Schreckschalen zur Verdichtung von Grauguß
D. Kolben für große Gasmaschinen
Diese K olben m ac h te n anfänglich dem G ießer re c h t große Schw ierigkeiten. W ar d er Guß scheinbar noch so wohlgelungen u n d h a tte n D ru c k p ro b en gesunde u n d w ider
standsfähige W are ausgewiesen, so folgte doch n u r allzuhäufig d as U nglück: Die Kolben zersprangen bei d e r In b e trie b n a h m e der M aschine oder doch schon kurze Zeit n achher, u n d es w a r fa s t ein Glücksfall, w enn zw ischenhinein einm al ein Kolben längere Z eit sta n d h ie lt. Die U rsache lag in den beim gew öhnlichen G ießverfahren schier u nverm eidlich a u ftre te n d e n S pan
nungen. E r s t die A nw endung einer Schreckschale in V erbindung m it einem ausgiebig bem essenen Ü berkopfe (Abb.
489) b ra c h te die erseh n te Sicherheit der Abgüsse. D e r Ü b erk o p f verzögert die A bk ü h lu n g des ganzen S tücks. D er zu
erst e rsta rre n d e K olb en b o d en bleibt länger glü h en d u n d die sonst zwischen ihm u n d dem sp äter e rsta rre n d en K ra n ze a u ftre te n d e n S pan n u n g en w erden vermieden.
Die Schreckschale dient in erster Linie d er V erdichtung des K ranzes, nebenbei fü h rt sie seine raschere E rsta rru n g herbei, w as w iederum dem Spannungsausgleiche zugute kom m t. Die an u n d fü r sich hohen U n k o sten d er Schreckschale, des Ü berkopfes und seiner E n tfe rn u n g m achen sich du rch A usfall v o n Fehlgüssen u n d zuverlässige B e
w ährung der K olben im B etriebe reichlich bezahlt.
XI. Hartguß.
Allgemeines.
Als H a r t g u ß w erden G ußw aren bezeichnet, deren O berfläche a n b estim m te n Stellen zum Zwecke d er H ä rtu n g absichtlich rasch ab g e k ü h lt w urde. D ie a b g e k ü h lte n Ober
flächen erlangen die H ä rte v o n W eißeisen, w äh ren d die langsam a b g e k ü h lte n Stellen un d das In n e re d er Abgüsse w eicher bleiben. M it en tsp rech en d bem essenen Schalen lassen sich H ärtu n g sw irk u n g en bei jeder A rt v on Gießereieisen erzielen, a b e r n u r bestim m te G attierungen erm öglichen es, zugleich m it d er H ä rte hohe F estigkeits- u n d Z ähigkeits
grade zu erreichen 2). N eben d er verschiedenen chem ischen Z usam m ensetzung des Eisens un d d er W an d stä rk e des G ußstücks wie d er Schale ist der zwischen d er letzte ren und dem flüssigen Eisen bestehende W ärm eu n tersch ied von großem E in flu ß au f die A rt
x) S. B d . I, S. 2 0 3 . 2) N ä h e r e s s. B d . 1, S. 201.
der H ä rtu n g . Bei zu großem W ärm eunterschiede e n ts te h t eine v on der g rauen U n te r allm ählich v erlaufende Ü bergangschicht bildet den zuverlässigsten V erband zwischen der g rauen u n d w eißen Zone. G u ter allm ählicher Ü bergang w ird durch geeignete G attierung, richtiges V orerw ärm en der Schalen u n d m öglichst k altes Gießen erreicht.
Die U n terlag en zu r sachgem äßen A nw endung dieser M ittel liefern fortw ährende chemische U ntersuchungen d er R ohstoffe und der fertigen G ußstücke, K leingefügeuntersuchungen m ißratener u n d g u t gelungener Güsse u n d sorgfältige W ärm em essungen m it leistungs
fähigen P y ro m etern .
Die V erw endung v on H a rtg u ß ist sehr m annigfaltig, er dient fü r Angriffs- u n d V er
teidigungsm ittel (Geschosse u n d Panzerungen), E isenbahnbedarf (L aufräder, W eichen
zungen, K reuzungen, H erzstücke, B rem sklötze), M aschinenteile (Teile zur H a r t unterw orfen werden, m üssen sie aus verschiedenem W erkstoff und u n te r sehr verschiedenen Bedingungen hergestellt werden. I n der H a u p tsa ch e sind drei W alzenarten zu u n te r
d urchaus befriedigende A bkühlung u n d in d er Folge rasches E rs ta rre n des S ta h ls e r innerhalb b estim m te r Grenzen leicht verschiedenen W a lzendurchm essern anpassen lassen.
F ü r g la tte W alzenbunde w erden allgem ein Schalen v erw endet, die sich ü b e r den ganzen
H artgußwalzen. 141
A ußer den den ganzen W alzenbund um schließenden Schreckschalen finden auch Teilschalen zum H ä rte n b estim m te r Stellen des W alzenkörpers V erw endung; so b en u tz t an geschnitten, uni dem E isen eine wirbelnde, V erunreinigungen nach oben treibende
1 ) V gl. B d . I, S. 2 0 4 , fern er E . S c h ü z , S ta h le is e n 1922, S. 1610.
Abb. 491. Vollständige Hart
walzenform mit in den Fertig
maßen eingezeiclineter Walze.
B ewegung zu verleihen. Z ur E rstellu n g des tan g e n tia le n A n sch n itts w ird ein durch einen Schlitz des F o rm k asten s nach au ß en reichendes A n sch n ittm o d ell (Abb. 493) m it au fg estam p ft u n d du rch die F o rm k asten w a n d h in d u rch au s dem S an d gezogen. Da die F o rm fü r die beiden Zapfen im V erhältnis zu ihrem D urchm esser ziem lich niedrig ist, b ie te t die saubere A usarbeitung dieses A n sch n itts keine Schw ierigkeit.
Modells für den tangen
tialen Anschnitt. Abb. 494. Mit Keil und Bügel an den Rinnen befestigte Einguß-Deckplatten.
D er E inguß selbst m uß abseits von der F o rm an g eo rd n et w erden, d a er in u n m ittelb arer V erbindung m it ih r die H ärtu n g sw irk u n g en u n günstig beeinflussen w ürde. M an stellt sein Gehäuse entw eder aus einer A nzahl k u rz er R ö h ren stü ck e oder aus ein bzw. zwei langen Teilen, wie es Abb. 491 erkennen lä ß t, her. B ei d er A usführung in k u rz en Stücken
Abb. 495. Mit Schrauben festgehaltene Abb. 496. Teilweise vom Formkasten befreite
Einguß-Abschlußplatte. Walze.
w erden ringsum geschlossene K ä stc h e n übereinandergesetzt, ein langes Steigerm odell in ihrer M itte eingeform t u n d schließlich ausgezogen. L ange S tücke h a b e n dagegen eine offene Seite, die m it einer P la tte abgeschlossen wird. D ie P la tte k a n n m ittels S chrauben oder m itte ls B ügel u n d K eile am trogförm igen H a u p ts tü c k befestigt w erden. Abb. 494 zeigt Eingüsse, deren D e c k p la tte m it K eil u n d B ügel a n den R innen
Walzen. 143
befestigt ist, w ährend die A b sch lu ß p latte des Eingusses in Abb. 495 m it S chrauben fe st
gehalten w ird. Abb. 486 zeigt eine teilweise vom F o rm k asten befreite W alze u n d lä ß t insbesondere die A nordnung des D reh- u n d des K upplungszapfens sowie des Ü berkopfes deutlich erkennen.
Beim E inform en d er Zapfenm odelle m uß Vorsorge betreffs ihrer genauen Ü b e r
einstim m ung m it der R ich tu n g u n d dem M ittel des du rch die Schreckschale gegebenen W alzenbundes getroffen w erden. M itu n te r begnügt m an sich d am it, das u n tere Z apfen
modell m it drei stark e n D übeln im S tam pfboden zu führen. Sicherer ist es, du rch die M itte des M odells eine lange, a n beiden E n d en m it einem Gewinde versehene eiserne Stange zu ziehen. N ach E in fü h ru n g dieser Stange durch den S tam pfboden, u n terh a lb dessen sie durch eine M u tter H a lt findet, w ird das Modell übergeschoben u n d m it einer zweiten M u tter fest gegen den S tam pfboden gepreßt. N ach Auf setzen der Schreckschale und Ü berschieben des in ih r g efü h rten oberen Zapfenm odells w ird auch dieses durch eine oberhalb angeordnete M u tter gesichert. Z ur W ah ru n g der übereinstim m enden Lage
der oberen u n d u n tere n K u pplungsklauen w ird, scharf anliegend, in der inneren B uch- tu n g einer der u n tere n K la u e n eine zweite Stange durch die ganze Länge d er F orm ge
fü h rt, w odurch jeder V erdrehung der oberen K u p p lu n g sicher vorgebeugt ist (Abb. 497).
D er durch die Schreckschale abgekühlte B u n d e r s ta rrt rascher als die n u r von
SchniH/l-B
Abb. 497. Verankerung der Zapfenmodelle zur Sicherung ihrer richtigen Lage,
a = Deckplatte, b = Kupplungszapfen, c = Dreh
zapfenmodell, d = Unterlagscheibchen, e = Mittelanker, f = Kupplungsanker.
Abb. 498. Anordnung einer nachstellbaren Büchse (e) zur Sicherung gegen Risse am Übergang vom Bunde zum oberen Zapfen.
schlecht w ärm eleitender Masse um gebenen Zapfen. D er H a u p tk ö rp e r beginnt schon kräftig zu schwinden u n d nach u n te n zu streben zu einer Zeit, in der der obere Zapfen noch größtenteils flüssig ist. E s en tsteh e n infolgedessen am Ü bergang von B u n d und Zapfen leicht Risse. E in bew ährtes M ittel zu r Begegnung dieser G efahr b este h t in folgender A nordnung (Abb. 498). M an versieht die Schreckschale k an ihrem oberen R an d e m it einigen L ap p en a, die dem an den Bolzen f hängenden gußeisernen R inge b das H ö h e r
gehen verw ehren. Die in der Schreckschale k geführte Stopfbüchse c reicht bis a n die obere F läche des B undes der zu gießenden W alze. Gußeiserne S tü tzen d v erh ü te n z u nächst ein ungew olltes Sinken der Stopfbüchse. U n m itte lb a r nach dem E rs ta rre n des Eisens a n der oberen K a n te des W alzenbundes en tfe rn t m an die S tü tzen b u nd zieht die M u tte rn e an, w odurch die in der Büchse c befindliche F o rm des oberen Zapfens dem schw indenden B unde nachgedrückt und d am it die G efahr einer R ißbildung an der Ü bergangstelle verm ieden wird.
D ie G efahr von Ü bergangsrissen wird b eträchtlich verringert, wenn m an den Ü bergang vom Z apfen zum B u n d nicht, wie in Abb. 491 gezeichnet, m it dem Schreckschalenende
zusam m enfallen, sondern einen Teil des Zapfens in die Schreckschale reichen läß t,
Walzen. 145 F eststellung d er A bschreckung zerschlagen. Beim Schm elzen im Siem ens-M artinofen werden gew öhnlich vier P ro b en gem acht, ehe das E isen genügend gießreif ist. N ach zwei S tunden nach d er Verflüssigung des E insatzes im Flam m ofen erforderlich. D as d an n abgestochene E isen pflegt etw as ü b e r
E ine passende Z ahnteller-S chreckschale w ird auf die G ru n d p la tte A gesetzt, der K e rn m it n ac h u n te n gerich tetem A chsenende in sie geschoben, w orauf die Schalen zusam m engeklappt u n d m itte ls S chraubenbolzen A (Abb. 506 u. 507) fe st verb u n d en w erden. D en oberen A bschluß d er E o rm bilden an die Schale C g esch rau b te R inge E (Abb. 505), die sich genau an das obere K e rn lag er anschließen. D as K e rn la g e r ra g t ein wenig ü b e r die S chreckschalen hinaus, w odurch sich die M öglichkeit ergibt, d en K ern
Abb. 508.
Abb. 505. Abb. 506. Abb. 507.
Abb. 505 — 508. Walzenform mit geteilter Schreckschale.
m it einem in den Ösen d er L ap p e n D (Abb. 505) g efü h rten Q uerbügel B (Abb. 507 u.
508) durch leicht angetriebene K eile C (Abb. 507) niederzuspannen. Schließlich setzt m an ein E ingußkästchen E (Abb. 507) auf, w orauf d er A bguß erfolgen k a n n . D as E isen w ird m ittels eines Eingusses zugeführt, d er du rch den K e rn re ic h t u n d au f d er u n te re n N abe der W alze m ündet, so daß die F o rm m it v o n u n te n ansteigendem E isen g efü llt wird. Infolge
Abb. 509. Abb. 510.
Abb. 509 u. 510. Walzenkern.
Abb. 511. Abb. 512.
Abb. 511 u. 512. Walzenform mit ungeteilter Schreckschale.
d er d ünnen W a n d stä rk e dieser W alzen e r s ta rrt das E isen fa s t u n m itte lb a r n ac h dem Gusse. Sobald dies ein g etreten ist, schiebt m an nach L ösung des oberen S p an n bügels B (Abb. 508) u n d d er V erbindungschraube A (Abb. 507) in die L öcher Ax (Abb. 508) eiserne Griffe u n d k la p p t d a m it die beiden S chreckschalen auseinander. N ach dem Ausheben d er W alze k a n n ohne w eiteres ein neuer K e rn eingesetzt u n d d as Ver
fa h ren w iederholt w erden. D er Z eitra u m zw ischen den aufeinanderfolgenden Güssen wird n u r durch R ü ck sich tn ah m e au f die fortschreitende E rw ärm u n g d er S chreckschalen
W alzen. 147 halben S chreckschalen eine ungeteilte, ganze, zylindrische Schale V erw endung findet.
Auf einer U n te rla g s p la tte E r u h t die eiserne G etriebeform A, in die d er K ern gesteckt t-schlingen w eitere Sicherung des Z usam m enhaltens, verschm iert die Fugen, schw ärzt und ü b ertro ck n et den K ern.
R aschere u n d genauere A rbeit erm öglicht eine zweiteilige K ernbüchse nach den Abb. 514 u n d 515. A bb. 515 zeigt einen S c h n itt du rch die Büchse,
deren zwei H ä lfte n durch S chraubenbolzen zusam m engehalten werden.
In die zusam m engeschraubten äußeren Teile d er K ernbüchse w ird die
Abb. 516.
hergestellt w ird. N ach T rocknung auch dieses K e rn stü ck s, das einerseits a n d er A chse der W alze u n d anderseits in einer M arke des u n te re n K ern s F ü h ru n g fin d et, schiebt m a n es
ü b e r die Achse au f den H a u p tk e rn und v e r k itte t die Fuge. Schließlich löst m an auch die B olzen B, zieht die u n tere n S eitenteile ab. h e b t d en K e rn a n und zieht das N abenm odell C n a c h u nten aus dem Sande. A n dessen Stelle wird ein A bschlußkern (Abb. 519) in den großen K e rn geschoben u n d festgekittet.
M it dieser A nordnung b leib t auch der R a u m u n te rh a lb der Nabe frei, was in A n b e tra c h t d er V erm eidung v o n G u ß sp an n u n g en und der vollständigen E n tfe rn u n g des K e rn san d es n a c h dem Gusse erw ünscht ist. I n der K ern b ü ch se (Abb. 516) sind zwei Eingüsse vorgesehen; d er eine fü h rt n u r zum A n sch n itte d er oberen Arm stege, w ährend d er zw eite die V erbindung m it dem bis zur u n tere n N abe fü hrenden H aupteingusse herstellt. Die Abb. 517 g ib t eine A nsicht der K ernbüchse v on oben, Abb. 518 eine solche v o n u n te n wieder.
Abb. 517. Abb. 518.
Abb. 516—518. Hilfskernbüchse.
Abb. 519. Nabenkern.
3. T e i l w e i s e g e h ä r t e t e W a l z e n .
Viele W alzen w erden n u r a n einem, bzw. a n verschiedenen T eilen des B undes ge
h ä rte t. M an gießt auch solche W alzen steh en d m it einem au ß e rh alb des F orm kastens
angeordneten Eingusse. Abb. 520 zeigt das die u n te re Z apfenform einer derartigen W alze e n th a lte n d e F o rm k asten teil m it dem E in g u ß an sc h lu ß k rü m m e r u n d Abb. 521
Abb. 520 u. 521. Untere Zapfenformteile einer teilweise Abb. 522. Modell für die Form des
gehärteten Walze. Kuppelzapfens.
Abb. 523. Ausdrehen des oberen Walzenbundes mit wagerecht gelagerter Lehre.
eine auf das F o rm k a ste n u n te rte il zu setzende Teilschreckschale. Die F o rm fü r d en ober
halb des g e h ä rteten Teils befindlichen w eichbleibenden Teil des W alzenbundes wird in einem geteilten F o rm k a ste n m it H ilfe einer auf w agerechter Achse b efestig te n Lehre ausgedreht (Abb. 523). Die F o rm des K uppelzapfens k a n n n ich t au sg e d reh t werden, m an stellt sie m it einem Modell her, das, auf einem B re tt an g e b rac h t (Abb. 522), a n das
Graugußwalzen. 149
F o rm k asten en d e g ed rü ck t w ird, w orauf m a n die H ohlräum e m it F o rm san d au ssto p ft und d as Modell w ieder aushebt. Im linken H in terg rü n d e der Abb. 523 ist eine K a s te n hälfte m it fertiger K upplungszapfenform zu erkennen.
Z ur H ä rtu n g einzelner D urchgänge v o n K aliberw alzen w erden in die Sand-, bzw.
M an h a t w iederholt au ch beim G uß v on u n te n den oberen W alzenzapfen in e n d gültiger F o rm zum A bgusse zu b ringen versu ch t, d a m it a b e r n u r M ißerfolge erzielt.
D er Zapfen zeigte ste ts L unkerstellen, d a der Ü berkopf n ic h t im sta n d e w ar, d u rc h die V erengung dieses Zapfens h in d u rch ausgiebig genug au f den B allen einzuw irken. Beim G uß v on oben k a n n dagegen selbst du rch das Schlackensieb h in d u rc h d e r W alzen
k ö rp e r m it nachströ m en d em E isen ausreichend gespeist w erden. D as E rg eb n is einer V ersuchsanordnung n ac h A bb. 526, bei d er m a n das Sieb in den Ü b erk o p f h in ein v er
legte, und wobei sich d a n n d er L u n k e r o berhalb des Siebes einstellte, weist dies k la r aus.
F ü r das g u te G elingen des Gusses v on oben ist es unbedingt nötig, der w äh ren d des Gießens zum A bzüge d rä n g en d en L u ft aus
reichende A bzugsm öglichkeit zu schaffen. D as geschieht am besten d u rc h A nordnung eines etw a 10 m m g roßen Loches u n te rh a lb der A uflage des G ießkästchens, bei A in den A bb. 524 u n d 527. W ird das unterlassen, so suchen sich die Gase zw ischen dem E in g u ß k ä st
chen u n d dem oberen F o rm k asten ab sch lu sse unregelm äßige Auswege.
A uch fü r K a l i b e r w a l z e n ist d e r G uß v o n oben m it bestem E rfolge d u rc h g efü h rt w orden. A bb. 527 zeigt eine d erartig e A nord
nung. H ier sind schon bei A nfertigung d er L eh ren — diese größere F o rm w urde m itte ls L ehren in L ehm h erg estellt — die U n te rk a n te n d e r K a lib e r zu brechen, d a m it etw aige V erunreinigungen, die n ic h t wie beim ta n g e n tia le n Gusse von u n te n nach der M itte zu getrieben w erden, n ic h t h a fte n bleiben, sondern n ac h oben ab gleiten. R eichen fü r lange W alzen die v o r
h an d e n en F o rm k asten n ic h t zu r U n te rb rin gung genügend hoher Ü berköpfe aus, so behilft m an sich durch A ufsetzen eines E r gänzungskastens nach Abb. 528. L etz te re Abb. 526. Lunker
bildung oberhalb des Gießfilters.
Abb. 527. Form einer Kaliberwalze bereit zum Guß von oben.
Abb. 528. Gießfertige Form einer Kaliberwalze mit aufgesetztem Hilfskasten für den Überkopf.
A bbildung lä ß t auch die Stelle erkennen, a n der beim Guß von u n te n d er tangentiale E inguß an g esch n itten wird. Aus dem E isen oder von der F o rm sta m m e n d e fremde B estandteile setzen sich erfahrungsgem äß u n te rh a lb des oberen K u p p lu n g szap fen s fest, d a die zwischen K u p p lu n g s- u n d Laufzapfen bestehende K a n te ih rem w eiteren Aufstiege hinderlich ist. Sie sind hier ziemlich unschädlich, fallen sie doch beim B e arb eiten des Laufzapfens m eistens vollständig weg. E tw aige geringe noch übrigbleibende S puren bilden keine B eein träch tig u n g der G üte (Festigkeit) u n d B ra u c h b a rk e it d er W alze.
Eisenbahnwagenräder (Griffinräder). 151 meist auf D urchziehform m aschinen du rch m echanische S andverdichtung hergestellt, w ährend das O berteil von H a n d g estam p ft w erden m uß, d a hier der m echanischen V er
dichtung die ausgedehnten Stellen u n te r den S andleisten (Schoren) hinderlich sind. Große Sorgfalt erfo rd ert die H erstellu n g d er beiden K erne, des R ing- u n d des N abenkerns,