-
Form zum Vergießen von Ausgießmetall Es ist bekannt, daß das Ausgießen
von Stützschalen aus Stahl mit Legierungen, insbesondere mit Bleibronze, sehr erhebliche
Schwierigkeiten bereitet, die sich in der Erzeugung ungewöhnlich hohen Ausschusses
beim Ausgießen kundtun.
-
Es ist gelungen, diese Schwierigkeiten beim Auskleiden von Stützschalen
auf dem inneren Umfang zu mindern, insbesondere durch Anwendung eines Kernes, der
gemäß einer früheren Erfindung- aus einem nichtmetallischen, praktisch wärmedehnungsfreien
und dem Schrumpfdruck des Ausgießmetalls nicht nachgebenden Werkstoff wie beispielsweise
Elektrodenkohle, gebrannter Graphitmasse u. dgl. besteht.
-
Die Erfindung befaßt sich mit der Aufgabe, eine Stützschale, insbesondere
eine stählerne Lagerschale, nicht nur innen, sondern auch auf dem äußeren Umfang
mit einem Belag aus Bleibronze zu umgießen. Diese Aufgabe vermehrt die Schwierigkeiten,
die schon bei dem Ausgießen des inneren Schalenumfanges schwer zu beseitigen waren,
um ein Beträchtliches.
-
Die Erfindung ermöglicht die Lösung derAufgabe mit einem durch Versuche
nachgewiesenen praktisch sicheren Ergebnis und betrifft eine Form zum Vergießen
von Ausgießmaterial, z. B. Bleibronze, auf dem inneren und äußeren Umfang von stählernen
Lagerschalen, mit Außenkühlung und einem aus einem nichtmetallischen, praktisch
wärmedehnungsfreien und dem Schrumpfdruck des Ausgießmetalls nicht nachgebenden
Werkstoff, z. B. Elektrodenkohle, gebrannter Graphitmasse u. dgl., bestehenden
Kern,
die gemäß der Erfindung mit einem äußeren Wärmeschutzmantel versehen ist, der zweckmäßig
aus einem dem Kernwerkstoff gleichen oder gleichwertigen Werkstoff besteht und zusammen
mit dem Kern eine die Lagerschale innen und außen umgebende Gießform und den Guß
allseitig einschließenden Wärmeschutz bildet, der lediglich einen unteren Rand der
Lagerschale für, eine wirksame Außenkühlung zugängig freiläßt.
-
Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigt Fig. i eine Lagerschale, wie sie z. B. in Flugzeugmotorenlagern Verwendung
findet, Fig. 2 die Form gemäß der Erfindung zur Herstellung der Lagerschale.
-
Die Stützschale i besteht aus Stahl und trägt den inneren Bleibronzebelag
2 und den äußeren Bleibronzebelag 3. Die fertige Form von Schale und Belag zeigt
Fig. i.
-
Zwecks Herstellung des Lagers erhält zunächst die Stützschale i die
aus Fig. 2 ersichtliche Form, vor allen Dingen aber an einem Ende, und zwar dem
unteren Ende, zwei Ringbunde.4 und 5. Die Gießform besteht zunächst aus einem Kern
6, dessen Schaft nach obenhin kegelförmig sich verjüngt, und der unten eine Bundplatte
7 besitzt. Dieser Kern ist aufgehängt mittels eines Ankers 9, der durch eine entsprechende
Bohrung 8 des Formkernes hindurchgesteckt in einer Einsenkung io mit einem Kopf
1I ruht, der zweckmäßig durch Verschmieren mit einer Dichtungsmasse 12 in der Ausnehmung
i i gedichtet liegt. Am oberen Ende trägt der Anker 9 eine Öse oder Haken oder ähnliches
Mittel, mit dessen Hilfe die Aufhängung des gesamten Formsatzes und auch sein Transport
ermöglicht wird.
-
Auf den äußeren Rand 13 der Bundplatte 7 des Kernes 6 setzt sich dichtend
der untere Ringbund 5 der Stützschale i auf; auf der unteren Stirnfläche des Bundes
5 ist zweckmäßig eine Ringrippe 14 angeordnet, die, wenn die Stützschale i unter
Erwärmung sich ausdehnt, sich gegen den benachbart liegenden Rand der Bundplatte
7 anlegt und dadurch die Zentrierung der Stützschale i in bezug auf die Kernachse
bewirkt.
-
Auf die obere Stirnseite des Ringbundes 4 legt sich der äußere Formmantel
auf, und zwar mit einer aus dem Außenmantel 16 ausziehbaren Innenbuchse 17. Die
Berührung zwischen den beiden Stirnflächen der Innenbuchse 17 einerseits und des
Ringbundes 4 der Stützschale andererseits bewirkt die Dichtung zwischen diesen beiden
Teilen, während die Zen, trierun@g der Innenbuchse 17,gegenübeT idem Außenmantel
der Stützschale in gleicher Weise wie im unteren Teil durch einen Ringbund 18 der
Stützschale i erfolgt, der sich bei Wärmeausdehnung der Stützschale an den unteren
inneren Umfang der Innenbuchse 17 anlegt.
-
Der Innendurchmesser der Innenbuchse 17 erweitert sich von unten nach
oben und der Außenmantel 16 weist Einlauflöcher i9 und i9' auf.
-
Die Innenbuchse 17 kann zur Erleichterung des Herausnehmens ein- oder
mehrteilig ausgebildet, d.h. nach einer oder mehreren achsparallelen Radialebenen
geteilt sein. Der Kern 7, die Innenbuchse 17 und der Außenmantel 16 bestehen aus
einem nichtmetallischen, praktisch wärmedehnungsfreien und dem Schrumpfdruck des
Ausgießmetalls nicht nachgebenden Werkstoff, z. B. Elektrodenkohle, gebrannter Graphtmasse
u. odgl., und sind vorteilhaft mit einer Graphitschlichte versehen.
-
Der Zusammenbau der Form erfolgt in folgender Weise: Zunächst wird
der Kern auf den Anker 9 aufgesetzt und der Ankerkopf im Kern dicht verschmiert.
Dann folgt von oben aufgesetzt die Stützschale i, und auf diese wird dann die Außenhülse
16 aufgesetzt, nachdem vorher in diese Außenhülse die geteilte Innenhülse 17 eingesetzt
worden war. Auf die Außenhülse folgt dann das zweckmäßig ringförmige Gewicht 2o,
das ebenfalls mit Zentrierbund zi oder ähnlichen Zentriermitteln versehen ist. Zur
Sicherung der Dichtung zwischen den aufeinandersitzenden Stirnflächen kann vor dem
Aufeinandersetzen ein geeignetes Dichtungsmittel, z. B. eine Schicht aus Graphitschlichte,
aufgebracht werden. Die also zum Gießen fertige Form wird nun in das mit entsprechender
Vorsichtsmaßnahme nieder geschmolzene Bleibronzebad eingetaucht, und zwar zunächst
nur so tief, daß die Vorwärmung der Form und der eingebauten Stützschale gesichert
ist. Sobald die Vbrwärmung bis zum gewünschten Grad vorgeschritten ist, erfolgt
vorsichtiges Weitertauchen in die zweckmäßig mit einer Reduktionsmittelschicht,
z. B. Boraxschicht, bedeckte Schmelze, und zwar so, daß die Form zunächst so weit
in die Schmelze eingetaucht wird, daß die Schmelzbadoberfläche sich eben unterhalb
der unteren Lochreihe befindet und lediglich das Reduktionsmittel in den Formhohlraum
einfließen kann, und daß dann weiter nach sicherer Anwärmung der ganzen Form auf
Schmelzbadtemperatur und Desoxydierung der Stahlstützschale ein schnelles Tiefertauchen
der Form so weit erfolgt, daß sich die Schmelzbadoberfläche zwischen der oberen
und unteren Lochreihe befindet. Dadurch wird die absolut sichere Verschweißung der
dem Schmelzmetall zugänglichen Stützschalenoberfläche mit dem Ausgießmetall erreicht,
ohne daß auch - nur eine Möglichkeit des Zutritts von Luft zu der für die Vergießung
in Frage kommenden Stützschalenoberfläche möglich ist. Das Reduktionsmittel fließt
bei diesem Vorgang durch die obere Lochreihe i9' heraus.
-
Es kommt nun weiter darauf an, den Abkühlungsvorgang so zu leiten,
daß die mit verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten und Abkühlungsgeschwindigkeiten
ausgestatteten Bestandteile des Erzeugnisses unter Wahrung der Verbundschweißung
und unter Vermeidung von irgendwelchen Spannungen oder Rissen zur Abkühlung gelangen.
Diese wird nun gemäß der Erfindung in zuverlässiger Weise dadurch erreicht"daß .der
gesamte Guß allseitig von einem wirksamen Wärmeschutz umgeben ist, mit Ausnahme
des unteren Endes der Stützschale, das einer intensiven Außenkühlung zugänglich
ist, und zwar in dem Raum, der durch die Ringbunde 4 und 5 begrenzt ist. In diesem
Ringraum wird von außen, vorzugsweise mit einer kreisenden Spritzvorrichtun
-,
ein oder mehrere Wasserstrahlen hineingespritzt, wodurch der untere Teil der Stützschale
auf dem gesamten Umfang durchgehend gleichmäßig und schnell gekühlt wird. Diese
Kühlung setzt sich langsam nach oben fort, während gleichzeitig ständig von innen
und außen den beiden Metallschichten immer wieder Wärme aus dem als Wärmespeicher
dienenden Kern 6 und Außenmantel 16 zugeführt wird. Auf diese Weise ist es möglich,
die Bronzebeläge in der Nähe der Stahlstützschale zuerst abzukühlen und dadurch
eine wirksame und praktisch einwandfreie Metallauflage zu erzeugen.