearbeitet
wird). Die Fläche 9 des Verschlußstückes 5 hat ;außerdem einen AußendurclunesserDi2,
der zumindest gleich, vorzugsweisse aber größer ist als der größte DurchmesserDs3
der Kokillenfläche io.
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Das Gießen des geschmolzenen Metalls erfolgt mit Hilfe einer Gießrinne
C, die das Metall aus einer üblichem Gießpfanne erhält. Diesle Rinne bewegt sich
in Richtung des Pfeiles F. Das Gießen beginnt also ,an dem Muffenende der Gießform,
die sich während des Gießens um die Achse X-X dreht. Das geschhnolzene Metall füllt
zunächst die der Außenfläche des Rohres entsprechende Aushöhlung io der Gießform
aus und erzeugt dann die gesamte Stärke des Rohres bis zu der von der Erzeugenden
P, g gebildeten Innenfläche; ein überschuß von Metall wird vergossen, damit das
Innenmaß >>, g sicher erreicht wird. Der Überschuß von geschmolzenem Metall fließt
durch die zentrale Öffnung 8 des V.erschlußstückes aus.
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Mach dem Gießen und der Erstarrung des Rohres 1 ;entfernt man, um
dieses Rohr .aus der Gießform herauszuziehen, die Hakenkeile 6 und das Verschlußstück
5 Lund bringt sie nachher für den folgenden Gießvorgang wieder an Ort und Stelle.
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Bei -der in Abb:2 dargestellten Ausführungsart erhält -das Ende der
m einem festen Gestell 12 drehbar angeordneten Kokille i i ein bewegliches Verschlußstück
13. Dieses gestattet wie im ersten Beispiel die Bildung der Innenfläche des Rohres
i durch Überfließen eines Überschusses an geschmo1-zenem Metall durch seine zentrale
Bohrung, die nach Abb. 2 und 3 aus einem sehr kurzen zylinderförmigen Teil 1 ¢ mit
folgendem sich kegelstumpfförmig erweiternden Teil 15 besteht. Dieses Verschlußstück
13 ist drehbar meinem Gehäuse 2o montiert, das seinerseits von zwei Achsstümpfen
21 und 22 in einem Träger 23 gehalten wird, der :um eine an dem Gestell 12 bsefesggte
Achse 24 geschwenkt werden kann. Der Träger 23 ist mit einem Bedienungshandgriff
25 versehen und in Schließstellung durch eine beliebige an dem Gestell 12 befestigpe
Verriegelungsvorrichtung fixiert, die in 26 schematisch sdargestellt ist.
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Diese Vorrichtung arbeitet wie folgt: Wenn das Versschlußstück 13
gegen das Ende der Kokille i i angelegt und der Riegel 26 geschlossen ist, schreitet
man bei sich drehender Kokille zum Gießren des Rohres. Da das ,genannte Verschlußstück
sich in seinem Gehäuse 2o drehen kann, wird es durch die Kokille, gegen die res
sich abstützt, mitgedreht, wobei die beiden Achsstümpfe 21 und 22 des Gehäuses 2o
letzterem Lund dem Verschlußstück 13 gestatten, sich geeignet auszurichten.
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Nach dem Gießen und wenn das Rohr genügend erstarrt ist, löst man
den Riegel 26 und öffnet rden Träger 23, indem man ihn um seine Achsre 24
heraus sschwenkt, wia;s das -Mufensende der Kokille i i freigibt.
Abb.
3 stellt weiter im einzelnen die Montage des beweglichen Verschlußstückes
13 in dem Träger 20 dar. Dieses Verschlußstück isst in 31 auf einem Teil
32 aufgeschraubt und hält gleichzeitig den inneren Käfig 33 eines Kugellagers. Der
äußere Käfig 34 dieses Lagers ist in den Körper des Gehäuses 2o eingelassen und
an Ort und Stelle durch einen mittels Schrauben 38 .angedrückten Deckel 37 festgehalten.
Dias Gehäuse 2o wird wie in dem in Abb. 2 dargestellten Beispiel durch zwei Achsstümpfe
2 i und 22 getragen, die sich in dem Träger 23 in Hülsen 4 i aus Gummi oder ähnlichem
Material drehen können, welche ihrerseits durch auf den mit Gewinde versehenen Enden
der Achsstümpfe aufgeschraubte Muttern 42 festgehalten werden.
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In das Gehäuse 2o ist eine Einströmkamm-er 43 für ein unter Druck
stehendes Kühlmittel (Wasseroder Luft) eingearbeitet. Diese Kammer ist durch einen
aufgelöteten Deckel 44 geschlossen und steht durch Kanäle 45 mit Kanälen 46 in dem
beweglichen Teil 32 in Verbindung. Diese Kanäle münden in eine Kammer 47, :die durch
Bohrungen 48 mit Ausströmöffnungen 49 verbunden ist, welche nv'schen den Rippen
5o :des beweglichen Verschlußstückes angeordnet sind. Dichtungsringge 5 i, 52, 53
sind zwischen .dem Teil 2o und dem zus.ammengestzten Teil 13, 32 vorgesehen; eine
Wandere ringförmige Dichtung gewährleistet die Abdichtung der Kammer 47. Ein Schutzblech
58 ist am Ende des Gehäuses 20 aUfgelötet, um zu verhindern, daß der überschuß an
flüssigem Metall während des Gießens über den Umfang herausgeschleudert wird.
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Die Hülsen 41 gestatten leicht, einen gewissen elastischen Druck des
Verschlußstückes 13 gegen die Kokille i i :auszuüben. Die Rippen und Durchsträmkanäle
für das Kühlmittel begünstigen die Kühlung des genannten Verschlußstückes 13, das
in Berührung mit der heißen Kokille steht.
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Abb. 4 stellt eine selbsttätige öffnungsvorrichtung für das bewegliche
Verschlußstück dar, die in dem Fall ;anwendbar ist, daß die in ihrem Gestell drehbar
;montierte Kokille während des Gießens mitsamt ihrem als Waget ausgestatteten Gestell
in Längsrichtung beweglich ist. Dieser Wagen ist in 61 wiedergegeben. Das bewegliche
Verschlußstück 63 ist, wie oben beschrieben, drehbar in einem Träger 62 montiert,
der um die von dem Wagen 61 getragene Achse 64 geschwenkt werden kann. Dieser Träger
62 wird in der in der Abbildung wiedergegebenen Schließungsstiellung durch eine
Klinke 66 festgehalten, deren Achse 67 ebenfalls an dem Wagen 61 befestigt ist.
Diese Klinke wird durch eine in 68 schematisch dargestellte Feder gehalten. Das
Ganze wird durch einen festen Anschlag 69 vervollständigt, der auf dem Hauptsockel
der gesamten Gießmaschine in einer solchen Stellung angebracht ist, ;daß bei Beendigung
des Gießens .das Ende der Klinke 66 auf ihn auftrifft.
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Während des Gießens in die sich drehende Kokille erfährt dieselbe
:durch diese Vorrichtung gemeinsam mit .dem als Wagen ausgestalteten Träger 61 eine.
Bewegung in Richtung ihrer Längsachse. Am Ende des Wagens ist das Gießen des Rohres
beendet, und die Klinke 66 trifft auf den Anschlag 69 auf, .die Klinke schwingt
herum und gibt den Träger 62 frei, der infolge seiner Trägheit seine Bewegung fortsetzt,
nachdem der Wagen 61 angehalten wurde, und sich infolgedessen öffnet, indem @er
um die Achse 64 schwingt. Man erkennt, daß diese Öffnungsbewegung im übrigen durch
die Anordnung der Achse 64 erleichtert wird, die ja parallel zur Außenkante der
Kokille verläuft, und da die gesamte Kokille nach einer wohlbekannten Anordnung
ebenso wie ihr Wagen leicht gegen die Waagerechte geneigt ist, ist die Achse 64
selbst leicht gegen die Lotrechte geneigt, und die Schwere wirkt auf den Träger
62 und den gesamten von ihm getragenen Mechanismus im Sinne der Öffnung. Falls nützlich,
könnte man übrigens noch eine Offnungsfeder hinzufügen.
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In @deneben beschriebenen Beispielen ist die Neigung der Erzeugenden
.der zentralen Bohrung 8 (Abt. i) bzw. 15 (Abt. 3) des beweglichen Verschlußstückes
verhältnismäßig gering. Daher wird bei Beginn des Schleudergießens eines Rohres
der abfließende LTberschuß an flüssigem Gußeisen gegen die Wand der kegels:tumpfförmigen
Bohrung geschleudert und mitgedreht. Diese Drehung erzeugt eine Zentrifugalkraft,
welche am Ende der genannten Bohrung das Giußeisen kräftig nach außen spritzt und
so einen Strahlenkranz geschmolzener Metalltröpfchen bildet. Dieser Kranz prallt
in dem in Abb. 3 dargestellten Beispiel gegen die Wand 58.
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Die Erfinderin hat festgestellt, daß die Kraft und Menge des abgeschleuderben
Materials von der Neigung der Erzeugenden der kegelstumpfförmigen f'Iberfließöffnung
in dem abnehmbaren Verschlußstückabhängt, und daß das Abschleudern praktisch unterdrückt
wird, wenn der halbe Winkel der der kegelstumpfförmigen Bohrung entsprechenden Spitze
mindestens 45° und höchstens gleich einem Betrag ist, der von der Stärke des beweglichen
Verschlußstückes rund dein größten für das äußere Ende der Öffnung wählbaren Durchmessers
abhängig ist.
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Sao besitzt in Abb. 5 das abnehmbare Verschlußstück 5, das wie im
ersten Beispiel mittels Hakenkeilen 6 befestigt ist, eine aus zwei Kegelstümpfen
70 und 71 gebildete axiale Bohrung und wird gegen die Kante 4 der Kokille
3 mittels eines hitzebeständigen Ringes von L-förmigem Querschnitt 72 gedrückt,
dessen zentrale Bohrung kegelstumpfförmig mit dem gleichen halben Winkel der diesem
Kegelstumpf entsprechenden Spitze wie der Teil 70 der Bohrung des genannten
Verschlußstückes 5 ist.
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Dieser Teil 70, dessen Aufgabe es ist, eine zerbrechliche scharfe
Kante zu vermeiden, ist so furz als möglich und bildet wie die Fläche 73 des Ringes
72 einen kleinen, unterhalb von i o' liegenden Winkela mit der LängsachseX-X der
Kokille. Die anschließende Fläche 71 bildet einen ;großen Winkel b von mindestens
45° mit der genanntenAchse. Dieser Winkel liegt vorzugsweise zwischen 45 und 50°,
wobei, der Höchstbetrag im übrigen ausschließlich durch die Einbaunotwendigkeiten
bestimmt ist, d. h. durch die Stärke des Verschlußstü.daes 5 und den
möglichen
Höchstdurchmesser der großen Basis des Teils 7 i der sich :erweiternden Bohrung.:
Wie bei den vorhergehenden Beispielen wird das geschmolzene Metall in die Gießform
3 mittels einer in Längsrichtung der genannten Gießform beweglichen Rinne C eingegossen.
Man beginnt zeit -dem Gießen in der Nähe des mit dem Verschlußstück 5 versehenen
Endces der Gießform gegenüber diesem Verschlußstück. Eine gewisse Metallmenge wird
sehr schnell eingegosseiz, bevor die Rinne C ihre Längsbewegung in Richtung des
Pfeils F beginnt. Diese Menge wird so. bemessen, daß sie einen kleinen Metallüberschuß
ergibt, damit man sicher geht, @daß die Innenfläche des Rohres unbedingt das Niveau
des Innenrandes der Bohrung 73 des Verschlußstückes erreicht. Man vergießt diese
Metallmenge so rasch, daß der Üb;erschuß keine Zeit findet, in Drehung versetzt
zu werden, bevor er nach außen abfließt. Die Drehung ;des geschmolzenen Metalls
beginnt tatsächlich mit der Außenschicht, die in Berührung mit der Innenwand io
der Gießorin 3 .steht, und das Indrehungsetzen des gesamten eingegossenen Metalls
beansprucht eine gewisse Zeit, so daß -der Abfluß des die innere Schicht des vergossenen.
Metalls bildenden Metallüberschusses nach außen erfolgt, bevor diese überschüssige
innere Schicht durch die sich bereits drehende äußere, Schicht geschmolzenen Metalls
ebenfalls in Drehung versetzt wird. Infolgedessen wandert der genannte Metallüberschuß.
in Längsrichtung gegen das Verschlußstück 5 infolge der Längskomponente G,
H der dem genannten Metall im Augenblick des Eingusses erteilten Anfangsgeschwindigkeit
Gr, I, und dieser Üb@erschuß, fließt in Achsrichtung durch die zentrale Bohrung
des Verschlußstückes ab.
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Die Erfahrung zeigt, daß dank dem Umstand, daß das Verschlußstück
mit einer kegelstumpfförmigen Bohrung 7i versehen ist, bei welcher der. Winkel der
Erzeugenden und der Längsachse der Gießform zumindest gleich q.5° ist, jede Berührung
zwischen -der Wand der ,genannten Bohrung und dem Metallüberschuß vermieden wird
rund dieser Überschuß sich in freiem Strahl ergießt und in einem geeigneten Behälter
aufgefangen werden kann.
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Selbstverständlich ist die Erfindung keineswegs auf die dargestellten
und beschriebenen Ausführungsarten beschränkt, die nur beispielsweise gebracht wurden.
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So könnte das abnehmbare Verschlu' stück der Gießform statt raus Metall
aus irgendeinem anderen hitzebeständigen Stoff sein.
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Seine in Abt. i und 5 dargestellte Befestigung durch Hakenkeile könnte
durch eine Befestigung mittels Schraubenoder ;anderen Organen ersetzt werden.
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Im. Fall einer drehbaren Montage des Verschlußstückes der Gießform
in einem an dem die Gießform tragenden Wagen befestigten Träger kann man mehrere
Kugellager Moder gegebenenfalls auch ein Kugelschalenlager verwenden.
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Die Abnahme dieses Trägers kann statt durch Schwenkung cum :eine mehr
oder weniger lotrechte Achse auch durch eine Loslösung in Längsrichtung mit folgender
seitlicher oder lotrechter oder in beiden Richtungen kombinierter Bewegung :erfolgen.
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Schließlich ist die kegelstumpfförmige Öffnung mit einem halben Winkel
der diesem Kegelstumpf entsprechenden Spitze von mindestens q.5° für jede beliebige
Montage des beweglichen Verschlußstückes anwendbar.