DE2625065A1 - Maschine, insbesondere schleudergiessmaschine, mit einer axiallagerung - Google Patents

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Maschine, insbesondere Schleudergießmaschine, mit einer Axiallagerung

Die Erfindung betrifft eine Maschine mit einem festen Maschinenbett, bezüglich dessen ein Rotationsmantel um seine Achse drehbar montiert ist, v/elcher mit einem Axiallager in beiden Richtungen ausgerüstet ist, das einen in einer zur Achse senkrechten Ebene liegenden und mit dem Rotationsmantel formschlüssig verbundenen Profilring und wenigstens eine auf dem Maschinenbett derart montierte Stützrolle aufweist, daß sie auf einer zum Profilring nicht axialen Fläche laufen kann.

Die Erfindung findet vorteilhaft Anwendung bei einer Schleudergießmaschine für Muffenrohre, bei welcher der Rotationsmantel von der Schleudergießform selbst gebildet ist.

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Es ist bekannt, daß die drehbar auf Stützrollen gelagerte Schleudergießform axialen Kräften oder Stoßen in der einen wie in der anderen Richtung ausgesetzt ist, einmal vom Spitzende zur Muffe hin während des HerausZiehens des gegossenen Rohres und zum anderen in Richtung vom Muffenende zum Spitzende hin beim Einsetzen und Verriegeln eines Muffen- kernes auf dem Kopf der Schleudergießform oder Kokille bzw. unter dem Einfluß eines Einstellarmes und einer automatischen Lagerung eines Kernes, der dem axialen Stoß des Gußes auf dem Kern widerstehen muß.

Wenn man sämtliche Längsbewegungen der Gießform unter dem Einfluß dieser axialen Kräfte verhindern wollte, könnte man Verformungen der Gießform hervorrufen; diese wäre dann Knickbelastungen ausgesetzt, was einen guten und freien Umlauf der Gießform stark erschweren würde.

Aus diesem Grunde hat man, um diesen axialen Belastungen entgegenzuwirken, wie bereits erwähnt, schon Begrenzungs- und Stützrollen vorgesehen, die auf einem mit der Gießform festen Ring abrollen können.

In jedem Fall müsste man, insbesondere im Falle von Schleudergießformen mit großem Durchmesser, d.h. beispielsweise von über 600 mm, Stütz- und Begrenzungsrollen beachtlicher Abmessungen verwenden. Je größer aber solche Rollen werden, umso weniger ist sicher, daß wirklicher und wirksamer Stützanschlag auf ihre gesamten Kontakt erzeugenden im Hinblick auf Fabrikationstoleranzen der Gießform, die außen im allgemeinen Rohguß ist und der mehr oder weniger regelmässigen Drehbewegung dieser mehr oder weniger rund laufenden Gießform vorliegt.

Man könnte annehmen, daß es ausreichen würde, auf derselben

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Seite des Profilringes laufende Stütz- und Begrenzungsrollen vorzusehen, um das Problem zu lösen, wobei sich die axiale Belastung theoretisch auf die beiden Rollen verteilt. Jedoch ist aus den eben genannten Gründen eine wirkliche Abstützung auf zwei Kontakt erzeugenden und zwar einer für jede Rolle, illusorisch. Es gäbe vielmehr eine sichere Abstützung auf nur einer und derselben Rolle und diese wiederum würde den Kräften niemals langzeitig widerstehen können. Außerdem würde diese Lösung eine schwierige Ausfluchtung der Stützrollenachsen mit den Achsen der Tragrollen mit sich bringen.

Demzufolge erstrebt die Erfindung die Schaffung einer Maschine der beschriebenen Art, die ein wirksames und widerstandsfähiges Axiallager aufweist.

Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß das Axiallager einen mit dem Maschinenbett festen Lagerzapfen aufweist,* der radial bezüglich des Rotationsmantels in der Stellung normal zu dem Profilring angeordnet ist und auf dem frei drehbar beweglich und senkrecht dazu ein Traghebel montiert ist, der zwei Stützrollen trägt, deren Achsen in der Ebene der Achsen des Lagerzapfens und der Achse des Hebels liegen und die völlig frei drehbeweglich auf diesem Hebel montiert sind, wobei der Profilring zwei nicht axiale Stützflächen aufweist, zwischen denen die Rollen laufen und deren axialer Abstand eine Winke!verschiebung des Hebels erlaubt.

Infolge dieser einfachen und widerstandsfähigen Konstruktion befinden sich nicht nur die zwei Stützrollen ständig gleichzeitig in einer Anschlagstellung auf dem Profilring während der Drehbewegung des Rotationsmantels und üben so eine axiale Reaktionskraft gegen die Belastungen aus, was zu einer guten Verteilung derselben auf die zwei Rollen führt, sondern es stellt sich auch nicht mehr das Problem der Ausrichtung der-

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selben mit den Tragrollen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt einer Schleudergießmaschine nach der Erfindung;

Fig. 2 einen vergrößerten Teilschnitt längs der Linie 2-2 der Fig. 1 zur Wiedergabe einer Einzelheit;

Fig. 3 eine Unteransicht der Einzelheit nach Fig. 2, wobei außerdem noch das Profil des axialen Teiles des Profilringes zu erkennen ist; und in den

Fig. 4, 5 und 6 schematische Darstellungen entsprechend Fig. 3 zur Verdeutlichung der Funktionsweise der Maschine.

Die allgemein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnete Schleudergießmaschine besteht aus einem Gehäuse 2, in dessen innerem, um ihre horizontale Achse drehbeweglich eine im allgemeinen rohrförmige Gießform 3 montiert ist, deren Enden die Öffnungen des Gehäuses durchdringen. Es handelt sich, genauer gesagt, beim Ausführungsbeispiel um eine Lavaud-Maschine, d.h. um eine Maschine, die an eine lange Gießrinne 4 anschließt, die teilweise angedeutet ist und die Gießform 3 in Längsrichtung durchfährt, um in ihr das schmelzflüssige Gießmaterial zu verteilen, wobei das Gehäuse 1 hier verschiebefest und die Gießrinne 4 parallel zur Achse X-X beweglich angenommen ist. Die Gießform 3 wird durch einen Kern 5 vervollständigt, der im Inneren des einen weiten Endes 6 der Gießform befestigt wird und der die Innenform der Rohrmuffe des Gußrohres 7 begrenzt, das in gestrichelten Linien angedeutet ist. Dieser

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Kern 5 ist auf der Gießform durch eine Anzahl von nach außen vorstehenden Verschlußhebeln 8 verriegelt. Eine schematisierte MenschenSilhouette 9 in der Nähe der Maschine soll zeigen, daß der Kern 5 ungefähr die Größe eines Menschen besitzt. Die Gießform ruht auf Tragrollen 10 und 11 mit zur Achse X-X parallelen Achsen, wobei die Rollen 11 gleichzeitig Antriebsrollen sind, die ihren Drehantrieb von einem Motor 12 erhalten.

Die Maschine enthält außerdem noch ein Axiallager 13 aus einem Profilring 14 und zwei Stützrollen 15. Der Profilring 14 ist am Spitzende 16 vorgesehen und befestigt, das von der Rohrmuffe 6 der Gießform 3 abgewendet ist, aber selbstverständlich bei einer abgeänderten Ausführungsform auch auf der Seite der Rohrmuffe 6 angebracht sein kann. Dieser Profilring weist zwei Führungsflansche 17 auf, die durch einen zylindrischen Ring verbunden sind, so daß eine kreisringförmige Rille 18 mit trapezförmigen, sich radial nach außen erweiterndem Querschnitt entsteht, wobei die Innenflansche 19 der Führungsflanschen 14 zu diesem Zweck Kegelsturapfform bezüglich der Achse X-X aufweisen. Das Axiallager weist außerdem noch einen Lagerzapfen 20 auf, der auf einem Sockel 21 im Inneren des Gehäuses mit einer vertikalen Achse Y-Y senkrecht zur Achse X-X befestigt ist, d.h. bei fehlenden axialen Belastungen auf der Gießform in der Symmetrieebene des Profilringes 14. Auf dem Lagerzapfen 20 ist frei drehbar und nahezu horizontal ein Traghebel 22 angebracht, dessen Achse Z-Z mittig senkrecht zu den Achsen X-X und Y-Y, d.h. quer zur Gießform orientiert ist. An seinen Enden und symmetrisch zu der Achse Y-Y trägt dieser Traghebel 22 zwei Lagerzapfen 23, deren Achsen in der Ebene Y-Z leicht schräg verlaufen, so daß sie auf der Achse X-X konvergieren. Auf jedem Lagerzapfen 23 kann sich frei eine der beiden Stützrollen 15 drehen.

Der Abstand der Lagerzapfen 23 ist verhältnismässig gering, so daß beispielsweise der Winkel zwischen ihren Achsen in der Größenordnung von nur 20° liegt. Die beiden Rollen 15 weisen

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Kegelstumpfform auf und ihre Achse entspricht derjenigen des Lagerzapfens 23· Ihre Schrägung ist komplementär zu derjenigen der Flanken 19 des Profilringes 14, so daß sie mit diesen zusammenwirken können. Die große, radial nach außen bezüglich der Gießform weisende Basis dieser Rollen weist einen Durchmesser D auf, der z.B. 5 oder 10 % kleiner als die maximale Breite L der Rinne 18 des Profilringes 14 in Achsrichtung der Gießform ist. Auf diese Weise kann der drehbar gelagerte Traghebel 22 eine relativ geringe Winkelbewegung von z.B. größenordnungsmässig 5 um den Lagerzapfen 20 ausführen, die durch die Führungsflansche 17 des Profilringes 14 begrenzt wird.

Die Funktionsweise der oben beschriebenen Gießmaschine und ihres Axiallagers ist folgende:

Steht die Gießform 3 still, dann können die in dem Profilring 14 sitzenden Rollen beliebig mit den Flanken 19 der Führungsflanschen 17 in Berührung stehen oder leicht davon entfernt sein; der Traghebel 22 befindet sich in Ruhestellung.

Wird die Gießform 3 in Umlauf versetzt, dann unterliegt sie vor dem Gießen, beim Einführen und Befestigen des Kernes einem axialen Stoß in Richtung des Pfeiles f von der Muffe her zum Spitzende hin. Dieser axiale Stoß wird durch einen Mitnehmerarm des Kernes ausgelöst und könnte selbst durch den gleichen, nicht dargestellten Arm aufrecht erhalten werden, wenn er anstelle der hier verwendeten Verschlußhebel 8 das zur Verriegelung des Kernes dienende Mittel wäre. Wenn sich der Lagerzapfen 20 mit der Achse Y-Y exakt in der Symmetrieebene des Profilringes 14 in gleichem Abstand von den beiden Führungsflanschen befinden würde, wenn die Gießform völlig genau rundlaufen würde und wenn die Führungsflansche des Profilringes völlig kreisförmig wären, dann würde der auf der Seite der Muffe 6 befindliche Führungsflansch genau auf den Erzeugenden der beiden sich auf der gleichen

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Seite bezüglich der Achse Z-Z des Armes 22 befindlichen Rollen zur Anlage kommen und dieser nicht stoßen. Wenn allerdings die Führungsflanschen des Profilringes 14 stark verformt sind, beispielsweise infolge von Montage und Demontage und nach häufiger Verwendung der Gießform 3, kommt es vor, daß der der Muffe benachbarte Führungsflansch 17 sich zuerst auf nur einer der beiden Rollen, z.B. auf der oberen nach Fig. 4, aber auch gegebenenfalls auch auf der anderen abstützt. Der Traghebel 22 schwenkt dann um den Lagerzapfen 20 und die nach Fig. 4 unten liegende Rolle schlägt gegen den anderen, dem Spitzende zugewendeten Führungsflansch. Auf diese Weise besteht entlang der Erzeugenden 24 der Rollenkontakt, die sich bezüglich der Achse Z-Z des Traghebels 22 gegenüberliegen. Es kann auch vorkommen, daß der dem Spitzende 16 näher liegende Führungsflansch 17 als erster mit einer der beiden Rollen als Folge eines unregelmässigen Uralaufs der Gießform oder einer Unregelmässigkeit in der Form dieses Führungsflansches kontaktiert. In diesem Falle kippt der Traghebel 22 in die entgegengesetzte Richtung.

Bei Normalbetrieb schwenkt der Traghebel 22, der nach Fig. und 5 ein gewisses freies Spiel hat, unter dem Einfluß der oben genannten Unregelmässigkeiten, der axialen Dehnung und Verschiebung der Gießform genausoviel in der einen wie in der anderen Richtung.

Während des Umlaufes der Gießform und während des Gießvorganges unterliegt die Gießform einem axialen Stoß von seiten des den Kern erreichenden Gießmaterials und einem stärkeren axialen Gegenstoß der Verriegelung von seiten der Verschlußhebel 8 oder des Tragarmes und der Verriegelung des Kernes (Fig. 6). Die Gießform bleibt immer durch eine der beiden Führungsflanschen 17 des Profilringes 14 auf den Rollen 15 in Anschlag entsprechend

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zweier Berührungserseugender 24 (Fig. 6). Eine der beiden Rollen übt eine axiale Anschlagsreaktionskraft gegen einen der beiden Führungsflansche 17 aus, während die andere Rolle eine parallele axiale Reaktionskraft auf den selben Führungsflansch ausübt. Die beiden axialen Reaktionskräfte der Rollen sind gleich groß und gleich gerichtet, und verlaufen durch die Berührungse:
Gießform 3 aus.

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die Berührungserzeugenden 24 und gleichen so den Stoß f der

Beim Herausziehen eines eben fertiggestellten Rohres 7 unterliegt die Gießform einer axialen Zugkraft in Richtung des

ρ
Pfeiles f . In diesem Falle nähern sich die Rollen 15 dem gegenüberliegenden Führungsflansch 17> während sich der Traghebel 22 dreht, bis die beiden Rollen 15 an dem gleichen Führungsflansch 17 anschlagen, der dem in Fig. 6 ersichtlichen beaufschlagten Führungsflansch gegenüberliegt.

Die Vorteile einer mit einem derartigen Axiallager ausgerüsteten Gießmaschine sind unter anderem folgende:

Hie gen des Traghebels und der beiden mit dem Profilring mit kegelstumpfförmigen Führungsflanschen zusammenwirkenden Rollen erhält man immer, unabhängig von den Einste1lungenauigkeiten der Vorrichtung bei der Montage, unabhängig von den Ungenauigkeiten der Drehbewegungen der Gießform (Unwuchten infolge starker thermischer Kräfte durch Erhitzung und Abkühlung der Gießform), unabhängig von möglichen Verformungen der Führungsflansche des Profilringes und unabhängig vom Verschleiß der kontaktierenden Teile einen Kontakt der beiden Rollen mit den Führungsflanschen längs der beiden Kontakterzeugenden. Folglich werden die axialen Belastungen genau zu gleichen Teilen zwischen den beiden Rollen aufgeteilt, die diese Belastungen aufnehmen können, woraus sich ein um die Hälfte verringerter Verschleiß durch den spezifischen Kontakt-

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— Q —

druck ergibt. Durch den Traghebel 22 sind die axialen
Reaktionsmonente vollständig ausgeglichen. Ohne diesen
Traghebel wäre die Verwendung von zwei auf festen Lagerzapfen montierten xinschlagrollen illusorisch, da effektiv nur eine der beiden Rollen der gesamten axialen Belastung ausgesetzt wäre und dieser nicht lange widerstehen könnte.

Pat e nt a ηrorüche

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Claims (3)

1. - ίο -

   Patentansprüche

   1 _v; Maschine, insbesondere Schi eud er gießmaschine mit einem festen Maschinenbett, bezüglich dessen ein Rotationsmantel um seine Achse drehbar montiert ist, welcher mit einem Axiallager für beide Richtungen ausgerichtet ist, das einen in einer zur Achse senkrechten Ebene liegenden und mit dem Rotationsmantel formschlüssig verbundenen Profilring und wenigstens eine auf dem Maschinenbett derart montierte Stützrolle aufweist, daß sie auf einer zum Profilring nicht axialen Fläche laufen kann, dadurch gekennzeichnet, daß das Axiallager (14-20-22-23-15) einen mit dem Maschinenbett (2) festen Lagerzapfen (20) aufweist, der radial bezüglich des Rotationsmantels (3) in der Stellung normal zu dem Profilring (14) angeordnet ist und auf dem frei drehbeweglich und senkrecht dazu ein Traghebel (22) montiert ist, der zwei Stützrollen (15) trägt, deren Achsen (23) in der Ebene der Achse (Y-Y) des Lagerzapfens (20) \md der Achse (Z-Z) des Traghebels liegen und die völlig frei drehbeweglich auf diesem Hebel (22) montiert sind, wobei der Profilring (14) zwei nicht axiale Stützflächen (19) aufweist, zwischen denen die Rollen (15) laufen und deren axialer Abstand eine Winkelbewegung des Hebels (22) erlaubt.
2. 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Rollen (15) auf dem Traghebel (22) symmetrisch bezüglich des Lagerzapfens (20) angeordnet sind.
3. 3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Rollen (15) kegelstumpfförmig ausgebildet sind und ihre Achsen auf der Achse (X-X) des Rotationsmantels (3) konvergieren und der Profilring (14) eine Rille (18) mit axialem trapezförmigen Querschnitt

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   aufweist, deren Flanken (19) die gleiche Neigung wie die Erzeugenden der Rollen (15) aufweisen.

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