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Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Schleuderhohlkörpern
Bei dem bisher üblichen Verfahren zum Herstellen von Scbleudergußhohlközp,ern, insbesondere
solchen aus Metall, unter Benutzung :eines Verteilers, der während des Gießvorganges
eine Relativbewegung gegenüber der Form ausführt, wurde das Gießgut meist in Gestalt
eines mehr oder weniger starken Stranges aus dem Verteiler auf die Formwandungen
geleitet. Man hat dabei insbesondere darauf Bedacht genommen, das Gießgut durch
seitliche Ablenkung aus der axialen Einlaufrichtung tangential auf die Formwand
aufzubringen.
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Es ist auch vorgeschlagen worden, das Gießgut in Gestalt eines schmalen
Bandes aus dem Verteiler austreten zu lassen, das in oder parallel zur senkrechten
Symmetrieebene der Form in diese übertritt. Es ist auch ein Vorschlag bekannt, durch
einen Schlitz im Austrittsende des Verteilers dem ausfließenden Gießgut beim ilbergang
in die Formeinen T-förmigen Querschnitt zu geben.
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Doch sind durch diese Maßnahmen die Schwierigkeiten, die besonders
beim Herstellen metallener Schleudergußhohlkörper auftraten, nicht restlos beseitigt
worden. Das Gießgut, das in Gestalteines mehr oder weniger starken geschlossenen
Stranges durch die Zuführungsvorrichtung fließt, muß nämlich eine beträchtliche
Fließgeschwindigkeit haben, damit es auf dem Wege bis zur Ausfiußkante, falls Metall
verarbeitet wird, nicht erstarrt und die Reibungswiderstände des Zuführungskanals
überwinden kann. Das hat aber den Nachteil, daß die Gußmasse am Austrittsende eine
so starke Beschleunigung beibehält, daß sie auch nach Übergang in die Form noch
eine gewisse Strecke in axialer Richtung mit großer lebendiger Kraft weiter$eßt
und die erstrebte gleichm,äß@ige Ablagerung auf der Forminnenwand stört. Diese nachteilige
Wirkung wird noch durch die ob@enerwähnten, zur besonderen Formgebung des Gießgutstrahls
dienenden Verengungen, Schlitze uAgl. erhöht. Das Gießgut fließt infolgedessen nicht
ruhig und stoßfrei, sondern unter Aufwallen und unter Bildung von. Kopfwellen in
die Form, die den Gießvorgang sehr erschweren.
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Es ist auch nicht mehr neu, beim Herstellen von Schleudergußhohlkörpern
Verteilervorrichtungen zu benutzen, welche die Geschwindigkeit des Gießgutes auf
seinem Wege nach dem üherlaufende hin verringern. Jedoch wird auch durch die Benutzung
derartiger- Vorrichtungen noch nicht die Gefahr vermieden, daß beim Übertritt in
die Form Wirbel oder Wellen auftreten, welche zu starken Störungen bei der Bildung
des Schleuderhohlkörpters führen. Dieser Nachteil läßt sich aber dann vollkommen
vermeiden, wenn nach der Erfündung das Gießgut in Formeines treiben Stromes aus
dem Verteiler in- die Form geleitet wird, und zwar mit einer derart verringerten
Geschwindigkeit, tlaß der Übergang in die Form lediglich unter der Zugwirkung erfolgt,
den die Forminnenwand infolge ihrer hohen Geschwindigkeit
auf das
Gießgut ausübt. Damit dabei der Gießvorgang nicht unzulässig lange Zeit in Anspruch
nimmt, was sich besonders beim Herstellen metaUener Rohre in gekühlten Formen sehr
ungünstig bemerkbar machen würde, wird entsprechend der geringeren Geschwüidigkeit
eine größere Gießgutmenge in der Zeiteinheit in die Form überführt. Wurde also bisher
das Gießgut in verhältnismäßig geringen Mengen und mit hoher Geschwindigkeit in
die Form gebracht, die meist annähernd gleich und sehr häufig sogar größer als die
Umfangsgeschwindigkeit der Forminnenwa,nd war, so wird im Gegensatz hierzu nach
der Erfindung mit sog eringer Geschwindigkeit gearbeitet, daß das Gießgut nur unter
der Zugwirkung . der Forminnenwand austritt, aber in einer verhältnismäßig großen
Menge in der Zeiteinheit, wodurch beträchtlich günstigere Ergebnisse als bisher
erzielt werden.
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,Besonders vorteilhaft wird bei dem Verfahren nach der Erfindung das
Gießgut in Form reines flachen, breiten Bandes auf der Forminnenfläche abgelagert,
dessen Höhe gegenüber seiner Breite sehr gering ist. Dieses Band kann in Richtung
oder schräg zur Richtung der - Formachse auf die Formwandung aufgebracht werden.
Das hat den Vorteil, daß die rohrartigen Körper schichtenweise aufgebaut werden
können, so daßeine innige Verschweißung der einzelnen sich Überlappenden Schichten-
erfolgt.
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Ein derartig-er -Aufbau von Schleuderhohlkörpern war bisher nur bei
Verwendung des Metalls in zerstäubter Form bekannt, wobei jedoch; abgesehen von
der Notwendigkeit, mit Druckgas zuarbeiten -und das. Metall fein zerstäuben zu müssen,
der Nachteil bestand, daß dann nur sehr schwierig eine gute Verschweißung der einzelnen
Metallteilchen zu erreichen ist und außerdem die Gefahr der Oxydation- der zerstäubten
flüssigen Metallteilchen sehr groß ist. Diese Mängel sind durch die Erfindung vollkommen
behoben, die dadurch erst die praktische Möglichkeit für den Aufbau von Hohlkörpern
aus einzelnen dünnen durch deren gegenseitige Überläppung -ermöglicht.
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In vielen Fällen ist es vorteilhaft, das breite, durch das Gießgut
gebildete Band nicht in überall gleicher Höhe in die Form übertreten zu lassen,
sondern den Querschnitt des Bandes so zu wählen, daß @er z. B. in dem in Richtung
der Relativbewegung des Verteilers zuerst austretenden Material am größten ist;
so daß sich also die größte Materialmenge eines jeden Streifens beim ersten Auftreffen
auf die Formwand ablagert. Es kann aber auch zweckinriäßig sein, die überlaufkante
mit -zackenförmigen Vorsprüngen zu versehen oder -wellenförmig zu gestalten, -um
die Geschwindigkeit des Metallstroms zu vermindern sowie dem durch: dass Gießgut
gebildeten Rand reinen: ungleichförmigen Querschnitt über seine Breite zu geben.
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Mit besonders :großem Vorteil läßt sich das Verfahren dazu benutzen,
um verschiedenartige Materialien gleichzeitig zu vergießen, und zwar dadurch, daß
das durch das Gießgut gebildete Band aus mehreren nebeneinanderliegenden Teilbändern
besteht. Diese Verfahrensweise ist besonders zweckmäßig, um beim Vergießen von Eisen
in gekühlten Kokillen Schleudergußrohre mit weicher Außenhaut zu erzeugen. Dias
kann z. B.. in sehr -einfacher Weise dadurch geschehen, daß das Material, das sich
in Richtung der Relativbewegung des Verteilers zuerst auf der Forminnenwand ablagert,
auf der Forminnenwand eine Schicht bildet, welche die abschreckende Wirkung der
Kokille beseitigt. Als derartiges Material kann Silicium oder Ferrosilicium oder
ähnlich wirkende Metalle. oder auch andere geeignete Stoffe benutzt werden. Da durch
die Art der Metallzufuhr die abschreckende Wirkung der Kokille weniger stark in
Erscheinung tritt, besteht aber auch die Möglichkeit, andere Metalle, wie z. B.
Kupfer oder Kupferlegierungen, zuerst auf die Kokillenwaud aufzubringen, auf die
dann- das Eisen nachfolgend sich ablagert. Derartige Metalle oder auch andere geeignete
Stoffe können dann auf dem fertigen Rohr einen; seine Korrosionsfestigkeit erhöhenden
üb:erzug bilden. -Mit gleichem Vorteil wie ainf die Verarbeitung von Metallen läßt
sich das Verfahren aber auch für die verschiedenartigsten gießfähigen plastischen
Massen anwenden, insbesondere ist @es auch zum Herstellen von Asbestzementrohren
geeignet. Die Möglichkeit, verschiedenartige Schichtungen willkürlich und genau
regelbar erzeugen zu können, ist hierbei besonders wertvoll.
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Es ist nicht unbedingt notwendig, daß das durch das Gießgut gebildete
Band aus :einer vollkommen zusammenhängenden Schicht besteht, es kann vielmehr sehr
vorteilhaft sein, das Band durch einzelne mehr oder weniger scharf voneinander getrennte
Streifen zu bilden, denen Zwischenräume sich infolge der gegenseitigen überlappung
beim Gießen ausfüllen. Besonders wertvoll ist eine solche Aufspaltung des Bandes
in den: Teilen, die den Wärmeabfluß von Metallmassen auf die gekühlte Kokillenwand
verringern sollen. Durch die Aufspaltung in einzelne voneinander getrennte dünne
Streifen. bildet das Metall ,eineu geflechtartigen Überzug, dessen wärmeisolierende
Eigenschaften sich als besandei25 günstig erwiesen haben.
In der
Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und
zwar zeigt Abb. i die Draufsicht auf das Ende einer Einführrinne, Abb. 2 die Draufsicht
auf das Auslaufende einer anderen Rinnenbauart.
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Abb. 3 ist ein Längsschnitt nach der Linie III-III der Abb.2.
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Abb. q. ist eine Seitenansicht auf die Stirnfläche des Auslaufendes
von Abl>. 2.
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Abb. 5 zeigt in Draufsicht eine der in Abb,. 2 dargestellten Rinne
ähnliche Rinne, bei der jedoch die Auslaufkante nicht rechtwinklig zur Formachse,
sondern schräg zur Formachse angeordnet ist. In Abb-. 6 ist die Draufsicht ,auf
ein Rinnenende dargestellt, dessen Lauffläche wellenförmig ausgebildet ist, und
in.
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Abb.7 die Stirnansicht des Auslaufendes einer Rinne, deren Lauffläche
durch Rippen unterteilt ist.
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Abb.8 und 9 veranschaulichen noch eine andere Ausführungsform der
Erfindung. Zum Beispiel der Abb-. i ist an die mit feuerfestem Werkstoff q. ausgebildete
eiserne Rinne 5 ein die Auslaufkante 3 besitzendes nicht ausgekleidetes Rirmenende
5a angesetzt, so daß der Durchflußquerschnitt 2 des Rinnenendes gegenüber dem normalen
Durchflußquerschnitt i der Rinne verbreitert ist.
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Gemäß Abb.2 ist der rohrförmige Querschnitt i der offenen Rinne in
einem gewissen Abstand vom Ende durch ein konisches- Zwischen- oder, Endstück zu
dem Auslauf 2 erweitert. Proportional der Querschnittsvergrößerung erfolgt in dem
erbmeiterten Teil eine Geschwindigkeitsverminderung des Metallstromes. In der Schnittzeichnung
nach Abb.3 hat im zylindrischen Teil der Einlaufrinne die MetaUstromdicke beispielsweise
die Stärke a; diese wird im zweckmäßig dem natürlichen Strömungsverhältnissen angepaßten
verbreiterten Auslauf auf die Stärke b herabgemindert. Auf diese Weise wird das
Metallband, das sich über die Endkante 3 ergießt, in seiner Stärke wesentlich verringert
und seine lebendige Kraft vermindert. Das Auslaufende kann dabei in axialer Richtung
eine leichte Neigung nach unten haben, wie in Abb. 3 veranschaulicht.
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Eine weitere Ausbildungsform des Auslauf endes ist in. Abb.5 dargestellt,
bei welcher bei sonst gleicher oder ähnlicher Ausführung wie Abb. 2 die- Überlaufkante
3 schräg zur Achsrichtung abgeschnitten ist. Von jedem Punkt der schrägen Endkante
fällt das Gießmetall parabelförmig in der Durchflußrichtung nach unten, ohne eine
seitliche Ablenkung zu erfahren. Der überlaufvorhang befindet sich dann in Winkelstellung
zur Mittelachse, während er gemäß Abb. i und 2 in rechtwinkliger Stellung dazu angeordnet
ist, wobei jedoch jeweils seine MitteUinis-@etwa in der senkrechten Formmittellängsebene
liegen soll.
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Die Lauffläche des Auslaufendes kann wie in Abb. q. eben ausgeführt
sein. Zur weiteren Verminderung -der Fließgeschwindigkeit kann die Lauffläche (Boden
und/oder Seitenflächen)' aber auch zwecks Oberflächenvergrößerung mit von axial
oder winklig zur Achse angeordneten wellenförmigen Erhebungen wie in Abb. 6 oder
mit sonstigen flächenvergrößennden Mitteln versehen sein.
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iSchließlich kann. der Metallstrom durch vorzugsweise axiale Rippen,
Stege o. dgl. in viele Einzelströme zerlegt werden, wie es in Abb. 7 schematisch
dargestellt ist. -Eine weitere Möglichkeit der Ausbildung eines Verteilers für das
Verfahren nach der Erfindung ist in den Abb. 8 und 9 dargestellt. Die Rinne i erweitert
sich hier ebenfalls zu einem beträchtlich verbreiterten Auslauf 2. Dieser Auslauf
sowie die Rinne ist durch eine in Längsrichtung der Rinne angeordnete Wand 6 so
unterteilt (2 -und 2' sowie i -und i'), daß aus dem einen breiteren Teil die dem
Hauptbestandteil des Schleuderkörpers bildende Werkstoffart und dem schmäleren Teil
die die Außenhaut bildende Stoffart austritt. So kann z. B. der Stoff c aus Gußeisen
und der Stoff c' aus Ferrosilicium bestehen.
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In Abb. 9 ist noch ,ein Überlauf dargestellt, dessen Querschnitt in
Richtung der Relativbewegung des Verteilers zur Form zunimmt, um auf diese Weise
die Anhäufung des Gußmaterials so regeln zu können, wie es die Gießbedingungen erfordern.
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