Leiter des wirtschaftlichen Teiles
6eneralsekrctär Dr. V. B e u m e r, 6«diäfisiDhrer der K o r d w e s t lic h e n Gruppe {tt Vereins deutsdier Elsen* und Stahl-
Industneller.
STAHLm
ZEITSCHRIFT
Leiter des technischen Teiles D r . - J t t g . 0. P e t e r s e n ,
stellvertr. Geschäftsführer des Vereins deutscher
Eisenhüttenleute.
FÜR DAS DEUTSCHE EISENHÜTTENWESEN.
Nr. 39. 2 5 . S e p te m b e r 1 9 1 3 . 3 3 . Jahrgang.
B e r i c h t
über die
20. Versammlung deutscher Gießereifachleute
am M ittw och, d en 1 0 . S e p t e m b e r 1 9 1 3 , a b en d s 5 l/ 2 U hr, zu E is e n a c h , im H o t e l zum R autenkranz.
\ ttch in diesem Ja h re waren wieder eine sta ttlich e Reihe von G ießereifachleuten aus allen Gauen unseres
■C*- Vaterlandes dem Rufe des von dem Verein deutscher Eisengießereien und dem Verein deutscher Eisen- büttenleute gemeinsam eingesetzten A u s s c h u s s e s z u r F ö r d e r u n g d e s G i e ß e r e iw e s e n s zu einer Ver
sammlung in dem schönen E isenach gefolgt, wiederum ein Beweis, daß der G rundgedanke des Ausschusses zur Förderung des Gießereiwesens ein gesunder ist und m ehr und m ehr den Zwecken und Zielen der deutschen Gießercifachleute zu dienen berufen ist.
Die T a g e s o r d n u n g der V ersam m lung, die u n te r dem Vorsitz des H errn $r.»3ng. Siegfried G. W e r n e r , Düsseldorf, sta ttfan d , lau tete:
1. Das umschnürte G ußeisen, ein n eu e s Baumaterial, eine Uebersicht der bisherigen V ersu ch e und Anwendungen im Hochbau und Brückenbau. Von K. K. Oberbaurat 3)r.=3ng. Fritz v o n E m - p e r g e r , Wien.
2. Die Verwendung von Zusa tzei sen zur Erzielung hochwertigen Gußeisens. Von Dipl. - Hütten
ingenieur Alexander Z e n z e s .
3. Ziele, Lehrpläne und Einrichtungen der Königlichen Hüttenschule Zu Duisburg. Von Ober
lehrer 3)ip(.s3ng. Friedrich E rb r e i c h , Duisburg.
Der an erster Stelle genannte V ortrag fand, wie der Vorsitzende in seinem D an k an den Vortragenden hervorheben konnte, einen geradezu begeisterten Beifall, da die Ausführungen und die Vorschläge des H errn von E m p e rg e r geeignet seien, dem Gußeisen, dem nach und nach so manches A nw endungsgebiet genommen sei, zu neuer Anwendung wichtige Wege zu weisen. U nd w enn der V ortragende in seinen Schlußw orten von einer Renaissance des Gußeisens gesprochen habe, so könne er der Mithilfe der deutschen Gießereifachleute und deren voller U nterstützung.bei der E inführung seiner neuen Bauweise gewiß sein. Gerade die deutschen Gießereien seien auf G rund ihrer Leistungen befähigt, ein wirklich gleichmäßiges Gußeisen zu liefern, das zu den von Herrn von Em perger vorgeschlagenen K onstruktionen benötigt werde.
Die Ausführungen des H errn Z e n z e s , die H err Dr. W e r n e r die G üte h atte, vorzutragen, bezogen sich auf Versuche m it G attierungen im Kupolofen u n te r V erwendung von lcohlenstoffannem Roheisen. Sie erbrachten an H and ausgezeichneter Probestücke den Beweis, daß die Verwendung eines derartigen Sonder
roheisens, das von zwei deutschen H ochofenw erken geliefert wird, sich für die H erstellung hochw ertigen G uß
eisens von hohen Festigkeitseigenschaften und dichtem Gefüge em pfiehlt. Mit dem D ank an den V ortragenden verband Herr S r.'3 n g . E. S e h r ö d t e r W orte d ankbarer E rinnerung an den leider zu früh verstorbenen Verfasser des ^ ortrages. Zenzes habe so m anchen interessanten Beitrag und m anche gute Anregung für die Praxis während seines Lebens den Gießereifachleuten gegeben, daß es eine wehm ütige P flich t sei, auch in dieser Stunde seines zu frühen H inscheidens zu gedenken.
Der letzte Vortrag des H errn ®ipl.=;3ng. E r b re ic h ' führte die Zuhörer in anregender Weise in die E in richtungen der Königlichen H üttenschule zu D uisburg, und insbesondere in die für die Ausbildung der Gießerei- fachloute bestimmten E inrichtungen derselben ein. Es w urde der Nachweis erbracht, daß in D uisburg den jungen Leuten Gelegenheit gegeben ist, eine erstklassige Ausbildung als Gießereimann zu erhalten, und es wurde mit dem Dank a n den V ortragenden die Hoffnung ausgesprochen, daß diese vorbildlichen E inrichtungen
■n Duisburg möglichst um fassend von den Schülern, die sich zu m ittleren B eam ten des Gießereifaches aus
zubilden wünschen, b en u tzt w erden m öchten.— •
Die sämtlichen V orträge werden dem nächst in unserer Zeitschrift zum A bdruck gelangen.
Nach Erledigung der Tagesordnung hielt eine gem ütliche Nachsitzung, die gleichzeitig m it dem Be
grüßungsabend der H auptversam m lung des Vereins deutscher Eisengießereien verbunden w ar, die Fachgenossen Noch lange in angeregter U n terhaltung zusam m en.
X E N IX .* 203
1590 Stahl und Bisen. Anwendungsbeispiele fü r das Riilldformvcrfahren. 33. Jahrg. Nr. 39.
A n w en d u n g sb eisp iele für das R üttelform verfahren.*
Von Oberingenieur B e r n h a r d K e l l e r in Düsseldorf-Oberkassel.
D
as Verfahren, geschichtete K örper durch R ütteln zu verdichten, w urde schon im M ittelalter ausgeübt. In alten U rkunden finden wir gesetzliche Bestim m ungen über das g erüttelte und gestrichene Maß. Bei G etreide wurde beispielsweise für das g erü ttelte Maß 15 % m ehr geboten als für das gestrichene. D as R ü tte ln erfolgte durch mehrmaliges Aufstoßen des Meßgefäßes auf den Boden. Trotzdem dies eine außerordentlich ursprüngliche A rt des R üttelns darstellt, w urde doch die H älfte der durch Pressung möglichen V erdichtung erreicht. Dieselbe A rt des R üttelns ist übrigens auch jedem Landm ann b ekannt. H a t er beispielsweise einen Sack gefüllt m it G etreide usw., der etwas zu voll ist, so hebt er ihn etwas an und lä ß t ihn m ehrm als auf den Boden aufprallen. Es sackt dadurch das M aterial, sei es Getreide, K artoffeln usw., zusammen.
Dieser G rundsatz ist auch heute bei den neu
zeitlichen R üttelm aschinen beibehalten. Das zu verdichtende M aterial w ird E rschütterungen aus- gesetzt, durch welche die einzelnen Sandteilchen so gegeneinander verschoben werden, daß sie sich als festes Gefüge, aneinanderlegen. D adurch nun, daß das Ver
dichten des Sandes an den tiefstgelegenen Stellen, d. h.
am Modell, stets etwas stärker erfolgt als in den höher gelegenen Schichten, ist die für das Gießen ideale A rt der Sandverdichtung im R ü tteln gefunden. Der F orm sand ist rings um das Modell herum außer
ordentlich h a r t gepreßt, w ährend die entfernter gelegenen Stellen etwas loser sind und dadurch den Gasen die beste Gelegenheit zum A ustreten geben. Wie oben schon angedeutet, werden beim R ü tteln die obersten Sandschichten nicht voll
ständig fest. E s ist deshalb empfehlenswert, den K asten nach dem R ütteln noch leicht zu über
stam pfen. D er Erfolg dieses N achstam pfens kann auch dadurch erreicht werden, daß m an auf den Kasten einen A ufsatzrahm en legt und den zum R ütteln zu hoch aufgefüllten Sand nach dem R ütteln abstreift. Das U eberstam pfen geh t m ittels großer F lachstam pfer sehr rasch vonstatten. Neuerdings w urde auch schon versucht, durch Sondereinrich- tungen diesen Zweck zu erreichen, doch w ird durch solche V orrichtungen die Maschine nicht unw esent
lich v erteuert und außerdem an Zeit nichts gespart.
Einen entscheidenden Einfluß auf die E ntw ick
lung des R üttelverfahrens zum Verdichten von F orm sand ü b te der große Form erstreik in den Ver
einigten Staaten im Ja h re 1907/08 aus. D urch die Anwendung der R üttelform m aschine w ar es möglich, un te r Heranziehung von vollständig ungelernten Leuten Stücke aller A rt bis zu den größten Abmessungen
* Vortrag, gehalten auf der Ausschußsitzung des Vereins Deutscher Eisengießereien am 21. Februar 1913 zu Hannover.
herzustellen. E ine Gießerei w ar sogar soweit ge
gangen, säm tliche weißen A rbeiter durch Neger zu ersetzen, die u nter B enutzung von Rüttelfonn- m aschinen den Betrieb aufrecht zu halten ver
m ochten.
Auf die Entw icklung des Baus der Rüttel
m aschinen w urde schon in früheren Berichten ein
gegangen.* Ich m öchte m ich deshalb in folgendem n u r auf verschiedene Ausführungsbeispiclc sowie auf die w irtschaftlichen Vorteile der Rüttelmaschine beschränken. —
H insichtlich der Anschaffungskosten einer Rüttel
formm aschinenanlage m öchte ich noch kurz mit- teilen, daß diese bedeutend geringer sind, als die einer gleich großen hydraulischen Formmaschinen
anlage. Dagegen h a t m an bei einer Rüttelform
m aschinenanlage m it vereinigter W ende- und Ab
hebevorrichtung stets den großen Vorteil, daß die W ende- und A bhebevorrichtung vollständig g etren n t von der M aschine aufgestellt werden kann, u nd daß auf der M aschine sich auch Stücke rütteln lassen, welche aus irgendeinem Grunde, z. B. wegen zu großer H öhe o. dgl., n ic h t m ehr vorteilhaft auf der W endem aschine gew endet werden können. — W as die A usführung der Modelle, Formkasten, M odellplatten u. dgl. betrifft, so können diese größtenteils ohne w eiteres auf den Riittclform- m aschinen gebraucht werden. N ur müssen die Modelle stets zwei- oder m ehrteilig ausgeführt sein.
Als M aterial für die Modelle k ann sowohl Metall, Gips, Zement, als auch Holz verw endet werden.
Am billigsten und wohl für die m eisten Fälle genügend ist das letztgenannte M aterial. Lose Teile, Auf
schriften usw. können in der üblichen Weise aus Metall als einzelne Modellstücke eingesetzt werden.
Die M odellplatten w erden entweder in der be
k annten Weise in Gußeisen, billiger und zweck
m äßiger jedoch aus Holz hergestellt. In letzterem Falle bestehen sic aus m ehreren Bohlenlagen, bei welchen auf der unteren Seite einzelne Stücke aus
gespart sind, um den K asten m it dem Boden ver
klam m ern zu können. D as Zentrieren der Kasten ge
schieht in der üblichen Weise durch Bolzen. Die V erklam m erung der K asten m it der P la tte kann durch Keile geschehen, die durch diese Zentrierbolzen hin
durchgeschlagen w erden, oder aber es werden zweck
m äßiger eiserne K lam m ern verwendet. Die Zen
trierung der Modelle auf der Modellplatte kann durch D übel oder Zentrierleisten erfolgen. Hier em pfiehlt es sich, Norm alien hinsichtlich der Ent-
* St. u. E. 1910, 12. Okt., S. 1750. 1911, 2. Nov., S. 1807; 30. N ov., S. 1957; 21. Dez., S. 2105. 1912, 25. Jan., S. 105; 29. Febr., S. 350 u. 307; 25. April, S. 087; 27. Juni, S. 1070; 26. Dez., S. 2175 u. 21S7.
1913, 30. Jan., S. 191; 27. März, S. 505 u. 531.
25. September 1913. Anwendungsbeispiele für das BüUdformverfahren. Stahl und Eisen. 1591 fest m it dem K asten aus einem S tück gegossen sind.
O ft w erden auch n u r eiserne Schoren in der Längs
richtung des K astens eingeschraubt (vgl. Abb. 1);
die erforderlichen Querschoren werden dann aus unten zugespitzten Holzstticken gebildet. Die U nter
kasten können stets ohne Schoren ausgeführt wer
den; in den O berkasten sind sie genau wie bei H and
formerei üblich einzubauen.
Sehr em pfehlenswert ist es, in den Oberkasten auch Sandhaken einzulegen, und zwar kann dies genau in derselben Weise wie bei der H andform erei geschehen. Um das U eberstam pfen der obersten Schicht nach dem K ötteln zu vereinfachen, ist es gut, die Sandhaken nicht über den K astenrand vor
stehen zu lassen.
W ird der K asten nach dem R ü tteln direkt vom Modell abgehoben, so kom m t es öfters vor, daß ein-
Abbildung 1. Form kasten und Modellplatte.
vorstehen. Die A usbildung der Schoren in den K asten ist gerade beim R ü tteln von außerordentlicher Be
deutung. Bei den je tz t üblichen Schoren, die von oben bis unten gleich breit sind, wird beim R ütteln der Sand u nter den Schoren naturgem äß nicht genügend verdichtet. Die Schoren müssen deshalb nach unten konisch zulaufen, so daß sie unten höch
stens eine Stärke von 6 bis 8 m m haben. F erner ist es gut, die Schoren m it einer Anzahl Löcher zu ver
seilen,. um ein besseres Binden der zwischen den Schoren gelegenen S andpakete zu erzielen. Der Abstand der Schoren vom Modell soll 25 bis 35 m m betragen. Is t dieser A bstand zu groß, so fallen einzelne Teile des K astens sehr leicht ab, ist der Abstand zu klein, so wird selbst bei zulaufenden Schoren der Sand u n te r den Schoren nich t genügend verdichtet. Die Schoren können lose in den K asten eingeschraubt sein, besser ist es jedoch, wenn sie
Abbildung 2. Gerüttelte Kokillen.
zelne Teile an Modell und Boden anschweißen, da es sehr schwer ist, das Modell loszuklopfen, wenn der schwere Form kasten noch auf dem Boden ru h t. Es ist deshalb am besten, den K asten stets m it der M odellplatte zu wenden und dann erst abzuheben.
Scharf abgesetzte Teile werden nach dem Aus heben des Modells in der üblichen W eise durch Form stifte gesichert.
H interschnittene Teile lassen sich auch auf gewöhnlichen Preßform m aschinen nich t ohne weiteres herstellen. Diese Teile müssen vor dem R ü tteln wie vor dem Pressen entweder von H and vorge- sta m p ft werden, oder die Teile müssen lose sein, so daß sie w ährend des R ü tteln s m it dem nieder- sackcnden Sand m itgehen können, oder sie müssen, was wohl das einfachste ist, in bekannter Weise als Kerne ausgeführt werden. Versuche haben indes gezeigt, daß auch diese Schwierigkeit nich t -unüber
w indbar ist, und auch eine einfache Lösung dieser Frage dürfte in allernächster Zeit zu erw arten sein.
Mit besonderem V orteile lassen sich auf der R üttelm aschine h o h e Stücke herstellen, wie ich dies bereits eingangs erw ähnt habe.
fernung und Lage der D übel bzw. der Profilierung dieser Zentrierleisten anzuwenden.
Als Form kasten können die je tz t in der Ma
schinen- oder Handform erei üblichen Kasten Ver
wendung finden. Zur Erzielung genau passender Abgüsse ist es wie bei der Maschinenformerei selbst
verständlich erforderlich, daß die K asten genau zentriert und bearbeitet sind. Um die K asten be
quem m it dem K ran wenden zu können, ist es zweck
mäßig, an denselben D rehzapfen anzubringen. Gerade des leichten Wendens wegen ist es unbedingt nötig, daß die M odellplatten n ic h t über die Form kasten
1592 Stahl und Eisen. Amvendungsbeispide fü r das Rüttelformver/ahren. 33. Jahrg. Nr. 39.
Die in A bbildung 2 gezeigten Kokillen stellen ein besonders dankbares S tück fü r die R ü ttel- form m aschine dar. Die E rsparnis an Arbeitslöhnen ist hier sehr groß und b eträg t beispielsweise bei der
Herstellung der M antelteile etwa 8 0 % . An diesem Stücke sieht m an auch vorspringende Teile, und zwar die Ohren, welche zum Anhängen an die S tripper
krane benötigt werden. Die Ohren sind im Modell
Abbildung 4. Runder Formkasten m it Modell.
in kleinen F ührungen leicht abnehm bar eingepaßt. Die H erstellung der Kokillen ist kurz wie folgt: Der F orm kasten, der unten m it einer D urchzugs
platte versehen ist, wird über das b e
reits auf der Rüttelm aschine stehende Modell aufgesetzt, der K asten bis zu seinem oberen R and m it Sand g efüllt und dann gerüttelt. Durch das R ü tte ln verdichtet sich der Sand und sackt auf etwa zwei D rittel der H öhe zu stimmen. Es werden nun die Ohren ein
gesetzt, der Kasten wieder m it Sand gefüllt und nochmals gerüttelt. Zum
Schlüsse wird u nter den Ohren noch etwas von H and n ach g estam p ft, der K asten oben ebenfalls etwas überstam pft und abpoliert. Das Modell wird dann durch einen kleinen S tripper herausgedrückt oder herausgeschlagen. Die Ohren bleiben im K asten sitzen und werden nachträglich herausgenommen.
Bei der H erstellung des M antelteils werden oft ganz erhebliche Vorteile erzielt; so z. B. stellen drei Mann in zehnstündiger Schicht bis zu 32 M antel
teile für Kokillen von 1 y2 bis 6 t Stückgewicht her.
Von diesen drei Mann w ird außer dem gußfertigen H erstellen der K asten noch das Zusammenschrauben un d Befestigen der D urchzugsplatte ausgeführt.
N icht n u r gröbere Stücke wie die vor
erw ähnten und die in Abb. 3 und 4 dar
gestellten, sondern auch Maschinenguß, bei welchem es auf genaue E inhaltung der "Wand
stärken ankom m t, lassen sich m it großem Vorteil auf der Rüttelform m aschine herstellen.
ln Abb. 5 sind einige g erü ttelte Kompressoren
zylinder gezeigt. Auch große Lokomotiv- zylinder werden in amerikanischen Gießereien gerüttelt.
Besonders große Stücke lassen sich zweck
m äßig auf doppelten oder mehrfachen Maschi
nen herstellen. Bei einer derartigen doppelten Maschine*, die aus zwei M aschinen von je 2 x 2 m Tischgröße zusam m engesetzt ist, ist ein Zwischenstück von derselben Größe z u r V erbindung eingebaut. Dieses Zwischenstück ist leicht auswechselbar, so daß die Maschinen sowohl einzeln als auch zusammen ge
braucht werden können. D urch ein besonderes H ebelgestänge-w ird ein zwangläufiges, genau gleich
mäßiges A rbeiten der beiden Tische gewährleistet.
Man h a t also bei dieser M aschinenart drei Maschinen vereinigt: zwei Maschinen von je 2 x 2 m Tisch
größe und eine Maschine von 2 x G m Tischgröße.
Selbstredend lassen sich auch drei Maschinen ebenso leicht kuppeln, w odurch es möglich ist, Stücke bis zu den größten Abmessungen herzustellen.
M it besonderem Vorteil lassen sich auf der R üttelm aschine n ic h t n u r Form en, sondern auch K erne herstellen. E s ist dabei n u r Sorge zu tragen, daß die K ernkasten außerordentlich solide und kräftig ausgebildet sind. Am besten werden die
K ernkasten durch runde B änder arm iert, wie dieses aus Abb. 6 zu ersehen ist. E s ist dies ein Kern für eine 4-t-Blockkokille. D er K ernkasten h a t sich beim R ü tteln n ic h t im geringsten ausgebogen.
Aus der großen Menge von Stücken, die eine Sonderfabrikation daxstellen, will ich nur kurz einige herausgreifen: Anläßlich einer vor kurzem
* Hergestellt; von der Badischen M a s c h i n e n f a b r i k ,
Durlach.
Abbildung 3. Keilkranzsegment m it Modell und Modellplatte.
Abbildung 5. Kompressorenzylinder, gerüttelt auf Maschinen der Badischen Maschinenfabrik.
25. September 1913. A nwendungsbeispicle jiir das Rüttel/ormver/ahren. Stahl und Elsen. 1593 in den Vereinigten S taaten unternom m enen Studien
reise besichtigte ich die Gießerei einer bedeutenden Annaturenfabrik, in der säm tliche Form stücke und Schieber über i" 0 auf R üttelform m aschinen her- gestellt wurden. Es w urden hier ausnahm slos D urch
zugsplatten angewandt, die in einfacher Weise m it kleinen Hand-Abhcbevorrichtungen verbunden waren.
Abbildung 7. Vorrichtung zum- Formen von großen Rohren über 500 mm Durchmesser.
eine Feststellvorrichtung können die K asten in einer gegenüber der tiefsten Lage der Maschine höher gelegenen Stellung festgehalten w erden, d am it sie nach dem Rütteln leicht zum Schwärzen und Trock
nen gedreht werden können.
In Abb. 8 ist ein Kern m it einer hintersclm ittenen -eiste dargestellt. D er K ernkasten w urde durch mehrere durchlaufende Schrauben „g “ festgehalten,
"eiche nach dem Form en w ieder herausgezogen
über die vorspringende Leiste b der K asten m it S and gefüllt und dann gerüttelt. Nach dem R ütteln wird die Leiste von H and kräftig u n terstam p ft, die Oberfläche etwas aufgerauht, der K asten hierauf in der üblichen Weise m it Sand und den noch nötigen Eisen- und Kokseinlagen gefüllt. Auch die eventuell nötig werdenden
L u fttrich te rw e r
den m it einge
se tzt und hierauf das Ganze noch
m als gerüttelt.
Nach dem R ü t
teln wird der K ern oben g la tt
gestam pft, abpo
lie rt und in der üblichen Weise
fertiggestellt.
U nter der Rippe schlägt sich der Sand beim zwei
ten R ütteln nur unmerklich her
unter. N ach ein
maligem Auspro
bieren kann die Leiste entspre
chend dünner ge
halten werden.
Die kleinste bis heute herge
stellte R üttelform m aschine von 500 x 500 m m Tisch
größe, die eigens zur H erstellung von kleinen hohen K asten und K ernen g eb au t wurde, ist aus Abb. 9 zu ersehen. Besonderer W ert w urde hier bei dieser kleinen Maschine, die wohl am besten in eine gewöhnliche Form erbank eingebaut wird, auf den staubsicheren Abschluß säm tlicher Teile gelegt. D er ganze U n ter
teil der Maschine ist durch ein um laufendes S chutz
blech gegen Eindringen von S taub geschützt.
Abbildung 9. Kcrnrültelform- maschino von 500 X 500 mm
Tiscbgröße.
Abbildung G. Kokillonkern m it Kernkasten.
Abb. 7 zeigt eine V orrichtung zum Form en von großen Röhren über 500 m m D urchm esser. Die Fonnkasten sind hier an einer Trom m el so aufgehängt, daß sie, in einer F ührung gleitend, den vertikalen Be
wegungen der Rüttelm aschine folgen können. D urch
werden. Zuerst wird in üblicher Weise eine Lage K ernsand eingebracht, dann der untere R ost a m it den eingeschraubten Tragösen eingelegt. Zur Be
festigung des Sandes em pfiehlt es sich, eine Anzahl Kernnägel d zu setzen. D arüber wird bis etw a 50 mm
for/njo/7cf
Abbildung 8. Kern m it liinterschnittener Leiste.
1594 Stahl u n i Eisen. A nirendungsbeigpitle f ü r A m R ü ltd jo rm K rja J iren . 33. Jahrg. Xr. 39.
Die außerordentliche Leistungsfähigkeit der R üttel- form m asehine im V erdichten des Form sandes ru ft ganz natü rlich nach einer Vervollkommnung der übrigen zum Form en notwendigen Vorrichtungen.
D urch Anbringen von Abhebe- un d W endevor- richtuugen, selbsttätiger Zufuhr des Formsandes wie der Form kasten lä ß t sieh die Leistungsfähigkeit der Rüttelform m aschine um ein Vielfaches erhöhen.
E ine für m ittelgroße Maschinen außerordentlich geeignete Sandzuführvorrichtung ist in Abb. 10
Abbildung 10. Sandzufuhrvorriehtung.
d arg e stellt D er Sand wird hier an der Stelle, an welcher die K asten ausgeleert werden, iD ein Becher
w erk aufgegeben, von welchem der Sand durch einen kleinen G urtförderer in einen pendelnd auf
gehängten B ehälter gebracht wird. Um den B ehälter ü ber die Maschine herausschwenken zu können, ist ein kleiner P reßluftzylinder angeordnet, der bei seinem Hochgehen m ittels eines in Rollen geführten Gestänges den B ehälter nach außen d r ü c k t Zur E n tn a h m e des Sandes ist der B ehälter an seinem unteren E n d e m it einem Pendelversc-hluß versehen.
N ach dem Füllen des K astens lä ß t m an die P reßluft aus dem Zylinder ausström en, und der B ehälter sin k t durch seine eigene Schwere wieder in seine senkrechte Lage zurück. Die Anordnung h a t den Vorteil, daß die T ischplatte der Riittelform m aschine leicht vom K ran bestrichen werden kann.
F ü r große K asten ist es wohl am zweckmäßigsten, zum Füllen einen Einkettengreifer* zu verwenden.
D er große Vorteil dieser Greifer besteht darin, daß m it ihnen auch der neue Sand aus den Waggons abgeladen und der alte S ch u tt wieder in die Waggons verladen werden kann. W ird der Greifer vom m it Zähnen versehen, so lassen sich auch bequem G raben ausheben.
Die in Abb. 11 dargestellte Anlage besteht aus einer in der M itte gelagerten Rüttelform m aschine, an welche sich zu beiden Seiten je eine W ende- und A bhebevorrichtung angliedert. Das 3Iodell is t in einer in einem fahrbaren W agen gelagerten W ende
p la tte befestigt. Das Verschieben des W agens ge
schieht auf zwei Gleisen, die seitlich von der R üttel- maschine auf der ganzen Länge der Anlage geführt sind. Die Fortbew egung geschieht leicht von H and, d a die Wagen auf Kugellagern laufen. Die W ende- vorrichtung w ird durch zwei D ruckwasserkolben, welche m ittels K ette auf ein K ettenrad wirken, angetrieben. Als D ruckm ittel für die Preßzyliuder
* Gebr. Weismüller, Frankfurt-Bockenheim.
w urde gewöhnliches W asserleitungswasser von 5 at D ruck v erw en d e t D as Kuppeln der W endeplatte m it der W endevorrichtung geschieht selbsttätig durch eine K lauenkupplung, die so ausgebildet ist, daß ein Zuweitfahren des W agens ausgeschlossen i s t Die A bhebevorrichtung ist ebenfalls für hydrau
lischen B etrieb ein g erich tet H insichtlich des Trieb
m ittels gilt das bei der W endevorrichtnng Gesagte. Der H ub des Abhebetisches ist so groß bemessen, daß K asten bis zu 800 m m H öhe gewendet und ab
gehoben werden können.
Die Arbeitsweise der genannten Einrichtung ist folgende: D er W agen 1 wird über die Rüttelfomi- m asehine gefahren. Aus einem daneben stehenden, von der S andaufbereitung beschickten B ehälter wird der Modellsand in den F orm kasten eingefüllt Hierauf wird m ittels eines Greifers der Form kasten mit Füllsand gefüllt und dann g e r ü tte lt N ach etwa 110 Schlägen entsprechend 1 m in Zeitdauer ist der Sand vollständig v e rd ic h te t D er W agen wird zur W endevorrichtung 1 gefahren, d o rt durch Preßluft
stam pfer überstam pft, g la tt gestrichen und ge
wendet. Hierauf wird er zum Abhebetisch weiter ge
fahren. Nach E ntklam m era w ird der Kasten nach unten abgehoben, der W agen zu r W endevorrichtnngl zurückgefahren, zurückgew endet und ein frischer Form kasten aufgesetzt, um w ieder zur Rüttel
maschine zurückzukehren, wo das Spiel dann von neuem beginnt. W ährend der Wagen 1, auf dem die U nterkasten hergestellt w erden, nach der Wende-
AbbUdnng 11. Stoßlose Rüttelfom im asehine m it doppelter W ende- und Abhebevorrichtung.
und A bhebevorrichtung 1 gefahren wird, wird der W agen 2, auf dem die O berkästen hergestellt werden, auf der Maschine gefüllt un d g erü ttelt, um dann in der Zeit, in welcher der O berkasten gefüllt und ge
r ü tte lt wird, gew endet und abgehoben zu werden.
Die H erstellung eines Segm ents in einem Kasten von rd. 2 x 2 m n im m t bei angestrengtem Betrieb 9 M inuten in Anspruch. In zehnstündiger Schicht w erden auf der Maschine 40 gußfertige Kasten durch sieben Mann geform t. U m noch ein Bild von der Wirt
schaftlichkeit einer solchen Maschine zu geben, sei in folgendem eine W irtschaftliehkeitsberechnung über die vorliegende Fonnm ascliinenanlage durchgeführt.
25. September 1913. Der Formsand, seine Prüfung und Bewertung. Stahl und Eisen. 1595
W i r t s c h a f t l i c h k e i t s - B e r e c h n u n g e i n e r E ü t t e l - f o r m m a s c h i n e n a n l a g e m i t z w e i W e n d e - u n d A b
h o b e V o r r i c h t u n g e n . Grundfläche Hohe
Kastcngrößo 2000 X 2000 X 650 bezw. 250 mm
Erzeugung = 40 gußfertigo K asten in zehnstündiger Schicht.
H e r s t e l l u n g s k o s t e n . a) L öhn e:
Masekinenformer je gußfertigen K asten . . 1,20 Jt Former für Schwärzen, Polieren, Zulogen,
Abgießen... — ,90 ,, Summe der Ixihno 2,10 Jt b) P r o ß lu ftv o r b r a u c h
zum Rütteln jo guß
fertigen Kasten . . . 20 cbm zum Ueberstampfen . . 3 „
23 cbm a 0,4 Pf. = — ,09 ,lt Summe der Gestehungskosten . 2,19 Jt Vor Beschaffung der Maschine wurde bezahlt jo guß
fertigen K a s t e n ... 0,— Jt (ein mir bekanntes Werk bezahlt heuto noch
8,50 Jt).
Ersparnis je K asten also ... 3,81 Jt Dies ergibt bei 40 K asten jo Tag und 300 Arbeitstagen
eine jährliche Ersparnis von . . . . 45 720,— Jt
Nehmen wir an, daß das Schwärzen, Polieren, Zulegen und Abgießen bei der alten A rt der H er
stellung m ittels H andstam pfens genau dasselbe gekostet habe wie heute, näm lich 0,90 JC je guß
fertigen K asten, so ergab sich für das Stam pfen eines gußfertigen K astens 5,10 JC. E s werden des
halb bei H erstellung auf der Maschine, auf welcher der gußfertige K asten 1,20 JC kostet, rd. 75% an Form erlohn gespart. Mit dem oben angeführten Beispiel ist n ich t etw a ein besonders günstiger F all herausgegriffen. E in ähnliches Bild, wenn n ic h t sogar noch günstiger, bekom m t m an bei den m eisten zum R ü tteln geeigneten Stücken.
Z u s a m m e n f a s s u n g .
E s werden neuere A nwendungsbeispiele von R üttelform m aschinen besprochen und besonders wird auf die H erstellung von m ittleren und größeren Stücken eingegangen. Die R üttelm aschine dient besonders zum Form en derjenigen Stücke, welche sich durch hydraulische oder H andpreßm aschinen nicht hersteilen lassen, sie soll also nicht, wie oft angenommen w ird, die Preßm aschine verdrängen, sondern erschließt neue, der Preßm aschine nich t zugängliche Gebiete der Maschinenformerei.
D er F orm sand, sein e P rü fung und B ew ertung.
Von C a r l I r r e s b e r g e r in Salzburg.
(Schluß von S. 1438.)
I j i c Porosität kann n u r u n te r sonst gleichen Ver- hältnissen als M aßstab der D urchlässigkeitgelten, in» allgemeinen m uß die letztere für sich bestim m t werden. Das geschieht, indem m an eine bestim m te Menge L uft oder anderes Gas u n te r gleichmäßigen oder ungleichmäßigen Saug- oder D ruckw irkungen durch eine Probe von losem oder gepreßtem Sand treibt und den erforderlichen D ruck oder den Zeitaufwand oder die Luftm enge oder auch alle drei Werte bestim m t. E s dü rfte gleichgültig sein, ob das Gas durch die Sandprobe gesaugt oder ge
drückt wird, dagegen ist ein gleichm äßiger D ruck dem ungleichmäßigen vorzuziehen; der letztere bringt ein unsicheres E lem ent in den V ersuch und erschwert es, allgemein gültige, vergleichbare G rundw erte auf
zustellen. Ein Vergleich der Prüfungsergebnisse verschiedener Sandsorten und eine darauf aufgebaute Wertung ist n u r möglich, wenn die Versuche m it Proben gleichen V erdichtungsgrades ausgeführt wer
den. Lose Proben, die keine andere V erdichtung er
fahren als die durch das Eigengewicht un d die A rt des Sandes bedingte, sind für Vergleichszwecke weniger gut geeignet. Verschiedene S andarten fallen je nach ihrer Korngröße, ihrem Tongehalte un d ihrer Feuchtigkeit sehr verschieden zusam m en, und irgend
ein Zufall, z. B. ein R ü tteln oder Aufstoßen des m it losem Sande gefüllten Probegefäßes, kann schön zu einer bemerkbaren V erdichtung des Sandes und in der Folge zu einer nicht unwesentlichen Beein
flussung des Versuchsergebnisses führen. Solche Zufälligkeiten und in der N atu r des Sandes liegende Unregelmäßigkeiten können aber durch künstliches V erdichten des Sandes auf ein bestim m tes Maß praktisch belanglos gem acht werden.
N ach dem Verfahren von D r. S t e i n i t z e r wird die Zeit gemessen, welche erforderlich ist, um 100 ccm L u ft durch eine Sandprobe von bestim m ter Größe und Pressung zu saugen. D er Probe, die früher* aus
führlich beschrieben ist, haften schwere Mängel an.
Infolge der K leinheit der Abmessungen der Sand
probe kommen verschiedene unbestim m bare Größen zur Geltung. Schon die Füllung des kleinen Maß- becherckens ist n u r schwierig so durchzuführen, daß es jedesm al die gleiche Sandmenge faßt, das U m leeren in das Proberöhrchen, die Ausebnung jeder einzelnen Sandschicht vor Aufsetzen des Stam pfers und die H andhabung des Stam pfers in dem Augen
blick, wo das Gewicht niederfällt, können so große V erschiedenheiten der S andverdichtung bewirken, daß von einer nennensw erten Genauigkeit der Versuchs
ergebnisse kaum die Rede sein kann. Die Ergebnisse stehen denn auch m it den auf G rund an d e rer E r
wägungen gewonnenen oft in unm ittelbarem Gegen
satz, worauf u. a. auch C-. G e ig e r hinweist.**
Trotzdem ist der dem Steinitzerschen A pparate zu-
* Vgl. St. u. E. 1907, 22. Mai, S. 779/81.
** C. G e ig e r : Handbuch der Eisen- und Stahlgießerei.
Bd. 1, S. 427.
1596 Stahl und Eisen. Der Formsand, seine Prüfung und Bewertung. 33. Jahrg. Xr. 39.
gründe liegende G edanke gesund, es bedürfte n u r einer besseren A nordnung und A usführung der Einzelteile, z. B. einer ausgiebigen Vergrößerung des Proberohres, insbesondere seines Durchmessers, um zuverlässigere Ergebnisse zu erzielen. Die noch zu erörternden anderen A pparate beruhen zum größten Teile m ehr oder weniger auf Anregungen, die Dr. Stei- nitzers A pp arat gegeben hat.
H enri le C h a t e l i e r befeuchtet eine Sandprobe von 50 g m it 4 ccm W asser und sta m p ft sie m ittels eines eisernen Stam pfers von 500 g Gewicht in einen Glaszylinder von 46 mm lichter W eite. N ach G lät
tu n g der Sandflächen an beiden Rohrenden wird das obere E nde m it einem B ehälter gepreßter L u ft verbunden, so daß der L uftstrom von oben her durch den Sand dringen m uß. E in Druckm esser ermöglicht die Feststellung des D ruckes, w ährend die Luftm enge an einer Skala abgelesen wird.
D ieZ eit, welche der Durchfluß von 5 1 L u ft erfordert, soll u n te r gleichzeitiger Bezug
nahm e auf einen bestim m ten D ruck als M aßstab der D urch
lässigkeit gelten.* Dem Ver
fahren haften im allgemeinen die Vorzüge und Mängel des S teinitzerschen an, es bedeu
t e t aber insofern einen F o rt
sch ritt, als das Proberöhrchen wesentlich erw eitert w urde und neben der D urchflußzeit auch der aufgewendete D ruck in Rechnung gezogen wird.
Auf Grund der ziemlich ungenauen Angaben H enri le Chateliers h a t J. H o l i c k y einen ähnlich wirkenden A ppa
r a t ausgeführt,** bei dem aber die Sandprobe n u r lose in das V ersuchsrohr gesch ü ttet wird. So werden zwar die Fehler ungleichm äßiger V erdichtung ver
mieden, doch bleiben die U ngenauigkeiten be
stehen, die der U ntersuchung losen Sandes an
haften (s. o.). H olicky erachtet im Gegensatz zu le Chatelier allein den D ruck als m aßgebend, der erforderlich ist, um eine bestim m te Menge L uft durch die P robe zu treiben, wozu die E rfahrung A nlaß gegeben h at, daß bei seinen Versuchen die D urchflußzeit fast imm er annähernd dieselbe ge
blieben ist (7y2 Minuten). Le Chatelier h a t bei annähernd gleichbleibendem D rucke D urchflußzeiten von 1 m in 10 sek bis zu einer Stunde festgestellt.
E r h a t insbesondere gefunden, daß die D urchflußzeit bei trockenen Sauden fünfm al so groß w ar wie bei angefeuchteten.f
E in von F . A. K ro g gebauter A pp arat (s. Abb. 2 ) jf verm eidet nicht die Fehlerquellen des engen Probe-
* R evue de Metallurgie 1909, Dez., S. 1257.
** Gießereizeitung 1912, 15. Sept., S. 558.
t Revue d e Metallurgie 19.19, Dez., S. 1260.
f t A ach Gießereizeitung 1913, 15. Febr., S. 111.
Abbildung 2.
Formsandprüfer nach F. A. K rog
rohres. E r b esteht aus dem Behälter B, in den m ittels einer Pum pe P L u ft gepreßt wird. Das R ohr R m it der Sandprobe — wie diese eingefüllt wird, gibt die Quelle nich t an — ist wagerecht am B ehälter befestigt, ein M anom eter M und ein Thermo
m eter T dienen zur F eststellung des Druckes und etwaiger Tem peratursehw ankungen. Die Proben er
folgen bei sinkendem D rucke, das Schaubild Abb. 3 zeigt ihren V erlauf bei U ntersuchung einiger bekannter deutscher Form sandsorten.
A lf r e d B. S e a r l e weicht von dem Le Chate- lierschen und Steinitzerschen Grundgedanken ab, indem er s ta tt L uft W asser durch die Sandprobe fließen läßt.* E r b en u tzt M etallhülsen von 76 nun lichtem Durchm esser und 31,8 m m Höhe, deren Boden aus feinem D rahtgeflecht besteht, auf das eine dünne Schicht Löschpapier als Unterlage des einzustam pfenden Sandes gelegt wird. Um den Bedin
gungen bei norm aler Form erei genau zu entsprechen, d. h., um in der P robe genau dieselbe Sandpressimg wie in der Form
zu erhalten, wird die Probehülse in
100
so
§ I
so
I
20N r -
r -
. \
w
- - A\ rb
\ , " - -
7 / - e, 7 6 3 ■70
a , •F u rsfe /J ty a /d e r X - 0 J 3 i -H a V e sc b e r (r o (fe d ) X - 7,08 c - O s fe /fe /d e r X ■ 72,20
Abbildung 3. Luftdurchlässigkeits
kurven** verschiedener Formsande.
einer größeren Form m it einge
stam pft. Die ge
stam pfte Sand
schicht in der H ülse soll genau 25,4 m m hoch sein. Obenauf
kom m t eine zweite Schicht Löschpapier und
ein Rohr, dessen un terer F lansch auf die Probe- luilse p asst und m it ihr fest verbunden wird. In das R ohr wird dann bis zu einer bestim m ten Höhe Wasser gefüllt, und die Zeit, die 100 ccm davon zum Durchfließen des Sandkörpers brauchen, soll das Maß der D urchlässigkeit abgeben.
Das Verfahren bedeutet keinesfalls eine Ver
besserung der früheren Untersuchungsarten. Das Probegefäß h a t zw ar ausreichende Größe, die Absicht, dieselbe S anddichtigkeit wie in einer Form zu er
reichen, w ird aber n icht erreicht. D as in die Wandung einer großen F orm einzubettende Proberohr bietet dem F o rtsch ritte des A ufstam pfens ein Hinder
nis, das durch gleichm äßig fortgesetztes Stampfen nicht zu überw inden ist. D er Sand im Gefäße muß für sich gestam pft und dann das Gefäß selbst durch äußeres U m stam pfen im Sande der großen Form befestigt werden. Die W irkung ist also keine andere als beim A ufstam pfen des Probegefäßes für sich, unabhängig von irgendeiner Form . Es hat zudem wenig W ert, der P robe denselben Verdichtungsgrad
„wie in der F o rm “ zugrunde legen zu wollen, denn d am it w ird keine vergleichbare Grundlage gewonnen. Verschiedene Form sande und verschie
dene Form en erfordern sehr verschiedene Pressungen,
* The Foundry Trade Journal 1912. Okt., S. 613.
** Erklärung der Koeffizienten X s. S. 1598.
25. September 1913. Der Formsand, seine Prüfung und Bewertung. Stahl und Eisen. 1597 selbst bei gleichem Sande u n d in derselben Form
ist die Pressung verschieden. U nm ittelbar am Modell wird lockerer gestam pft als in einiger E ntfernung davon, und in beträchtlicherer E ntfernung vom Modell wird in einem F alle lockerer gestam pft, um größere Durchlässigkeit zu erzielen und das Schwin
den zu erleichtern, ein anderm al wieder fester, um dem Sandkörper größeren H a lt zu verleihen. Die gekünstelte V erdichtung des Sandes im Proberohr ist demnach zum m indesten belanglos. Das V erfahren
1 ,
— - f :
Abbildung 4. Probcklotzforni nach Shaw.
ist aber auch seinem G rundgedanken nach nicht geeignet, brauchbare Ergebnisse zu zeitigen. Das Wasser läßt den Sand nich t u n v erä n d ert wie die durchströmende L uft, und es k an n ihn erst durch
fließen, nachdem sich seine n atürliche P o ro sität durch Vollsaugen m it W asser wesentlich geändert hat.
Das durchström ende W asser v erä n d ert das Gefüge des Sandes und nim m t ihm seinen H alt, weshalb Searle genötigt ist, ihn an der W asser-Ein- u nd -Aus-
Abbildung 5.
Probeklotz und Hülse nach Shaw.
Abbildung 6. Schema der Anordnung zur
Durchlässigkeits
probe nach Shaw.
trittstelle durch eine Lage von Lösclipapier zu schützen.
Carl B u d e r u s reg t an, an Stelle der L u ft Kohlenoxydgas durch die Sandprobe zu treiben,*
zunächst m it einer W ärm e von 15 °, d ann von 100 °, 200 °, 300 0 usw. bis 1200 0 C. D er vorgeschlagene 1 crsuchsapparat dürfte die A usführung der Versuche wohl ermöglichen. Sie können aber nu r fü r Sonderfälle Wert haben, eine Grundlage für allgemein brauch
bare Vergleichswerte ist d am it n ich t zu gewinnen.
J. S h a w bleibt im G rundgedanken den Ver
suchen von Steinitzer und Le Chatelicr treu, bietet
* Gießereizeitung 1912, 1. N ov., S. 659.
X X X I X .,,
aber wesentliche Verbesserungen. E r ste llt zunächst einen S andklotz von m eßbarem Verdichtungsgrade her und g eh t dabei auf folgende Weise vor: ln ein kernbüchsenartiges Modell, das unten offen ist und auf einem glatten B rettchen aufliegt, wird der Ver
suchssand gesiebt, so daß er noch um 25 mm über die Form reic h t (s. Abb. 4). D er aufgesiebte Sand wird m it einem F lachstam pfer bis auf 6 m m über der Modellfläche niedergestam pft, der überstellende R est m it einem Lineal abgestrichen, ein genau passendes P reßplättchen von 12,5 nu n S tärke auf die Form gelegt, das Ganze u n te r eine Kopierpresse gebracht und g la tt zusam m engedrückt. D a die Form 37,5 mm tief ist, erhält der Probeklotz eine S tärk e von 25 m m , seine quadratische Grundfläche h a t eine Seiten
lange von 50 mm. E r w ird nach dem Pressen aus der Form genommen u n d in ein m etallenes R ähm chen oder K istchen geschoben (Abb. 5), dessen Boden und W ände m it Tonbrei ausge
schm iert sind, um das E n t
weichen der L u ft zwischen dem Sandklotz und den W änden zu verhüten. Am Boden des Gefäßes m ü n d et ein Röhrchen von 6 m m lichter W eite, durch wel
ches die P reßluft auf den Probeklotz wirken kann.
Auf den Sandklotz wird ein D eckplättchen gelegt, das Ganze g u t verklam m ert und in einen A p p arat zur
Zuführung gleichmäßig ge- Abbildung 7.
p reß ter L u ft eingeschaltet Formsandprüfer (vgl. Abb. 6). Shaw lä ß t nach Nielsen.
4,54 1 (1 Gallon) L u ft bei
einem D rucke von 1200 m m W S durch die P robe ström en und bestim m t die d afü r erforderliche Zeit. Die Versuche w urden m it verschieden befeuch
te ten Sanden ausgeführt und ergaben u. a., daß ein Zusatz von 1 0 % W asser die D urchlässigkeit in vielen Fällen um die H älfte verm inderte, d. h. ein solcher W asserzusatz bew irkte u n te r sonst gleichen Verhältnissen die doppelte Durchflußzeit.*
Shaw glau b t m it der B estim m ung der D urch
flußzeit bei gleichbleibendem D rucke auskom m en zu können, w ährend H olicky der Bew ertung den D ruck bei gleichbleibender D urchflußzeit zugrunde legen will. Umfassender ist der S tan d p u n k t P. K. N i e l s e n s , der als allgemeine Grundlage zur B ew ertung der Durchlässigkeit die gleichzeitige Berücksichtigung von Zeit, D ruck und Volumen vorschlägt. Nielsen a rb e itet m it einem V ersuchsapparat eigenen Entw urfes (s. Abb. 7),** der aus einer dünnen zylindrischen Glocke besteht, die infolge der Beschwerung durch
* The Foundrv Trade Journal 1913, Juni, S. 344
** N ach P. K. N i e ls e n : D as Schülpen und seine ver
wandten Erscheinungen. Gießereizeitung 1913,1. Fob., S. 80.
204
159S Stahl und Eisen. Der Formsand, seine Prüfung und Bewertung. 33. Jahrg. Xr. 39.
die Ringe Q aufrecht schwim m t. D er D ruck der eingeschlossenen L u ft entspricht der Höhe h. In dem Maße, in dem die L uft durch die Sandprobe im R ohre R entw eicht, sin k t die Glocke, wobei der D ruck der eingeschlossenen L u ft praktisch gleich bleibt. E ine M aßeinteilung an der Seite der Glocke erm öglicht das Ablesen der in der Zeiteinheit durch den Sand ström enden Luftm enge. Die Sandprobe w ird lufttrocken gem acht, m it 7 % (vom Sand
gewicht) W asser angefeuchtet, gründlich gem ischt, w iederholt gesiebt u n d so vorbereitet in gleich großen Mengen in das 20 m m weite R ohr gebracht, so daß jeder Teil eine H öhe von 20 m m einnim m t. Die einzelnen Sandm engen werden aber nicht wie bei L e C h a t e l i e r gemessen, sondern gewogen, was eine wesentlich größere Gleichm äßigkeit verbürgt. Die Pressung jeder S andschicht erfolgt durch zweimaliges Fallenlassen eines 0,5 kg schweren Stam pfers aus 100 m m Höhe. D er G rad jed er Pressung — Ver
dichtung des gewogenen Sandes auf 20 mm H öhe im R ohre — ist genau bestim m t, die Verdichtung der gesam ten F üllung k an n darum rech t gleichmäßig ausfallen.
Nielsen h a t festgestellt, daß beim D urchström en einer R aum einheit L u ft das P ro d u k t aus Zeit und D ruck stets gleich bleibt. Bezeichnet m an dieses P ro d u k t m it c, so gilt
t . p = 0.
T re ib t m an V R aum einheiten L uft durch den Sand, so ist
D er W ert dieser Gleichung nim m t m it abnehm ender D urchlässigkeit, d. li. m it steigendem W iderstande im Sande z u , deshalb kann an Stelle von c d er W iderstand w eingesetzt werden. D a der W iderstand aber gleich dem um gekehrten W erte des Gasdurchlässigkeitskoeffizienten X ist, so muß auch die Gleichung
X = ^ - t . p
gelten. Zur E rreichung einfacher Zahlen setzt Nielsen V in Litern, t in M inuten und p in A tm o
sphären ein. D er W ert X für die Gasdurchlässigkeit ist dem nach eine Zahl, welche angibt, wieviel L iter L uft bei 700 m m B arom eterstand un d 15 0 C durch eine N orm alprobe Sand bei einer A tm osphäre Ueber- druck in der Minute durchström en. Das ist eine g u t brauchbare Bestim m ung, m it der allgemein bequem gerechnet w erden kann. Die Form el X = —
t - P h a t sich nach den N iebenschen Versuchen bei Driik- ken von 5 bis 400 cm W S gleich g u t bew ährt.
Shaw wie Nielsen sind m it ihrer S andverdichtung ein g u t S tück vorangekom m en; das vollkom menste E rgebnis w ird aber eine leicht auszuführende Ver
einigung der beiden V erfahren ergeben. Man b raucht nu r die genau abgewogene Sandprobe u n te r einer P resse auf ein bestim m tes Maß zu verdichten. Die V erdichtung kann in der Versuchsbüchse erfolgen,
die durch einen Doppelboden zu verbessern wäre, dessen innerer Teil aus einem feinen Drahtsieb (Abb. 8) zu bestehen h ä tte . D adurch wird die Angriffsfläche der D ruckluft am Probestück ver
größert und gleichmäßiges D urchström en der Luft gew ährleistet. Um zu v erhüten, daß die L u ft zwischen dem Sande und den W änden der Büchse entweicht, könnte im Inneren des K ästchens unterhalb des Siebes ringsum ein F lansch von etwa 2 mm Breite angeordnet werden.
Die B i l d s a m k e i t und F e s t i g k e i t des Form
sandes hän g t von der H öhe seines Tongehaltes, der A rt und R einheit desselben sowie von der Form und Größe der einzelnen Sandkörner ab. Je höher und reiner der Tongehalt, desto bildsam er und fester w ird im allgemeinen der Sand. Formsande mit glatten, runden K örnern sind weniger bildsam als solche m it rauhen, zackigen und unregelmäßig ge
form ten Sandteilchen. Die Bildsam keit wächst mit der Ungleichm äßigkeit der Korngrößen. Ein Form
sand m it durchaus gleicher Korngröße h a t die geringste Bildsam keit. Von großem E in flüsse ist ferner der W asser
g ehalt und die gleichmäßige Mischung des Sandes. Jeder Sand gew innt seine größte B ild
sam keit bei einem genau be
stim m ten W assergehalte, der günstigste W assergehalt liegt bei tonreicheren Sanden höher als bei mageren. G epreßter Sand
verliert durch Trocknen seine Hftlse zum Probe- Bildsam keit, gew innt aber zu- klotz für die Durch
gleich an Festigkeit. Sehr sta rk lässigkeitsprüfung.
ton haltige F ormsand e (Ivernlehm)
lassen sich bei G lühhitze ste in h a rt brennen, die überwiegende Zahl aller Form en verliert aber nach dauernder E rhitzung über bestim m te Wärmegrade völlig ihre Festigkeit.
Die Proben zur B eurteilung und Bewertung der Bildsam keit u n d F estigkeit bestehen wiederum in m ittelbaren und unm ittelbaren. Zu den ersteren zählen alle chemischen U ntersuchungen (s. o.) sowie die Bestim m ungen der K orngröße, zu den letzteren eine Reihe von V erfahren, nach denen Sandproben D ruck-, Zug- und Biegungsbeanspruchungen unter
worfen werden.
Mit Hilfe eines Mikroskopes von etwa hundert
facher linearer Vergrößerung lä ß t sich die Form der Sandkörner genau genug erkennen und zugleich ein beiläufiges Bild der K orngröße und der verhältnis
mäßigen Mengen der verschiedenen Körnungen ge
winnen. Das Mikroskop reic h t aber nicht aus, um eine einigermaßen genaue K enntnis dieser Faktoren zu verm itteln. Die K orngrößen und ihr gegenseitiges M engenverhältnis sind von großer W ichtigkeit, hängen doch davon alle gießereitechnisch wichtigen Eigen
schaften des Form sandes m ehr oder weniger ab.
Ih re genaue E rm ittlu n g k ann auf trockenem oder S/ei'
Druck/uff Abbildung S.
25. September 1913. Der Formsand, seine Prüfung und Bewertung. Stahl und Eisen. 1599 nassem Wege oder auch teils trocken, teils naß
erfolgen.
Beim t r o c k e n e n V e r f a h r e n w ird die Sand
probe bis zur völligen A ustreibung aller F euchtigkeit auf 100 0 C erhitzt, in einer großen Reibschale m it einem Kautschukpistile vorsichtig d urchknetet, um die Körner voneinander zu trennen, ohne sie zu zer
drücken, und dann in einen m echanischen R ü ttel
siebapparat gebracht, wo sie durch eine Reihe all
mählich feiner w erdender Siebe nach ihren G rößen
bestandteilen zerteilt wird, l n E ngland verw endet man Siebe m it je 10, 25, 50, 100 und 200 Maschen auf den englischen Zoll, in D eutschland m eist nur drei Siebe m it je 0,5, 1 und 2 m m Maschenweite.
Der durch jedes Sieb zurückgehaltene R ückstand wird gewogen, u n d der G ew ichtsanteil jeder K oni
größe durch Rechnung erm ittelt. E ine einfache Zusammenstellung der so gewonnenen Zahlen läß t nicht ohne weiteres Vergleiche zwischen den Fein
heitsgraden verschiedener Sandsorten zu. Gute Vergleichszahlen w erden m it Ililfe des J a k s o n - P u r d y s c h e n O b e r l 'l ä c h e n f a k t o r s gewonnen.
Unter Oberflächenfaktor ist der um gekehrte W ert des m ittleren Durchmessers der einzelnen K oni
größen verstanden, z. B. für die K orngröße von 0,12 m m ™ = 8,3, für K orngröße 0,2 m m ^ = 5 usw. Die so berechneten F ak to ren w erden m it den Gewichtsprozentzahlen der verschiedenen K oni
größen m ultipliziert. Die Sum m e der P ro d u k te bildet dann den G esam toberflächenfaktor. Die Be
rechnung des letzteren wird folgendes Beispiel ver
deutlichen: D urch E rm ittlu n g der K orngrößen von Halberstädter F orm sand w urden folgende W erte fest
gestellt:
1. Körner größer als 1 mm . .■ • 1,9 % 2. „ von 0,5 mm bis 1 JJ • ■■ • 0,2 „ 3. „ 0,2 „ „ 0,5 t> ■ • 9,4 „
4. „ 0,1 „ „ 0,2 )f , . 31,3 „
5. „ 0,05 „ „ 0,1 Ji • • . 35,5 „
6. 0,01 „ „ 0,05 5» • • . 9,2 „
7. „ unter 0,01 • 7,4 „
Der um gekehrte W ert des m ittleren D urchmessers füj Körnung 1 ist gleich 1 (vorausgesetzt, daß wesent
lich über 1 mm hinausgehende K örner n ic h t vorhan
den waren, w ürde das Gegenteil der F all gewesen sein, so h ätten die größeren K örner durch ein w eit
maschigeres Sieb aussortiert werden m üssen); für Kör
nung Kr. 2, welche einen m ittleren D urchm esser von
0,5 + 1,0 1
— ^— = 0,7o m m h a t, - — = 1,3, für Nr. 3
= 2,6, für Nr. 4 = 6,6, fü r Nr. 5 = 14,3, für Nr. 6
= 33,3 und für Nr. 7, u n te r der A nnahm e, die m itt
lere Körnung dieser Sorte betrage etw a 0,005,
0QÖ5 = 200. D er G esam toberflächenfaktor b eträ g t demnach
1,9 • 1 + 6,2 .1 ,3 + 9,4 . 2,6 + 31,3 . 6,0 + 35,5 . 14,3 + 9,2 .3 3 ,3 + 7,4 • 200 = 2535.
Während englischeund am erikanische F achleute sich ziemlich regelmäßig des O berflächenfaktors zum Aus
drucke des Feinheitsgrades von F onnsan den bedienen,*
konnte er in D eutschland noch nich t F uß fassen.
Eine wesentliche Schwäche des trockenen Sieb
verfahrens liegt darin, daß die erm ittelte K orngröße m eistens größer als in W irklichkeit ist, weil die Körnchen m eist m it etwas Lehm um hüllt sind.
Diese U ngenauigkeit w ird durch das n a s s e S i e b v e r f a h r e n verm ieden. Eine Sandprobe w ird in reichlich überschüssiges W asser gegeben, eine halbe Stunde lang m it dem W asser m echanisch gesch ü ttelt und dann durch eine Reihe von Sieben gewaschen.
Vor Beendigung des Verfahrens w ird jedes Sieb m it einem kräftigen W asserstrahl durchgespült, um die letzten noch durchgangsfähigen Teile in die nächste A bteilung zu treiben, wo
rauf man den In h a lt eines jeden Siebes tro ck n e t und wiegt,
Zur Sortierung der fein
sten Körnungen, etw a von 0,2 m m abw ärts, reichen aber beide Verfahren nich t ¿ -s aus, weil die genaue H er
stellung entsprechend fei
n e r Siebe zu große Schwie
rigkeiten bietet. F ü r diesen Zweck bedient m an sich des S c h ö n e s e h e n S c h lä m m - v e r f a h r e n s . E s beruht auf der T atsach e, daß durch bestim m te W asser
stromgeschwindigkeiten Sand bis zu bestim m ter Größe schwebend erhalten
und mitgerissen wird.
Abb. 9 zeigt das Schema
eines solchen A pparates. Abbildung 9. Korn- D er gewogene Sand kom m t prüfer für das Schöne
in das konische Glasgefäß, sehe Schlämmverfahren.
Die S trom stärke wird im
graduierten R ohr E gemessen. D er Ausfluß b esteht aus einer kleinen Oeffnung von 1,5 m m D urchm esser im u nteren Schenkel des Rohres E.
Der Behälter A e n th ält etw a 10 L iter W asser, dessen Ausfluß durch den H ahn F geregelt wird. Bei allm äh
lichem Oeffnen des H ahnes wird infolge des w achsen
den Druckes das W asser bald nich t m ehr ungehin
d ert durch die kleine Oeffnung im R ohre E abfließen können und dann im senkrechten Schenkel hoch
steigen. D er D ruck der W assersäule, die im Rohre E anw ächst, beschleunigt den Auslauf un d d am it die gesam te Durchflußgeschwindigkeit. Das In stru m en t ist kalibriert, und der m it der W assergeschwindigkeit übereinstim m ende D ruck kann an der Skala der R öhre E abgelesen werden. D er Sand, welcher bei jeder Geschwindigkeit mitgerissen w ird, wird im Gefäße H gesam m elt, getrocknet und gewogen. Bei
* S e a r le , The Foundry Trade Journal 1912, Okt., S. 613; S h a w und M a th e r , The Foundry Trade Journal 1913, Juni, S. 343.
1000 Stahl und Eisen. D er Formsand, seine Prüfung und Bewertung. 33. Jahrg. Kr. 39. 0,2 m m Sekundengeschwindigkeit des W asserstrom es
w eiden S andkörachen u n te r 0,01 m m Größe m it
genom men, bei 2 m m K örner von 0,05 bis 0,01 mm, bei 7 m m solche von 0,1 bis 0,05 und bei 25 mm
-ß/vdeß/d/z
Abbildung 10 und 1L Bruchfestigkeitsprüfer nach Shaw.
solche von 0,1 bis 0,2 m m Größe. Größere K örner w urden schon vorher durch trockenes oder nasses Sieben aussortiert.
Die unm ittelbaren P roben zur F eststellung der Bild
sam keit u n d F estigkeit sind sehr m annigfaltig. A. B.
S e a r l e p rü ft die D nickfestigbeit, indem er u n te r Vor
kehrungen, die eine gleichmäßige Pressung gew ährlei
sten, Sandwürfel von 50 mm Seitenlange form t, sie auf ein zylindrisches Aluminiumgefäß von b reiter G rund
fläch estellt un d so lange W asser oder Quecksilber in das Gefäß gießt, bis der W ürfel zerdrückt wird.*
O u t e r b r i d g e fo rm t Prism en und schiebt sie langsam über eine K an te vor. Die Länge des Prism as, die sich vorschieben lä ß t, ehe der B ruch e in tritt, g ib t einen M aßstab fürdie B ildsam keit und F estig
keit des Formsandes.**
J. S h a w form t Sand- prism en nach seinem bei Besprechung der D urch
lässigkeit w eiter oben er
örterten V erfahren, gibt ihnen eine Länge von etwa 112 und einen Q uerschnitt von 25 x 25 m m , bringt jedes P rism a auf einen Doppelblock m it scharfen A uflagekanten (Abb. 10), legt einen Druckbügel aus Magnesium d a rü b e r, an dem ein Gefäß aus Alu
m inium hängt, und füllt S chrott in das Gefäß, bis das P rism a bricht. E r h a t gefunden, daß im all
gemeinen grober Sand m it
5 % und feiner m it 7% bis 1 0 % Feuchtigkeit die größte F estigkeit besitzt.
Abb. 11 zeigt das Schema eines von Shaw be
n u tz ten A pparates zur Bestim m ung der Druck
festigkeit. Die Sandprobeklötze sind 62 m m hoch bei einem Querschnitte von 2 5 x 2 5 m m . Viele der getrockne
ten Versuchsklötze erwiesen sich ab sehr fest. E in Klotz brach erst bei einer B elastung von 25, ein anderer bei einer solchen von 30 kg zusammen.
Abb. 12 zeigt eine feiner wirkende V orrichtung zur Bestim m ung der Zug
festigkeit.! Links ist die Vorrichtung zur H erstellung des Probekörpers, der die F orm zweier m it den kleineren Kreisflächen aneinanderstoßender Ke
gelstum pfe h at, schematisch abgebildet.
-ß e /o s fu m /sg e fä ß
Zahlentafel D u r c h l ä s s i g k e i t u n d Z u g f e s t i g k e i t v e r s c h ie d e n e r F o r m s a n d e . f f
* The Foundry Trade Journal 1912, Okt., S. 614.
** St. u. E.1908, lö.Febr., S. 199.
f Kach P. K . Kielsen, Gießereizeitung 1913, lö.F eb ., S. 112.
t t Kach Gießercizeitung 1913, 15. Febr., S. 110.
§ ?. vgl. S. 159S.
Nr. Herkunft
Durchlässig
k eit
>■§
Z u g fe stig k e it g/qcm
B e m erk u n g e n
1 B ottroper, grüngelb . . 9,81 190 Lager un ten
2
B ottroper, rotgelb . . . 15,40 354 „ h a lb fe tt“3 B ottroper, rot . . . . 12,25 30S L ager über 1 4 Osterfelder, g e lb . . . 14,02 432 A u s höherer Lage 1
5
O sterfclder, rot . . . 10,50 245 S tark eisenoxydhaltig6 Osterfelder, gelbgrün 11,53 318 A u s oberster Lage 7 Englischer, fe tt, gelb . 8,34 397 Sehr gleichm äßiges Korn S Englischer, fein , g e lb . . 2,66 180
9 Ellrichcr, r o t ... 15,40 153 A bgerundetes Korn 10 K aiserslauterer, rot . . 9,46 91 A bgerundetes Korn 11 R atinger, m ager, gelb . 11,50 25 Mit w enig Glimmer 12 H alb erstäd ter, gelb . . 7,36 46 F ü r Zahnräder 13 H alberstädter, gelb . . 5 ,SO 74 Für Form m aschinen 14 H adersiebener, gelb . . 5,82 121 Sehr ungleiehmäßigesKorn 15 H allescher, gelb . . . . 1,96 35 Mit Glimmer
16 H allescher, ro tfe tt . . . 4.0S __
17 H allescher, g e lb fett . . 6,80
--
• A us einer Grube in 18 H allescher, g ra u fe tt . . 1,30 --- Beidersee bei Halle 19 H allescher, gelb m ager . 14,70 ---20 D örentroperX r. 2, rotgelb 6,22 225 U ngleichm äßiges Korn
; 21 D örentropcr Kr. 3 ,rotgelb 0,46 220 Sehr fein , für Kunstguß i
22
F ürstenw alder, grau . . 0,6S 45 Mit Glimmer, sehr fein23 Fürstenw alder, halbw eiß
m a g e r ... 2,66 _ M it Glimmer, sehr fein
i 2 4 W inkow itzer, gelb . . . 0,63 162 Für K u n stgu ß , sehr fein
25. September 1913. Belastung und Verankerung der Guß/ormen. Stahl und Eisen. 1G01 Um dem oberen und unteren R ande des P robe
körpers H alt zu geben, werden zwei Aluminium- ringe m it eingestam pft, die m it Löchern zur Anbringung der Zughaken versehen sind, wodurch zugleich ein genau zentrales Anziehen w ährend der Probe verbürgt wird. In das R ohr der K ernbüchse werden 50 g gründlich durchgesiebten Form sandes, der einen W assergehalt von 7 % h a t, gefüllt, der Sand durch fünf Stöße des 0,5 kg schweren H am m ers aus 250 mm Fallhöhe v erdichtet, die K ernbüchse gewendet und die zweite H älfte auf dieselbe Weise fertiggestellt. Die fertige P robe gelangt dann in
die Zerreißm aschine, in der sie durch allm ähliches Verschieben des Gewichtes abgerissen wird. E in wesentlicher Vorzug der Maschine, ähnlichen A ppa
rate n gegenüber, liegt in der Möglichkeit, die Be
lastung durchaus stoßfrei auszuführen, weshalb sie sich insbesondere für nasse K erne g u t eignet, die schon bei verhältnism äßig geringer Belastung reißen.
Die Zahlentafel 5 zeigt die Ergebnisse einer Reihe von U ntersuchungen, die m it dieser Zugfestigkeits
maschine und dem Durchlässigkeitsm esser von Nielsen erzielt worden sind.
B elastung und V erankerung der G uß form en .
D
as in eine G ußform hineingegossene Eisen übt in seinem flüssigen Z ustande auf Seitenwände, Boden und Deckelflächen der F orm einen Druck aus, den m an durch geeignete Vorkehrungen aufnehmen muß. Andernfalls h a t m an m it einer Zertrümmerung der Gußform zu rechnen, wobei, abgesehen von m ateriellen Verlusten, oft Menschen
leben in Gefahr geraten.
Das Eisen im flüssigen A ggregatzustande u n te r
liegt denselben Gesetzen wie das W asser. Der auf einen Teil einer Flüssigkeitsoberfläche ausgeübte Druck pflanzt sich im Innern der Flüssigkeit nach allen Richtungen m it g l e i c h e r S tärk e fort. Es
Abbildung 1 bis 5. Gefäße verschiedenen Inhalts und gleichen Bodendrucks.
ist ferner der D ruck auf einen beliebigen Teil des Bodens oder auf ein F lächenelem ent der Gefäßwand gleich dem Gewicht einer Flüssigkeitssäule, welche das gedrückte F lächenstück zur G rundfläche und die Druckhöhe zur H öhe hat.
Denken wir uns die Gefäße, deren Q uerschnitte in Abb. 1 bis 5 dargestellt sind, bis zur H öhe h m it irgend einer Flüssigkeit gefüllt. Es b e trä g t dann der Bodendruck p auf 1 qdem gleich h • s kg, wobei s das spezifische Gewicht der Flüssigkeit bedeutet.
Mithin ist der Bodendruck auf die Gesam tfläche P = F • h • s kg, wobei F in qdern un d h in dem ausgedrüekt wird. T rotz der verschiedenen Form en der Abb. 1 bis 5 wird der B odendruck der gleiche bleiben, da die gedrückte Fläche, die D ruckhöhe und das spezifische Gewicht der Flüssigkeit eben die
selben geblieben sind.
Der D eckelflächendruck in Abb. 5 auf die Mache f, ist gem äß dem oben ausgesprochenen Gesetze gleich fv • hf, • s, da hier die D ruckhöhe kleiner geworden ist. In ähnlicher W eise kann der
•Seitendruck berechnet w erden, wobei m an als D ruck
höhe den lotrechten A bstand des Schw erpunktes
der gedrückten Fläche vom Flüssigkeitsspiegel an
nim m t. So b eträ g t z. B. der Seitendruck bei Abb. 5 P = f* ■ hj2 • s.
In der Gießerei kom m t in der H auptsache der D eckelflächendruck, d. h. der D ruck des flüssigen Eisens auf den O berkasten, undgelegentlichbei stehen
dem Guß m it großer D ruckhöhe der S eitendruck in Frage. Die D ruckhöhe ist hierbei im m er durch die H öhe des Eingusses gegeben, wobei dessen Q uerschnitt ohne Belang ist. Diese E ingußhöhe ist auch von großer Bedeutung fü r das E n tste h en scharfkantiger Gußstücke. D aher gibt der K astenguß im Gegensatz zum H erdguß scharf ausgelaufene G ußstücke.
Abbildung 0 und 7. Form für oino Platte.
An m ehreren Formbeispielen soll die Berechnung des Druckes des flüssigen Eisens gezeigt werden, wobei m it R ücksicht auf die A nw endung in der P raxis in einfachster Weise verfahren werden soll.
Trotzdem das spezifische Gewicht des flüssigen Eisens kleiner als das des festen ist, soll aus Sicher
heitsgründen m it dein des festen gerechnet werden, so daß Gußeisen ein spezifisches Gewicht von 7,3 und Stahlguß ein solches von 7,8 aufw eist.
In Abb. 6 u n d 7 sei in einem D oppelkasten eine P la tte von 1000 x 1000 x 100 m m eingeform t. D er
