Pierwszenstwo: Opublikowano: 30.VI.1969 57655 KI. 31 b2, 13/10 MKP B 22 d JS//0 UKD 621.746.3 Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Jan Lewicki, inz. Henryk Mielcarek, inz. Antoni Nadobny, Wladyslaw Seczkowski Wlasciciel patentu: Kaliska Odlewnia Czesci Samochodowych, Kalisz (Polska) Urzadzenie do odsrodkowego odlewania tulei ksztaltowych Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie przezna¬ czone od odsrodkowego odlewania krótkich tuler o zlozonym ksztalcie zewnetrznym z róznych me¬ tali i stopów. Szczególnie nadaje sie do odlewa^ nia zeliwnych tulei cylindrowych do tych silników spalinowych, w których cylindry sa bezposrednio omywane ciecza chlodzaca.Istota wynalazku polega na zastosowaniu cien¬ kosciennych uzebrowanych form metalowych, dzie¬ lonych wzdluz tworzacych, zamocowanych na sta¬ le w specjalnym mechanizmie naciskowym oraz na wyposazeniu urzadzenia we wlasny wentylator wyciagowy do studzenia odlewów od strony wew¬ netrznej struga powietrza.Obecnie tuleje, których ksztalt zewnetrzny sta¬ nowa mniej lub bardziej zlozona powierzchnie obro¬ towa, sa odlewane odsrodkowo na trzy sposoby.Najczesciej stosuje sie formy jednorazowego uzy¬ cia wykonane z masy rdzeniowej. Sposób ten jest o tyle nie technologiczny, ze wymaga dosc kosz¬ townego przygotowania form, których umieszczenie w maszynie do odlewania odsrodkowego jest klo¬ potliwe. Poza tym forma stanowiac dobra izola¬ cje powoduje wydluzenie czasu studzenia.Drugi sposób polega na zawalcowywaniu form w gilzie metalowej wypelnionej masa formierska.Stosowany jest on wszedzie tam, gdzie z jednej strony masowosc produkcji umozliwia pelna auto¬ matyzacje cyklu, a z drugiej strony odlewom nie 15 26 25 30 stawia sie zbyt wygórowanych wymogów pod wzgledem struktury.Wreszcie trzeci sposób przewiduje odlewanie tulei ksztaltowych w formach metalowych. Wada tego systemu jest trudnosc unikniecia zabielen z uwagi na szybkie odprowadzenie ciepla do grubo- sciennych form; trudnosc otrzymania odlewów o niewielkich odchyleniach od zalozonej struktury z uwagi na klopotliwa regulacje temperatury paczat<- kowej formy; trudnosc uszczelnienia formy w plaszczyznie podzialu na skutek cieplnego odksztal¬ cenia sie elementów formy.Dla przytoczonych wyzej powodów,, zaden z opi-i sanych sposobów nie doczekal sie powszechnego zastosowania w zakresie produkcji tulei cylindro¬ wych. Tuleje te nadal wykonuje sie najczesciej z odlewów uzyskanych w gladkich formach obroto¬ wych. W tym przypadku surowy odlew jest ciez^ szy od gotowego wyrobu ca 3,5 do 6,0 razy.Dzieje sie tak pomimo, ze wiekszosc wspólczes¬ nych silników spalinowych posiada cylindry tzw. typu „mokrego". W cylindrach tych w wypadku odlewania ksztaltowego, powierzchnia zewnetrzna moze pozostac w strefie plaszcza wodnego w sta¬ nie surowym. Oprócz tego naddatki zewnetrzne na obróbke moga zostac wydatnie zmniejszone gdyz ksztalt surowego odlewu bedzie bardziej dopaso¬ wany do ksztaltu gotowej tulei. W takim przypad¬ ku ciezar odlewów nie przekroczy wagi gotowego wyrobu wiecej niz 2,6 razy. 5765557655 3 4 Urzadzenie do odsrodkowego odlewania tulei ksztaltowych wedlug niniejszego wynalazku, jest wolne od wszystkich wymienionych wyzej wad.Przykladowe rozwiazanie maszyny jest przed¬ stawione na fig. 1 w postaci przekroju wzdluznego wirnika, bedacego glównym zespolem maszyny; na fig. 2 — w postaci uproszczonego przekroju po¬ przecznego przez sektor formy i szczeke zacisko¬ wa oraz na fig. 3— w postaci schematu przekroju poprzecznego maszyny w plaszczyznie wentyla¬ tora.Jak wynika z fig. 1, na drazonym wale glównym 1, ulozyskowanym w korpusie maszyny jest osa¬ dzona z jednej strony czesc stala wentylatora chlo¬ dzacego 3, a z drugiej strony jest umieszczony (a nie pokazany na rysunku) cylinder pneumatyczny.Tlok tego cylindra jest zwiazany z tloczyskiem 2 przechodzacym przez otwór walu. Polaczenie wie- lowypustowe z walem umozliwia tloczysku prze¬ mieszczenia wzdluzne, zabezpiecza natomiast przed zmiana polozenia katowego wzgledem walu. Po przeciwnej stronie tloka, z tloczyskiem zwiazana jest czesc wentylatora ruchoma 4.Czesc ta z kolei jest zamocowana przegubowo (zawiasowo) ze szczekami zaciskowymi 8, do któ¬ rych sa przytwierdzone sektory kokili 9. Poszcze¬ gólne sektory kokili (formy) sa przykrecone do czola szczek poprzez tulejki dystansowe, natomiast przeciwne ich konce sa zwiazane ze szczekami za posrednictwem trzpieni. Trzpienie sa wtloczone otwory szczek i luzno pasowane z sektorami for¬ my, co zapewnia tym ostatnim swobodne wydlu¬ zanie sie pod wplywem ciepla przejetego od od¬ lewu.Szczeki 8 maja na swym obwodzie stozek bazu¬ jacy, wspólpracujacy z pierscieniem centrujacym 6, który jest trwale zwiazany poprzez wsporniki 5 z wirnikiem wentylatora 3 i dalej z walem glów¬ nym 1. Na wspornikach sa ulozyskowane dzwignie zacisków odsrodkowych 7, polaczonych równiez przegubowo ze szczekami zaciskowymi 8.Z chwila zadzialania tloka w kierunku sily Pz szczeki 8 wraz z sektorami kokili 9 zostaja wciag¬ niete stozkiem bazujacym w pierscien centrujacy 6 dzieki czemu nastepuje ich wstepny zacisk. Po wlaczeniu napedu i uzyskaniu przez wirnik obro¬ tów roboczych sila odsrodkowa dzialajaca na dzwignie zacisków odsrodkowych 7 powoduje za¬ cisk formy 9 w szczekach zaciskowych 8. W tym stanie roztopiony metal jest zalewany do obracaja¬ cej sie formy. Po zalaniu, strumien zimnego po¬ wietrza jest zasysany przez obie czesci 4 i 3 wen¬ tylatora srodkiem odlewu, co powoduje odbiór znacznej ilosci ciepla z wolnej powierzchni. gora¬ cego metalu. Po skrzepnieciu odlewu i zatrzyma¬ niu wirówka tlok dzialajac w kierunku sily Po powoduje otwarcie ukladu umozliwiajac wyjecie odlewu jak to pokazano na dolnej czesci prze¬ kroju fig. 1.Przedstawiony na fig. 2 przekrój obrazuje roz¬ klad sil dzialajacych na sektor trójdzielnej formy metalowej 9. Forma ta pod wplywem obciazenia cieplnego pochodzacego od zalanego metalu bedzie dazyc do rozprostowania swego luku t .Dzialanie to wynikajace z róznicy temperatur na wewnetrznej i zewnetrznej powierzchni formy mozna zilustrowac w postaci rozciagajacych sil Pc.Przeciwstawne dzialanie bedzie pochodzic od si- 5 ly odsrodkowej odlewu i samej formy. Moze ono byc zobrazowane jako dzialanie sily ciaglej do sil reakcji A i B pochodzacych od szczeki zaciskowej 8. Poniewaz szczeki mocujace 8 stykaja sie z ko- kila 9 nie cala swa powierzchnia, a wylacznie po¬ przez zebra, oba te elementy beda pod wplywem ciepla odksztalcac sie w strefie styku w rózny spo¬ sób, przy czym istniec bedzie tendencja do tworze¬ nia sie miedzy nimi szczeliny jak to pokazano na fig. 2.Natomiast sila odsrodkowa dzialajaca na odlew i kokile bedzie dzialac w przeciwnym kierunku kompensujac powstajace odksztalcenia cieplne.Dzieki temu szczelina sie nie utworzy i kokila zawsze bedzie przybierac na zewnatrz taki ksztalt jaki w danej chwili posiadac bedzie szczeka.Odksztalcenia samej szczeki beda niewielkie, dzieki zebrom miedzy kokila i szczeka, doplyw ciepla do tej ostatniej bedzie zahamowany, a oprócz tego wsporniki 5 dzialajac jak lopaty wenylato- ra beda skutecznie chlodzic szczeki z zewnatrz.Nalezy przy tym zaznaczyc, ze jest rzecza zupelnie obojetna w jakim elemencie zostana wykonane ze¬ bra, w szczekach czy w formie, a wybór nalezy uzalezniac od wzgledów technologicznych.Opisany sposób wykonania umozliwia stosowa¬ nie cienkosciennych form metalowych co zapobiega zabieleniom odlewów zeliwnych; ponadto kompen¬ sacje odksztalcen cielpnych sila odsrodkowa dzia¬ lajaca na odlew i forme co zapewnia szczelnosc formy w plaszczyznach podzialu.Wreszcie szkic przedstawiony na fig. 3 pokazuje schematyczny przekrój maszyny w plaszczyznie wentylatora chlodzacego. Obie czesci 3 i 4 wenty¬ latora posiadaja ta sama szybkosc katowa co, tak jak to wynika z opisu fig. 1. W oslonie 11 wenty¬ latora jest umieszczona przepustnica 12 która na czas zalewania nalezy zamknac aby plynny metal nie byl porywany struga powietrza chlodzacego.W tejze oslonie jest równiez umieszczony jeden lub kilka czujników temperatury 13. Czujniki te wlaczone w obwód sygnalizujacy lub obwód stero¬ wania silnika, umozliwiaja wylaczanie napedu wir¬ nika z chwila ostygniecia odlewu lub nagrzanej formy do zadanego poziomu. Poniewaz równoczes¬ nie przestaje pracowac wentylator chlodzacy, ta¬ kie rozwiazanie pozwala na latwe utrzymanie naj¬ lepszych cieplnych parametrów pracy.Nalezy nadmienic, ze istnieje mozliwosc podla¬ czenia do wylotu oslony 11 wentylatora dodatko¬ wego wyciagu powietrza co pozwala zwiekszyc skutecznosc chlodzenia odlewów.Urzadzenie wedlug wynalazku umozliwia w wy¬ padku takich wyrobów jak tuleje cylindrowe, pa¬ newki kolnierzowe lozysk slizgowych itp. osiagnie¬ cie nastepujacych korzysci: obnizenie zuzycia ma¬ terialów czesto deficytowych, otrzymanie odlewów o niewielkich odchyleniach pod wzgledem struk- 20 25 30 35 40 45 50 55 6057655 tury; zwiekszenie wydajnosci odlewni w przelicze¬ niu na jednostke wyrobu; obnizenie pracochlon¬ nosci przy obróbce wiórowej tulei/ PL