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Einrichtung zur Herstellung von Walzen. Die Erfindung betrifft ein
Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung von Walzen, bei welchen der Kern
der Walze sowie der Walzenballen im Gießverfahren aus verschiedenartigen Metallen
hergestellt werden.
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Nach der Erfindung ist es möglich, Walzen von größter Widerstandsfähigkeit
gegen Bruch unter Vermeidung jeglicher Materialspannungen herzustellen. Es ist schon
versucht worden, Walzen mit verschiedenartigen Metallen in Kern und Ballen dadurch
herzustellen, daß man in einer Gießform beide Teile gleichzeitig unter Benutzung
einer dünnen Trennwand goß, wobei durch Schmelzung der Trennwand eine Verschweißung
der beiden Metalle erstrebt wurde. Dieses Verfahren konnte einen Erfolg nicht sichern,
weil bei gleichzeitigem Guß der beiden Metalle zu leicht eine Vermischung untereinander
eintritt, da die dünne Trennwand bei Berührung mit dem sehr heißen Kernmetall sofort
durchschmilzt und für das weiter nachströmende Metall keine Trennung mehr vorhanden
ist. Die angestrebte Verschweißung von Ballen und Kern ist ebenfalls zu verwerfen,
weil dadurch ein unbrauchbares Gußstück erzielt wird. So hat z. B. ein Stahlgußkern
eine Schwindungsziffer von z : 2, während Gußeisen eine solche von r : t aufweist.
Nach Erkaltung wäre eine derartige Walze mit Spannungsrissen durchsetzt.
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Die Erfindung beseitigt diese Mängel. Das Verfahren nach der Erfindung
ist sehr vereinfacht und unbedingt sicher im Erfolg. Das dabei erzielte Gußstück
ist frei von Spannungen, wodurch seine Bruchsicherheit gewährleistet ist. Die Erfindung
besteht darin, in einer besonderen Gießform erst die Stahlachse der Walze zu erzeugen,
wobei die Achse die genauen Formen und Abmessungen für den aufzunehmenden Ballen
erhält. Nachdem die Achse gegossen und genügend erstarrt ist, werden die Gießformteile
von der noch rotglühenden Achse abgezogen und die Achse vor zu starker, weiterer
Abkühlung geschützt. Die Achse bleibt hierbei mit dem unteren Zapfen in dem Zapfenformkasten
sitzen. Alsdann wird die Form für den Walzenballen um die Achse gestellt, das Wärmeschutzmittel
entfernt und der Ballen gegossen.
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Eine beispielsweise Ausführung von Walzen nach der Erfindung wird
an Hand der Zeichnung näher erläutert. Abb. r zeigt einen Längsschnitt durch eine
Gießform mit gegossener Stahlachse.
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Abb. 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine Gießform kurz vor dem Ballenguß.
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Die in Abb. z dargestellte Gießform für die Achse besteht aus dem
oberen Formteil a und dem unteren Teil b. Zwischen den Teilen a und
b ist ein Spielraum c belassen, damit die Form dem Schrumpfe der Achse nacheben
kann. Der obere Teil des Formteiles a ist mit einem Einsatz d zur
Bildung des oberen Achszapfens versehen. Derselbe besteht aus einem Metallgerippe,
welches mit feuerfester Formmasse ausgefüllt ist. Der Einsatz d wird von
den Keilen e getragen.
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Die Formteile a und b sind in senkrechter Ebene zwei oder mehrmals
unterteilt, ebenso können sie auch wagerecht mehrmals geteilt sein, je nachdem die
Form der Achse dieses erforderlich macht. Der Zapfenformkasten f besitzt zwei Eingüsse,
einen, g, für die Stall-. achse, und einen zweiten, lt, für den Ballen. Währenddem
die Achsz i gegossen wird, ist der Einguß 1a durch einen in den ringförmigen Gießkanal
eingelegten Ring j zus Eisen, feuerfester Masse o. dgl. gesperrt und gedichtet,
so daß kein Stahl eindringen kann.
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Nachdem die Achse i gegossen ist und die Schwindung des Metalles beginnt,
werden die Zwischenglieder k vermittels der Keile oder Keilstangen l nach und nach
gelöst, worauf sich die Formteile in bekannter Weise einander nähern und die Achse
frei schrumpfen oder schwinden kann. Ist die Achsengießform mehr als einmal unterteilt,
so müssen entsprechend viele Zwischenglieder k vorgesehen werden, welche dann durch
eine entsprechend geformte keil- oder sägezahnförmige Entriegelungsstange gleichzeitig
gelöst werden. Die Unterteilungsfugen werden mit einem Kitt in gedichtet.
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Um eine Achsengießform für viele verschiedene Abmessungen und Formen
von Achsen benutzbar zu machen, werden im Innern der Gießform Einlagen n benutzt,
welche der Form der Achse, z. B. zum Anbringen von Nuten, Vorsprüngen, Rifflungen
o. dgl. Mitteln, welche einen Festsitz des nachher zu umgießenden Ballens sichern
sollen, angepaßt sind. Diese Einlagen können aus Eisen oder anderen Metallen, aus
feuerfester oder einer anderen Formmasse bestehen. -
Nachdem die
Achse i auf etwa 8oo° C abgekühlt ist, werden die Formteile a. und b schnell
abgebaut und der Kanalring j entfernt, während der Einsatz d an dem oberen Achsenzapfen
verbleibt. Hierauf wird ein mit einer Wärmeschutzmasse, z. B. Asbest, geschützter
Blechmantel o (Abb. 2) um die glühende Achse gestellt, um eine zu schnelle Abkühlung
der Achsenoberfläche zu verhindern und um Spannungen in dem Metall zu vermeiden.
Alsdann wird die Ballengießform p und der obere Formkasten q für den verlorenen
Kopf gleichzeitig um die Achse i aufgebaut. Während des nun folgenden Gusses des
Ballens r wird der Schutzmantel o aus der Form entfernt.
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Der Schutzmantel o hat einen doppelten Zweck zu erfüllen, indem außer
dem Wärmeschutz der Achse die innere Ballenform p vor den Wärmestrahlungen der Achse
i geschützt bleibt und nichts von ihrer Kühlfähigkeit verliert. Dieser Vorgang ist
besonders wichtig bei Verwendung von kalibrierten Ballenformen, deren feine hervortretenden
Teile sehr leicht einen .großen Teil ihrer Kühlfähigkeit verlieren können. Beim
Guß urgehärteter Walzen, sogenannter Lehmgußwalzen, schützt der Mantel auch die
aus Lehm oder Ton hergestellte Form vor zu hoher plötzlicher Erwärmung.
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Der Festsitz zwischen Ballen und Achse wird dadurch erreicht, daß
beim Guß des Ballens das Metall in die beim Guß der Achse erzeugten Nuten, Vertiefungen
oder sonstigen Verankerungsmdttel s eintritt und darin festschrumpft. Es ist also
vor dem Gießen des Ballens keine Bearbeitung der Achse erforderlich.
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Der um den heißen Kern oder die Achse gegossene Walzenballen kann
infolge der niedrigen Achsenwärme nicht mit der Achse ,.erschweißen. Den Schwindungseigenschaften
der beiden Metalle wird hingegen weitgehend Rechnung getragen, da man es in der
Hand hat, je nach den Schwindungseigenschaften des gegossenen Walzenballens, diese
mit denjenigen der Achse durch Wahl einer höheren oder niederenAchsentemperatur
be;m Gießen des Ballens in Einklang zu bringen, so daß beide Teile vollständig und
frei schwinden können. Hierdurch wird erreicht, daß «-eier im Ballen noch im Achsenteil
schädliche Materialspannungen entstehen; es wird also ein Grußstück erzeugt, an
welches beim Gebrauch die höchsten Anforderungen gestellt werden können.