DE2302762A1

DE2302762A1 - Horizontale schleudergussmaschine

Info

Publication number: DE2302762A1
Application number: DE2302762A
Authority: DE
Inventors: Frederick William Baumann; William Charles Labahn; Robert Glenn Macnary; William Russell Smith
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1972-01-24
Filing date: 1973-01-20
Publication date: 1973-07-26
Also published as: IT978360B; GB1412199A; JPS4883031A; US3799240A; ES410487A1; FR2169172A1

Description

Horizontale Schleudergußmaschine

Die Erfindung betrifft eine Schleudergußmaschine und insbesondere eine horizontale Schleudergußmaschine, welche geeignet ist für das Gießen von Strukturen mit verschiedenartigen Abmessungen bei einem Mindestmaß an Änderungen der Bauteile der Maschine.

Typischerweise besaßen die bisher für das Schleudergießen verwendeten Maschinen eine Vielzahl von verschiedenartigsten Formen in Abhängigkeit von solchen Faktoren wie beispielsweise der geometrischen Gestalt der zu gießenden

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Strukturen und des erwünschten Ausmaßes an Automatisierung für die Gießmaschine. Beispielsweise wurden bisher Zylinder mit glatter Oberfläche im Schleudergußverfahren gegossen unter Verwendung einer zylindrischen Form mit einem geschlossenen Ende, die fest in Art eines (einarmigen) Hebels an der Drehwelle einer horizontalen Schleudergußmaschine befestigt war. Dabei war das von der Maschine abgewandte Ende der Form offen, um die Einführung eines auf einem Wagen gehalterten Löffels zum Eingießen des geschmolzenen Gutes in die sich drehende Form zu gestatten. Bei den ersten Gießmaschinen wurde dieser Wagen von Hand an die Form geschoben und das Eingießen des geschmolzenen Metalls aus dem Löffel wurde allgemein von Hand bewerkstelligt, d.h. durch Drehen eines am Ende der Welle mit dem Löffel befestigten Rades. Solche Einrichtungen sind zwar geeignet bei Bedienung durch erfahrenes Bedienungspersonal, welches in der Lage ist, das Einsatzgut aus dem Löffel mit einer Geschwindigkeit auszugießen, die eine hohe Qualität des Gußteils ergibt.· Die Forderung nach einem wirtschaftlicheren Betrieb und die Gefahren der Verletzung des Bedienungspersonals durch spritzendes Metall haben jedoch im Laufe der Jahre zu einer allmählichen Entwicklung stärker automatisierter Schleudergußmaschinen geführt. Diese automatisierten Schleudergußmaschinen wurden im allgemeinen genau konstruktiv ausgelegt für eine Form mit bekannter Abmessung und es wurden eine Vielzahl automatischer Verfahren verwendet, um das Einsatzgut in die Form zu gießen. Beispielsweise wurden durch Kolben bewegte mechanische Verbindungsgestänge verwendet, um einen Löffel zu drehen zum Eingießen des geschmolzenen Eingußgutes in eine Schleudergußform mit einer etwa-gleichförmigen Geschwindigkeit. Andere automatisierte Gußmaschinen verwendeten Klauen, um die Form während des Gusses in ihrer Stellung zu halten. Dabei wurde dann Druckluft verwendet, um die Klauen zum schnellen Herausnehmen der Form hydraulisch zu öffnen. Noch weitgehender automatisierte Schleudergußmaschinen verwendeten ein vergrößertes zylindrisches Gehäuse zur Aufnahme einer Vielzahl von Abteilen, welche zeitlich nacheinander in Sequenz in

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eine stellungsmäßige Übereinstimmung mit verschiedenen Phasen des Gußvorganges gebracht wurden, beispielsweise eine Anlage zur Einführung geschmolzenen Metalls, Köpfen zur Sprühkühlung usw., wobei hierzu das Gehäuse gedreht wurde. Obwohl diese vorstehend beschriebenen horizontalen Sehleudergußmaschinen allgemein für ihre beabsichtigte Verwendung geeignet waren, bestand weiterhin die Notwendigkeit für eine im stärksten Maße automatisierte Schleudergußmaschine zur schnellen Erzeugung von Strukturen mit großem Durchmesser in einem breiten Bereich der Abmessungen.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte horizontale Schleudergußmaschine zu schaffen, welche geeignet ist zum Gießen von Gegenständen mit verschiedenster Größenabmessung in einem weiten Bereich.

Es ist weiterhin eine Aufgabe der Erfindung,eine horizontale Schleudergußmaschine zu schaffen, bei welcher die Geschwindigkeit der Einführung des Löffels oder des Löffelgutes in die Form und die Einfüllgeschwindigkeit des geschmolzenen Einsatzgutes von dem Löffel automatisch variiert werden können in Abhängigkeit von der Abmessung des gegossenen Gegenstandes.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine horizontale Schleudergußraaschine zu schaffen, bei welcher die Form nicht starr mit der Drehantriebsquelle verbunden ist.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Schleudergußmaschine zu erhalten, bei der die Form durch eine abziehbare Haube abgeschirmt ist, um die Wärme im Innern der Form vor dem Guß zurückzuhalten und einen Schutz gegenüber Verschütten des Metalls aus der Form während des Gießens zu erhalten.

Es ist weiterhin eine Aufgabe der Erfindung, eine horizontale -'chl^udergußmaschine zu schaffen mit Schutzeinrichtungen, um

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das Ablösen oder Entkoppeln der Form von dem Drehantrieb zu hemmen.

Eine.weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine solche Schleudergußmaschine zu schaffen, welche Mittel besitzt zur Steuerung oder Beherrschung des Durchströmens der Luft durch die Form während verschiedener Stufen des Gießens und dadurch zur Regulierung der Formtemperatur 4

Diese und weitere Aufgaben der Erfindung werden allgemein erreicht durch eine Schleudergußmaschine mit einer Drehantriebseinrichtung, welche in der Lage ist, ein Drehmoment den Formen zur Erzeugung von gegossenen Strukturen mit verschiedenartigsten Abmessungen zuzuführen, und mit einer Löffeleinrichtung zur Speicherung von Einsatzgut aus geschmolzenem Material in ausreichenden Mengen zum Gießen von Strukturen mit den Abmessungen, wie sie durch die Formen erzeugt werden. In der Maschine sind Antriebseinrichtungen mit einstellbarer Drehzahl vorgesehen, um das geschmolzene Einsatzgut axial in die Form mit einer Geschwindigkeit zu fördern, welche durch die Menge des Einsatzgutes im Innern des Löffels bestimmt ist. Der Löffel wird gekippt durch eine Schütteinrichtung mit variabler Geschwindigkeit, um hierdurch das geschmolzene Einsatzgut in die Form mit einer Geschwindigkeit zu überführen, welche von der Größe der gerade gegossenen Struktur abhängt. Vorzugsweise besteht die Drehantriebseinrichtung der Gießmaschine aus länglichen, durch

auf Motor angetriebenen Walzen oder Rollen,/denen von der Form herausragehde Räder oder Scheiben aufliegen, und die Maschine ist

mit einer Haube ausgestattet, welche während des Gießens über die Form gebracht werden kann zur Verhinderung einer Abtrennung der Form von den Walzen.

Ein besseres Verständnis der Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung einer bestimmten Ausführungsform der Schleudergußmäschine im Zusammenhang mit den Abbildungen. ·

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Pig. 1 ist eine Schnittansicht einer horizontalen Schleudergußmaschine gemäß der Erfindung.

Pig. 2 ist eine Schnittansicht längs der Linien 2-2 der Pig. I zur Veranschaulichung des Antriebsmechanismus für die Haube und der Struktur der Maschine zur Zurückhaltung der Form.

Pig. 3 ist eine Draufsicht zur Darstellung der Haube und des Walzenantriebsmechanismus der erfindungsgeraäßen Gießmaschine.

Fig. ^li ist eine isometrische Darstellung des Duo-Bremsmechanismus für die Form nach Fig. 1.

Fig. 5 ist ein Schnitt längs der Linie 5-5 der Figur 1.

Fig. 6 ist eine isometrische Darstellung des Löffels und zeigt die Ansatzschrauben, welche zur Befestigung des Löffels am Wagen verwendet werden.

Flg. 7 ist eine Seitenansicht längs der Linien 7-7 der Fig. 1 und zeigt den Steuermechanismus für die Eingußgeschwindigkeit für eine horizontale Schleudergußraaschine.

Fig. 1 zeigt eine horizontale Schleudergußmaschine 10 gemäß der Erfindung. Diese enthält allgemein einen in der Mitte angeordneten Walzenabschnitt 12 zur Drehung einer mit Rädern oder Scheiben versehenen Form 14, eine Haubenanordnung 16 mit einer darauf aufgesetzten verschiebbaren Haube 18 mit offenem Ende und einen L3ffeiabschnitt 20, der an der entgegengesetzten Seite des Walzenabschnittes 12 angeordnet ist und die Einführung des geschmolzenen Einsatzgutes in die Form gestattet.

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Der Hauptbestandteil der Haubenanordnung ίβ ist eine im wesentlichen rechteckige Haube 18. Diese besitzt 3 Seiten l8a und einen oberen Abschnitt l8b aus Platten für Hochdruckgefäße, welche zur Bildung einer mechanisch festen Struktur miteinander verschweißt sind. Die Haube 18 ruht auf 4 Rädern 24, welche durch Radgehäuse 26 und Platten 28 drehbar so an der Haube 18 befestigt sind, daß sie eine Längsbewegung der Haube längs der aus Winkeleisen bestehenden Schienen J>0 gestattet. Um der Haube eine Längsbewegung zu vermitteln, ist das von dem Walzenabschnitt 12 abgewendete Ende der Haube 18 fest mit dem durch Motor angetriebenen Kettentrieb 32 verbunden mit Hilfe von Verbindungsplatten 34, welche zwischen der Haube- und dem darunterliegenden Kettentrieb befestigt sind. Wenn die Haube In eine Stellung bewegt wird, in der sie über der Form 14 liegt, dann umschließt die Haube mittels der Haubenendplatte 36 die Form im Zusammenwirken mit der Walzenbasisanordnung 38, i.h. mit Ausnahme der mittleren öffnung 40 in der Endplatte 36, welche die axiale Einführung des Löffels 42 in die Form 14 gestattet. Da während des Gießens die Form vollständig eingeschlossen ist, werden auf der Haubenseite, von der Form abgewendet, vorzugsweise ein Strahler 43 mit einer Leistung von 150 Watt und eine Fernsehkamera 45 befestigt und gestatten es, den Gießvorgang von außen zu überwachen .

•Die Betätigung des Kettentriebes 32 für die Haube l8 wird gesteuert durch einen Antriebsmotor 44 (dieser ist handelsmäßig erhältlich) zum Drehen des Zahnrades 46 um eine Achse senkrecht zur Motorachse. Aus den Fig. 2 und 3 ist ersichtlich, daß die Drehung des Zahnrades 46 die im Eingriff mit ihr stehende Kette 48 so antreibt, daß das Drehmoment von dem Getriebemotor auf die Welle 50 übertragen wird, welche drehbar in einem Schalenlager 52 an entgegengesetzten Enden der Welle gehaltert ist.- Die Kettenzahnräder 54 sind durch Keile an Jedem Ende der Welle benachbart zu den Schalenlagern befestigt zur übertragung der Dreh-

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kraft der Welle 50 auf den Kettenantrieb 32. Hierdurch wird bei der Zuschaltung des Antriebsmotors kk die Haube 18 in Längsrichtung entlang der Schienen 30 transportiert. Vorzugsweise werden die an den Enden des Kettentriebes in der Nähe des Walzenabschnittes 12 befindlichen Kettenzahnräder 56 durch Haltebügel 60 an dem Eisenträger 58 (U-Profil) der Haubenbasisanordnung befestigt, um eine einzelne Nachstellung der Kettenspannung durch Längsbewegung der Kettenzahnräder 56 zu gestatten. In konventioneller Weise wird das Maximum des Laufweges der Haube gesteuert durch Endschalter 62, welche an entgegengesetzten Enden der Schienen 30 angeordnet sind. Da sich der Motor 44 für den Antrieb der Haube an einem Platz befindet, welcher entfernt ist von dem Walzenabschnitt 12 der Gießmaschine, wird eine potentielle Beschädigung des Motors infolge Verschütten geschmolzenen Metalls während des Gießens auf ein Minimum reduziert.

Wenn sich die Haube 18 in einer Lage befindet, in der sie über der Form 14 liegt, wird der Luftdurchfluß durch die Form verringert und der Wärmeverlust durch Konvektion wird auf ein Mindestmaß gebracht. Weiterhin werden Metallspritzer während des Gießens oder durch Zentrifugalkraft herausgeworfene Teilchen durch die darüberliegende Haube 18 aus Platten für Hochdruckgefäße zurückgehalten. Wie aus der Figur 2 ersichtlich, ist die ■ Haube 18 weiterhin mit "L"-förmigen Bügeln 66 versehen, welche in Übereinstimmung mit hakenförmigen Halterungsteilen 68 auf der Basisanordnung 38 kommen und unter diesen liegen, wenn die Haube über der Form liegt. Dadurch wird das Abheben der Haube l8 von der Basis 38 verhindert. Vorzugsweise ist der Abstand vom oberen Abschnitt 18b der Haube zur oberen Oberfläche der Walzen 72 kleiner als der Durchmesser des Rades oder der Scheibe 7*1 auf der Form 14. Auf diese Weise wird verhindert, daß die Form während des Gießens auf den Walzen entlangläuft und von ihnen abgetrennt wird.

Der Walzenabschnitt 12 enthält ein Paar horizontaler Walzen 72, eile in einem geeigneten Abstand angeordnet sind, beispielsweise entsprechend einem Kreisbogen der Formscheibe zwischen 80° und 100°, um die Scheiben oder Räder 74 der Form 14 fest auf die Walzen aufzusetzen. Die Form 14 ist vorzugsweise in Abschnitte unterteilt. Einzelheiten zur Beschreibung dieser Form sind enthalten in der gleichzeitig hinterlegten deutschen Patentanmeldung· P ...... Entgegengesetzte Enden der Walzen 72 sind in Lager 76 eingesetzt, welche fest mit der Basisanordnung 38 verbunden sind und eine Drehung der Walzen in einer im wesentlichen horizontalen Ebene gestatten. Längs jeder Walze 72 sind ein Paar Ansatzteile 78 vorgesehen, um während des Gußvorganges die Form 14 in axialer Richtung längs der Walzen 72 zu halten. Vorzugsweise sind beide Ansatzteile 78 fest mit den Walzen verbunden, beispielsweise durch Aufschrumpfen der Ansatzteile auf den Walzen mit einer axialen Spannweite, die geringfügig¹ größer ist als die axiale Länge der längsten während des Gießens zu verwendenden Form. Die Walzen 72 sind leicht gegenüber einer horizontalen Ebene geneigt, d.h. unter einem Winkel von weniger als 3 ° und typischerweise unter einem Winkel von 0° 10^f, Auf diese Wei&e wird ein kontinuierliches Anliegen der Formscheibe 74 an den Ansatzteilen 78 benachbart zu dem Löffelabschnitt 20 gewährleistet. Um eine oberflächliche Beschädigung der Scheibe und/oder der Ansatzteile durch gegenseitigen Kontakt während des Gießens zu verhindern, wird normalerweise an der Fläche zwischen dem Rad und dem Ansatzteil ein Schmiermittel aufgebracht. Alternativ hierzu kann eine Scheibe 79^f mit einei Achse im wesentlichen senkrecht zur Achse der Form 14 als rotierende Lageroberfläche zwischen der Form und der Endplatte 36 der Haube verwendet werden.

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Wenn die für das Gießen von Strukturen mit verschiedenartigen Abmessungen verwendeten Formen 14, beispielsweise für Synchronraotorrahmen mit Abmessungen im Bereich zwischen 280 - 480 NEMA, Endscheiben identischen Durchmessers besitzen, dann können die

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Formen auf der Gießmaschine einfach dadurch ausgetauscht werden, daß eine andere Form auf die Walzen aufgesetzt wird. Dabei gewährleistet die geringfügige Neigung der Walzen gegenüber einer horizontalen Ebene, daß unabhängig von der Formlänge jede Form an dem Ansatzteil 78a anliegt. Da die Form 14 lediglich auf den Walzen 72 aufliegt und nicht in anderer Weise fest mit der Gießmaschine verbunden ist, können Formen für Motorrahmen verschiedener Größe schnell in die Gießmaschine eingesetzt und aus ihr herausgenommen werden.

Obwohl beide Ansatzteile 78a, 78b vorzugsweise dauerhaft in ihrer Lage bezüglich der Länge der Walzen 72 befestigt sind, ist es ersichtlich, daß die Lage des Ansatzteiles 78b, welches sich an einer von dem Löffel entfernten Stelle befindet, auch einstellbar gemacht werden könnte, d.h. durch axiale Aufteilung des Ansatzteils. Damit ist eine Änderung der axialen Spannweite zwischen den Ansatzteilen möglich in Abhängigkeit von der für das Gießen verwendeten Form. In diesem Falle wird-ein solcher Ansatzteil vorzugsweise in seiner Lage befestigt durch Anziehen von Schraubenbolzen 80, die sich über den Spalt in dem Ansatzteil erstrecken und eine KlamnBrkraft auf die Walzen erzeugen, und weiterhin durch Einstellung einer Einstellschraube 8l, die sich radial durch die Ansatzteile 78b erstreckt, zur zusätzlichen Befestigung der Ansatzteile durch die Eindringwirkung der Einstell- oder Befestigungsschraube.

Der Drehantrieb für die Walzen 72 ist gegeben durch einen flexiblen Riemen 82 (timing belt), welcher auf Riemenscheiben 84 (dargestellt in Figur H) befestigt ist. Er ist an dem Ende jeder Walze mit einem Blech 86 befestigt. Dieses dient dazu, in konventioneller Weise den Riemen 82 einzuhüllen als Schutz gegen Verletzung des Bedienungspersonals und gegen verschüttetes geschmolzenes Einsatzgut. Der Riemen 82 wird vorzugsweise angetrieben durch eine Antriebsquelle mit einstellbarer Drehzahl, beispielsweise einen Antriebsmotor 88 mit einstellbarer Drehzahl.

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Hierdurch ist es möglich, die Form 14 mit verschiedenen Drehgeschwindigkeiten zu drehen, d.h. von O bis etwa 460 U/min, über einen begrenzten Bereich in Abhängigkeit von solchen Paktoren, wie beispielsweise die für einen bestimmten Formdurchmesser erwünschte Gießdrehzahl und die Gestalt des Forminnern. In üblicher Weise wird in der Plattform, auf der der Antriebsmotor 88 befestig ist, eine Spannschraube 90 für den Riemen 82 vorgesehen, um die Entfernung und/oder die Einstellung der Spannung des flexiblen Riemens 82 zum Antrieb der Walzen 72 zu gestatten.

Wie insbesondere aus Figur 4 ersichtlich, ist der Antriebsmotor 88 vorzugsweise ein Antriebsmotor für Wechselstrom mit einstell- , barer Drehzahl welcher seine elektrische Leistung durch eine Wechselstromquelle 92 für 60 Hz über einen Zyklokonverter 94 und einen normalerweise unterbrochenen Schalter 96 erhält. Typischerweise kann als Antriebsmotor 88 ein Motor gemäß US-Patent 3·582.696 mit der Bezeichnung "Dynamoelektrische Maschine mit kompaktem Eisenläufer" verwendet werden. Geeignete Zyklokonverter für einen solchen Motor mit einstellbarer Drehzahl werden beschrieben im US-Patent 3.582.737 mit der Bezeichung "Drehzahlsteuerung eines Induktionsmotors mit Sternschaltung unter Verwendung von in Dreiecksschaltung verbundenen durchzündbaren, in zwei Richtungen leitfähigen Einrichtungen". Ein Teil der Spannung der Wechselstromquelle 92 wird auch noch in einem Gleich- richtersatz 98 gleichgerichtet und den Spulen des Antriebsmotors 88 über einen normalerweise geschlossenen Schalter 100 zugeführt (dieser ist mechanisch gekoppelt mit dem normalerweise geöffneten Schalter 96 .). Hierdurch kann der Motor 88 dynamisch abgebremst werden durch Zuführung von Gleichstrom zu den Motörwicklungen, wenn die Drehung der Form 14 durch öffnen oder Unterbrechen des Schalters 96 beendet wird. Ebenso ist in Reihe mit dem Gleichrichtersatz 98 ein Zentrifugalschalter 101 vorgesehen, um den Gleichstrom von den Motorwicklungen abzutrennen, wenn die Drehung des Antriebsmotors 88 aufgehört hat. Um ein schnelles Bremsen der Walzen 72 zu gewährleisten für den Fall eines Ausfalls der Wechsel-

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stromquelle 92 und des sich damit ergebenden Verlustes der Leistung für die dynamische Abbremsung des Motors 88 ist am Ende : einer der Walzen 72 auch noch eine mechanische Bremse 102 vorgesehen. Mechanische Bremsen für diese Zwecke sind handelsmäßig erhältlich und verwenden im allgemeinen zugeschaltete elektromagnetische Spulen, um magnetisch einen bezüglich der Drehungen stationären Teil 102a der Bremse von einer Bremsfläche wegzuhalten, die fest an der sich drehenden Walze 102b befestigt ist. Wenn die Wechselstromquelle 92 ausfällt und keine Leistung aa den Antriebsmotor 88 mit einstellbarer Drehzahl liefert, dann werden die elektromagnetischen Spulen, welche die Bremse in einsr entkoppelten Stellung halten, stromlos gemacht und die rotierende Oberfläche der Bremse liegt an dem stationären Teil der Bremse an, um mechanisch die Drehung der Walzen anzuhalten. Ein Notstopschalter 104 ist ebenfalls in der mechanischen Brems schal- '. tung vorgesehen, um zu gestatten, daß gleichzeitig elektrische \ und mechanische Bremskräfte auf die Walzen ausgeübt werden.

Figur 1 zeigt die Basisanordnung 38 des Walzenabschnittes 12, welche fest in ihrer Lage gehalten wird, durch Füße IO8, die mit einer Plattform 110 durch Schraubenbolzen 112 verbunden sind. Etwa in der Mitte der Basisanordnung sind im wesentlichen rechteckige öffnungen 114 für eine Zwangsluftführung vorgesehen, welche vor dem Gießvorgang Heißluft in den Walzenabschnitt von dem _: Kanal 115 einlassen (sh«> Fig. 5). Hierdurch wird die Form auf der Gießtemperatur gehalten. Weiterhin gestatten diese öffnungen das Durchströmen von kühler Luft in den Walzenabschnitt durch den , Kanal 117 nach dem Gießen, um hierdurch die Erstarrung des Guß- · teiles zu beschleunigen. Obwohl für die meisten Anwendungsfälle ein erzwungener Luftstrom durch den Walzenabschnitt allgemein nicht erforderlich ist, kann oft eine bessere Beherrschung der ; Qualität des Gußstückes und eine schnellere Herstellungsgeschwin-, digkeit erreicht wewden durch Steuerung der Temperatur der Luft, welche durch den Walzenabschnitt fließt. Dies geschieht bei-

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spielsweise durch die Anordnung eines durch Motor bewegten Leitschaufelteils 119 im Innern der Luftkanäle 115 und 117.

Der Löffelabschnitt 20 der Gießmaschine enthält hauptsächlich einen Löffel 42, welcher von einem Ende eines Wagens II8 hervorsteht, welcher zum Längstransport des Löffels in die Form verwendet wird. Der Löffel 42 besitzt vorzugsweise eine äußere metallische Hülle 120 und eine innere isolierende Auskleidung 122, beispielsweise ein Keramikmaterial, beispielsweise Quarzsand mit einer Reinheit von 99 % und ein Bindemittel. Hierdurch wird die Wärme des geschmolzenen Metalls konserviert, beispiels-r weise Aluminium, welches über die Leitung 123 durch eine Materialzuführungspumpe 121 gegossen wird. Typischerweise besitzt die Isolationsauskleidung eine Dicke von etwa 1,8 cm und vorzugs-r weise eine Dicke von 2,5 cm. Hierdurch wird die Notwendigkeit für Hilfsheizquellen beseitigt, welche sonst erforderlich sind, um das geschmolzene Metall auf der Gießtemperatur zu halten. Der obere Teil des Löffels 42 ist offen gemäß der Bezugsziffer 124 und gestattet das Aufnehmen des Einsatzgutes aus geschmolzenem Metall in dem Löffel und die Abgabe des Einsatzgutes vom Löffel in die Form 14 bei Drehung des Löffels. Die Länge der Löffelöffnung 124 soll mindestens 75 % der Länge der Form 14 betragen, um eine gute Qualität der Gußstücke zu gewährleisten. Dabei werden Löffelöffnungen 124 bevorzugt, die mindestens 85 % bis 90 % der Länge der Form 14 ausmachen. Da es notwendig sein kann, gelegentlich Löffel auszutauschen, wenn die Größe des zu gießenden Rahmens wesentlich geändert wird oder wenn ein Löffel nicht groß genug ist, um die für den Guß erforderliche Menge geschmolzenen Metalls aufzunehmen, sind die Löffel 42 mit Ansatzschrauben 123' (sh. Fig. 6) ausgestattet, welche in gleitenden Eingriff mit Nuten (nicht gezeigt) in der Löffelhalterung 125 kommen. Ebenso kann eine öffnung 127 in den Löffel 42 gebohrt und mit Gewinde versehen werden, um noch zusätzlich! den Löffel an der Löffelhalterung mit Hilfe einer nicht gezeigten Schraube zu befestigen,

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welche sich durch die Löffelhalterung in den Löffel hinein erstreckt. Das der Form zunächstliegende Ende des Laufwagens 118 ist mit einer Platte 126 ausgestattet, welche zusammenpassend mit der Öffnung 40 in der Haubenplatte 36 gestaltet ist, so daß die Form 14 eingeschlossen wird, wenn sich der Löffel in der Stellung zum Gießen befindet.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß der Laufwagen 118 auf 4 Rädern 128 befestigt ist. Diese rollen auf den Winkeleisenschienen 130 ab, wenn der Laufwagen durch ein Kabel 132 angetrieben wird, welches durch Stifte 153 niit der Unterseite des Laufwagens verbunden ist. Das Kabel 132 selbst wird um Kabelrollen 134 gewickelt, deren Kabelrollengehäuse 136 fest an entgegengesetzten Enden der Basisanordnung I38 des Laufwagens befestigt sind. Die Längsbewegung wird dem Kabel 132 vermittelt durch den Luftdruck auf einen Kolben 140, der im Innern eines Kolbenzylinders 142 fest mit dem Kabel verbunden ist. Es sind an entgegengesetzten Enden des Kolbenzylinders 142 Öffnungen 144 vorgesehen, und der Luftstrom in den Zylinder hinein wird durch doppelwirkende Ventile 146 bzw. 148 für Vorwärtsrichtung bzw. Rückwärtsrichtung gesteuert, um die erwünschte Geschwindigkeit für den Löffel zu erhalten. Vorzugsweise wird der Löffel 42 nach Aufnähme des geschmolzenen Einsatzgutes schnell in das Innere der Form 14 hinein transportiert, um den Wärme—inhalt des Einsatzgutes zu konservieren. Da jedoch die Menge des Einsatzgutes in dem Löffel variabel ist, d.h. eine verschiedene Menge von Einsatzgut wird verwendet in Abhängigkeit von der Größe des gerade gegossenen Rahmens, sollte der Löffel mit verschiedenen Geschwindigkeiten angetrieben werden können, welche jeweils der Menge des Metalls im Innern des Löffels angepaßt sind, so daß ein Verschütten verhindert wird. Wie bereits zuvor ausgeführt, kann die gewünschte Regelung der Geschwindigkeit der Einführung des Löffels 42 erreicht werden durch einen gesteuerten Betrieb des Ventils 126, welches den Luftabfluß aus dem Kolbenzylinder 142 zum Antriebskabel 132 regelt. Beispielsweise kann die Geschwindigkeit des

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Löffels 42 für einen Transport des Laufwagens über eine Länge von etwa 1,2 m zwischen 4 und 10 Sekunden schwanken, Je nachdem ob im Innern des Löffels eine Menge von 40 oder 100 kg Metall enthalten ist, d.h. in Abhängigkeit davon, ob gerade ein Rahmen entsprechend dem Typ 280 oder 440 NEMA gegossen wird. Obwohl eine einzige Geschwindigkeit zur Einführung des Löffels in die Form verwendet werden könnte, ist es ersichtlich, daß nur Änderungen der Löffelgeschwindigkeit eine maximale Wärmekonservierung gestatten und gleichzeitig ein Verschütten verhindern, wenn der nicht bedeckte Löffel große Mengen Einsatzgut enthält.

Zur Erzeugung einer optimalen Qualität des Gießens ist ebenfalls die Geschwindigkeit des Abgießens des geschmolzenen Einsatzgutes vom Löffel 42 wichtig. Die Steuerung dieser Abgleßgeschwindigkeit wird in der erfindungsgemäßen Gießmaschine bewerkstelligt durch Drehen eines Zahnrades 150, das fest an einer Löffelwelle 152 befestigt ist, und zwar mit einer Geschwindigkeit,-welche durch die lineare Geschwindigkeit der hiermit in Eingriff stehenden Zahnstange 154 bestimmt wird. Wie in Fig. 7 dargestellt, wird die Zahnstange 154 angetrieben durch einen Kolben 156» Dieser befindet sich im Innern eines Luft-Öl-Tandemzyllnders 158 und gestattet eine Regelung der linearen Geschwindigkeit der Zahnstange 154 und damit der Drehgeschwindigkeit des Zahnrades 150 durch das Ventil l60 mittels einer Steuerung des ölflusses zwischen den Kammern Ιβΐ und 162 des Luft-öl-Tandem-Zyllnders. Ein doppelt wirkendes Ventil 167 steuert den Zutritt von Druckluft zur Luftkammer 165, welche eine Antriebskraft auf den Kolben156 überträgt. Solche Luft-Öl-Tandem-Antriebe der vorstehenden Art sind handelsmäßig erhältlich und können von der Miller Fluid Power Division der Flick Ready Corporation unter der Typenbezeichnung Modell A5ODJ61 erhalten werden.

Durch Einstellen des Ventils l60 kann die Ausgießgeschwindigkeit von dem Löffel 45 geregelt werden, beispielsweise zwischen

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2 und 15 Sekunden, In Abhängigkeit von der Größe des gerade gegossenen Rahmens. Dies erfolgt, nachdem durch Zutritt von Luft durch das doppeltwirkende Ventil I67 die Kammer I65 in dem Luft-Öl-Tandem-Zyllnder unter Druck gesetzt worden ist. Wenn die Ausgleßgeschwlndigkeit zu niedrig ist, ist das erhaltene Gußstück nicht homogen und es werden in der Oberfläche des Gußstückes "Kaltfließmarken" erzeugt. Wenn die Abgießgeschwindigkeit zu schnell Ist, kann das geschmolzene Einsatzgut aus der Form 14 überlaufen und die benachbarte Ausrüstung verunreinigen. Im allgemeinen sollte ein Einsatzgut von etwa 40 kg innerhalb 4 Sekunden in eine Form für einen mit Kühlfahnefc versehenen Motorrahmen abgegossen werden, welche sich mit etwa 400 U/min, dreht. Größere Formen_}d.h. Formen, die etwa ein Schmelzgut von 100 kg erfordern, können etwa 6 Sekunden für das vollständige Abgießen erfordern. Daher ist es trotz der Tatsache, daß für eine einzige Formgröße eine gleichförmige Abgußgeschwindigkeit erwünscht sein kann, günstig, daß die Abgießgeschwindigkeit in optimaler Weise bei der erfindungsgemäßen Gießmaschine variabel Ist und es gestattet, Formen verschiedener Größe für das Gießen zu verwenden. Im allgemeinen ergab sich, daß kommerziell erhältliche durch Luft angetriebene Kolben (anstelle von Luft-Flüssigkeit-Antriebssystemen für die Kolben) keine ausreichende Kontrolle über die Abgußgeschwindigkeit aus dem Löffel ergaben, um einen gesteuerten Abguß des Einsatzgutes aus geschmolzenem Metall bei einer Vielzahl von Rahmengrößen zu gestatten, wie sie durch die Gießmaschine gemäß der Erfindung erreicht werden kann. Da der Löffel 42 zur Aufnahme verschiedener Mengen von geschmolzenem Einsatzgut in Abhängigkeit von der Größe des zu gießenden Rahmens ausgelegt 1st, kann der Laufwagen II8 nicht so konstruiert werden, daß er ein Gegengewicht für die verschiedenen Gewichte des Einsatzgutes bildet. Um ein Kippen des Laufwagens zu verhindern, wenn große Mengen von Einsatzgut für das Gießen erforderlich sind, Ist unterhalb der rückwärtigen Räder des Laufwägens eine Kurvenschelben-

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Abnehmeranordnung l68 vorgesehen, welche kontinuierlich eine stabilisierende Kraft auf den Laufwagen ausübt. Die Kurvenscheiben-Abnehmer enthalten im wesentlichen eine Laufrolle I69, welche an der unteren Fläche der Platte I70 anliegt, auf der sich die Winkeleisenschienen 13O befinden. Dabei ist die Walze durch Stifte an einer vertikalen Platte I7I befestigt, welche an dem Laufwagengehäuse befestigt ist zur Bewegung des Kurvenscheiben-Abnehmers mit dem Laufwagen. Die Grenzschalter 172 und 173 steuern den Luftstrom durch die Ventile 146 bzw. 148 und sind an entgegengesetzten Enden der Schienen 130 vorgesehen, um die Abschnitte des Kolbenzylinders 162 automatisch durch die doppeltwirkenden Ventile zu entlüften und dadurch die maximale Strecke zu begrenzen, über die sich der Laufwagen bewegt.

Zum Betrieb der erfindungsgemäßen horizontalen Schleudergußmaschine 10 wird die Form 14 auf die Walzen 72 aufgesetzt, und die Haube 18 wird in Längsrichtung durch den Antriebsmotor 44 so bewegt, daß sie eine Stellung einnimmt, in der sie über der Form liegt. Eine Charge aus geschmolzenem Metall proportional zur Größe der Form wird dann in den Löffel 42 eingebracht, beispielsweise durch irgendeine der handelsmäßig erhältlichen Pumpen für flüssiges Metall, welche in der Lage sind,' eine abgemessene Menge zu pumpen. Danach wird der Löffel 42 schnell in die Form 14 bewegt durch Einlaß von Luft in den Kolbenzylinder 142 mit einer solchen Geschwindigkeit, welche zur Hemmung des Verschüttens von geschmolzener Charge aus dem Löffel eingestellt ist, d.h. die Geschwindigkeit steht in einer reziproken Beziehung zu der Füllhöhe der Charge im Innern des Löffels. Nachdem der Löffel 42 in die Form 14 eingeführt ist, wird das Ventil I67 geöffnet, um den Luft-Öl-Tandem-Zylinder 158 unter Druck zu setzen, und das Ventil 16O wird so eingestellt, daß die Charge von dem Löffel mit einer Geschwindigkeit ausgegossen'wird, welche von der Größe und der inneren Oberfläche der Form abhängt, die für das Gießen verwendet wird. Das Kippen des Laufwagens II8, welcher die Charge trägt, wird verhindert durch die Kurvenscheiben-Abnehmeranordnung I68. Das Abheben der Form 14 von den Walzen 72 während des

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-IT-Gießens wird verhindert durch die enge Nachbarschaft der Haube 18 zu den Scheiben auf der darunterliegenden Form.

Nachdem das Gießen beendet ist, wird der Löffel 42 aus dem Inneren der Form 14 entfernt und die Haube 18 wird zurückgerollt, um die Form freizugeben. Da die Form nicht starr mit den Walzen 72 verbunden ist, kann sie außer Eingriff mit den Walzen angehoben werden und es kann eine andere Form aufgesetzt werden, um das Gießen eines neuen Rahmens zu gestatten. Durch Verwendung von Formen mit Scheiben konstanter Größe, unabhängig von den Verschiedenheiten der Größe des gerade durch*die Formen gegossenen Rahmens, ist bei einer Änderung der Rahmengröße lediglich eine Änderung der Menge der in den Löffel eingebrachten Charge erforderlich (und gelegentlich ein Austausch der Löffel). Die Menge der Charge in dem Löffel bestimmt dann die Geschwindigkeit der Einführung des Löffels in die Form. Die Ausgießgeschwindigkeit, welche für das Gießen der einzelnen Rahmengrößen verwendet wird, wird sowohl durch die Menge der Charge und die innere Ausgestaltung der Form bestimmt. Im allgemeinen werden für jede zu gießende Formgröße sowohl die Geschwindigkeit der Einführung des Löffels als auch die Abgießgeschwindigkeit zunächst empirisch bestimmt. Diese empirisch bestimmten Geschwindigkeiten werden dann für das Gießen späterer Rahmen gleicher Größe verwendet, indem die Einstellwerte der Ventile 146 und 160 bei den empirisch/optimalün Geschwindigkeiten notiert werden und die Ventile beim Gießen von Rahmen ähnlicher Größe wieder auf diese Einstellwerte eingestellt werden.

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Claims

- 18 Patentansprüche

1. Horizontale Schleudergußmaschine, dadurch gekenn.ze ic hne t, daß sie eine Drehantriebseinrichtung (12) besitzt zur Zuführung eines Drehmomentes auf eine Form (14), wobei diese Antriebseinrichtung (12) zur Aufnahme von Formen (14) zur Erzeugung von Strukturen mit verschiedenartigsten Abmessungen ausgestaltet ist, eine Löffel-Einrichtung (20) vorgesehen ist zur Speicherung einer Charge geschmolzenen Materials in ausreichender Menge zum Gießen von Strukturen mit den durch die Form (14) erzeugten Abmessungen, eine Antriebseinrichtung (140, 142) mit einstellbarer Geschwindigkeit zum axialen Transport der geschmolzenen Charge in die Form (14), wobei diese Geschwindigkeit bestimmbar ist durch die Menge der geschmolzenen Charge in dem Löffel (42), und eine Abgießeinrichtung mit variabler Geschwindigkeit zum automatischen Abkippen des Löffel-s (42) und zum Ausgießen des geschmolzenen Metalls in die Form (l4) mit verschiedenen Abgießgeschwindigkeiten in Abhängigkeit von der Abmessung der durch die Form gegossenen Struktur.

2. Horizontale Schleudergußmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Haubeneinrichtung (18) besitzt, die eingerichtet ist zur Anordnung in einer abdeckenden Lage relativ zur Form (14) vor dem Eingießen der geschmolzenen Charge in die Form.

3. Horizontale Schleudergußmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haubeneinrichtung (18) an einem Ende offen ist zur axialen Bewegung der Haube über die Form (14) und weiterhin eine Platteneinrichtung zum Abschließen der Haube besitzt, wenn diese Haube über der Form liegend angeordnet ist.

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Horizontale Schleudergußmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin eine Einrichtung (115, 117, 119) zum Durchlaß von Luft mit einer erwünschten Temperatur durch die Haube (18) zur Steuerung der Temperatur der Form (14) besitzt.

5. Horizontale Schleudergußmaschine nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (32) vorgesehen ist zum Abziehen der Haube (18) nach dem Gießen aus der Stellung, in der sie über der Form liegt.

6. Horizontale Schleudergußmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb der Form (14) mindestens eine durch Motor angetriebene Walze (72) vorgesehen ist, welche an dem äußeren Umfang der Form (14) anliegt, und daß sie weiterhin Einrichtungen (78) enthält, welche längs der Walzen angeordnet sind zur Begrenzung des Laufweges für eine axiale Bewegung der Form.

7. Horizontale Schleudergußmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin eine mechanische Bremseinrichtung (102) besitzt, welche bei Ausfall der Leistung für den Antriebsmotor (88) der Walzen (72) wirksam ist zur mechanischen Beendigung der Drehung der Form.

8. Horizontale Schleudergußmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehantriebseinrichtung mindestens zwei längliche Walzen (72) aufweist, auf denen die Form (14) aufliegt, und weiterhin ein Antriebsmotor (88) mit den länglichen Walzen verbunden ist zur Drehung der Walzen mit einer für das Gießen der Walzen geeigneten Drehzahl.

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9. Horizontale Schleudergußmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (72) einen Neigungswinkel gegenüber einer horizontalen Etiene von weniger als 3° besitzen und weiterhin mindestens ein Ansatzteil (78) längs der Walzen angebracht ist zur Begrenzung einer axialen Bewegung der Form auf den Walzen.

10. Horizontale Schleudergußmaschine nach Anspruch 9, dadurch geke.nnzeichnet, daß sie weiterhin eine Einrichtung (66) enthält, die fest mit der Haubeneinrichtung (18) verbunden ist zur Begrenzung der vertikalen Bewegung der Form auf den Walzen.

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