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Verfahren und Vorrichtungzum Giessen hohler Metallkörper.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Giessen hohler Metalikörper in einer rotierenden Giessform jener bekannten Art, bei welcher eine sich drehende Vorrichtung mit dem geschmolzenen Metall beschickt wird, welche Form mit einer feuerfesten Auskleidung versehen ist.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass die rotierende Form während der Beschickung mit dem geschmolzenen Metall aus einer zur Horizontalen geneigten Lage in eine annähernd horizontale Lage bewegt wird. Vorteilhafterweise wird die Form, so lange sie sich in geneigter Lage befindet, mit geringer Geschwindigkeit gedreht und diese während der Bewegung der Form aus der geneigten in die horizontale Lage erhöht. Hiedurch wird erreicht, dass das Metall gleichmässig in der Form verteilt wird.
In der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung in beispielsweiser Ausführungsform zur Darstellung gebracht. Fig. 1 ist eine Seitenansicht der Giessvorrichtung und zeigt dieselbe in einem bestimmten Stadium des Vorganges. Fig. 2 ist ein Grundriss hiezu.
Wie aus den Zeichnungen ersichtlich ist, besteht die dargestellte, besonders zweckentsprechende Ausführungsform der zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens zur Anwendung gelangenden Giessmaschine aus einer drehbaren Form, die durch einen röhrenförmigen Formkasten 10 gebildet wird, der eine Anzahl von Loehungen 11 aufweist, die über den Formkörper verteilt wird und Auslassöffnungen für die beim Giessvorgang erzeugten Gase und Dämpfe bilden. Die Form ist dabei mit einer feuerfesten Schicht, z.
B. einer Sandschicht ausgekleidet, welche vorteilhaft einen Überzug aufweist. * Die Form ist so gelagert und angeordnet, dass sie sieh zwischen einer horizontalen und einer zu dieser geneigten Lage
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TrägergesteH angeordnet, welches die entsprechenden Bewegungen zwischen einer horizontalen und einer geneigten Lage auszuführen vermag. Der Rahmen 14 ist hiezu um eine horizontale Achse schwingbar, welche durch die in Abstand voneinander angeordneten Lagerstützen 15, 15 erstellt ist, in we'chen der
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horizontalen und schrägen Lage kann irgendeine geeignete Einrichtung zur Anwendung gelangen.
Bei den dargestellten Ausführungsformen ist eine Querachse 16 vorgesehen, welche in Stutzen 17 gelagert ist und welcher die Bewegung durch eine längslaufend angeordnete Antriebswelle 18 vermittelts eines Schneckenrades erteilt wird, das auf der Querachse 16 sitzt. Die Querachse M ist mit den Exzenterscheiben versehen, welche von Exzenterringen umschlossen werden, die ihrerseits an den Rahmen 14 angelenkt sind, wozu dieselben an ihren Enden gegabelt und schwingbar in nach unten gerichteten Lageraugen des Rahmens 14 gelagert sind. Diese Konstruktion zeigt ohne weiteres, dass durch Drehung der Querachse 16 dem Rahmen 14 und der von demselben getragenen Form die gewünschte Bewegung erteilt
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Kupplung vorgesehen werden, welche mittels eines Kupplungshebels 25 betätigt wird.
Auch zur bestimmten Begrenzung der Bewegung des Rahmens 14 in der horizontalen Lage können Anschläge vorgesehen sein, welche vorteilhaft durch einstellbare Bolzen 26 gebildet werden, die an den Stutzen 17 sitzen und an welche Anschläge 27 des Rahmens 14 anschlagen. Fig. 1 zeigt den Rahmen in einer Stellung, die annähernd der Höehstlage der Exzenterscheiben entspricht.
Um jedes Hochsteigen des in die Form eingebrachten flüssigen Metalles zu verhindern und die Form in stabile Verhältnisse zu bringen, ist zweckmässig nur ein Eingussende der Form offen und das andere Ende derseben vollständig oder im wesentlichen vollständig geschlossen.
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Das offene oder. Eingussende der Form ist mit einem Ringflansch 29 versehen, welcher auf die Formröhre 10 aufgeschraubt ist und so einen Bestandteil derselben bildet. Auf dem Ringflanseh ist eine Abstreifplatte befestigt und auf dieser mittels zweier versenkbarer Bolzen 30 eine Abschlussplatte 31 angebracht. Letztere ist nach beiden Seiten mit röhrenförmigen Ansätzen versehen, so dass der mit 31 bezeichnete röhrenförmige Teil entsteht. Der Innendurchmesser dieses röhrenförmigen Teiles ist so bestimmt, dass derselbe etwas kleiner ist, als der Innendurchmesser der zu bildenden Röhre. Das andere Ende der Formröhre kann mit einem glockenförmigen Endteil versehen sein, auf welchem mittels Bolzen die Endplatte 33 befestigt ist. Die Aussenfläche der Röhre wird durch die Form der Sandschicht am unteren Teil- Form bestimmt.'.
Bei dieser Anordnung können die Abschlussplatte, die Abstreifplatte und die Endplatte 33 rasch entfernt werden, um, nachdem ein Gussvorgang ausgeführt wurde, den Sand und das Gussstück entfernen zu können. Durch das vollständige oder im wesentlichen vollständige Schliessen des Formendes kann das Metall in die geneigte Form eingegossen werden, ohne ein Hochsteigen oder Wallen des Metalles zu veranlassen, wobei das im wesentlichen geschlossene Ende auch die Druckausgleichsverhältnisse in der Form günstig beeinflusst.
T3ei der'praktischen'Ausfuhrungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird immer eine mit Gussmaterial gefüllte Form von der Giessvorrichtung entfernt und durch eine neue noch ungefüllte Form ersetzt, zu welchem Zwecke die Formröhre 10 auf dem Trägerrahmen 14 abnehmbar angebracht ist.
Die Formröhre ist drehbar in Sätzen von Rollen angeordnet. Der eine Satz von Rollen für das rückwärtige Ende besteht z. B. aus den Rollen 35, 35, die in einem fest im Rahmen 14 sitzenden Lagerorgan 36 gelagert sind, sowie einer Rolle 37, die von einem Bügel 38 gehalten wird, der an seinem einen Ende 39 an den Rahmen 14 angelenkt ist. Der andere Satz von Rollen besteht gleichfalls aus zwei in Abstand voneinander angeordneten Rollen 43, 43, die in einem Lagerorgan 44 gelagert sind, das vom Rahmen 14 getragen wird, sowie einer Rolle 45, die an einem Bügel 46 gelagert ist, der gleichfalls bei 47 angelenkt ist. Die Formröhre ist zweckmässig mit den im bestimmten Abstande voneinander angeordneten Bändern oder Ringen 49 und 50 versehen, wobei der Ring 49 vorteilhaft eine Umfangnut zur Aufnahme der am Umfange entsprechend konvex gestalteten Rollen 35 und 37 aufweist.
Der R ng 50 zeigt eine gerade Umfangsfläche, auf welcher die entsprechend gestalteten Rollen 43 und 45 aufliegen. Letztere Anordnung ermöglicht die axiale Ausdehnung der Formröhre bei deren Erhitzung.
Zur Entfernung der Form kann eine Hebevorrichtung beliebiger Art zur Anwendung gelangen.
Nach der Darstellung besteht dieselbe aus dem aus Fig. 2 ersichtlichen Hebeschienen 51, 51, welche am einen Ende in den Stutzen 52,52 ge'agert sind, welche nächst den Schienen 53 angeordnet sind, über 'die Forderwagen 54 laufen. Am anderen Ende sind die Hebeschienen 5. ! mit eher Krümmung 55 versehen, mit der sie die Formröhré 10 fassen und dieselbe anheben können, so dass die Formröhre von den unteren Rollenpaaren 35 bzw. 53 frei wird.
Zum Anheben und Senken der Schienen 51 können irgendwelche geeignete Einrichtungen zur Anwendung gelangen. Nach der Zeichnung ist eine senkrecht bewegliche Spindel 56 vorgesehen, welche an einer Querschiene 57 befestigt ist, die die beiden Schienen 51 miteinander verbindet. Die genannte Spindel kann mittels eines Schneckenrades gehoben oder gesenkt werden, welches in einem Gehäuse 59 drehbar gelagert ist. Das Schneckenrad kann in beiden Drehrichtungen durch eine Schnecke angetrieben werden, welche auf der Antriebswelle 18 sitzt, wobei eine Kupplung 62 geeigneter Art vorgesehen ist, um die Betätigung des Hebemechanismus regeln zu können.
Zum Drehen der Form werden vorteilhaft Antriebsmittel angewendet, welche direkt mit der
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Nach der dargestellten Ausführungsform ist ein Motor 63 vorgesehen, dessen Achse mit der Achse der drehbaren Form zusammenfällt, wobei dieser Motor durch eine rasch lösbare Kupplung mit der Formröhre in Verbindung steht. Diese Kupplung besteht aus einer Kupplungsscheibe64, welche mit Kupplung : nasen 65 versehen ist, die in Nuten der Endplatten 33 eingreifen. Der Motor ist in Führungen 67 axial verschiebbar angeordnet, um die Kupplungsnasen in und ausser Eingriff mit der Formröhre bringen zu können, wobei die Verschiebung des Motors durch eine mittels Handrades 69 zu betätigenden Spindel 68 erfolgt.
Die Antriebsverbindung zwischen der Kupplungsscheibe 64 und der Endphtte 33 ist zweckmässig elastisch oder nachgiebig ausgestaltet, u. zw. dadurch, dass die Nasen 65 an einer metallverstärkten Scheibe 64a aus Faserstoff sitzen, welche durch Schrauben od. dgl. mit der Kupplungsscheibe 64 verbunden ist. Bei dieser Konstruktion wird die Formröhre unter geringstmöglichen Vibrationen angetrieben und kann rasch mit den Antriebsmitteln ge- kuppelt bzw. von denselben losgekuppelt werden, so dass eine rasche Auswechselbarkeit der Form- röhre erreicht wird. Ausserdem wird dadurch, dass der Motor und die Formröhre auf entgegen- gesetzten Seiten der Drehachse des Rahmens 14 zu liegen kommen, eine gut ausbalanzierte Kon- struktion erhalten.
Zum Beschicken der Form mit geschmolzenem Metall ist ein Einlaufbehälter 70 vorgesehen, welcher von einem Laufwagen 71 getragen wird, der, wie dargestellt, seinerseits auf dem Rahmen 14 ruht. Der Einlaufbehälter ist mit einer Eingussrinne 72 versehen, welche eine kurze Strecke in das offene
Ende der Formröhre 10 hineinragt.
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gleichmässige Verteilung des flüssigen Metalles am einen Ende der Form erreicht wird, ohne Verwendung der zum Giessen hohler Metallkörper in langen Formen bisher notwendigen komplizierten Mechanismen, wie Trögen und Eingussrinnen, welche in der Längsrichtung der Form fortbewegt werden mussten.
Das Metall wird von einem Ende aus in die Formöffnung und gegen das Glockenende derart ein- gegossen, dass die ganze Ladung auf einmal in die Form gelangt. In manchen Fällen wird, bevor die gesamte Metallmenge in die Form eingelaufen ist, begonnen, dieselbe von der geneigten in die horizontale
Lage zu senken. Dieses Senken muss dabei allmählich und ruhig erfolgen. Die rasche Ausführung ist dabei äusserst wichtig und für den ganzen Vorgang von wesentlicher Bedeutung. Wenn das Senken der Form nicht rasch erfolgt und so lange das Metall sieh in leicht flüssigem Zustande befindet, so ist die
Metallverteilung keine gleichmässige.
Dies ist vollkommen klar, wenn man in Betracht zieht, dass die eingeführte Metallmasse zunächst zum unteren, glockenförmig erweiterten Ende und dann, wenn die Form in horizontale Lage gesenkt wird, zum Eingussende zurückfliesst und dabei von der Formfläche angenommen und gleichmässig auf derselben verteilt wird. Es ist nun leicht verständlieh, dass bei einer gegebenen Umdrehungszahl pro
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in flüssigem Zustande befindliche Eisenmenge weiterfliesst, bis sie eine Stelle erreicht, an der noch nicht die richtige Menge von Metall angesammelt ist und dass, wenn diese ? Metall in einem teilweise erhärteten
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wesentlich erhöht hat.
Dieses Metall wird demnach an das Eingussende zurückfliessen, auf und in der Form- fläche festgehalten, mit dem Ergebnis, dass letzterdings eine unebene Röhrenfläche entsteht. Diese Aufnahmsfähigkeit der Formfläche ändert sieh entsprechend dem Flüssigkeitszustande des Metalles, so dass es ausserordentlich wünschenswert ist, den ganzen Vorgang auszuführen und die horizontale Lage der Formröhre zu erreichen, so lange das Metall sich noch in vollkommen flüssigem Zustande befindet, so dass sich dasselbe gleichförmig über die Formfläche lagern kann.
Zwecks Erzielung der besten Gussergebnisse ist es wünschenswert, die Geschwindigkeit der Betätigung der Form so zu regeln, dass in den verschiedenen Abschnitten des G ; essvorganges vorher
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Auch der Vorgang des Eingiessens des flüssigen Metalles wird zweckmässig ausgeführt, so lange die Form sich in geneigter Lage befindet und während des Senkens der Form, wobei 75% des Eingussvorganges vor sich gehen, so lange die Form geneigt liegt und mit geringer Geschwindigkeit sich dreht und der Rest des Eingussvorganges während des Senkens der Form und während der Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit auf die hohe Umrehundgszahl. Wenn die Höchstgeschwindigkeit erreicht ist, wird dieselbe allmählich auf eine mittlere Geschwindigkeit verringert und diese aufrechterhalten,
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Die Temperaturverhältnisse der Form und des Metalles sind, wie bereits erwähnt, wichtige Faktoren.
Wenn das Metall kalt oder unter einer bestimmten Temperatur eingegossen wird, werden die Teile, welche bei Fliessen des Metalles zum glockenförmigen Ende an der Formfläche haften bleiben, zu schnell abbinden
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teigig werden. Dadurch wird eine gute Vermischung des Metalles verhindert und eine Überdeckung oder Falte gebildet. Wenn anderseits das Metall eine zu hohe Temperatur besitzt, so ist dasselbe in zu leicht flüssigem oder zu schwankendem Zustande und hat das Bestreben, Wellen zu bilden oder zu spritzen, was nicht aufhört, bevor der Abbindevorgang beginnt.
Um ein freies und ungestörtes Fliessen des Metalles von der Eingussrinne in die Form zu-ermöglichen und die Bildung desGusskörpers in der Form zu unterstützen, ist Vorsorge getroffen, dass beim Einfliessen des Eisens in die Form die Gase frei aus dieser entweichen können.
Die Notwendigkeit solcher Einrichtungen ist ohne weiteres klar, wenn man bedenkt, dass das in der Form vorhandene Luftvolumen, wenn dasselbe der Temperatur des eingeführten heissen Eisens ausgesetzt wird, sich ursprünglich rasch annähernd ver- fünffach und dass, trotzdem Vorsorge getroffen ist, dass die Gase frei aus der Form entweichen können, doch innerhalb der Form sofort ein unerwünschter Druck erzeugt wird, der ein Abblasen durch jede irgendwie erreichbare Öffnung bewirkt und in bestimmten Fällen, wenn die Eingussöffnung der Form genügend verengt ist, verursacht, dass das Eisen zum Einguss zurückgedrängt wird.
Um dies zu vermeiden, ist die in die Form hineinragende Eingussrinne so gebaut, dass dieselbe nur einen Teil der Formöffnung abschliesst und den übrigen Teil derselben zum freien Austritt der heissen Gase aus der Form freilässt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Giessen hohler Metailkörper in einer rotierenden Giessform, dadurch gekennzeichnet, dass die rotierende Form während der Beschickung mit dem geschmolzenen Metall aus einer zur Horizontalen geneigten Lage in eine annähernd horizontale Lage bewegt wird.