Giessforin zur Herstellung von Röhren durch Schleuderguss und Verfahren zu deren Herstellung. Die vorliegencle Erfinidunag bezieht sicih auf eine Giessforin zur Herstellung von Röh ren durch Selileuderguss.
Es ist vorgeschlagen worden, Rohre nach dem unter dem Namen #8Sechleudergussverfth- ren" bekannten Verfahren herzustellen, wo bei, das gesehmolzene Eisen. welches hierbei zur Verwendung gelangt, in spirafförmigem Strömungsverlauf in eine metallische Form eingeführt wird, deren Körper bisher im sentliehen ein Ganzes bildete. Beim Hlerstel- len gewisser Arten bester Gussrohre hat es sich als zweckmässig herausgestellt, das Guss stück abzukiülhlen und dasselbe, hierauf wäh rend ungefähr einer Minute einem Erhit- zungsverfahreit zu unterwerfen, wobei das Rohr auf eine Temperatur von ungefähr 980 ' Celsius gebracht wird.
Man hat heraus gefunden, dass dieses Erhifzungsverfahren zur Folge hat, dass aller gebundene Kohlen stoff unmittelbar in graphitischien Kohlen stoff umgewandelt wird, wodurch ein wei- ehes, graues Eisen entsteht, welalhes grosse Festigkeit und Zähigkeit mit grosser Wider standsfähigkeit gegen Zerstörung durch ehe mische Einflüsse vereinigt. Die Abkühlung des Rohres erfolgt gewöhnlich dadurch, dass die Form durch Wasser gekühlt wird, wel ches zur Vermehrung des Kühleffekties oft unter hohem Druck um dieselbe geleitet wird.
Die bisher in obigem Verfahren benütz ten Formen wurden, um ein Zerspringen der selben zu vermeiden, aus den teuersten Stahl- legoierungen hergestellt; aber trotzdem hat sich dies bisher als unwirksam verwiesen, da diese Formen früher oder später dennoch zer sprangen.
Es war ;dies bis heute eine in wirtschaftlicher und kaufmännischer Bezie hung fernste Schwierigkeit bei diesem Ver fahren, Die Ursache dieses Zerspringens oder Brechens,der Formen besteht darin, dass wäh rend des Gussprozesses die innere Wandung .b der festen Form durch das geschmolzene Me- ta-11 auf unge-fähr <B>1650 ' C</B> erhitzt wird, während die äussere 'v#Tanduno, gekühlt wird,
so dass gleielizeitig ein' Ausdehnung und eine Zusammenziehung entsteht, welche eine übermässige Beanspruchung des Formkörpers cerzeugt, nalmentlich, wenn die Wanidstärke deszelben verhältnismässig gross ist. Will man dagegen diesem Übelstand durch die Ver minderung, der Wandstärke begegnen, so ge rät die Form beim Giessvorgang infolge der einseitig einsetzenden Hitzewirkung des ein fliessenden Metalles und diadureh dass sie eine quer oderspiralförmig verlaufende Belastung erfährt infolge der spiralförmigen Einfüh rungsweise des geschmolzenen Metalles, in nachteilige Schwingungen,
die bei einer Zeit flauer von 15 'bis 21 Sehunden für idas Ein füllen des Eisens über die manchmal<B>5</B> Meter betragende ganze Länge der Foimi starke Un- gleirchmässigykeiten in der Wandstärke des Rohres bewirken.
Die varliegende Erfindung bezweckt die Beseitigung der oben aufgeführten Nachteile und hat eine verbesserte Form zum Gegen stand, in welcher die Möglichkeit des Zer- sprincens oder Zerbrecliens infolce von Aus dehnung und Zusammenziehung durch Er- liitzungc bedeutend verringert, wenn nicht vollständig ausgeschlossen ist.
<B>en</B> Die Giessform gemäss der Erfindung ist, um einerseits nachteilige Schwingungen und anderseits vorzeitige Zerstörung infolge unzu lässig hoher Natexialspannungen zu vermei den, aus einer verhältuismässig sehwachwan- digen und an sieh nicht hinreichend wider tandsfähigen Kokille und aus einem starken Mantel zusammencesetzt, zwiselhen welchen beiden Teilen ein Zwischenraum und nach giebige cy Mittel, sowie Stützmittel vorhanden sind, die gegenseitige Bewegungen zwischen den erwähnten beiden Teilen zulassen, trotz dem aber eine zentriselie Lageriiiung und, Ge- radehaltung der Kakille im Mantel gewähr leisten.
Es ist also auf diese Weise der Körper der Form aus voneinander getrennten Ein zelteilen derart zusammengesetzt, dass eine durch die Ausdehnung und Zusammenziehung der Form bewirkte unabhängige Bewegung dieser Einzelteile zueinander gewährleistet ist, ohne dass in denselben Kräfte oder Be- anspriiehung e n hervorgerufen werden, welche C<B>C</B> bei Vervendunlg eines eiiizigen festen Form körpers unvermeidlich sind.
Die Ausführung der Giessfaim ist derart. dass deren Einzelteile in Abstand voneinan- cler gehalten sind, wobei ein Ausfüllungs- inaterial in den Zwischenraum zwischen den genannten Einzelteilen eingebracht werden kann, welches einen ausgezeichneten Wärme leiter darstellt und die Verteilung und Wei terleitung der Wärme in diesen Zwischen räumen und durch dieselben hindurch regelt und erleichtert.
Die Vermeidung, der Bildung von Luft- säeken im Füllmaterial zwischen den Einzel teilen der Form kann in geeigneter Weise durch Ausübung eines Druckes auf das be- Satgte Füllmaterial während des Giessens be wirkt werden. Auf diese 'Weise kann eine Giessform erzielt werden, deren Gestehungs preis auf ein Minimum reduziert ist durch die Tatsache, dass dank des Fehlens jeglicher Beanspruchung in den äussern Teilen clersel- ben ein geringwertiges Material zur Herstel lung dieser Teile benutzt werden kann.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren, um die Kolzkille der Giessform mit geringen Kosten und rasch herzustellen, auch wenn ein hoehwertiaes Material für die Herstellung derselben benützt wird.
Das Verfahren ogemäss der Erfindung be steht darin, dass die Kokille der Form zwecks Erzielung porenfreier, dichter, zäher und homogener Struktur, auch bei Verwendung von Gusseisen und bei Ausführunc der Ko kille mit minimalen nach dem Sehleudergussverfahren hergestellt wird.
In der Zeichnunwg welche ein Ausfüll- rungsbeispiel der Erfindunc <B>7</B> darstellt. zeiat Fig. <B>1</B> einen mehr schematischen Längs schnitt durch eine rotierende Giessform,: Fic. 2 ist ein Querschnitt durch dieselb#e-, Fi o% i) ist ein Läno-Ssehnitt des Form- körpers;
Fig. <B>1</B> ist eine Stirnansieht desselben-. Fig. <B>5</B> zeigt in grösserem Massstab einen Querschnitt durch einen Teil des Forinkör- pers mil-. einem Mechanismus zur Erzeugung des DTuckes auf da- Füllmaterial, weltlies zwischen die Einzelteile der Form einge- braclit ist; Fig. 6 ist eine teilweise Draufsiellt auf den in Fig. 5 dargestellten Mechanismus;
Fig. 7 zeigt in grösserem Massstabe in einem Aufriss Mittel zur Ermögliellung der Ausdehnung eines der Formteile, und Fig. 8 ist ebenfalls in grösserem Massstabe eine Detailansieht.
Die dargestellte Form weist einen Behäl ter 10 auf, der auf bekannte Weise kon struiert sein kann und in welehem der Form körper um seine horizontale Achse drehbar gelagert ist, vermittelst der Rollen 11, die auf Wellen 12 montiert sind, von welchen eine auf irgend welche Weise angetrieben werden kann, um die Drehbewegung dem Formhörper zu erteilen. Der Behälter 10 ist, zur Aufnahme einer Külilflüssigkeit, z. B. Wasser, bestimmt, welehes den Behälter kon stant durchströmen kann, wie dies gewöhn lieh bei der Herstellung von Schleuderguss geschieht, und in welchem der Formkörper teilweise eingetaucht ist, so dass die äussere Oberfläche desgenannten Körpers vom Was ser die gewünschte Kühlwirkung erhält.
Der Formkörper besteht aus einem durch ceinen äussern Zylinder 13 gebildeten Mantel und einer durch einen innern Zylinder 14 ge bildeten Kokille, weilehe Zylinder mit einem Zwischenraum ineinander gelagert sind, wo bei die entsprechenden Enden der genannten Einzelzylinder bei 15 auswärts erweitert sini, um das Muffenende des Farmkörpers z u bilf len. Die Einzelzylinder 13 und 14 sind im Abstand voneinander gehalten und durch Stützmittel, z. B. Stellsclirauben 16, gegen einander abgestützt, welclie Steillschrauben um den Formkörper herum angeordnet sind und sich durch den Aussenzylinder 13 hin durch erstrecken bis zur Berührung mit, dem äussern Umfang des Innenzylinders 14.
Der Zwischenraum zwischen den Einzel zylindern 13 und 14 ist mit einem Füllmittel 19, z. B. Blei, ausgefüllt. Er wird beim Zu sammensetzen des Formkörpers am einen EI nde durch eine Platte 17 abgeschlossen, welche an den Einzelzylindern miftelst Seliraubenbolzen 18 befestigt wird. Zum Ausfüllen des Zwischenraumes wird der Formkörper erhitzt und bei entfernter Platte 17 mit der Platte 20 nach unten in vertikale Stellung gebracht, worauf das Blei in sehmolzenem Zustand in den genannten Zwi- sehenraum eingebracht wird, so dass es den selben vollständig ausfüllt.
Hierauf wird der Formkörper mittelst der Platte 17 ge schlossen, Die Platte 20 ist duroch nachgiebige Mit tel in Stellung gehalten, und zwar im dar gestellten Ausführungsbeispiel durch eine Anzahl Schraubenbolzen 21, zwischen deren Köpfen und der benachbarten Fläche der Platte 20 eine Anzahl federnder und fester Unterlagsscheiblen 22 bezw. 23 (Fig. 7) ab wechslungsweise angeordnet sind. Die In- nenfläeche der Platte 20 ist mit, einem ring förmigen Ansatz 24 versehen (Fig. 8), in welchen das benachbarte Ende des innern Teilzylinders 14 des Formkörpers, eingepasst ist.
Dank der nachgiebigen Mittel in Farmi der federnden Unterlagsseheiben ist der Platte 20, welche das Bestreben hat, sich in achsialer Richtung des Formkörpers, aus- wärt2 zu bewegen, wenn der Innenzylinder 14 durch die Hitze des beim Giessen eines Rohres in den genannten Zylinder einge brachten Metalles ausgedehnt wird, ein fe dernder Widerstand. geboten; die Naohfüllung des vergrösserten Zwisch;enraumes zwis-ehen den Zylindern<B>13</B> und 14 mit Füllmasse<B>19</B> ürfolgt automatisch durch die Vorrichtungen <B>28, 29</B> und<B>30.</B> welche weiter unten beschrie ben sind.
Es ist sehr erwünseht, fluss das Füllmate rial<B>19</B> ein ausgezeichneter Wärmeleiter ist und 'bei ein-er verhältnismässig niederen Tem peratur rasch schmilzt oder schon flüssig isL -wie zum Beispiel Blei, Quecksilber oder der gleichen, so dass, bevor heim Giessvorgang das geschmolzene Metall in den Innenzylin der des Formkörpers gebrachi wird, die Form vermittelst Gasflammen rasch, jedmh mässig n erhitzt werden kann, um das Füll-rnaterial <B>19</B> in einen flüssigen Zustand überzuführen, in welchem.
Zui3tunde jas besugte Füllmaterial einen raschen und gleiechförmigen Wärme <B>g</B> austauch vom Innenzylinder 14 zum Aussen- zylinder 13 bezw. zum Kühlwasser oder um irekehrt eine razehe und gleiellförmige Über- traogunc der Kühlwirkumg von dem im Was- ser im Bchälter 10 rotierenden Aussenzylin der aus bewirken wird, wodurch (las Guss stück während des Giessvorganges nach Be darf gekühlt wird.
Die Füllmasse wirkt aber nicht nur thermisceh als Wärmeleiter, son- ildern gestattet auch den beiden Einzelteilen, sch unabhingig voneinander auszudehnen und zusammenzuziehen, so dass während des Giessvoraages keine, unzulässigen Beanopru- ehungen dirr genannten Einzelteile verur- zzacht werden können.
Die Erfahrunc hat ge- zeigt, dass infolge flieser unabhängigen Zu- sktmmenzieliuiigu und Ausdehnung der Zylin- dor 13, 14 eine weit höhere, Anzahl von Guss stücken mit ein und demselben Formkörper produziert werdclen kann, als mit irgend einer Giessforrn auns einem Stück Alle auf diese Weise hergestellten Formhörper widerstan den bei allen aungestellten Versuchen allen Einflüssen des Giessverfahrens, ohne irgend welche Anzeichen von Sprüngen oder Brii n chen zu zeigen.
Ausserdem ist zu ervähnen, dass der Aussenzylinder des bei diesen Ver suchen benützten Formkörpers aus einem ge- riligoweirtigpn oder wenigstens 'billigeren Na- ferial hergestellt worden ist als die früher benützten festen Formkörper. In der Praxis hat sieh) gezeiget dass es zmeelimiiissin ist, zur Erzielung einer durchgehends vollständigen Ausfüllung des Zwischenraumes zwischen den Zylindern 13, 14 und einer überall gleieh- in der Füllmaisse 19 einen honstanten Druck auf die genannte Füllmasse auszuûben, während der Form hörper gedreht und ein Gussstüclzk geformt wird.
Dieser Druck wird durch die bei der Drehunag des Formhörpers auftretende Zen- irifugzalkraft erzeugt. Zu diesem Zweck be sitzt der Aussenzylinder<B>13</B> des Formhörperez neben einer Anzahl in geeigneten Abständen voneinander anloeordnei-en Vertiefungen 25a für die Füllmasse eine Anzahl Vcrfief-aii,-clii #a in seiner äussern Umfangsfläche (Fi-. <B>1</B>
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und <SEP> <B>6),</B> <SEP> welehe- <SEP> mit <SEP> dem <SEP> Zwischenarm <SEP> zivi sehen <SEP> den <SEP> Einzelt(41en <SEP> <B>13</B> <SEP> und <SEP> 14 <SEP> in <SEP> VerLiii duno,
<SEP> stehen <SEP> durch <SEP> scitlie-Iie <SEP> Bohruno-en <SEP> <B>26.</B>
<tb> deren <SEP> Ende <SEP> ist, <SEP> und <SEP> in <SEP> wel cht, <SEP> sieh <SEP> dito <SEP> Füllmasse <SEP> in <SEP> dem <SEP> #genannten
<tb> Zwischenraum <SEP> in <SEP> -eschmolzenem <SEP> Zustande
<tb> ergiesst. <SEP> In <SEP> jeder <SEP> (lir#2,pr <SEP> Vertiefungün <SEP> <B>225</B> <SEP> is#
<tb> in <SEP> La-,ern <SEP> eine <SEP> Querwelle <SEP> <B>--17</B> <SEP> montiert, <SEP> wel <B>ellf',</B> <SEP> ein <SEP> Paar <SEP> Seliwino,al-mf, <SEP> <B>28</B> <SEP> trä,)t, <SEP> welche
<tb> <B>Z, <SEP> <U>g</U></B>
<tb> auf <SEP> einander <SEP> entgegengesetzten <SEP> Enden <SEP> <B>Gp-</B>
<tb> wi,chte <SEP> <B>-'-)9</B> <SEP> tral-en.
<SEP> -'in <SEP> den <SEP> andern <SEP> Enden
<tb> jedes <SEP> Armes <SEP> <B>298</B> <SEP> ist <SEP> <B>je</B> <SEP> ein <SEP> Kolben <SEP> <B>30</B> <SEP> ange lenkt <SEP> der <SEP> in <SEP> eine <SEP> Bohrung <SEP> <B>26</B>
<tb> Bei <SEP> dieser <SEP> Anordnuno, <SEP> ist, <SEP> ersichtlich, <SEP> dass <SEP> bei
<tb> Rotation <SEP> des <SEP> Foi,mlziirper.s <SEP> die <SEP> dadurch <SEP> er 7-ngte <SEP> Zentrifugalkraft <SEP> die <SEP> Gewichte <SEP> <B>29</B> <SEP> aus wärtszielien <SEP> <B>und</B> <SEP> hierbei <SEP> die <SEP> Arme <SEP> <B>28 <SEP> um</B>
<tb> ibre <SEP> Achs(, <SEP> drehen <SEP> wird, <SEP> so <SEP> dass:
<SEP> die <SEP> Kolben <SEP> <B>20</B>
<tb> sieb <SEP> in <SEP> ch- <SEP> Bobrun-en <SEP> <B>26</B> <SEP> und
<tb> hierdurch <SEP> einen <SEP> DrueL- <SEP> ausüben <SEP> auf <SEP> clic# <SEP> Füll masse <SEP> <B>19,</B> <SEP> weiche <SEP> züm <SEP> Pei3piel <SEP> durch <SEP> die <SEP> Ein rührun- <SEP> des <SEP> züi <SEP> ver#ziessenden. <SEP> o,esehniolzenen
<tb> 3.Ictalles <SEP> in <SEP> den <SEP> Formkörper <SEP> geschmolzen
<tb> worden <SEP> ist. <SEP> Auf <SEP> die-i- <SEP> 'N#Tei3e <SEP> i4 <SEP> ein <SEP> Be-4ehen bleiben <SEP> der <SEP> beim <SEP> Schmelzen <SEP> cl,#,-r <SEP> Füllmasse
<tb> <B>19</B> <SEP> entstehenden <SEP> Luftbla##en <SEP> aus-le;
zehlossen,
<tb> und <SEP> es <SEP> wird <SEP> eine <SEP> gleiebförmige
<tb> <B>",</B> <SEP> Verteilung
<tb> #ter <SEP> beim <SEP> Przeuo#ten <SEP> ITitze <SEP> pr <B>fol</B>
<tb> Wie <SEP> Fi-. <SEP> <B>8</B> <SEP> zei-t. <SEP> i.4 <SEP> cl,r-r <SEP> AussenzvIindr-r
<tb> <B>an</B> <SEP> einem <SEP> Enfle <SEP> mit <SEP> einem <SEP> einwärts
<tb> leten <SEP> Flanzch <SEP> <B>31</B> <SEP> versehen. <SEP> wel <B>Z,</B>
<tb> Pher <SEP> am <SEP> äuflcrn <SEP> Umfan-# <SEP> des <SEP> benachbarten
<tb> n
<tb> Endes <SEP> des <SEP> Innenzvliiid(--r-, <SEP> 14 <SEP> anliegt, <SEP> so <SEP> dass
<tb> der <SEP> Zwischenraum <SEP> zwis:
chen <SEP> den <SEP> beiden <SEP> Z-v lindern <SEP> sieh <SEP> nicht <SEP> übrp <SEP> die <SEP> 1-an7e <SEP> <U>Länge</U> <SEP> der <B>selben</B> <SEP> lTni <SEP> <B>jerIp</B> <SEP> eines
<tb> Auslaufen#Z <SEP> der <SEP> Füllmasse <SEP> <B>19</B> <SEP> aLls <SEP> dem <SEP> Zwi ,phenraum <SEP> zwischen <SEP> den <SEP> Leiden <SEP> Zylindern
<tb> unter <SEP> dem <SEP> <B>31</B> <SEP> hindurch <SEP> auszu seliliessen, <SEP> ist- <SEP> (las <SEP> am <SEP> Flanseh <SEP> anliezerde
<tb> Ende <SEP> des <SEP> Z#,Iinders <SEP> 1.4 <SEP> mit <SEP> Parkungsringen
<tb> 32 <SEP> v(,rsehen# <SEP> weleb,- <SEP> wie <SEP> Kolben riii2:
(, <SEP> eine <SEP> rlielltr, <SEP> Verbindung <SEP> zwisehen <SEP> rlep
<tb> beiden <SEP> Zylindern <SEP> herstellen.
<tb> Die <SEP> Erfahrun- <SEP> hat <SEP> o-ezeigt, <SEP> <B>dass</B> <SEP> eine <SEP> der artige <SEP> Giessform <SEP> nach <SEP> obil-er <SEP> Beschreibung zweckentsprechenderweise und mit geringen Kosten auf folgende Weise hergestellt wer den kann: Der Aussenzylinder 13 kann aus Guss- eisen oder aus irgend einem andern Metall nach irgend einem Giessverfahren hergestellt werden.
Der innaere Zylinder jedoch wird zwecks Erzielung porenfreier, dichter, zäher und homogener Struktur, auch bei Verwen- dunog minimaler Wandstärken und minder wertigen bezw. billigeren Materials, wie Gusseisen, zweckmässigerweise aus Schleuder- ss nach abigeni Verfahren hergestellt, und zwar in einer Form, deren Innenfläehe der Aussenfläche des zu erzeugenden Innenzylin ders 14 entsprieht. Ein nach diesem Verfah ren herogestelltuer Formkörper kostet nur einen Bruchteil des Preises eines aus nur einem StüCiek bestehenden Formkörpers aus Nickelstahl, tvelches Metall bisher in ausoge- dehntem Masse zur Herstellung solcher Form körper verwendet wurde.