CH124565A - Verfahren und Maschine zur Herstellung von Zentrifugalguss unter Regelung des Wärmeaustausches zwischen Gussform und Gussstück. - Google Patents

Description

      Verfahren    und Maschine zur Herstellung von     Zentrifugalguss    unter Regelung des  Wärmeaustausches zwischen     Gussform    und     Oussstiiek.       Die Erfindung     betrifft    ein Verfahren  und eine Maschine zur Herstellung von Zen  trifugalguss unter Regelung des Wärmeaus  tausches zwischen     Gussform    und     Gussstück.     



  Bei dem Verfahren gemäss der Erfindung  wird das geschmolzene Metall in die Form  gegossen, nachdem diese auf eine Tempera  tur erwärmt worden ist, die gute Verteilung  des     Metalles    in der Form bei Drehung der  selben gewährleistet, worauf in einer die  Form     umgebenden    Kammer Dämpfe auf  einer Temperatur und unter einem Druck  gehalten werden, welche     langsames    Abküh  len des geschmolzenen     Metalles    bis zur kri  tischen Temperatur sichern, so dass darauf  die Abkühlung schneller erfolgen kann, ohne  ein gehärtetes     Gussstück    zu erzeugen, welche  schnelle Abkühlung durch Einspritzen einer  Flüssigkeit in die Kammer und Verdamp  fung der Flüssigkeit durch die Formwärme  erzielt wird,

   wodurch der Form und damit  dem     Gussstüch    Wärme schnell entzogen wird,  um das Erstarren des     Gussstückes,    seine Her-         ausnahme    und somit die Produktion zu be  schleunigen.  



  Die     Zentrifugalgiessmaschine    zur Aus  führung des Verfahrens hat eine Form und  eine die Form umgebende Kammer und  zeichnet sich dadurch aus, dass die geschlos  sene Kammer mit einem. Einlass für die  Dämpfe und     Spritzröhren    für den Einlass der  Flüssigkeit ausgerüstet     ist.     



  Ein Ausführungsbeispiel der Maschine  ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar  zeigt:       Fig.    1 eine     Rohrgiessmaschine    in Seiten  ansicht,       Fig.    2 einen vergrösserten Querschnitt  durch das Glockenende der Form,       Fig.    3 einen Querschnitt nach der Linie  3-3 der     Fig.    1,       Fig.    4 einen senkrechten     Achsialschnitt     durch das andere Ende der Form, und       Fig.    5 ein Diagramm.  



  Die drehbare Form sitzt in Lagern G und  trägt Antriebsringe 7. Der Kernträger 8      sitzt drehbar auf dem     Einguss    für das     ge-          sclimolzene    Metall, das durch eine Röhre 9  und einen Trichter 10 zugeführt wird, welch  letzterer von einem senkrechten, drehbaren  Ständer 11 auf einem     \Vagen        12    getragen       -wird.    Die Form besteht aus zwei     Metallz---          lindern    15, 15a und einem sie umgebenden  Rohr 16, durch welches die Kammer 17 ge  bildet wird.

   Auf dem Rohr 16 sitzen an den  Enden ein Ring 13     bczw.    eine     Scheibe    14,  welche einen äussern Mantel 5 unterstützen.  Der Raum zwischen dem Mantel und dem  Rohr ist durch Isoliermaterial 18 ausgefüllt.  Das linke Ende des Zylinders 15 hat einen  Umfangsflansch, der bei 19 am Rohr 16 an  geschweisst ist. Das rechte Ende des Zylin  ders 15     (Fig.    4) wird durch einen Ring 31  im Rohr 16 unterstützt. Weiterhin wird das  rechte Ende der Form durch eine Scheibe 20  abgeschlossen, die bei 21 am Zylinder 15 an  geschweisst ist.

   Das rechte, verjüngte Ende  16' des Rohres 16 ist in der Bohrung     2\2a     eines Lagerbockes 22 drehbar gelagert und  das Innere des Lagerbockes durch einen Ka  nal 23 mit einem ventilkontrollierten Ein  lass für in die Kammer zu führende Dämpfe       verbunden.    Durch die Mitte des Rohrende  16' erstreckt sich weiterhin. ein     Einlassrohr     5 für Kühlflüssigkeit,     Glas    an einem     Endt_#     mit einer Leitung 28 in Verbindung steht  und am andern Ende mit einem     Verteilungs-          stiick    26, von dem sich schraubenförmige  Spritzröhren 27 nach dem andern Ende. der  Kammer bis zum Ring 30 durch die Kam  mer erstrecken.

   Die Spritzröhren sind an  schraubenförmigen Rippen 29 befestigt, 'die  sieh vom Ring 30 bis zum Rohrende 16' er  strecken und bei bestimmter Geschwindig  heit der Form zur     Herausbeförderung    des  flüssigen     Kühlmittels    durch den Dämpfe  einlass 23 dienen. Um diese Beförderung aus  der Kammer 17 zu gestatten, ist der Ring 31       (Fig.    4) mit passenden Öffnungen versehen.  



  Zwecks Erwärmung und langsamer und       schneller    Abkühlung der Form werden, wie       machstehend    anhand der Kurve der     Fig.    5  erklärt, Dämpfe durch den Einlass 23 und  Flüssigkeit durch die Leitung 28 und das         Einlassrohr    in die     Kammer    geleitet,     so -ie     zu bestimmter Zeit     I'@üs.sigkeit    aus der Kam  mer durch den     D < impfeeinlass    23     abgeleitet,     um die Form zuerst anzuwärmen,

   dann lang  sam     abzukühlen    und schliesslich nach Errei  chung der kritischen Temperatur schnell     ab-          zuhiililen,    ohne Beeinflussung der kristalli  nischen Struktur     de.s        Clussstüel:es.     



  Die Dämpfe und die Flüssigkeit. können  verschiedene Aggregatzustände eines und  desselben Materials sein, welches bei einer  höheren Temperatur verdampft, als Nasser,       doch    bei einer niedrigeren Temperatur ver  dampft, als Zink. Das Material hat zum  Beispiel eine     Verdampfungstemperatur,    die       mindestens    drei Mal so gross ist, als die vom  Wasser und dessen Siedepunkt bei     ungefähr     360   C liegt und ist zweckmässig     Queck-          silber.     



  In     Fig.    5 ist die     Formtemperaturkurve     mit 32, die Temperatur- und     Druckkurve        der     Dämpfe mit 33 und die     Drehgeschwindig-          keitskurve    der Form mit 34 bezeichnet. Die  Linie 35 zeigt eine Temperaturgrenze von  ungefähr<B>650'</B> C an, und die Linie 36 eine  von ungefähr     .12F,     <B><I>C</I></B>. Die Linie 3 7 bezeich  net die     höchste-        Umdrehungszahl,    und die  Linie 38 Stillstand.

   Der Abstand 39 zwi  schen Linien 38 und 40 kennzeichnet den Be  reich der     Foringcscliwindigkeiten,    bei wel  chen die     Rippen        da-s        flüssige        Quecksilber    be  fördern.  



  Bei 41 wird die Form in Drehung ver  setzt und     während    der darauffolgenden Pe  riode     .18    wird infolge der niedrigen     Ge-          sehwindigkeit    der Form flüssiges Quecksil  ber durch die     Spiralrippen    29 nach     aussen          ctureh    den Kanal 23 befördert. Nach Beendi  gung dieser     Periode    werden bei 46 Dämpfe  in die Kammer 17 durch den Kanal 2 3 ge  leitet, welche zum Anwärmen der Form die  nen.

   Der Druck und damit die     Temperatur     der Dämpfe werden ständig erhöht, bis die  Form bei 42 die     gewünschte    Temperatur er  reicht hat, bei welcher das Eingiessen des       Metalles    durch den Trichter 10 stattfindet  und zu gleicher Zeit. wie aus Kurve 34 er  sichtlich, die Form auf erhebliche Creschwin-           digkeit    gebracht worden ist.

   Während der  darauffolgenden     Periode-49    findet die Ver  teilung des flüssigen     Metalles    in der Guss  form statt, und gleichzeitig wird der Druck  der Dämpfe und somit die Temperatur der  selben erniedrigt, um während der darauf  folgenden Periode 50 ein langsames Abküh  len des     Gussstückes    herbeizuführen, bis dieses  bei 43 den kritischen Punkt erreicht hat und  ,jetzt das     Gussstück    schnell abgekühlt wer  den kann, ohne dass seine kristallinische  Struktur geändert wird, so dass es später  nicht weiter behandelt zu werden braucht,  zum Beispiel ausgeglüht werden muss.

   Die  plötzliche Abkühlung erfolgt durch Zufüh  rung von Flüssigkeit durch das Rohr 25, das  Verteilungsstück 26 und die Spritzröhren  27, durch welche die Flüssigkeit, zweckmä  ssig Quecksilber, auf die     Gussform    gespritzt  wird. Dabei findet zu gleicher Zeit eine  schnelle Abkühlung der Temperatur und  Verringerung des Druckes der Dämpfe statt.  Die schnelle Abkühlung des     Gussstückes    fin  det während der Periode 51 statt und das  Einspritzen der Flüssigkeit, zweckmässig  Quecksilber, findet während des ganzen oder  wenigstens während des ersten Teils der Pe  riode 54 statt. Zu gleicher Zeit wird wäh  rend des schnellen     Abkühlens    die Umdre  hungszahl der Form per Minute vermindert.

    Sobald die Drehgeschwindigkeit unter ein  bestimmtes Mass gesunken ist, wird während  der Periode 55 die warme Flüssigkeit durch  die Schraubenrippen 29 aus der Kammer 17  durch den Kanal 23 befördert. Bei 44 wird  die Drehung unterbrochen und bei 45 das       Gussstück    herausgenommen.  



  Während der Periode 52 wird der       Dämpfedruck    aufrecht erhalten, welcher, wie  erwähnt, zuerst erhöht und dann verringert  wird, wie aus der Kurve 33 ersichtlich.  Während der Periode 53 wird wahrschein  lich etwas von den Dämpfen kondensiert,  doch wird das     Kondensat    von der Form  durch Zentrifugalkraft weggehalten. Die ge  strichelten Linien vor den Pfeilköpfen dieser  Perioden deuten an, dass ihre Längen unter  verschiedenen Bedingungen Veränderungen         unterworfen    sind. In einem Zyklus,     -welcher     die Herstellung vieler     Gussstücke    hinterein  ander einschliesst, wiederholen sich die  Hauptkurven vom Punkt<B>C</B> ausgehend,  wenn der Punkt<B>C</B> erreicht ist.

Claims (1)

1. ' PATENTANSPRUCH I: Verfahren zur Herstellung von Zentrifu- galguss unter Regelung des Wärmeaustau sches zwischen Gussform und Gussstück, da durch gekennzeichnet, dass das geschmolzene Metall in die Form gegossen wird, nachdem diese auf eine Temperatur erwärmt worden ist, die eine gute Verteilung des Metalles in der Form bei Drehung derselben gewährlei stet, worauf in einer die Form umgebenden Kammer Dämpfe auf einer Temperatur und unter einem Druck gehalten werden, welche langsames Abkühlen des geschmolzenen Me- talles bis zur kritischen Temperatur sichern, so dass darauf die Abkühlung schneller er folgen kann,

   ohne ein- gehärtetes Gussstück zu erzeugen, welche schnelle Abkühlung durch Einspritzen einer Flüssigkeit in die Kammer und durch Verdampfung der Flüs sigkeit durch die Formwärme erzielt wird, wodurch der Form und damit dem Gussstück Wärme schnell entzogen wird, um das Er starren des Gussstückes, seine Herausnahme und somit die Produktion zu beschleunigen. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Dämpfe und die Flüssigkeit verschiedene Aggre gatzustände eines und desselben Materials sind, welches bei einer höheren Tempera tur verdampft als Wasser.

   Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass das Material eine Verdampfungs- temperatur hat, die mindestens drei Mal so gross als :die vom Wasser ist. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass der Siedepunkt des Materials bei ungefähr<B>360'</B> C liegt. 4. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet. dass mindestens ein Teil der Flüssigkeit. während der Abküh lung des Gussstückes zu bestimmter Zeit aus der Kammer entfernt wird.

   PATENTANSPRUCH II Zentrifugalgiessmaschine mit Form und die Form umgebender Kammer,<B>zur</B> Ausfüh rung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die geschlos sene Kammer mit einem Einlass für die Dämpfe und Spritzröhren für den Einlass der Flüssigkeit ausgerüstet ist.

   UNTERANSPRüCHE: Maschine nach Patentanspruch II, da durch gel@ennzciclniet, dass die Kammer mit schraubenförmigen. Rippen (?9) ver sehen ist, durch welche die Flüssigkeit bei Drehung der Kammer unterhalb einer be stimmten Geschwindigkeit in achsialer Richtung zwangsläufig nach dem Dämpfe einlass (23) befördert wird. 6.

   Maschine nach Patentanspruch Ir imd Unteranspruch 5. dadurch gekennzeich net, dass die Spritzröhren (2?) ebenfall. schraubenförmig und an den schrauben- förmigen Rippen (\?9) befestigt sind.