DE263735C

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Publication number: DE263735C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

^PATENTSCHRIFT

- M 263735 KLASSE 31 c. GRUPPE

GEWERKSCHAFT MONTAN in CÖLN.

Eingießens gegeneinander verschiebbarer Einlagen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 15. Juni 1912 ab.

Die bekannten Kerneinlagen, welche man anwendet, um Gußstücken, insbesondere Walzen für Walzwerke, die einer sehr hohen Belastung unterworfen sind, eine große Widerstandsfähigkeit gegen Bruch zu verleihen, haben den Nachteil, daß das Gußmetall weder in radialer noch in achsialer Richtung um solche Verstärkungskerne oder -einlagen verschiedenster Form schwinden kann, ohne schädlichen Span-

nungen unterworfen zu sein. Dies hat seinen Grund darin, daß die verwendeten Kerne oder Einlagen, gleichviel ob einer oder mehrere in ein Gußstück eingegossen sind, durch diese in ganzer Länge ohne Unterbrechung hindurchgeführt sind. Nach dem Gießen eines solchen mit Verstärkungseinlage versehenen Gußstückes schwindet aber das Gußmetall unter Bildung sehr hoher Spannungen um den Kern herum, so daß, wie sich in der Praxis herausgestellt hat, bei späterer ungleichmäßiger Erwärmung und Abkühlung solcher Gußstücke, wie dies namentlich bei Walzen für Walzwerke der Fall ist, Brüche eintreten, ohne daß die Walzen einer Belastung unterworfen sind. Auf diese Weise entstehen an dem Gußstück Risse, die oft 12 mm und mehr auseinanderklaffen und Sich nicht wieder schließen. Die Kerneinlage war eben in ihrer Länge um so viel zu groß, als die Rißbreite betrug, bzw. der Guß war um diese Rißbreite geschwunden, wodurch als weitere Folge hohe Gußspannungen auftraten, die zur Sprengung der Gußstücke führten.
Es ist schon versucht worden, diesem Mangel dadurch abzuhelfen, daß die Kerneinlage durch teleskopartig ineinandergeschobene, mit Lehm oder Formmasse umgebene Rohre teilweise gebildet wurde, jedoch erfuhren derart hergestellte Gußstücke, insbesondere Walzen, für welche diese Verstärkungseinlage besonders galt, wegen des Lehmmantels keine Verstärkung, sondern eher eine Schwächung, und wenn hierbei das äußere Rohr mit Rippen versehen wurde, so konnte der Guß an diesen Stellen wiederum nicht schwinden; gefährliche Spannungen traten dann ebenfalls ein.

Um ein Gußstück für starke Belastungen gegen Bruch widerstandsfähig zu machen, ist es erforderlich, daß die zur Verstärkung verwendete Kerneinlage aus einem hochwertigen Metall, ζ. B. aus Stahlguß, besteht, welches bei hoher Festigkeit weder biegsam noch spröde ist, ferner daß sie ihrer Gestaltung nach dem zu verstärkenden Gußstück nach dem Gießen nach allen Richtungen hin ein spannungsfreies Schwinden ermöglicht, und schließlich daß sie möglichst weit von der neutralen Faserschicht der Biegungsebene entfernt liegt. Die neutrale Faserschicht eines auf Biegung beanspruchten Gußkörpers bedarf keiner Verstärkungseinlage, weil in ihr weder eine Dehnung noch eine Stauchung des-Metalls auftritt, sondern lediglich eine Formänderung ohne Gefügeveränderung stattfindet. Dagegen ist es erforderlich^ daß die von der neutralen Faserschicht am entferntesten gelegenen, auf Zug oder Druck beanspruchten und dadurch einer

Gefügeveränderung unterworfenen Schichten eine Einlage erhalten, die keine Durchbiegung zuläßt. Durch das ständig abwechselnde Dehnen und Stauchen dieser Schichten entstehen gerade bei Walzen für Walzwerke unter Begünstigung der Erhitzung und Abkühlung zuerst kaum sichtbare Risse in deren Ballen, die sich mit der Zeit. vergrößern und durch die ein Bruch eingeleitet wird.

ίο Durch Eingießen schmiedeeiserner, zu einer Art Korb zusammengefügter Stäbe oder Formeisen hat man schon früher versucht, Gußwalzen gegen Bruch widerstandsfähiger zu machen. Diese zwar zähen, aber leicht biegsamen Eisenteile wurden in den Walzenballen ihrer Länge nach eingegossen, jedoch erreichte man" damit keine besonders hohe Verstärkung, weil das lineare Schwindmaß zwischen Gußeisen und Schmiedeeisen zu verschieden ist, so daß in den Gußstücken gleich von Anfang an hohe schädliche Spannungen vorhanden waren, die zu einem frühzeitigen Bruche führen mußten.

Den Gegenstand der Erfindung bildet nun ein Verfahren und eine Vorrichtung, um hochbeanspruchte Gußstücke, besonders Walzen, wirksam gegen Bruch zu sichern.

Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß auf einem durch Pressung und Druck zerstörbaren hohlen Hilfskern aus Lehm oder Formmasse o. dgl., der durch ein mit offener, breit überdeckter Naht versehenes, also durch Druck sich verkleinerndes, dünnwandiges Metallrohr beliebigen Querschnitts gegen Zerbrechen versteift ist, eine Anzahl von je nach Form und Größe des zu verstärkenden Gußstückes geformter Rippen aus Stahlguß oder einem anderen hochwertigen Metall zweckentsprechenden Querschnittes mit ihren durch einen oder mehrere Verbindungsstege verbundene Sohlplatten durch Rohrschellen, Draht oder Schrauben gruppenweise so befestigt werden, daß sie sich mit ihren Enden gegenseitig überragen, so daß in jedem Querschnitte eine genügende Zahl unbiegsamer Rippen von verhältnismäßig kleinem Querschnitt, jedoch mit hohem Widerstandsmoment und bedeutender Festigkeit liegen.

Ein Ausführungsbeispiel des neuen Verfahrens ist auf der Zeichnung an einer Blechwalze veranschaulicht. Fig. 1 zeigt eine Blechwalze im Längsschnitt und Fig. 2 und 3 zwei Querschnitte nach A-B und C-D der Fig. 1. Das dünnwandige Metallrohr f, welches von beliebigem Querschnitt sein kann, und welches eine überdeckte offene Naht besitzt, die ohne weiteres ein Zusammendrücken oder Zusammenrollen des Rohres gestattet, ist seiner ganzen Länge nach mit einem Mantel e aus Lehm oder Formmasse umgeben, so daß eine Art hohle Säule entsteht. Diese ist unten und oben durch Verschlußplatten h begrenzt, durch welche ein Rohr g geführt ist, das an einer oder beiden Seiten Gewinde oder eine Einrichtung trägt, um die Platten h fest auf den Lehmmantel e aufspannen zu können, so daß einem Eindringen von flüssigem Metall beim Gießen in den Hilfskern vorgebeugt wird. Das durch den Hilfskern geführte Rohr g hat wie die bekannten Kernspindeln einige Öffnungen, durch welche beim Gießen die sich im Kerne bildenden Gase ins Freie entweichen können. Gleichzeitig dient das Rohr g zum Zentrieren des Rippeneinbaues in der Gußform.

Auf den eben beschriebenen Hilfskern werden nun nach dessen vollständigem Trocknen im Trockenofen die Verstärkungsrippen a mit ihren Sohlplatten c bei Walzen zweckmäßig sternartig in Gruppen aufgesetzt und mit Rohrschellen d o. dgl. dauerhaft befestigt. Hierbei werden die Rippen a so verlegt, daß sie sich mit ihren Enden untereinander überragen, so daß in dem beanspruchten Teile des Gußstückes kein Querschnitt vorhanden ist, in dem keine Rippen liegen, und eine Durchbiegung bzw. ein Bruch an keiner Stelle erfolgen kann. Beim Schwinden des sich abkühlenden Gußmetalls übt es samt den Rippeneinlagen einen mehr oder weniger starken Druck auf den hohlen Hilfskern aus, so daß sich dieser, weil sich das Rohr ungehindert zusammenrollen kann, nach innen zusammendrückt, während sich das Rohr g infolge der durch die Längsschwindung auftretenden Kräfte im Innern des zerdrückten Hilfskernes krumm biegt. Das Rohr g kann aber auch aus zwei Teilen verschiedener Weite bestehen, die im Innern des Hilfskernes zusammengesteckt sind, so daß ein Schwinden in der Längsrichtung noch leichter erfolgen kann; nur müssen hierbei die zwei Rohrstücke mit je ihrer Platte h durch eine lange Ankerschraube, die nach dem Ausbauen des fertigen Gußstückes aus der Form herausgezogen wird, zusammengespannt werden.

Dadurch, daß die einzelnen Rippen verhältnismäßig kurz gehalten sind und keine Rippe die Länge des Gußstückes selbst hat, können die einzelnen Gußschichten ohne jede Spannung nach allen Richtungen hin schwinden oder beim Erhitzen, wie dies bei den Walzen der Fall ist, ohne Spannungen sich ausdehnen. In die Rippen α und die Verbindungsstege b können noch Rillen oder Furchen eingegossen sein zur Aufnahme von Formmasse o. dgl., die beim Schwinden des Gusses um die Rippen und Stege zusammengedrückt wird.

Durch diese Rippen einlagen wird es ermöglicht, sie nur an denjenigen Stellen anzubringen, wo sich gefährliche Querschnitte im Guß-

stücke befinden, also z. B. bei Formeisen- u. dgl. -walzen nur in den schwächsten Furchen und in den Zapfen. Für solche Fälle ist es auch nicht nötig, daß sich die einzelnen Rippengruppen mit den Enden ihrer nebenliegenden Gruppen gegenseitig überragen, sondern es genügt, wenn sie durch die zu verstärkende schwache Furche hindurch bis in ein starkes Ballenstück, in dem ein Bruch ohnehin ausgeschlossen ist, geführt werden.

Der Querschnitt der Verstärkungsrippen α für Walzen wird zweckmäßig nach der Seite der Drallrichtung des Gusses zu verjüngt, damit eine Stauung der sich beim Gießen drehenden flüssigen Gußmasse vermieden wird. Es kann aber auch bei Walzenguß die Einrichtung getroffen werden, daß der Rippeneinbau mit dem Hilfskern drehbar in der Gußform angebracht wird, damit die sich drehende flüssige Gußmasse den Rippeneinbau in Drehbewegung versetzt, wodurch einem Lockerwerden der Rippen am Hilfskerne vorgebeugt und gleichzeitig ein blasenfreier Guß gewährleistet wird.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Verfahren zur Herstellung spannungsloser, gegen hohe Belastungen widerstandsfähiger Gußstücke, insbesondere Walzen, mittels Eingießens gegeneinander verschiebbarer Einlagen, dadurch gekennzeichnet, daß als Einlagen an einem beim Schwinden des Gusses leicht zerstörbaren hohlen Hilfskern mit durch Druck sich verkleinernder Metalleinlage mit ihren Enden sich gegenseitig überragende, aus Stahlguß oder anderem hochwertigen Metall bestehende kurze Verstärkungsrippen befestigt werden.
2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die den Hilfskern versteifende Metalleinlage eine offene überdeckte Längsnaht besitzt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskern mit dem Rippeneinbau um seine Achse drehbar in der Gußform gelagert ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch den hohlen Hilfskern zwei ineinandergeschobene Rohre verschiedenen Durchmessers zum Ableiten der sich beim Gießen bildenden Gase geführt und durch eine Ankerschraube auf den Hilfskern gespannt sind, die gleichzeitig zum Tragen und Zentrieren dienen.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.