<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
Es sind Schleudergussmasehinen bekannt geworden, bei denen die Form aus konzentiischen Rohren gebildet wird, zwischen denen sich das Kühlmittel befindet. Der Nachteil dieser Anordnungen be't ? nd
EMI1.2
durch die Fliehkraft sowie durch Schwingungen zu widelstehen. Dickwandige Formen sind aber ungleich- mässgenWärmebeanspruchungenschlechtgewachsen.
Gegenstand der Erfindung ist nun eine aus konzentrischen Rohren bestehende Giessform zur
Herstellung von Röhren nach dem Schleudergussverfahren, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das die eigentliche Form bildende innere Rohr verhältnismässig dünnwandig ausgebildet und von einem stark- wandigen Mantel umgeben ist, wobei zwischen Mantel und Giessform eine die Wärme gut leitende Masse sowie Mittel vorgesehen sind, die die Beanspruchungen der inneren Form zum Teil auf den Mantel über- tragen.
Zur weiteren Verminderung der Spannungen kann bei einer Sonderausführung feststehender
Kokillen bereits in Vorschlag gebrachtes, leichtflüssiges Metall dienen. Da hiebei die Temperatur der
Form sehr hoch gehalten werden kann, wird zugleich das Abschrecken des in die Form eingegossenen
Metalls vermindert.
Die Form, die hiebei verhältnismässig dünnwandig sein kann, wird vorteilhaft durch Zentrifugal- guss hergestellt. Es hat sich gezeigt, dass derartige Formen infolge ihrer eigenartigen inneren Struktur den starken Beanspruchungen des Zentrifugalgusses besonders gut gewachsen sind.
Um dem zwischen Form un Mantel infolge der Erwärmung sich ausdehnenden Metall einen Ausweg zu ermöglichen, sind verschiedene Anordnungen vorgesehen, insbesondere Metallbälge, die zur Auf- nahme flüssigen Metalles geeignet sind. Ebenso sind besondere Vorrichtungen zur Abkühlung von Mantel und Form vorgesehen. Auch zur Ableitung der zwischen Mantel und Form befindlichen Luft in einen besonderen Raum ist Vorkehrung getroffen.
Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt : Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Gussform gemäss der Erfindung, Fig. 2 ist ein Querschnitt durch dieselbe, Fig. 3 ist ein Längsschnitt des Fremdkörpers, Fig. 4 ist eine Stirnansicht desselben, Fig. 5 zeigt in grösserem Massstab einen Querschnitt durch einen Teil des Formkörpers mit der Einrichtung zur
Regelung des Druckes auf den Füllstoff, welcher sich zwischen den Einzelteilen der Form befindet. Fig. 6 ist eine teilweise Draufsicht auf die in Fig. 5 dargestellte Einrichtung, Fig. 7 zeigt in grösserem Massstab im Aufriss die Mittel zur Regelung der Ausdehnung eines der Formteile, und Fig. 8 ist ebenfalls in grösserem Massstab eine Einzelheit.
Fig. 9-22 zeigen Giessformen und Einzelanordnungen zu solchen, die sich teils auf die Zentrierung und Geradlialtung und Abkühlung der Innenform, teils auf den Abschluss des zwischen Innenform und Mantel vorhandenen Hohlraumes und auf die Zusammenpressung des in ihm enthaltenen wärmeleitenden Füllstoffes beziehen.
Die Innenform ist in einem Behälter 10 um eine wagrechte Achse drehbar gelagert. Durch Rollen 11, die auf Wellen 12 sitzen, wird die Drehbewegung dem Formkörper mitgeteilt. Der Behälter 10 ist zur Aufnahme einer Kühlflüssigkeit, z. B. Wasser, bestimmt, welches den Behälter ständig durchströmen kann, wie dies gewöhnlich bei der Herstellung von Schleuderguss geschieht, und in welchem der Formkörper teilweise eingetaucht ist, so dass die äussere Oberfläche desselben vom Wasser die gewünschte Kühlwirkung erhält.
Der Formkörper besteht aus einem äusseren und einem inneren Einzelzylinder 13 und 14, aus geeignetem Baustoff, wobei die Enden der Einzelzylinder auswärts erweitert sind, wie bei 15 angedeutet ist, um das Muffenende des Formkörpers zu bilden. Die Einzelzylinder 13 und 14 sind im Abstand voneinander vermittelst einer Anzahl Stellschrauben 16 gehalten.
Der Zwischenraum zwischen den Einzelzylindern 13 und 14 wird beim Zusammensetzen des Formkörpers am einen Ende durch eine Platte 17 abgeschlossen, welche an den Einzelzylindern z. B. mittelst Schraubenbolzen. M befestigt ist. Der Körper wird dann erhitzt und bei entfernter Platte 17 mit der Platte 20 nach unten in senkrechte Stellung gebracht und ein Füllmetall 19, z. B. Blei, in geschmolzenem Zustande in den Zwischenraum eirgebracht, so dass es denselben vollständig ausfüllt. Hierauf wird das Ende des Formkörpers, in welches die Füllmasse 19 eingebracht worden ist, mittelst der Platte 17 geschlossen.
Die Platte 20 ist durch Schraubenbolzen 21 dadurch nachgiebig in ihrer Lage gehalten, dass zwischen den Schraubenköpfen und der Platte 20 eine Anzahl abwechslungsweise angeordneter fester und federnder Unterlagsscheiben 22 und 23, wie in Fig. 7 dargestellt, eingelegt sind. Die Innenfläche der Platte 20 ist mit einem ringförmigen Ansatz 24 versehen, in welchem das benachbarte Ende des inneren
<Desc/Clms Page number 2>
Teilzylinders ; M mngepasst ist. Infolge der federnden Unterlagsscheiben ist der Platte 20, welche das Bestreben hat, sich in einer Endrichtung des Formkörpers aufwärts zu bewegen, wenn der Innenzylinder 14 durch die Hitze des beim Giessen eines Rohres in den Zylinder eingebrachten Metalles ausgedehnt wird, ein federnder Widerstand geboten.
Es ist erwünscht, dass die Füllmasse 19 ein ausgezeichneter Wärmeleiter ist und bei einer verhältnismässig niederen Temperatur rasch schmilzt, so dass, bevor das geschmolzene Metall in den Innenzylinder des Gusskörpers gebracht wird, die Form vermittelst Gasflammen rasch, jedoch mässig erhitzt werden kann, um die Füllmasse 19 in einen flüssigen Zustand überzuführen, in welchem Zustande die Masse einen
EMI2.1
gekühlt wird.
Dadurch das ein Zwischenraum zwischen den Einzelteilen der Form vorgesehen ist und eine schmelzl are Masse in den Zwischenraum eingefüllt ist, wird die Ausdehnurg des Inncnzylinders 14
EMI2.2
standen die auf diese Weise hergestellten Formen bei den angestellten Versuchen allen Vorgängen des
Giessverfahrens, ohne irgendwelche Anzeichen von Sprüngen oder Brüchen zu zdgen. Ausserdem ist zu erwähnen, dass der Aussenzylinder des bei diesen Versuchen benutzten Formkörpers aus einem gering-
EMI2.3
die Füllmasse in dem Zwischenraum zwischen den Einzelteilen in geschmolzenem Zustande ergiesst. In jede dieser Vertiefungen ist in Lagern eine Querwelle 27 argebracht, welche ein Paar Schwingarme 28 trägt, welche auf einander entgegengesetzten Erden Gewichte 29 tragen.
Am freien Ende jedes Armes 28, ist ein Kolben 30 angelenkt, der in einen Kanal 26 hineinragt. Beim Umlauf des Formkörpers zieht die auftretende Schleuderkraft die Gewichte 29 nach auswärts und hiebei drehen sich die Arme 28 um ihre Achse, so dass sich die Kolben 30 in die Kanäle 26 hincinbewcgen und hicdurch einen Druck auf die Füllmasse 19 ausüben, welche durch die Einführung des zu vergiessenden Metalls in die Form geschmolzen worden ist. Auf diese Weise wird das Entstehen von Luftblasen beim Schmelzen der Füllmasse 19 verhindert und eine gleichförmige Verteilung der beim Giessvorgarg erzeugten Hitze bewerkstelligt.
Wie Fig. 8 zeigt, ist das eine Erde des Aussenzylinders 13 mit einem einwärts gerichteten ringförmigen Flansch 31 versehen, weicher am äusseren Umfang des Innenzylinders 14 anliegt, so dass der Zwischenraum zwischen den beiden Zylir. dern sich nicht über die ganze Länge derselben erstreckt. Um jeder Möglichkeit eines Auslaufes der Füllmasse 19 aus den Zwischerraum zwischen den beiden Zylindern und unter dem Ringflansch 31 hindurch auszuschliessen, ist der Flansch mit Packungsringen. 32 versehen, welche eine dichte Verbindung zwischen den beiden Zylindern herstellen.
Bei dieser Bauart kann die Füllmasse 19 natürlich vom entgegengesetzten Ende des Formkörpers aus, d. h. bei gelöster Platte 17 und aufgesetzter Platte 20 in den Zwischenraum zwischen die beiden Zylinder eingeführt werden, wobei der Formkörper mit der Platte nach unten senkrecht aufgestellt ist.
Eine derartige Gussform wird auf folgende Weise hergestellt :
Der Aussenzylinder 13 kann aus Gusseisen oder aus irgendeinem Metall nach irgendeinem Giessverfahren hergestellt werden. Der innere Zylirder jedoch wird zwecks Erzielung porenfreien, dichten, zähen und gleichartigen Gefüges auch bei Verwendung gerirger Wandstärken und minderwertigrn bzw. billigeren Baustoffe, wie Gusseisen, zweckmässigerweise durch Schleuderguss hergestellt. Ein nach diesem Verfahren hergestellter Formkörper kostet nur den Bruchteil des Preises einer Form, die aus dem bisher in ausgedchntem Masse verwendeten Nickelstahl hergestellt ist.
In den Fig. 9-22 ist eine weitere Ausbildung des Erfindurgsgegenstandes voranschaulicht.
Der Mantel 13 ist, wie die Fig. 9-13, 21 und 22 zeigen, aus kurzen Rohrstücken gebildet, zwischen deren Flanschen in Ausdrehungen ringförmige oder ringscktorfömige Fcdern f angeordnet sird, mie sie die Fig. 14, 15 und 20 in Ansichten darstellen ; ausserdem sind, wie die Fig. 21 und 22 zeigen, Mittel vorgesehen, um die Form zu kühlen und Luftteilchen ans dem Hohlraum zu entfernen. Für Maschinen zur Herstellung besonders dünner Röhren, bei welchen die Anwendung von Blei nicht vorteilhaft ist, werden
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
die Bohrungen 33 und Durchbrechungen 33a und 33b der federnden Stützen f' und f den Hohlraum und gleichzeitig den inneren Teil der Kokille durchströmen kann.
Wenn flüssiges Metall in die Form hinein- f] i sst, dehnt sis sich aus, d. zw. im Durchmesser und in der Länge. Durch ihre radiale Ausdehnung wird
EMI3.2
muss es nachgiebige Wände wie Kolben, Membranen u. dgl. besitzen, die zwangläufig durch die Ausdehnung oder durch Federn oder andere Kräfte bewegt werden.
Eingeschlossene Luft wird durch die Schlenderkraft infolge ihrer Leichtigkeit in die Verlängerung des Hohlraumes bei 34 (Fig. 22) getrieben, weil dieser Teil des Rohiraumes der Drehachse der Kokille am nächsten liegt.
Eine besondere zweckmässige Anordnung besteht darin, dass an das offene Ende des Zwischenraumes zwischen Mantel und Form ein Raum g angeschlossen ist, der einerseits von der Kokille 14, anderseits vom Ende des Mantels 13 begrenzt wird und in geeigneter Weise dicht und derart abgeschlossen und so gross ist, dass sich Kokille und Mantel gegeneinander verschieben können.
Der Abschluss des flüssigen Metalls nach aussan kann durch einen aus ringförmigen Metallmembranen n gebildeten Balg nach Fig. 9 geschshen. Es kann jedoch auch ein verschieblicher Metallkolben vorgesehen sein (Fig. 10 und 12), der durch eine Stopfbüchse p'und bzw. p"abgedichtet wird. Statt der Kolbendichtung nach Fig. 10 und 12 kann man auch aus Kupferblech hergestellte Manschetten b nach Fig. 16 verwenden.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 22 sind am Muffenende starke Tellerfedern 35 angebracht.
Wenn sieh das Füllmaterial ausdehnt, vergrössert sich der Raum 37, wobei sich die Form 14 etwas achsial verschiebt. Die Federn 35 haben das Bestreben, die Kokille 14 gegen Ansätze 36 am Mantel 13 zu drücken, die so ausgebildet sind, dass sie die Verbindung zwischen dem Raum 37 und dem Raum zwischen Mantel und Kokille nicht unterbrechen.
Dirse Einrichtungen allein genügen aber nicht ; weil die Erwärmungs- und Abkühlungsverhältnisse und die dadurch bedingten Ausdehnungen und Zusammenziehungen nicht gleichmässig verlaufen.
Es sind deshalb noch Hilfsvorrichtungen vorgesehen, die durch Federn, Gewichte oder andere Kräfte unabhängig von der Erwärmung betätigt werden. Damit diese aber in der beabsichtigten Weise wirken, müssen Rdbungswiderstände, wie sie Stopfbüchsen, Manschetten u. dgl. hervorrufen, vermieden werden ; als besonders zweckmässig erweist sich daher die Anwendung von Membranen oder von Bälgen, die als solchen zusammengesetzt sind. Solche Anordnungen sind bei 27 in Fig. \) und bei d in Fig. 10 und 12 angedeutet und in Fig. 18 und 19 vergrössert dargestellt.
Im Mantel 13 ist bei o (Fig. 19) eine Memtrane angeordnet, die das dis Kokille 13 umgebende Metall 19 elastisch abschliesst, wobei die beim Umlauf
EMI3.3
auf die Membrane o übertragen wird ; dieselbe Anordnung ist in Fig. 18 mit der gemeinsamen Drehachse 27 paarweise symmetrisch und in Fig. 9 vierfach angewandt.
Fig. 18 zeigt einen aus Membranblechringen zusammengesetzten Balg a, der durch eine sich gegen den Mantel M stützende Feder c mittels der Starge e
EMI3.4
und 12 in Verbindung steht ; diese beiden Figuren zeigen die Anwendung dieses federnd zusammendrüektaren Balges in zweifacher, diametral gegenüberliegender Anordnung, statt deren man auch eine den Mantel ringförmig umgebende Ausführung anwenden kann, vorausgesetzt, dass dadurch die Abkühlung des eingeschlossenen Teiles der Giessform nicht zu stark beeinträchtigt wird. In den Fig. 10,12 und 19 ist ein Gehäuse d mit dem Mantel 13 verbunden, um den zylindrischen Balg a-und das in ihm eingeschlossene Metall vor der Einwirkung des Kühlwassers zu schützen.
Die Fig. 11 und 13 zeigen bei i und I ähnliche Anordnungen aussen liegend, wobei nur der einfacheren Darstellung wegen Kolben gezeichnet sind, die nun ebenfalls wieder ringförmig das Ende der Giessform umgeben. Die zugehörigen Zylinder sind im Rande des Mantels 13 untergebracht, also in einem einheitlichen Körper, der aussen und innen keinen verschiedenen Temperatur- und Ausdehnungsverhältnissen unterworfen ist und sich dementsprechend gegenüber den Kolben leichter dicht halten lässt.
Man kann auch die Ausgleichseinrichtungen der einen und der andern Art miteinander vereinigen, wie es bei der Anordnung nach Fig. 9 auf der linken Seite gezeigt und in Fig. 17 in grösserem Massstab dargestellt ist. Hier greift beispielsweise in der Mitte des Mcmbranbalges n die Stange e'mit der Feder o' an, die sich gegen den Mantel J ? J stützt. Fig.
16 zeigt eine ähnliche Anordnung mit einem ringförmigen Kolben q, der mit einer Blechmansehette b in einem ringförmigen Hohlzylinder einerseits gegen die
<Desc/Clms Page number 4>
Kokille 14 und anderseits gegen den Flansch des Mantels 13 abgedichtet ist, um die in dem erweiterten Hohlraum g eingeschlossene Flüssigkeit 19 zusammenzudrücken, wobei sich der Kolben 9 gegen eine Tellerfeder stützt, die an der Kokille 74 befestigt ist.
Bei Ersetzung des Ringkolbens q naeh Fig. 16 durch Membran oder Balg gemäss Fig. 17, 18 ergeben sich zahlreiche weitere Ausführungsmöglichkeiten, wie beispielsweise die, dass der ringfolmige Balg n nach Fig. 9 und 17 unter Weglassung der Stangen e'und Federn 0'nach Art von Fig. 10 und 12 mit zylindrischen Bälgen a oder einem entsprechenden ringförmigen Balg vereinigt wird.
Die Übertragung der Beanspruchungen der Kokille 14 auf den Mantel 13 erfolgt durch ringförmige oder sektorförmige Federn f nach Fig. 14, 15 und 20. Diese sind so ausgebildet, dass sie mittels vorspringender Stützflächen abwechselnd am Mantel und der Form anliegen, also Mantel und Form nur in bestimmten Punkten berühren und Aussparungen besitzen, um das Füllmetall bzw. das Kühlmittel hindurchzulassen. Diese Aussparungen bewirken ausserdem, besonders wenn sie nach Fig. 15 grösser ausgebildet sind, eine gewisse Nachgiebigkeit der Ringfedern, so dass sie den Ausdehnungen der Form folgen können. In Fig. 20 ist eine bogenförmige Feder I'dargestellt, die in Fig. 19 auch im Querschnitt dargestellt ist.
Für diese Federn sind entsprechend ihrem Querschnitt im Mantel T-förmige Aussparungen vorgesehen, in welchen die Federn 1', f" in vorgespanntem Zustand eingebracht werden. Auch diese Federn dienen dazu, die Lage der Kokille innerhalb des Mantels zu sichern.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Aus konzentrischen Rohren bestehende Giessform zur Herstellung von Röhren nach dem
Schleudergussverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass das die eigentliche Form bildende innere Rohr verhältnismässig dünnwandig ausgebildet und von einem starkwandigen Mantel umgeben ist, wobei zwischen Mantel und Giessform eine die Wärme gut leitende Masse, sowie Mittel vorgesehen sind, die die Beanspruchungen der inneren Form zum Teil auf den Mantel übertragen.