Schleudergussform zum Herstellen von mit feinen Perforationen versehenen Ringen Die Erfindung betrifft eine Schleudergussform zur Herstellung von mit feinen Perforationen versehenen Ringen, mit einer ihn wesentlichen kreisförmigen Grundplatte, einer auf dieser Grundplatte unter einem grösseren Winkel zu dieser befestigten Umfangswand, die zusammen mit der Wandplatte einen Hohlraum bildet, einer Vielzahl von verhältnismässig kleinen sich durch die Umfangswand erstreckenden öffnungen in welchen Kerne eingesetzt sind,
einem die Grundplatte um eine an ihr befestigte Mittelachse in Drehung ver- setzenden Antrieb und einer die Umfangswand über deckende, sich nach unten erstreckende Haube, die die öffnungen überdeckt und sich auch von der Um fassungswand nach der Mitte der Form erstreckt, um eine mittige Eingussöffnung zu bilden.
Sie bezweckt eine Schleudergussform zu schaffen, in welcher der kerntragende Flansch bzw. der Ring sich während des Giessverfahrens beliebig dehnen und zusammenziehen kann und dennoch innerhalb der Form in seiner Lage festgehalten wird und ausser- dem die Kerne ganz genau in ihrer Lage festhält.
Die Erfindung ist gekennzeichnet durch eine mittig in der Grundplatte innerhalb der Form angeordnete Ausnehmung und eine in dieser Ausnehmung fest an geordnete kreisförmige Einsatzplatte aus kaltgewalztem Stahl.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes und seine Verwendung beim Schleudergiessen.
Es zeigen: Fig. 1 eine teilweise weggebrochene Draufsicht einer drehbaren Gussform; Fig. 2 eine Ansicht der Gussform der Fig. 1 auf der Linie 2 - 2 der Fig. 1 in Pfeilrichtung; Fig. 3 eine Teilunteransicht der Gussform der Fig. 1; Fig. 4 ein Teilschnitt des für das Schleudergiessen verwendeten Ofens; Fig. 5 eine Draufsicht auf einen mittels der Guss- form hergestellten Ring, bei dem ein Teil wegge schnitten ist;
-Fig. 6 eine Ansicht des Ringes auf der Linie 6 - 6 der Fig. 5 in Pfeilrichtung; Fig. 7 eine Ansicht auf der Linie 7 - 7 der Fig. 6 in Pfeilrichtung; Fig. 8 eine Ansicht der beim Schleudergiessen zum Drehen der Gussform der Fig. 1 und 2 verwendeten Vorrichtung und Fig. 9 eine Seitenansicht der Vorrichtung der Fig. B.
Bei der in den Fig. 8 und 9 dargestellten Vorrich tung zum Lagern und Drehen einer Schleuderguss form ist ein typischer Antrieb, wie ein Elektromotor 10, auf einem Gestell 11 mittels Schraubenbolzen 12 an der Unterseite einer Montageplatte 13 befestigt. Die Lager 14 und 15 sind durch Klemmen 16 und 17 eingespannt und mittels Schraubenbolzen 16a und 17a an der Montageplatte 13 befestigt. Eine Welle 18, die drehbar in den Lagern 14 und 15 angeordnet ist, trägt eine an ihr befestigte, unmittelbar unter der untersten Kante der Platte 13 und dem Lager 15 angebrachte Riemenscheibe 19.
Eine Riemenscheibe 20 ist mit der Welle 21 des Motors 10 verbunden. Ein Schutzschild 22 ist mit der unteren Platte 23 an . Gleitwinkeleisen 24 und 25 befestigt, die durch Klemmschrauben 26 und 27 der Montageplatte 13 einstellbar sind und mittels derer die Lage der Platte 23 und die des Schutzschildes 22 zum oberen Ende der Welle 18 eingestellt werden kann. Wellenzapfen 28 und 29 sind an ihren inneren Enden an der Montage platte 13 entweder angeschweisst oder in anderer her kömmlicher Art befestigt. Sie ruhen in Lagern 30 und 31 an der Spitze der dreieckigen Rahmengestellteile 32 und 33. Winkeleisen 34 und 35 verbinden zur Verstei fung die vorderen und hinteren Rahmengestellteile miteinander.
Die unteren Enden der Rahmengestell teile sind auf Winkeleisen 36 und 37 aufgesetzt, an denen Gleitrollen 38 befestigt sind.
Die hier beschriebene Gussform kann am oberen Ende der Welle 18 befestigt sein und mit der für den Schleudergussvorgang gewünschten Umdrehungsge schwindigkeit angetrieben werden. Fig. 8 zeigt die Vor richtung in Ladestellung, die ein nach unten gerichtetes Aufsetzen der Form auf die lotrecht stehende Welle 18 zulässt, während Fig. 9 die Vorrichtung mit der Welle 18 in abgewinkelter Stellung, und zwar in der Guss- stellung, zeigt. Ein Zapfenlager 39 mit an ihm ange brachten Hebelarm 41 ist am äusseren Ende der Welle 29 mittels Stellschraube 40 befestigt.
Eine Verschluss- stange 42 mit ausbaubaren Sperrstiften 43, mittels derer man den Hebelarm in die Lage der Fig. 8 oder 9 fest stellt, erstreckt sich entlang der Aussenfläche des Rahmengestells 33.
Die Einzelheiten der Schleudergussform sind in den Fig. 1 und 2 gezeigt. Die Grundplatte 44 kann aus Gusseisen oder dergl. bestehen und hat einen in der Mitte gelegenen Anguss 45 mit darin befindlicher Blind bohrung 46. Eine Klemmschraube 47 ist in die Boh rung 48 eingeschraubt, um den Anguss 45 an der Welle 18 festzuklemmen. Die Grundplatte 44 ist in ihrer Draufsicht kreisförmig und weist an ihrem Um fang einen nach oben stehenden Flansch 49 auf.
Die vorzugsweise kreisförmige Ausnehmung 50 nimmt einen Gusseinsatz 51 aus kaltgewalztem Stahl auf, wobei der Gusseinsatz um ein wenig höher ist als die Tiefe der Ausnehmung 50. An der Unterseite der Grundplatte 44 befinden sich Bohrungen 52, um Schraubenbolzen 53 aufnehmen zu können, die in den Öffnungen 54 der Unterseite des Gusseinsatzes eingeschraubt werden. In der Grundplatte 44 befinden sich am Umfang der Platte in Abstand voneinander angeordnete Rillen 55, deren Wirkung später beschrie ben werden wird.
Der kreisförmige Gussring 56 hat einen nach unten gerichteten Flansch 57, der hinter dem aufwärts ge richteten Flansch 49 auf der Grundplatte 44 einfasst. Die Stärke des Ringes 56 entspricht der Entfernung von der Aussenkante der Grundplatte 44 bis zur Innen kante des Flansches 49. Der äussere Durchmesser des Ringes 56 entspricht vorzugsweise im wesentlichen dem der Grundplatte 44. Der Gussring 56 besteht aus Gusseisen oder ähnlichem Material. Im Gussring 56 befinden sich zahlreiche Öffnungen 58 verhältnismässig kleinen Durchmessers. Der Gussring 56 steht vorzugs weise, jedoch nicht unbedingt, senkrecht zur Grund platte 44.
Die Öffnungen 58 verlaufen radial zur Welle 18 und der Grundpatte 44. Die Öffnungen 58 sind vor zugsweise, wie bei 59 an der Aussenfläche des Ringes 56 gezeigt, mit zylindrischen Einsenkungen versehen. Eine Vielzahl zerbrechbarer Einsätze oder Kerne 60, deren Aussendurchmesser im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser der Öffnungen 58 im Gussring 56, oder nur wenig kleiner als dieser Innendurchmesser ist, sind in diese Öffnungen 58 so eingesetzt, dass sie radial in den durch den Ring 56 und die Platte 44 gebildeten Gussraum der Form hineinragen.
Die sich im Gussring 56 befindenden Öffnungen 58 haben vor zugsweise gleiche lichte Durchmesser sowie Öffnungen gleichen Durchmessers an der Innen- und Aussenseite des Gussringes 56 - mit Ausnahme ihrer zylindrisch versenkten Teile.
Eine Haube 61 hat eine vorzugsweise runde Mittel öffnung 62 gegenüber dem Gusseinsatz 51. Die Seiten wand 63 der Haube 61 umschliesst den Gussring 56 und ragt mindestens teilweise über die Unterseite der Grundplatte 44 hinaus. Unterhalb der Grundplatte 44 gehen Öffnungen 64 durch die Seitenwand 63 der Haube hindurch, die sich vorzugsweise von innen nach aussen kegelförmig verjüngen. Die Öffnungen 64, die sich in Abständen am Umfang der Seitenwand 63 der Haube 61 gegenüber der Rillen 55 befinden, erlauben das Einführen von vorzugsweise ebenfalls kegelig ver jüngten Zapfen 65. Eine an der Peripherie der Unter seite des oberen Teiles 67 der Haube 61 herumlaufende Rille 66 nimmt den oberen Teil des Gussringes 56 in sich auf.
Die zerbrechbaren Einsätze 60, die in der Gussform als Kerne verwendet werden, sind vorzugsweise auf gleichförmige Länge geschnitten, so dass sie zur Mitte des Gussformhohlraumes auf einen gleichgrossen Ab stand vorstehen, wie Fig. 1 zeigt. Da gelochte Ringe gegossen werden sollen, deren Öffnungen einen mög lichst kleinen Durchmesser haben, müssen die Aussen durchmesser der zerbrechbaren Kerne 60 möglichst klein sein.
Ein Aussendurchmesser eine praktisch verwend baren Kernes 60 beträgt 0,64 mm. Der Zwischenraum zwischen der Aussenfläche der Kerne 60 und den Inneflächen der Öffnungen 58 soll möglichst klein sein, damit eine verhältnismässig sichere Aufstellung der zerbrechbaren Kerne in der Gussform erhalten wird, und soll beispielsweise höchstens 0,06 mm be tragen. Dieser Zwischenraum darf jedoch auch nicht zu klein sein, um ein Einsetzen der Kerne in die Gussform von der Aussenseite her zu verhindern. Bei einem zu kleinen Zwischenraum ist die Wahrschein lichkeit gross, dass die Kerne beim Einsetzen wegge brochen werden. Eine typische Länge der nach innen ragenden Kerne beträgt 0,200" (5 mm).
Die in die Gussform ragende Kernlänge, der Aussendurchmesser der Kerne usw. können geändert werden. Die bei den vorerwähnten Verfahren hergestellten Glasfasern ha ben nach Ausziehen aus den in den Gussringen be findlichen Öffnungen eine Dicke von 4-5 Mikron (nach Verflüchtigung der Gase). Die die zerbrechbaren Kerne bildende Masse kann verschiedene Zusammen setzung haben. Eine mit guten Ergebnissen verwendete Zusammensetzung besteht aus einem Gemisch von Graphit und Ton, wie es beispielsweise in üblichen Bleistiftminen verwendet wird. Das Gemisch wird vor zugsweise so gewählt, dass eine höchstmögliche Scher festigkeit erhalten wird. Ein praktisch verwendbares Gemisch aus Graphit und Ton enthält 45% Ton und 55% Graphit.
Bei einer bevorzugten Form des Tones werden 70% Schamotte, 20% Formton und 10% Bindeton verwendet. Alle drei verwendeten Tonerdearten werden einem Reini- gungsverfahren unterworfen.
Für die 55% Graphit werden 3 Graphitarten in einem Verhältnis von annähernd je 33 y3 % verwendet. Diese Graphitarten sind von hohem Kohlenstoffgehalt, und zwar amorpher Mexico-Graphit, Ceylon-Schup- pengraphit und inländischer Blättchengraphit. Diese Graphite sind in der Branche allgemein bekannt. Das Mischen erfolgt unter Verwendung von Wasser. Da diese Rohstoffe aber bergbaulich gewonnen werden, müssen von Zeit zu Zeit Änderungen in den Mi schungsverhältnissen vorgenommen werden.
Das Bei spiel ist nicht als Begrenzung aufzufassen, sondern ist lediglich als eine typisch anwendbare Masse für einen zerbrechbaren Kern zu werten. Ein Bleistift minen-Stück, das in eine Vorrichtung eingesetzt wird, welche das Minenstück in einem annähernd richtigen Schreibwinkel hält, bricht, wenn mittels der Halte vorrichtung auf die Mine ein Druck von annähernd 90 g zur Einwirkung gebracht wird. Auch dieser Ver such ist lediglich als ein Beispiel und eine Erläuterung aufzufassen, stellt also keine Begrenzung dar.
Eine typische Zusammensetzung einer Legierung für Schleudergiessen in der beschriebenen Gussform besteht aus 20,5 bis 23% Chrom; 17 - 20% Eisen; 8 - 10% Molybdän; 0,5 - 2,5% Kobalt; 0,2 - 1,0%a Wolfram; 0,05 - 0,15% Kohlenstoff; 1% Silizium; 1 % Mangan, Rest Nickel. Eine derartige Legierung hat die bei der Fabrikation erforderlichen hohen Tem peratur- und Zugfestigkeits-Eigenschaften.
Unter Bezugnahme auf Fig. 4 wird ein zum Schmelzen einer derartigen Legierung bestimmter kleiner elektrischer Ofen üblicher Bauart beschrieben, aus dem die Legierung beim Schleudergiessen in die Gussform gegossen wird. Der Aussenmantel 66 ist mit einem feuerfesten Material 67 ausgekleidet, das den Ofenraum 68 umgibt. Die Haube für den Ofen besteht aus einem Aussenmantel 69 mit einer feuerfesten inneren Auskleidung 70. Am Aussenmantel des Ofens sind Handgriffe 71 angebracht. Kohlenstoff-Elektroden 72 ragen durch in dem Mantel und in der feuerfesten Auskleidung 67 vorgesehene Löcher 73 hindurch und sind mit elektrischen Anschlussleitungen 74 versehen.
Fig. 5 zeigt einen typischen fertig gegossenen Ring 75 mit einer Vielzahl von Öffnungen 76. DieAnordnung der Öffnungen 76 ist derart, dass vorzugsweise jeweils 3 benachbarte Öffnungen in Form eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist.
Um diese Anordnung zu erzielen, müssen die in dem Ring 56 der Gussform befindlichen Öffnungen 58 ebenfalls in der gleichen Weise angeordnet sein. Fig. 7 zeigt einen Querschnitt durch einen Ring mit der be vorzugten Form der Öffnungen 76, die einen gleich förmigen Durchmesser und sich rechtwinklig zur Achse der Öffnungen erstreckende Endflächen haben. Die Fig. 5 - 7 zeigen den fertig gegossenen, aus der Gussform herausgenommenen Ring nach seiner Be arbeitung.
Zum Ausführen des Giessverfahrens werden die Kerne 60, wenn sie nicht bereits die gewünschte gleich förmige Länge haben, auf die gewünschte Länge ge schnitten. Die Kerne 60 werden dann in die Öffnungen 58 des Ringes 56 eingesetzt, so dass sie nach innen in den Gussformraum ragen. Dieses Einsetzen kann von Hand erfolgen, wird aber im allgemeinen maschinell durchgeführt. Die Haube 61 wird dann auf den Ring 56 aufgesetzt und wird am Ring durch die in den Rillen 55 eingeführten Zapfen 65 befestigt.
Die verschlossene Gussform wird nunmehr auf die Welle 18 der sich in senkrechter Stellung befindenden Drehvorrichtung der Fig. 8 aufgesetzt. Diese Stellung verhindert, dass die Kerne aufgrund ihres Eigengewichtes in die Mitte der Gussform fallen. Durch Einschalten des Motors wird nun die Gussform mit den in ihr sich befindenden Kernen 60 in Umdrehung versetzt.
Auf die Grundplatte 44 und Gussplatte 51 wird nun, sofern erwünscht, ein Scheidemittel aufgebracht, um das Herausholen des Gussringes aus der Form nach dem Abkühlen zu erleichtern. Ein typisches verwend bares Scheidemittel ist z. B. Russ, der mit einem Acetylen-Sauerstoff-Brenner mit geringer Sauerstoff zufuhr aufgebracht wird. Dieser Russ dient auch als Wärmeleitmittel. Das Scheidemittel kann auch auf die zerbrechbaren Kerne 60 aufgebracht werden. Die Gussform wird dann mittels einer auf dem Umfang der Gussform gerichteten Lötlampe oder dergl. (nicht dargestellt) vorgewärmt, um ein Abschrecken des ge schmolzenen Metalls beim Eingiessen zu verhüten.
Bei Verwendung der beschriebenen Legierung beträgt die Vorerwärmungstemperatur etwa 600 C. Die Vor- wärmung soll diese Temperatur nicht zu weit über steigen und liegt vorzugsweise unter der Temperatur, bei der ein Zerstören der Kerne erfolgt. Die Gussform wird vorzugsweise in waagerechter Stellung auf die gewünschte Drehzahl gebracht und wird dann in die in der Fig. 9 dargestellten Stellung gekippt.
Das Auf bringen des Scheidemittels und die Vorerwärmung kann etweder in der waagerechten Stellung - wie in Fig. 8 - oder in der Kippstellung der Fig. 9 erfolgen.
Das Eingiessen des Metalls kann bei waagerecht gestellter Gussform erfolgen, wird aber vorzugsweise in der Kippstellung nach Fig. 9 ausgeführt. Das in dem Ofen (Fig. 4) geschmolzene Metall wird in die Gussform in die Mitte des Umfanges von Bodenplatte 51 und peripher zum Mittelpunkt eingegossen. Die in der Haube 61 vorhandene Öffnung 62 muss einen so grossen Durchmeser haben, dass das Eingiessen des Metalls in der gewünschten Stellung möglich ist. Eine geeignete Umdrehungszahl für die Gussform beim Giessen beträgt 1200 U/Min.
Das Metall verlagert sich sofort nach aussen zum Umfang der Gussform und bewegt sich am Ring 56 hoch zwischen den Kernen 60. Die schnelle Drehung der Gussform wird während einer gewünschten Er starrungszeit fortgesetzt. Die Drehung der Gussform wird dann unterbrochen und der Ring wird während einer gewünschten Zeit, z. B. 15 Min. oder mehr, gekühlt, bis er bequem gehandhabt werden kann. Die Verbindung zwischen den im Ring befindlichen Kernen und der Gussform wird dann gebrochen, indem ein scharfer Gegenstand, z. B. ein Messer, in Umfangs richtung des Ringes zwischen dem Ring und dem Gussring 56 eingeschoben wird. Beim Kühlen schrumpft der gegossene Ring so weit vom Gussring 56 ab, dass dieses Einschieben leicht möglich ist.
Der gegossene Ring wird dann aus der Gussform herausgehoben oder wird in anderer Weise aus der Gussform heraus ge drückt. Die zerbrechbaren Kerne 60 werden dann ein zeln aus den Öffnungen 76 herausgestanzt oder heraus gebohrt. Dem Gussring 75 kann gegebenenfalls eine grössere Dicke gegeben werden, so dass die Innenfläche und/oder die Aussenfläche des Ringes maschinell be arbeitet werden kann, um die Dicke des Ringes oder seine Oberflächeneigenschaften zu beeinflussen. Typi sche Stärken des gegossenen Rings sind 2,15 - 3,8 mm.
Es wurde festgestellt, dass die kaltgewalzte Stahl platte 51, die im vorstehenden als Gusseinsatz bezeich net ist, das Haften des Gussmetalls auf ein Minimum herabsetzt. Ferner kann dieser Werkstoff leicht auf die erforderliche Dicke fertig bearbeitet werden. Es ist ebenfalls vorteilhaft, dass der Gusseinsatz 51 auf grund seiner Dicke ein wenig höher über die Ober fläche der Grundplatte 44 hinausragt.
Das gleich- mässige, jedoch nicht gesperrte Ineinandergreifen des Ringes 56 mit der Grundplatte 44 und der Haube 61 ermöglicht ein gleichmässiges Dehnen und Zusammen ziehen des Ringes 56 innerhalb der geschlossenen Gussform. Die Zapfen 65 beseitigen alle Möglichkeiten einer Loslösung der Haube bei hohen Temperaturen.
Centrifugal casting mold for producing rings provided with fine perforations The invention relates to a centrifugal casting mold for producing rings provided with fine perforations, with an essentially circular base plate, a peripheral wall attached to this base plate at a greater angle to this, which together with the wall plate forms a cavity forms, a plurality of relatively small openings extending through the peripheral wall in which cores are inserted,
a drive that rotates the base plate about a central axis attached to it and a downwardly extending hood covering the peripheral wall, covering the openings and also extending from the peripheral wall to the center of the mold, around a central pouring opening to build.
Its purpose is to create a centrifugal casting mold in which the core-bearing flange or the ring can expand and contract as desired during the casting process and is still held in its position within the mold and also holds the cores precisely in their position.
The invention is characterized by a recess arranged in the center of the base plate within the mold and a circular insert plate made of cold-rolled steel, which is firmly arranged in this recess.
The drawing shows an embodiment of the subject matter of the invention and its use in centrifugal casting.
1 shows a partially broken away plan view of a rotatable casting mold; FIG. 2 shows a view of the casting mold of FIG. 1 on the line 2 - 2 of FIG. 1 in the direction of the arrow; Fig. 3 is a partial bottom view of the mold of Fig. 1; 4 shows a partial section of the furnace used for centrifugal casting; 5 shows a plan view of a ring produced by means of the casting mold, in which a part is cut away;
-Fig. Figure 6 is a view of the ring taken on line 6-6 of Figure 5 in the direction of the arrow; FIG. 7 is a view taken on line 7-7 of FIG. 6 in the direction of the arrow; 8 shows a view of the device used during centrifugal casting to rotate the casting mold of FIGS. 1 and 2, and FIG. 9 shows a side view of the device of FIG.
In the Vorrich device shown in FIGS. 8 and 9 for storing and rotating a centrifugal casting form, a typical drive, such as an electric motor 10, is attached to a frame 11 by means of screw bolts 12 on the underside of a mounting plate 13. The bearings 14 and 15 are clamped in by clamps 16 and 17 and fastened to the mounting plate 13 by means of screw bolts 16a and 17a. A shaft 18, which is rotatably arranged in the bearings 14 and 15, carries a pulley 19 attached to it and placed immediately below the lowermost edge of the plate 13 and the bearing 15.
A pulley 20 is connected to the shaft 21 of the motor 10. A protective shield 22 is attached to the lower plate 23. Fixed sliding angle iron 24 and 25, which are adjustable by clamping screws 26 and 27 of the mounting plate 13 and by means of which the position of the plate 23 and that of the protective shield 22 to the upper end of the shaft 18 can be adjusted. Shaft journals 28 and 29 are either welded at their inner ends to the mounting plate 13 or attached in another conventional way. They rest in bearings 30 and 31 at the top of the triangular frame parts 32 and 33. Angle iron 34 and 35 connect the front and rear frame parts with each other for stiffening.
The lower ends of the frame parts are placed on angle iron 36 and 37, on which castors 38 are attached.
The casting mold described here can be attached to the upper end of the shaft 18 and driven at the speed required for the centrifugal casting process. 8 shows the device in the loading position, which allows the mold to be placed in a downward direction on the vertically standing shaft 18, while FIG. 9 shows the device with the shaft 18 in an angled position, specifically in the casting position. A journal bearing 39 with a lever arm 41 attached to it is attached to the outer end of the shaft 29 by means of an adjusting screw 40.
A locking rod 42 with removable locking pins 43, by means of which the lever arm is fixed in the position of FIG. 8 or 9, extends along the outer surface of the frame 33.
The details of the centrifugal casting mold are shown in FIGS. The base plate 44 can be made of cast iron or the like. It has a sprue 45 in the middle with a blind bore 46 located therein. A clamping screw 47 is screwed into the bore 48 in order to clamp the sprue 45 on the shaft 18. The base plate 44 is circular in plan view and has an upward flange 49 at its start.
The preferably circular recess 50 accommodates a cast insert 51 made of cold-rolled steel, the cast insert being slightly higher than the depth of the recess 50. On the underside of the base plate 44 there are bores 52 in order to be able to receive screw bolts 53 that are inserted into the Openings 54 of the bottom of the cast insert are screwed. In the base plate 44 are on the periphery of the plate spaced apart grooves 55, the effect of which will be described later ben.
The circular cast ring 56 has a downwardly directed flange 57 which encloses the base plate 44 behind the upwardly directed flange 49. The thickness of the ring 56 corresponds to the distance from the outer edge of the base plate 44 to the inner edge of the flange 49. The outer diameter of the ring 56 preferably corresponds essentially to that of the base plate 44. The cast ring 56 is made of cast iron or similar material. There are numerous openings 58 of relatively small diameter in the cast ring 56. The cast ring 56 is preferably, but not necessarily, perpendicular to the base plate 44.
The openings 58 run radially to the shaft 18 and the base plate 44. The openings 58 are preferably, as shown at 59 on the outer surface of the ring 56, provided with cylindrical depressions. A plurality of breakable inserts or cores 60, the outer diameter of which is substantially equal to the inner diameter of the openings 58 in the cast ring 56, or only slightly smaller than this inner diameter, are inserted into these openings 58 so that they radially into the through the ring 56 and the Plate 44 protrude formed into the mold cavity.
The openings 58 located in the cast ring 56 preferably have the same clear diameter and openings of the same diameter on the inside and outside of the cast ring 56 - with the exception of their cylindrically recessed parts.
A hood 61 has a preferably round central opening 62 opposite the cast insert 51. The side wall 63 of the hood 61 surrounds the cast ring 56 and protrudes at least partially beyond the underside of the base plate 44. Below the base plate 44, openings 64 pass through the side wall 63 of the hood, which preferably taper conically from the inside to the outside. The openings 64, which are located at intervals on the circumference of the side wall 63 of the hood 61 opposite the grooves 55, allow the introduction of preferably also conically tapered pins 65. A groove running around the periphery of the underside of the upper part 67 of the hood 61 66 takes the upper part of the cast ring 56 in itself.
The breakable inserts 60, which are used as cores in the mold, are preferably cut to a uniform length so that they protrude to the center of the mold cavity at an equal distance from, as FIG. 1 shows. Since perforated rings are to be cast, the openings of which have the smallest possible diameter, the outer diameter of the breakable cores 60 must be as small as possible.
An outside diameter of a practically usable core 60 is 0.64 mm. The space between the outer surface of the cores 60 and the inner surface of the openings 58 should be as small as possible so that the breakable cores can be set up relatively safely in the mold, and should, for example, be at most 0.06 mm. However, this gap must also not be too small in order to prevent the cores from being inserted into the mold from the outside. If the gap is too small, the likelihood is high that the cores will break away during insertion. A typical length of the inwardly protruding cores is 0.200 "(5 mm).
The core length protruding into the mold, the outer diameter of the cores etc. can be changed. The glass fibers produced in the aforementioned processes have a thickness of 4-5 microns after they have been drawn out of the openings in the cast rings (after the gases have evaporated). The mass forming the breakable cores can have various compositions. A composition used with good results consists of a mixture of graphite and clay, such as is used in conventional pencil leads. The mixture is preferably chosen so that the highest possible shear strength is obtained. A practical mixture of graphite and clay contains 45% clay and 55% graphite.
In a preferred form of clay, 70% chamotte, 20% molding clay and 10% binding clay are used. All three types of clay used are subjected to a cleaning process.
For the 55% graphite, 3 types of graphite are used in a ratio of approximately 33% each. These types of graphite are high in carbon, namely amorphous Mexico graphite, Ceylon flake graphite, and domestic flake graphite. These graphites are well known in the industry. Mixing is done using water. However, since these raw materials are obtained by mining, changes in the mixing ratios must be made from time to time.
The example is not to be understood as a limitation, but is only to be assessed as a typically applicable mass for a breakable core. A pencil mine piece, which is inserted into a device that holds the lead piece at an approximately correct writing angle, breaks when a pressure of approximately 90 g is applied to the lead by means of the holding device. This attempt is also to be regarded as an example and an explanation, and therefore does not represent a limitation.
A typical composition of an alloy for centrifugal casting in the described mold consists of 20.5 to 23% chromium; 17-20% iron; 8-10% molybdenum; 0.5-2.5% cobalt; 0.2 - 1.0% a tungsten; 0.05-0.15% carbon; 1% silicon; 1% manganese, the rest nickel. Such an alloy has the high temperature and tensile strength properties required during manufacture.
With reference to FIG. 4, a small electric furnace of conventional construction for melting such an alloy will be described, from which the alloy is poured into the casting mold during centrifugal casting. The outer jacket 66 is lined with a refractory material 67 which surrounds the furnace space 68. The hood for the furnace consists of an outer casing 69 with a refractory inner lining 70. Handles 71 are attached to the outer casing of the furnace. Carbon electrodes 72 protrude through holes 73 provided in the jacket and in the refractory lining 67 and are provided with electrical connection lines 74.
FIG. 5 shows a typical completely cast ring 75 with a multiplicity of openings 76. The arrangement of the openings 76 is such that preferably 3 adjacent openings in each case are arranged in the form of an equilateral triangle, as is shown in FIG.
To achieve this arrangement, the openings 58 in the ring 56 of the mold must also be arranged in the same manner. Fig. 7 shows a cross section through a ring with the preferred shape of the openings 76 which have a uniform diameter and end faces extending at right angles to the axis of the openings. Figs. 5-7 show the finished cast, removed from the mold ring after its processing.
To carry out the casting process, the cores 60, if they do not already have the desired uniform length, are cut to the desired length. The cores 60 are then inserted into the openings 58 of the ring 56 so that they protrude inwardly into the mold cavity. This insertion can be done by hand, but is generally done by machine. The hood 61 is then placed on the ring 56 and is attached to the ring by the pins 65 inserted in the grooves 55.
The closed casting mold is now placed on the shaft 18 of the rotating device of FIG. 8, which is in the vertical position. This position prevents the cores from falling into the middle of the mold due to their own weight. By switching on the motor, the casting mold with the cores 60 located in it is now set in rotation.
If desired, a cutting agent is then applied to the base plate 44 and cast plate 51 in order to make it easier to remove the cast ring from the mold after cooling. A typical usable separator is z. B. soot, which is applied with an acetylene-oxygen burner with low oxygen supply. This soot also serves as a heat transfer agent. The separating agent can also be applied to the breakable cores 60. The casting mold is then preheated by means of a blowtorch or the like (not shown) aimed at the circumference of the casting mold in order to prevent quenching of the molten metal during pouring.
When using the alloy described, the preheating temperature is about 600 C. The preheating should not exceed this temperature too much and is preferably below the temperature at which the cores are destroyed. The casting mold is preferably brought to the desired speed in a horizontal position and is then tilted into the position shown in FIG.
The cutting means can be brought up and preheated either in the horizontal position - as in FIG. 8 - or in the tilted position in FIG.
The metal can be poured in with the casting mold in a horizontal position, but is preferably carried out in the tilted position according to FIG. The metal melted in the furnace (Fig. 4) is poured into the mold in the center of the periphery of the bottom plate 51 and peripherally to the center. The opening 62 in the hood 61 must have such a large diameter that it is possible to pour the metal in the desired position. A suitable number of revolutions for the mold when pouring is 1200 rpm.
The metal immediately shifts outwardly to the periphery of the mold and moves up the ring 56 between the cores 60. The rapid rotation of the mold continues for a desired set time. The rotation of the mold is then stopped and the ring is rotated for a desired time, e.g. B. 15 min. Or more, refrigerated until it can be conveniently handled. The connection between the cores in the ring and the mold is then broken by using a sharp object, e.g. B. a knife, in the circumferential direction of the ring between the ring and the cast ring 56 is inserted. When it cools, the cast ring shrinks from the cast ring 56 to such an extent that it can easily be pushed in.
The cast ring is then lifted out of the mold or is otherwise pushed out of the mold. The breakable cores 60 are then individually punched out of the openings 76 or drilled out. The cast ring 75 can optionally be given a greater thickness so that the inner surface and / or the outer surface of the ring can be machined in order to influence the thickness of the ring or its surface properties. Typical thicknesses of the cast ring are 2.15 - 3.8 mm.
It has been found that the cold rolled steel plate 51, referred to above as the cast insert, minimizes the adhesion of the cast metal. Furthermore, this material can easily be finished to the required thickness. It is also advantageous that the cast insert 51 protrudes a little higher over the upper surface of the base plate 44 due to its thickness.
The uniform, but not locked, interlocking of the ring 56 with the base plate 44 and the hood 61 enables the ring 56 to be expanded and contracted evenly within the closed mold. The pins 65 eliminate any possibility of detachment of the hood at high temperatures.