-
Verfahren zur Herstellung eines Motorzylinders mit Rippen. Für diese
Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom 2. Juni igit die Priorität auf Grund
der Anmeldung in den Vereinigten Staaten von Amerika vom jo. Juni iqiq beansprucht.
Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Herstellung eines Motorzylinders
aus Eisen mit Rippen aus Metall niederen Schmelzpunktes, z. B. aus Kupfer durch
Guß in einer Sandform, in der Weise, daß die fertigen Kupferrippen in die Sandform
eingelegt und innerhalb derselben hoch erhitzt werden, worauf das geschmolzene Gußeisen
o. dgl. für den Zylinder auf .die Rippen gegossen wird.
-
Dadurch wird eine die Festigkeit gefährdende Abschreckung des Gußstückes
vermieden und eine gute Vereinigung sowie guter Wärmedurchgang gesichert.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt.
-
Es zeigt Abb. i den sogenannten Former mit mehreren Rippen; sie werden
hiermit eingestellt vor der Herstellung desjenigen Teils .der Form, welchei das
mit dem Eisen zusammenzugießende Kupfer enthält, Abb. 2 eine Außenansicht des Formers
mit den Rippen, die in Abb. i im Schnitt zu sehen sind, Abb.3 den Former mit Rippen,
eingebaut in eine Kernbüchse, die mit Sand an den freien Stellen .um die Rippen
herum und innerhalb .der Rippen ausgestampft und dann getrocknet wird, um den Kern
zu erhalten, Abb. 4 den fertigen Kern nach dem Trocknen der ganzen Form in Abb.
3 und nach Entfernung von Kernkasten und Former, Abb. 5 eine vollständige, für den
Gießvorgang vorbereitete Form, Abb.6 einen Motorzylinder mit Kupferrippen als das
Ergebnis des Gießens in der Form nach Abb. 5.
-
Jede der Abb. i, 3, 4, 5 und 6 ist ein Schnitt ungefähr nach der Linie,
die in Abb.2 angedeutet ist.
-
Bei der Ausführung des vorliegenden Verfahrens zur Verbindung von
Eisen mit Kupfer, beispielsweise zur Verbindung von Kupferrippen mit einem gußeisernen
Motorzylinder, benutzt man einen Zusammensetzkörper io, hier der Einfachheit wegen.
als »Former« bezeichnet, dessen Abmessungen dem zu gießenden Zylinder .entsprechen
und der aus irgendeinem .geeigneten Baustoff, z. B. Stahl oder Aluminium, bestehen
kann. In die Außenfläche dieses Formers sind Längsnuten r i eingeschnitten, welche
die mit dem Zylinder zu verbindenden Rippen i2 aufnehmen. Wenn der Former und die
Rippen zusammengesetzt sind, werden sie in eine Kernbüchse 15 eingebracht,
worauf Sand 16 o. dgl., vermischt mit einem Bindemittel, beispielsweise Leinöl,
um die Rippen herum und im Innern der Rippen festgestampft wird. Nach dem Feststampfen
des Sandes setzt man zweckmäßigerweise die Kernbüchse in einen Trokkenofen und trocknet
den Sand mit den Rippen derart, daß er mit den Rippen 12 einen harten Kern ohne
Feuchtigkeit bildet, der in Abb. 4 als ein Stück 2o deutlich zu sehen ist.
-
Der Kern 2o wird nun mit einer Schicht 2i aus Papier o. dgl. überzogen,
die mit einem Anstrich oder Überzug zum Schutz .gewisser Teile der in dem Kern eingebetteten
Kupferstücke versehen wird. In der Ausführung besteht der Überzug zweckmäßigerweise
aus einer Mischung von Graphit und. Wasserglas. Der Kern mit seinem Überzug 21 wird
sodann in eine Gießform eingesetzt, die in einem Formkasten 25 der üblichen Art
hergestellt wird. Außen um den Kern herum spart man eine Anzahl von Eingüssen 26
in dem Formsand 27 aus, der -den Körper der Form darstellt. Der Zweck dieser Eingüsse
ist, vor dem eigentlichen Gießen -geschmolzenes Eisen unmittelbar in die Nähe der
Kupferteile bringen und so das Kupfer annähernd auf .die Temperatur des geschmolzenen
Metalls vorwärmen zu können. Dabei übernimmt der Überzug 21 die Aufgabe, zu verhindern,
daß (las geschmolzene Metall mit dem Kupfer zusammenschweißt, wozu sich der Überzug
von Graphit und Wasserglas gut eignet. Zweckmäßig mischt man auch den Sand 27, woraus
die Form hergestellt wird, mit einem Bindemittel, so daß man die Form ähnlich wie
den Kern 20 trocknen kann. In die Mittelöffnung des Kerns 2o setzt man schließlich
einen Kern 28, der ähnlich getrocknet ist. Dieser ist so bemessen, .daß der verbleibende
Zwischenraum 29 dem mit flüssigem Eisen zu füllenden. Hohlraum und dem herzustellenden
Motorzvlinder entspricht. Wie die Zeichnung
erkennen, läßt, reichen
die inneren Enden der Rippen, nachdem die Form zusammengebaut ist, auf ein ansehnliches
Stück in diesen Hohlraum 29 hinein, und wenn daher Eisen in diesen Raum gegossen
wird, so umgibt es auch die En-den der Rippen, mit denen es sich gut verbindet.
Man erhält dann den in Abb. 6 dargestellten Zylinder.
-
Der Vorgang bei der Durchführung des Gießens ist folgender: Es wird
bezweckt, eine gute Verbindung zwischen dem geschmolzenen Eisen und dem gut wärmeleitenden
Metall oder dem Kupfer zu sichern, und daher wird das gut leitende Metall vorgelvärmt.
Bei der abgebildeten Gießform wird diese Vorwärmung dadurch erreicht, daß zunächst
die Vorwärmeabschnitte 26 mit geschmolzenem Eisen gefüllt werden. Dieses Eisen wird
durch den Überzug 2i und dessen Anstrich aus Graphit und Wasserglas daran gehindert,
an dem in dem Kern eingebetteten Metall zu stark zu haften. Nach dem Vergießen dieses
Vorwärmemetalls läßt man genügende Zeit verstreichen, damit ;die Metallteile 12
genügend -warm werden und kein Abschrecken des den eigentlichen Gußteil bildenden
Eisens herbeiführen können. Die Dauer .dieser Anwärmzeit ist verschieden; im allgemeinen
genügen 5 bis io Minuten, allerdings hängt die Dauer von ,der Menge des vorzuwärmenden
Metalls ab. Nachdem die Vorwärmung stattgefunden hat, gießt man .den Raum 29 mit
Eisen aus. Sobald der Guß genügend abgekühlt ist, bricht man die Form auseinander,
wobei die Vor--värmabschnitte entfernt -werden. Dann beseitigt man auch den Sand
16, der den Kern 2o gebildet hat, und ,das fertige Stück, -wie Abb. 6 es zeigt,
.kommt dann zum Vorschein.
-
Das beschriebene Gießverfahren ist hier in Anwendung auf die Herstellung
eines Motorzylinders mit kupfernen Kühlrippen geschildert. Es ist aber offenbar
nicht auf die Herstellung dieser besonderen Stücke beschränkt, sondern kann nützlich
sein, wo immer gewünscht -wird, ein Metall mit einem anderen von hoher Wärmeleitfähigkeit
zusammenzugießen. Das trifft ganz besonders auf Gußeisen zu, das in solchen Fällen
infolge des Abschreckens erhärtet. Dadurch wird nicht nur der Bildung eines innigen
Zusammenhanges entgegengewirkt, sondern auch die Entstehung von harten Stellen im
Eisen gefördert, welche .die geeignete Bearbeitung außerordentlich erschweren.
-
Bei der oben beschriebenen Gießform werden verschiedene Teile mit
einem entsprechenden Bindemittel hergestellt und vor dem eigentlichen Gießvorgang
getrocknet. Dieses Verfahren ist zwar bei der Herstellung von Zylindern mit daran
befindlichen Kupferrippen besonders erwünscht, da das Kupfer bei der Anwendung nicht
vorgetrockneter Formen brüchig -werden könnte, doch ist dies nicht wesentlich, insbesondere
wenn es sich um größere Massen von Kupfer handelt. In der Mehrzahl der Fälle könnte
daher eine in der üblichen Weise hergestellte, also nicht vorgetrocknete Form, wenn
sie nur .dafür eingerichtet ist, .daß man das Metall von guter Wärmeleitfähigkeit
vorwärmen kann, ebenfalls zufriedenstellend arbeiten.
-
Ferner ist hervorzuheben, daß das vorliegende Verfahren auch mit anderen
als den beschriebenen Mitteln zum Vorwärmen des gut wärmeleitenden Metalls befriedigende
Ergebnisse liefern kann. Beispielsweise könnte man elektrische Heizkörper derart
in den Kern einbetten, daß man .das Kupfer auf die gewünschte Temperatur vorwärmen
könnte. Die oben beschriebene Ausführungsart des Verfahrens ist daher nur eine bevorzugte
Anwendung der Erfindung, beschränkt ihren Bereich aber nicht auf das besondere Anwendungsgebiet.