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Schleudergießmaschine Für das. Schleu.d,`ergießen von Rohren mittels
Vorrichtungen, die eine Zuführungsrinne für das flüssige Metall aufweisen, die sich
im Innern einer sich drehenden Kokille längs bewegt, muß bei den bekannten Verfahren
diese Rinne frei tragend; befestigt sein, damit sie in keinem Augenblick mit der
Innenfläche der Kokille in Berührung kommt. Bei der großen Länge der genannten Rinne
würde nämlich jede zufällige Berührung Schwingungen großer Schwingungsweite der
Rinne auslösen, was ein Überfließen des geschmolzenen Metalls über ihre Ränder verursachen
und infolge des unzeitgemäß.en Erstarrenis von zwischen. Kokille und Rinne befindlichem
Metall die Gefahr heraufbeschwören würde, daß letztere mitgedreht und be-
schädigt
wird. Nun ist diese Bedingung um so schwieriger zu erfüllen, je kleiner der Durchmesser
des zu gießenden Rohrs ist. Tatsächlich kaum man den nutzbaren Querschnitt der Rinne
nicht beliebig verkleinern, denn das flüs.sige Gußei.isen kühlt heim Vorbeifließen
an ihren Wänden ab, und dieses Gußeisen muß bis zum Ende der genannten Rinne genügend,
dünnflüssig bleiben. Weiter muß man zu diesem nutzbaren Ouerschnitt der Rinne denjenigen
ihrer eigenen. Wände hinzuzählen, die für die große frei tragende Länge der Rinne
(von, praktisch bis zu 6 m) und für ihre plötzlichen Temperaturänderungen infolge
des unterbrochenen: Durchlaufs des Gußeisens stark genug sein müssen. Schließlich
besteht im Augenblick des Gießens ein großer Temperaturunterschied zwischen, den
von dem flüssigen Gußeisen nicht bespülten oberen: Wandteilen der Rinne und ihrem
in Berührung damit be-
findlichen, unterem Teil, der die Rinne leicht aufwölbt.
Diese
Erscheinung zwingt also, den Querschnitt der Rinne in bezug auf die obigen Forderungen
weiter zu verringern, wenn man sichergehen will, daß zwischen der Rinne und der
Innenwand der Kokille genügende Spiel bleibt, damit diese Teile in keinem Augenblick
für Berührung kommen können. Diese Schwierigkeit wird weiter durch die infolge der
Drehung der Kokille entstehenden Schwingungen, vergrößert, die über das Maschinengestell
auf die Rinne übertragen werden, und, ein Überfließen dies flüssigen Gußeisens hervorrufen,
können, wenn. die Seitenwände der Rinne nicht hoch genug sind.
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Ganz allgemein, muß man für das Schleudergießen von Rohren an dem
Kokillenende auf der Eingußseite eine kreisförmige innere Rippe der Gießform vorsehen,
deren Stärke gleich der Wandstärke des zu gießenden Rohrs ist; diese Rippe hat die
Aufgabe, ein Entweichen dies flüssigen Gußeisenis durch die Zentrifugalwirkung aus
der Gießform zu verhindern und das Gießen eines Rohrs von bis zu seinem Endle gleichbleibender
Wandstärke zu gestatten.
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Dieses Erfordernis verringert die Möglichkeiten der bekannten Herstellungsverfahren;
noch weiter, und aus diesen verschiedenen Grüniden konnte man praktisch keine Rohre
mit kleinerem Innendurchmesser als 40 mm industriell durch Schleudergießen: herstellen.
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Man hat versucht, das Ende der Rinne mit, einer im Innern der Kokille
umlaufenden Rolle oder Kugel auszustatten, -aber. diese Vorrichtung wies den Nachteil-
auf, einen zusätzlichen Spielraum für ihren Einbau zwischen Rinne und,' Kokille
zu beanspruchen.
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DieErfindung betrifft eineSchleudergießmaschine und besteht darin,
daß die Rinne auf der Innen@ wand! der Kokille gelagert ist. Die Kokille kann unvollkommen,
zentriert seine, damit ihre Schwingungen auf die Rinne übertragen werden.
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Es wurde festgestellt, diaß diese Schwingungen nicht wie diejenigen
geringer Frequenz und großer Schwingungsweite, wie sie bei frei tragenld@er Befestigung
der Rinne entstehen, stören, sondern im Gegenteil durch eine Art Erschütterung denn
Durchfluß dies flüssigen Metalls durch die Rinne erleichtern.
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Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung ist die Kokille mit einem
Träger versehen, der einen beweglichen: Ring trägt, dessen Außendurchmesser gleich,
dem Innendurchmesser der Kokille und dessen Innendurchmesser gleich dem Innendurchmessen
des zu gießenden Rohrs eist, wobei der Träger derart angeordnet ist, daß im Augenblick,
in dem dlie Rinne die Kokille verläßt, dieser Ring in das obere Kokillenende eingeführt
werden kann, und der flüssige Metallstrahl nach einer momentanen Unterbrechung.
durch die Einführung des Rings, nachdem der letztere an Ort und Stelle verbracht
ist, durch denselben hindurch wieder einsetzt, um das Gießen .des Rohrs zu vollenden.
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Auf diese Weise kann das Rohr bis zu seinem Ende eine gleichmäßige
Wandstärke bewahren, da der Ring das flüssige Gußeisen hindert, aus dem Kokillenehde
auszufließen;.
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Gemäß einem weiteren Kennzeichen der Erfindung zieht man dien Ring
nach Erstarren des Metalls ab, bevor er durch Zusammenziehung der Kokille festklemmt.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden; Beschreibung
hervor, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, die eine beispielsweise Ausführungsform
der Erfindung zeitigen, undi in welchen darstellt Abb. i eire Gesamtseiitenans:icht
einer erfindungsgemäßen Gießmaschine, Abb. 2 eine entsprechendie Aufsicht in Richtung
des Pfeils F der Abb. i gesehen, Abb. 3 eine Vorderansicht mit abgehobener Ein,
gußrinne in Richtung des Pfeils F der Abb. i gesehen; Abb. 4 einen Detaillängsschnitt
durch den, in seinem Käfig montierten. Ring, Abb.5 einen entsprechenden, Querschnitt
längs der Linie 5-5 der Abb. 4, Abb. 6 einen Detaillängsschnitt dies Regelsystems
für den den Käfig tragenden Arm.
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In Abb. i bis 3 stellt 5 das Gehäuse einer Zentrifugalgußmaschine
dar; es kann mittels Rollen 6 auf geneigten Schienen 7 rollen; die Antriebsvorrichtung
für die Bewegungen des Gehäuses längs den Schienen ist nicht dargestellt. Im Innern
dies Gehäuses 5 ist die Kokille 8 angeordnet, die um ihre Längsachse gedfreht wird
und mit in der Abbildung ebenfalls nicht dargestellten Kühlvorrichtungen versehen
ist. ii ist das Ende der das flüssige Gußeisen ins. Innere der Kokille 8 einführenden
Rinne.
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Die genannte Rinne kann an ihrem unteren Ende einen im allgemeinen
kreisförmigen Umfang und einen allerdings .nur um ein Geringes kleiineren Außendurchmesser
als dien Innendurchmesser der Kokille haben, so däß ein geringes Spiel von unigefähr
2 mm zwischen Rille und Kokille besteht. Innfolge der D.urchbiegung der Rinne durch
dass Gewicht des sie durchfließenden geschmolzenen Metalls ruht die Rinne mit ihrer
ganzen innerhalb der Kokille befindlichen Länge auf dler unteren Innenfläche dieser
Kokille auf. Letztere überträgt also auf die Rinne Schwingungen geringer Weite und
hoher Frequenz, die gleich der Umdrehungszahl der Kokille ist, infolge der gegebenenfalls
vorhandenen oder sonst beim Einbau dien Kokille künstlich, bewirkten unvollkommenen
Zentrierung derselben.
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Auf dem Gehäuse 5 sind zwei Lager 12 und 13 befestigt, die eine Längswelle
14 tragen, an deren oberem Ende ein Arm 15 befestigt ist, der einen Käfig 16 trägt,
in welchem mittels eines Kugellagers ein Ring 17 gelagert ist. Der Weg des Arms
i 5 ist' nach unten: durch einen. Anschlag 18 begrenzt, der derart angeordnet ist,
daß der Käfig 16 für seiner Tieflage in die Achse der Kokille 8 zu liegen kommt.
Die Einzelheiten der Montage des Arms 15 auf der Welle 14 und des Rinas 17 in dien,
Käfig 16 werden später beschrieben. Das untere Ende der Längswelle 14 trägt einenArm
21, welcher
mit einer Rolle22 versehen ist, die auf einem bekrümmten
Hebel 23 abrollen kann. Dieser Hebel 23 kann um die Achse 24 schwingen und ruht
während des nützlichen Laufs der Rolle 22 auf einem Anschlag, 25 auf. Die Längswelle
14 trägt noch, eine auf ihr frei ,gehende Hülse 29, die mit einer schraubenförmigen
Nut 3o versehen ist, in welcher ein in der Welle 14 eingelassener Zapfen 31 gleiten:
kann. Die untere Stirnfläche dieser Hülse wirdi durch eine Schraubenfeder 32 mit
der oberen: Stirnfläche des Lobgers 12 in Berührung gehalten" diese Feder stützt
sich einerseits auf der unteren Stirnfläche des Lagers 12 und andererseits auf der
oberen Stirnfläche des Arms 21 und zieht die Welle 14 unter Mitnahme des Zapfens
31 und der Hülse 29 nach unten. Auf der Hülse 29 ist ein Arm 35 befestigt, der mit
der Hülse 29 um die Welle 14 schwingen kann, und zwar unter Einwirkung eines Fingers
36, der an einer Kolbenstange 37 befestigt ist, die ihrerseits mit einem Kolben
37a verbunden ist, der unter Einwirkung eines Druckmediums in einem im einzelnen:
nicht dargestellten festen. Zylinder 38 steht. Diese Vorrichtung wird durch einen
mit einer Rückzugfeder 33 versehenen Mehrweghahn 39 in Tätigkeit gesetzt, welcher
durch einen Finger 4o betätigt wird, der an dem Gehäuse der auf den Schienen 7 fahrbaren
Maschine befestigt ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet wie folgt: Wenn das Gehäuse
5 der Maschine sich auf dem Höchstpunkt seines Rollwegs, befindet und die Gießrinne
i i infolgedessen, in das Innere der Kokille ragt, schreitet man zum Einsgießen
dies Metalls in die sich drehende Kokille. Die Kokille fährt längs des Rollwegs
herunter, während das flüssige Metall sich fortschreitend im Kokilleninnern absetzt,
um das Rohr zu formen. Wenn die Kokille den unteren Teil ihres Weges erreicht hat,
kommt die Rolle 22 über den gekrümmten Hebel a3 und rollt an ihm hinauf, wobei sie
den Arm 2i, die Welle 14 und den den Käfig 16 tragenden Arm 15 dreht; der Käfig
gelangt vor die Eingußöf-tnungi der Kokille, wobei er einen ;ganz kurzen Augenblick
lang den aus dem Rinneneade ausströmenden flüssigen Metallstrahl unterbricht, bis
der Arm 15 auf den Anschlag 18 auftrifft. In, diesem Augenblick tritt der Ring 17
um ein Geringes in das Kokilleninnere ein, und zwar durch Einwirkung der Feder 32,
die dauernd an der Längswelle 14 zieht. In seiner angehobenen Stellung stützt sich
der Ring 17 gegen die Stirn des Maschinengehäuses ab, wobei er die Feder 32 gespannt
hält, aber sobald er sich vor der Koki.llenöffnung befindet, verliert er seine Auflage:,
und die Feder 32 läßt ihn ins Kokilleninnere eintreten, wobei sie sich leicht entspannt.
Man führt noch einige Augenblicke weiter flüssiges Metall zu, das: durch den Ring
17 hindurch ins Kokilleninnere gelangt, und vollendet so die saubere Bildung des
oberen Rohrendes, das durch diesen Ring sowohl bezüglich Länge wie bezüglich innerem
Durchmesser abgegrenzt wird. Wenn die Kokille an ihrem unteren Wegende angekommen
ist, gelangt die Rolle 22, nachdem sie ihren Aufstieg auf dem gekrümmten Hebel 23
beendet hat, über die Anlenkung dk isselben um die Achse 24 :hinweg und kann sich
nunmehr frei drehen; gleichzeitig öffnet die Maschine durch ihren Finger 40 den
Mehrweghahn 39, was die Druckmittedvorrichtun:g 38 in Tätigkeit setzt, deren Kolbenstange
37 nach unten gezogen wird; der Finger 36 legt sich an den, Arm 35 an: und schwenkt
ihn: nach unten, und. letzterer dreht die Hülse 29 mit, die sich gegen das Lager
12 abstützt und; durch das Zusammenarbeiten ihrer schraubenförmigen Nut
30 mit dem Zapfen 31 die Welle 14 in Längsrichtung gegen, das obere Maschinenende
zieht; dies bewirkt, daß der Ring 17 aus. der Kokille herausgezogen wird', und wenn
dann das. Ende der schraubenförmigen Nut 3o der Hülse 29 :gegen den Zapfen 31 stößt,
dreht der Arm 35 die aus ihm selbst, der Hülse 29, der Welle 14 und dem Arm 15 bestehende
Einheit, wodurch der Ring 17 angehoben und der Kokilleneingang freigegeben wird!
Nach Herausziehen des gezogenen Rohrs steigt die Kokille wieder bis zu ihrer Ausgangsstellung,
der gekrümmte Hebel 23 schwingt um die Achse 24 nach oben, um dien: Rückweg der
Rolle 22 freizugeben, die über ihn hinaus gelangt war und auf ihrem Rückweg untrer
ihm durchgeht. Der Mehrweghahn 39 wird durch die Feder 33 in die Stellung zurückgeführt,
welche bewirkt, daß dieKolben,-starnge 37 in. ihre Ausgangsstellung zurückkehrt.
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Oben wurde gesagt, diaß däs Metall noch ein wenig weiter einfließt,
wenn die Kokille an ihrem unteren Wegende angekommen ist, damit das zu gießende
Rohr vollendet wird:; da nun das Wiederanheben des Rings 17 durch die Bewegung der
Kokille selbst bewirkt wird, und das mit der Kokille in Berührung stehende Metall
immerhin bereits etwas abgekühlt sein ruß, bevor der Ring 17 zurückgeholt wird,
ruß das: Zurückziehen dieses Rings mit einer gewissen Verzögerung .gegenüber, dem
Augenblick erfolgen, an dem die Kokille an ihrem unteren Wegende angekommen ist.
Darum arbeitet die Wiederaahebevorrichtung38 mit einer Druckflüssigkeit. Diese Verzögerung
ruß genau festgelegt werden.
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Sie ruß einerseits lang genug sein, damit das Rohrmetall genügend;
erstarrt, aber and4erers,eits kurz genug, damit &rRing 17 durch dieZusammenziehung
der Kokille nicht eingeklemmt wird:. Dieses Ergebnis wird erfindungsgemäß erzielt,
indkem man einen Regelhahn 34 in das Einströmrohr für cläs Druckmittel vorsieht,
welches den Niedergang der Kolbenstange 37 und des Fingers 36 bewirkt.
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Man könnte ebensogut den Finger 36 verstellbar auf der Kolbenstange
37 anbringen und den toten Gang c entsprechend einstellen, den der Finger 36 durchlaufen
mu:ß, bevor er beginnt, den Arm 35 mitzunehmen.
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Für ein wirtschaftliches Arbeiten der Vorrichtung. ist es unerläß.lich,
da.ß der Ring 17 der Kokille in ihrer Drehung folgen kann, sobald er an sie angedrückt
ist; des-,vegen ist er über ein Kugellager in; dem Käfig 16 montiert. In Abb. 4
findet man ein: Ausführungsbeispiel eines solchen" Einbaus. Der Ring 17 trägt einen
mittleren Flansch 51, dessen
eine Stirnfläche,d'ie Arbeitsfläche,
mit einer Kugellaufbahn 52 versehen, ist, während die andere Stirnfläche in Berührung
mit einem in dem Käfig 16 selbst fest eingelassenen Gleitfutter 53 steht. Ein. mit
Außengewinde in die- andere'Seite &s Käfigs eingeschraubter Gegenring 54 trägt
d'ie zweite Kugellaufbahn 55. Ein auswechselbares Außenfutter 59 ist durch Schrauben
6o auf dem Ring 17 befestigt und zur unmittelbaren Berührung rriit der Kokille bestimmt.
Der Ring 17 weist eine Erweiterung 63 seiner bffnung auf, um das Eingießen des flüssigen
Metalls durch den Ring zu erleichtern. Außerdem schützt ein zurückgesetzt, am, Ring
17 durch Schrauben 65 befestigter Flansch 64 dien Mechanismus, gegen den flüssigen
Metallstrahl. Schließlich ist in den Käfig 16 ein .ringförmiger Wassermantel 66
zur Kühlung eingearbeitet; dieser Mantel wird seitlich durch einen angelöteten Deckel
67 verschlossen und steht in Verbindung mit eihem Wasserzuführungskanal 68 und -abführungskanal
69 (Abb.5). Eine Schmiervorrichtung besteht aus dem zentral angeordneten Kanal 70
und der Schmierbuchse 71.
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Da die Stellung des Rings 17 genau "festgelegt sein muß, damit er
sich gleichzeitig in der durch das Kokillenende festgelegten Ebene und genau vor
der Kokillenöffnung befindet, -i-st es praktisch unerläßlich, diesen Ring auf seinem
- Träger 15 ein, stellbar zu befestigen. Abb. 6 - zeigt ein Ausführungsbeispiel
einer solchen einstellbaren Bemfestigungsvorrichtung; das den Ringkäfig tragende
Ende des Arms 15 ist in einem Teil 81 eingelassen, in dessen Innern es um einen
gewissen Betrag verschiebbar ist, und dieses Teil 81 umfaßt seinerseits das Ende
der Längswelle 14 derart, daß er ebe nfalls auf ihr um einen gewissen Betrag verschiebbar.
ist. Der Zusammenbau geschieht wie folgt: Eine mit Außengewinde versehene Hülse
82 umfaßt das. Ende des Arms i5 zwischen: einem Bund 83,dieses Arms und einer auf
seinem Ende aufgeschraubten Mutter 84 und ist zylinderförmig derart ausgedreht,
daß sie sich um das ebenfalls zylinderförmige Eitide 85 des. Arms 15 drehen kann.
Die Hülse 82 wird in das Teil 81 eingeschraubt und in gewählter Tiefe mittels der
Gegenmutter 87 gesichert; die- Hülse besitzt einen, viereckigen Kopf 88. Weiter
wird das Ende der Welle 14 in eine zylinderförmige Bohrung 9i des Teils 81 eingeführt,
in welcher sie sich. verschieben,. aber nicht drehen kann,- wegen einer Schraube
92, die auf den Grund einer in die Welle 14 eingeschnittenen Längsnut 93 drückt.
Diese Schraube dient als Feststellschraube, während eine andere in dem Teil 81 freigehende
Schraube 94 sich in das Ende der Welle 14 einschraubt und als Einstellorgan dient,
das mit.einer zwischen den Teilen 81 und 14 eingesetzten Rückstellfeder 86 zusammenarbeitet:
In den Arm i5 ist ein Querloch 95 gebohrt, das den freien Durchgang der Sehraube
94 gestattet, die gleichzeitig dazu -dient, die- Winkelstellung dies Arms 15 in
dem Teil 81 zu sichern. Man erkennt; da ß man mit dieser Vorrichtung die Stellung
des Rings 17 gegenüber -der Kokille in zwei aufeinander senkrechten Richtungen regeln
kann, nämlich einer ersten, zur Kokillenachse parallelen Richtung durch Verschiebung
des Teils 8i längs der Welle 14 mittels der Sohraubie 94, und ;einer zweiten, zur
Kokillenachse senkrechten Richtung, indem man den Arm 15 mittels der Einstellhülse
82 mehr oder weniger in das Stück 81 einführt. Man kann den Ring also leichtgenau
in die Stellung bringen, die er einnehmen muß, um bei Betätigung des Arms 15 in
den Kokilleneingang einzufallen.
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An der Außenfläche der Gießrinne sind gemäß der Erfindung in gewissen
Abständen Pastillen aus einer sehr harten Legierung, z. B. Wolframkarbid, angebracht,
die allein mit der sich drehenden Kokille in Berührung kommen, um die Abnutzung
auf ein Mindestmaß herabzusetzen und: sie auf leicht auswechselbare Teile zu beschränken.
_ Selbstverständlich ist die Erfindung keineswegs auf die oben beschriebenen Ausführungseinzelheiten
beschränkt, die nur beispielsweise gebracht wurden.
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So kann das An.-Ort-und-Stelle-Bringen des Rings durch jedes andere
Bewegungsmittel erfolgen, z. B. durch eine zur Achse senkrechte geradlinige Bewegung
mit nachfolgender Parallelbewegungg zu dieser Achse, wie in der oben beschriebenen
Vorrichtung, oder auch durch -Schwenken um eine die Kokillenachse senkrecht kreuzende
Achse, die. ungefähr in der Stirnebene der Kokille liegt.
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Die Bewegungen für das An-Ort-und-Stelle-Bringen und das Wiederanheben
des Rings können durch eine mechanische oder "hydraulische Vorrichtung, wie die
beschriebene, oder durch irgendein anderes, z. B. pneumatisches oder elektrisches,
gegebenenfalls verzögertes Mittel erfolgen.
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Der Ring kann im Rahmen der Erfindung auch einfach gegen, die Stirnfläche
der I@olfille angedrückt werden, ohne in -ihr Inneres einzudringen. Diese Anordnung
vereinfacht - das - An-Ort-und-Stelle-Bringen und den Bewegungsantrieb für dien
genannten Ring, aber ergibt eine weniger gute Zentrierung des letzteren, zur Kokillen.achse,
und kann infolgedessen Ungleichmäßigkeiten der Wandstärke des gegossenen Rohrs verursachen.
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Selbstverständlich ist. die Erfindung ebenfalls auf Schleudergießmaschinern
anwendbar, deren Kokille in Längsrichtung feststeht, während ihre Gießrinne in Längsrichtung
beweglich ist.