DE2104147A1

DE2104147A1 - Asymmetrical centrifugal mould - fitted with balancing pockets

Info

Publication number: DE2104147A1
Application number: DE19712104147
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl. Ing ; Srokie Werner; χ 2500 Rostock Schroll
Original assignee: VEB Ingenieurbüro Schiffbau, Ingenieurbüro und Automatisierungsbetrieb der VEB Schiffbau; χ 2500 Rostock
Priority date: 1970-10-16
Filing date: 1971-01-29
Publication date: 1972-04-20
Also published as: AT306264B; SE363051B; SU419013A3; CH536152A; DK125373B

Abstract

To balance the masses of casting material of asymmetrical contour centrifugal castings of accurate dimensions in sand lined moulds, the sand lining of the moulds is provided with balancing pockets which are connected with the main mould cavity of the centrifugal head. The pockets may be shaped by any of the conventional foundry core making techniques.

Description

Vorrichtung zum Massenausgleich beim Schleudergießen in sandausgekleideten Kokillen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Massenausgleich beim Schleudergießen in sandausgekleideter Kokille, die es gestattet, Gußkörper mit asymmetrischen Konturen und komplizierten Durchbrüchen herzustellen. Device for mass balancing during centrifugal casting in sand-lined Chill molds The invention relates to a device for balancing masses during centrifugal casting in a sand-lined mold, which allows cast bodies with asymmetrical contours and make complicated breakthroughs.

Es ist bekannt, daß der Herstellung von komplizierten rotationssymmetrischen Bauteilen mit asymmetrisch angeordneten Durchbrüchen und Konturen durch die beim Schleudergießen entstehenden Massenkräfte Grenzen gesetzt sind.It is known that the production of complicated rotationally symmetrical Components with asymmetrically arranged openings and contours through the There are limits to the mass forces arising from centrifugal casting.

Derartige Konturen und Durchbrüche konnten deshalb bisher nur andeutungsweise eingebracht bzw. bei großen Bauteilen nicht berücksichtigt werden. Die Folge war, daß ein erheblicher Aufwand an Zerspanungsarbeit geleistet werden mußte, um die erforderlichen Konturen im Gußstück herzustellen.Such contours and breakthroughs could therefore only be hinted at so far introduced or not taken into account in the case of large components. The consequence was, that a considerable amount of machining work had to be done to the necessary contours to produce in the casting.

Versuche, diese Grenzen zu überschreiten, führten zu Fehlguß. Wenn auch durch die konstruktive Gestaltung der Schleudergußmaschine auftretende Massenkräfte im begrenzten Maß beherrschbar sind, so war bisher eine wirksame Bekämpfung der Massenkräfte mit ihrer Wirkung auf den Gefügeaufbau der Eingußmasse nicht möglich und nach dem Stand der Technik nicht bekannt.Attempts to exceed these limits have resulted in failed casting. if inertia forces also occurring due to the structural design of the centrifugal casting machine are controllable to a limited extent, so far has been an effective fight against Mass forces with their effect on the structure of the casting compound are not possible and not known in the prior art.

Es sind auch keine selbsttätig wirkenden Massenausgleichssysteme für Schleudergußmaschinen bekannt. Versuche, durch feststehende Massen diesen Massenausgleich zu erreichen, wurden nicht gemacht und ein derartiger Massenausgleich muß auch von seiner spezifischen Wirkung her verworfen werden, da er nicht selbsttätig wirkt.There are also no self-acting mass balancing systems for Centrifugal casting machines known. Attempts to balance these masses with fixed masses to achieve were not made and such a mass balancing must also be done by its specific effect can be rejected because it does not act automatically.

Die erfindungsgemäße Aufgabe besteht darin, eine Einrichtung zu schaffen, die beim Schleiidergießen in sandausgekleideter Kokille selbsttätig einen Massenausgleich in den Bereichen der fehlenden Eingußmasse bewirkt und durch kontinuierlich wirkende Elemente die auftretende Unwucht ausschaltet, so daß ein ruhiger Lauf der Maschine und damit ein einwandfreier Gefügeaufbau erreicht wird.The object of the invention is to create a device which automatically balances the masses when pouring sand in a sand-lined mold caused in the areas of the missing casting compound and by continuously acting Elements eliminates the imbalance that occurs, so that the machine runs smoothly and thus a perfect structure is achieved.

Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor, daß der Ausgleich der asymmetrischen Massenverteilung des Schmelzgutes, also der Unwucht, in der Schleudergußform während der Formfüllung über mit Zuflußkanälen verbundene Ausgleichshohlräume erfolgt, die im Bereich der fehlenden Eingußmasse in der Sandauskleidung der Kokille untergebracht sind und während des Gießvorganges kontinuierlich gefüllt werden.The solution according to the invention provides that the compensation of the asymmetrical Mass distribution of the melt material, i.e. the imbalance, in the centrifugal casting mold during the mold filling takes place via compensating cavities connected to inflow channels, the housed in the area of the missing casting compound in the sand lining of the mold and are continuously filled during the casting process.

Erfindungsgemäß sind die Ausgleichshohlräume, die in der Sandauskleidung der Kokille angeordnet sind, so ausgebildet, daß die Ausgleichshohlräume aus Blechbehältern oder rUckstandslos verbrennenden Modellformstoffen bestehen oder aber mittels Modellen im Formstoff eingeformt werden.According to the invention are the compensation cavities that are in the sand lining the mold are arranged, designed so that the compensation cavities from sheet metal containers or residue-free burning model molding materials or by means of models be molded in the molding material.

Die Anordnung der Ausgleichshohlräume erfolgt vorzugsweise im größtmöglichen Teilkreisdurchmesser im Bereich der fehlenden Eingußmasse und kann bei Genauguß der Formpartie des zu schleudernden Gußstückes angepaßt sein.The arrangement of the compensation cavities is preferably made as large as possible Pitch diameter in the area of the missing casting compound and can be used with precision casting be adapted to the mold part of the casting to be centrifuged.

Die Zuflußkanäle sind in ihrem Querschnitt so gewählt, daß die Eingußmasse ungehindert in die Ausgleichshohlräume fließen kann. Gleichzeitig haben die Zuflußkanäle die Funktion einer Drossel, die den Zufluß der Eingußmasse in die Ausgleichshohlräume in Abhängigkeit des erforderlichen Massenausgleiches über den gesamten Gießprozeß gewährleisten. Weiterhin sind sie in ihrer Querschnittsform so ausgebildet, daß die entstehenden Gegengewichte ohne qualitätsmindernde Wirkung vom Gußstück getrennt werden können, d.h., daß sie in ihrem Querschnitt kleiner sind als die Querschnitte der Ausgleichshohlräume. Ferner wird die Anschnittshöhe der Zuflußkanäle so gewählt, daß ein Eintritt der Eingußmasse in die Ausgleichshohlräume erst dann erfolgt, wenn der durch den Formstoff im Bereich der fehlenden Eingußmasse wirkende Massenausgleich aufgehoben wird.The cross-section of the inflow channels is chosen so that the casting compound can flow unhindered into the compensation cavities. At the same time have the inflow channels the function of a throttle, which the inflow of the casting compound into the compensation cavities depending on the required Mass balancing over the entire Ensure casting process. Furthermore, their cross-sectional shape is designed in such a way that that the resulting counterweights have no quality-reducing effect on the casting can be separated, i.e. that they are smaller in cross-section than the Cross-sections of the compensation cavities. Furthermore, the gate height of the inflow channels chosen so that an entry of the casting compound into the compensation cavities only then takes place when the one acting through the molding material in the area of the missing casting compound Mass balancing is canceled.

Der Ausgleich der Unwucht asymmetrischer Massen am Gußstück ist für die Laufruhe des Schleuderkopfes, die Verschleißminderung der Tragrollen und für einen ungestörten Kristallisationsprozeß während einer gerichteten Erstarrung bei der Fertigung schwerer Gußkörper im Schleudergußverfahren eine unbedingte Notwendigkeit und durch die Erfindung erreichbar.The compensation of the unbalance of asymmetrical masses on the casting is for the smoothness of the centrifugal head, the reduction in wear of the support rollers and for an undisturbed crystallization process during a directional solidification the production of heavy castings in the centrifugal casting process is an absolute necessity and achievable by the invention.

Es ist noch festzustellen, daß durch die vorgeschlagenen Ausgleichshohlräume eine Behinderung beim Entfernen der Zwischenringbehälter aus der Kokille nicht eintritt und dieselben auch ohne Behinderung vom Gußstück abgezogen werden können.It should be noted that by the proposed compensation cavities an obstruction when removing the intermediate ring container from the mold does not occur and the same can be removed from the casting without hindrance.

Weiterhin bietet sich der Vorteil, daß die anfallenden Massen in den Ausgleichshohlräumen für eine Werkstoffuntersuchung herangezogen werden können, wodurch die Anordnung zusätzlicher Probematerialien entfallen kann.There is also the advantage that the resulting masses in the Compensating cavities can be used for a material analysis, whereby the arrangement of additional sample materials can be omitted.

Nachstehend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die Darstellung zeigt den Querschnitt durch einen auf Laufrollen 7 gelagerten Schleuderkopf 1 mit eingesetzter Kokille 2 mit Sandauskleidung 3 und dem geschleuderten Gußstück 4. Wie zu erkennen ist, handelt es sich bei dem Gußstück 4 um einen Körper mit unsymmetrischem Aufbau. Beim Schleudern solcher Körper tritt, bedingt durch die einseitig fehlende Eingußmasse, eine erhebliche Unwucht auf. Diese Unwucht beeinflußt maßgeblich den Gefügeaufbau. Sie kann zu Gefügeauflockerungen, Lunkerbildungen und ähnlichem führen. Daneben ist die gesamte Schleudergußmaschine extrem hohen Belastungen ausgesetzt, die einen hohen Verschleiß und eine Gefährdung der Arbeitssicherheit mit sich bringen.The invention is to be described in more detail below using an exemplary embodiment explained. The illustration shows the cross section through one on rollers 7 mounted centrifugal head 1 with inserted mold 2 with sand lining 3 and the centrifuged casting 4. As can be seen, it is the casting 4 around a body with an asymmetrical structure. When hurling such bodies, due to the lack of casting compound on one side, there is a considerable imbalance. These Imbalance has a decisive influence on the structure. It can lead to loosening of the structure, Lead to the formation of cavities and the like. Next to it is the entire centrifugal casting machine exposed to extremely high loads, high wear and tear and a hazard of occupational safety.

Bei dem Ausführungsbeispiel wird die Entstehung der Unwucht dadurch verhindert, daß in den Bereichen der fehlenden Eingußmasse Ausgleichshohlräume 5 vorgesehen sind, die über Zuflußkanäle 6 mit dem Schleuderkopfinnenraum verbunden sind. Beim Eingießen des Gießgutes für das Gußstück 4 werden zuerst die Bereiche ausgefüllt, in denen die Sandauskleidung 3 fehlt. In dieser Zeit wirkt die in das Gußstück 4 hineinragende Sandauskleidung 3 gegenüber der geschlossenen Gußfläche auf der gegenüberliegenden Seite als Massenausgleich. Mit dem Uberspülen der vorstehenden Sandauskleidung 3 geht dieser Massenausgleich jedoch verloren.In the embodiment, the creation of the unbalance is thereby prevents compensating cavities 5 are provided that over Inflow channels 6 with the centrifugal head interior are connected. When pouring the cast material for the casting 4 are the first Areas filled in where the sand lining 3 is missing. During this time it works the sand lining 3 protruding into the casting 4 opposite the closed one Cast surface on the opposite side as mass balancing. With the rinsing the above sand lining 3, however, this mass balance is lost.

Er wird dann von den Ausgleichshohlräumen 5 übernommen, indem die Eingußmasse für das Gußstück 4 über die Zuflußkanäle 6 in die Ausgleichshohlräume 5 eintritt. Durch die Querschnittsverengung bzw. durch den kleinen Querschnitt des Zuflußkanals 6 wird erreicht, daß die für den Massenausgleich vorgesehene Eingußmasse nicht schlagartig wirksam wird, sondern kontinuierlich über den gesamten Gießprozeß zunimmt.It is then taken over by the compensation cavities 5 by the Potting compound for the casting 4 via the inflow channels 6 into the compensating cavities 5 entry. Due to the narrowing of the cross-section or the small cross-section of the Inflow channel 6 is achieved that the casting compound provided for the mass balancing does not take effect suddenly, but continuously over the entire casting process increases.

Die Ausgleichshohlräume 5 sind unter Berücksichtigung ihres Achsmittenabstandes gegenüber der fehlenden Eingußmasse so ausgebildet, daß die wirksam werdenden Massenkräfte aufgehoben werden.The compensation cavities 5 are taking into account their center-to-center distance designed in relation to the missing casting compound in such a way that the mass forces that become effective To get picked up.

Der Beginn der Wirkung des Massenausgleichs über die Ausgleichshohlräume 5 kann außerdem mittels der Lage der Eintrittsöffnung des Zuflußkanals 6 geregelt werden. Je weiter der Anschnitt des Zuflußkanals 6 zum Zentrum des Schleuderkopfes hin verlegt wird, desto später wird der Massenausgleich über die Ausgleichshohlräume 5 wirksam.The beginning of the effect of mass balancing via the balancing cavities 5 can also be regulated by means of the position of the inlet opening of the inflow channel 6 will. The further the incision of the inflow channel 6 to the center of the centrifugal head the later the mass balancing via the balancing cavities 5 effective.

Ferner ermöglicht die Erfindung, was im Ausführungsbeispiel nicht dargestellt wird, die Anpassung der Ausgleichshohlräume 5 an die Kontur der auszuformenden Bereiche, die als Einschnürungen oder Durchbrüche am Gußstück 4 erscheinen. Die Ausgleichshohlräume 5 können sowohl aus Blechbehältern als auch aus rückstandslos verbrennenden Modell-Formstoffen bestehen oder aber auch frei eingeformt werden.Furthermore, the invention enables what is not in the exemplary embodiment is shown, the adaptation of the compensation cavities 5 to the contour of the to be formed Areas that appear as constrictions or openings on the casting 4. the Compensating cavities 5 can be made of sheet metal containers as well as residue-free Burning model molding materials exist or can also be freely molded.

Nicht zuletzt kann die aus den Ausgleichshohlräumen 5 gewonnene Eingußmasse für Laboruntersuchungen herangezogen werden.Last but not least, the casting compound obtained from the compensating cavities 5 can be used for laboratory tests.

In der Praxis durchgeführte Versuche haben die Funktionsfähigkeit der erfindungsgemäßen Lehre z.B. bei großen 2-Takt-Zylinderlaufbuchsen voll bestätigt.Tests carried out in practice are functional the teaching according to the invention is fully confirmed, e.g. for large 2-stroke cylinder liners.

Claims

Expectations

1. Device for mass balancing during centrifugal casting of castings with asymmetrical contours and openings with high dimensional accuracy in sand-lined Chill molds, characterized in that in the sand lining (3) of the chill mold (2) compensating cavities (5) are provided in the area of the missing casting compound, which Connected via inflow channels (6) to the free interior of the centrifugal head (1) are.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the compensating cavities (5) are molded into the molding material by means of models or from sheet metal containers or without residue burning model molding materials exist.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the inflow channels (6) are chosen in their cross-sections so that over the duration of the casting process a filling of the Compensation cavities (5) and thus a mass compensation takes place.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the cut height of the inflow channels (6) to the free interior of the centrifugal head, s (1) is placed in such a way that the compensation cavities (5) are not filled until if the mass balance - by the molding material in the area of the missing casting compound no longer takes effect.

L e r s e i t e