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Verfahren zur Herstellung von Lagerstellen in Maschinenteilen. Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Maschinenteilen, durch welches
der Aufwand an Arbeit, Zeit und Geld verringert werden soll, der bisher bei der
Bearbeitung und Zusammensetzung der Teile erforderlich gewesen und für unentbehrlich
gehalten worden ist. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß ein Maschinengestell
oder Maschinenteile,' die mit ihm vereinigt werden sollen, mit glatten Lager-, Trag-
oder ähnlichen
Flächen durch Gießen der betreffenden Lager-oder
Tragteile in das Gestell oder die Maschinenteile versehen werden, so daß also für
das Vereinigen der Lager und Büchsen mit dem Gestell oder den Maschinenteilen keine
besondere Zurichtung erforderlich ist.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht darin, daß die zu vereinigenden
Teile an der Stelle, an welcher das Lager o. dgl. gebildet werden soll, mit einem
Hohlraum oder einer Vertiefung versehen werden, in welche in der richtigen Lage
ein Gußkern nebst entsprechenden Abschlußgliedern eingesetzt wird, der eine der
zu erzeugenden Fläche entsprechende und genau bearbeitete bzw. glatte Oberfläche
besitzt, worauf der von dem Kern freigelassene Raum mit einem geschmolzenen '.Metall
oder einer Metallegierung ausgefüllt wird, während nach dem Erstarren des Eingußmetalles
der Kern mit den Abschlußgliedern herausgenommen wird, so daß an dem betreffenden
Maschinenteil eine vollkommen glatte Lagerfläche o. dgl. vorhanden ist.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung ist auf der Zeichnung an einigen
Beispielen erläutert. Abb. i ist ein Längsschnitt durch ein Maschinengestell; Abb.
2 ist eine Seitenansicht dazu, während die Abb. 3 und q. in Längsschnitt und Seitenansicht
zeigen, wie einzelne der in Abb. i und 2 dargestellten Teile des Gestelles hergestellt
werden.
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In Abb. i bis 4. enthält das Gestell der Maschine einen Hauptteil
io, welcher durch Lagerstücke il auf einem Sockel i2 ruht. Der letztere und der
Teil io sind zur Aufnahme der Lagerstücke ii mit eingegossenen Büchsen 13 versehen,
die vorzugsweise halbzylindrischen Querschnitt besitzen.
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Das Maschinengestell io besitzt ferner eine Lagerbüchse 15, die durch
Bolzen 16 befestigt ist, welche in eingegossene Muttern 17 eingeschraubt sind. Diese
Büchse 15 trägt innen ein Futter 18, in dem sich eine Welle i9 dreht. Auf dieser
Welle ist beispielsweise ein Zahnrad 2o und ein Teil eines Zylinders 21 einer Druckpresse
angebracht. An dem Maschinengestell io sind ferner eine Stange 22 und eine Welle
23 sowie zwei Lageraugen 25 und 26 angebracht.
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Anstatt das Maschinengestell io wie bisher üblich an den Stellen,
an denen die Löcher und Lagerflächen anzubringen sind, mit einem Uberschuß an Metall
zu versehen, das später bearbeitet werden müßte, werden an diesen Stellen gleich
fertige Hohlräume oder Einsenkungen durch Guß hergestellt. Handelt es sich um ebene
Flächen, so wird das Gestell in seiner ursprünglichen Form mit Ausnehmungen
30 versehen (Abb.3 und q.). Handelt es sich um Lageröffnungen, die sich in
das Gestell oder durch dieses erstrecken, so werden diese Löcher in dem ursprünglichen
Gestell in größerem Ausmaße vorgesehen, als sie in dem fertigen Gestell haben sollen.
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Zur Aufnahme der Lagerbüchse 15 (Abb. i) wird das Gestell io, das
z. B. gegossen sein kann, mit einem Kern versehen, um einen zylindrischen Hohlraum
31 zu schaffen (Abb. 3 und 4.), der etwas größer als die Lagerbüchse ist.
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Zwischen der Wand des Gestelles io und dem Kern 36 soll ein hohles
zylindrisches Futter 45 Aufnahme finden, das einen Flansch 46 (Abb. i) in dem an
den Hohlraum 31 sich anschließenden Ringraum 33 besitzt. Dieser Flansch soll die
Muttern 17 der Befestigungsbolzen i8 aufnehmen. Da diese Bolzen (Abb. i und 2) später
angebracht werden sollen, so wird die Verlängerung des Ringraumes 33 außen .durch
einen Ring 38 mit einem Flansch 37 abgedeckt, durch den Bolzen 39 in die Muttern
17 eingeführt sind. Diese Bolzen besitzen denselben Durchmesser und dasselbe Gewinde
wie die Bolzen 16.
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Auf der anderen Seite ist der Hohlraum 31 durch einen Bund 35 abgeschlossen,
dessen innerer Durchmesser dem äußeren Durchmesser des Kernes 36 (Abb. 3 und 4.)
entspricht. Dieser Kern besitzt eine gut gearbeitete zylindrische Oberfläche 32,
welche der zylindrischen Außenfläche der Lagerbüchse 45 entspricht. Der Flansch
37 des Schließringes 38 legt sich gegen einen vorstehenden Rand q.o an dem Gestell
io. Zwischen diesem Flansch und dem Gestell ist dann noch ein Ringraum 41 gebildet,
in den ein Stützring .47 eingegossen wird (Abb. i). Die Formteile 35, 36 und 37
sind genau an den Flächen bearbeitet, gegen welche Metall gegossen wird, so daß
also Gußstücke mit glatten Oberflächen entstehen.
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Vor dem Gießen des Futters 45 werden die Teile in die Stellungen gebracht,
in denen sie in Abb. 3 gezeigt sind. Das flüssige Metall wird dann in die Hohlräume
31 und 41 eingegossen, und zwar entweder im Wege durch den stopfbüchsenartigen Paßring
37 hindurch oder durch Kanäle in dem Gestell io.
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Die zylindrische Oberfläche des Kernes 36 ist genau auf den gewünschten
Durchmesser bearbeitet, und die Innenflächen des Bundes 35 und des Pfropfens 37
passen genau auf den Kern. Unebenheiten an der Außenseite des Gestells io können
durch eine tragbare Schmirgelscheibe beseitigt werden, so daß dann die Abschlußstücke
35 und 37 glatte Flächen finden. Man kann auch Asbestpackungen zwischen den Flächen
des Gestelles io und den Abschlußstücken verwenden. Das eingeführte Metall füllt
dann die Hohlräume 31, 33 und 41 aus und erstarrt rasch, worauf die die Abschlußstücke
an Ort haltenden Klammern o. dgl. und der Kern 36 entfernt werden können. Um den
Schließring 37 zu entfernen, muß man erst die Kernbolzen 39 aus den Muttern 17 und
ihren Unterlagscheiben
42 herausschrauben. Es bleibt dann ein gegossener
zylindrischer Metallkörper 45 (Abb. i) mit Vorsprüngen oder Flanschen 46 zurück,
in denen die :Muttern 17 eingebettet sind, und ferner ein gegossener Packungsring
47, der an der rauhen gegossenen Innenfläche des Gestelles io fest haftet.
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Nunmehr kann die Lagerschale 15 (Abb. i) eingesetzt werden, die durch
die Bolzen 16 in Stellung gehalten wird, welche durch den Flansch der Schale gehen
(Abb. i).
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Das Futter 18 wird vorzugsweise in derselben Weise eingegossen wie
das Futter 45. Zu diesem Zwecke erhält die Lagerschale 15 einen inneren Durchmesser,
der etwas größer ist als der Außendurchmesser der Welle i9, und wird mit einem Kern
von dem Durchmesser der Welle versehen. Die offenen Enden der Lagerschale werden
durch entsprechende Einrichtungen abgeschlossen, so daß beim Ausfüllen des entstandenen
Hohlraumes mit dem geschmolzenen Metall ein durchgehendes zylindrisches Futter 18
entsteht, in welches die Welle i9 eingesetzt werden kann.
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Ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht
darin, daß sich mit Leichtigkeit nichtzylindrische Stangen anbringen lassen, das
heißt Stangen von nicht kreisförmigem Querschnitt. Bis jetzt benutzt man im allgemeinen
zylindrische Stangen, da es schwierig ist, eckige Löcher herzustellen.
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In Abb. i und 2 ist eine viereckige, über das Gestell io hinausragende
Stange 5o gezeigt. Um diese einzusetzen, wird das Gestell beim Gießen mit einem
viereckigen Loch 51 versehen (Abb.3), das schwalbenschwanzförmige Ausnehmungen 52
besitzt. Vor dem Gießen wird ein Kern 53 eingeführt, welcher dieselbe Querschnittsform
und Größe besitzt wie die Stange 5o. Das Loch 51 wird durch Deckel 54 an beiden
Enden abgeschlossen (Abb. 4), durch welche der Kern in der richtigen Stellung gehalten
wird. Die Deckel werden an dem Gestell durch Schraubenbolzen o. dgl. befestigt.
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Um den Kern 53 entsteht also ein Hohlraum 55 (Abb. 3), der durch das
geschmolzene Metall beim Abkühlen ausgefüllt wird, so .daß ein Futter 56 (Abb. i)
mit schwalbenschwanzförmigen Vorsprüngen 57 entsteht, die in das Gestell io eindringen,
so daß das Futter gut verankert ist. Da das Material des Futters beim Abkühlen etwas
schrumpft, kann der Kern leicht herausgezogen werden. Da der Kern überall gut bearbeitet
ist, so erhält das Futter 56 eine glatte Innenfläche. Nach Entfernen des Kernes
53 und der Deckel 54 kann die Stange 50 (Abb. i) leicht und ohne sie besonders einzupassen
eingeführt werden.
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Die Ausnehmung 3o (Abb. 3 und 4) ist an ihren Kanten schwalbenschwanzförmig
gestaltet, um die Verankerung des Eingußmetalls an dem Gestell zu sichern. Um die
gewünschte ebene Sitzfläche zu erhalten, bringt man eine Vorsatzplatte 58 mit einer
Ausnehmung 59 an, deren eben und glatt bearbeitete Innenfläche der Gestenwange in
gewissem Abstande zugekehrt ist. Das Metall wird dann in den Hohlraum zwischen dem
Gestell io und der Platte 58 gegossen, so daß es die Ausnehmungen 3o und 59 ausfüllt.
Nach tntfernen der Platte 58 bleibt eine vorstehende glatte Fläche zurück.
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Die zugehörige Fläche des Lagerauges 25 wird vorzugsweise in derselben
Weise behandelt, so daß also zwei vollkommen glatte Flächen entstehen. Diese beiden
Flächen werden, wie aus Abb. i zu ersehen ist, miteinander in Berührung gebracht
und das Auge 25 an dem Gestell io in irgendeiner geeigneten Weise befestigt.
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Das Auge 26 ist in einer anderen Weise an dem Gestell io befestigt.
Es sind zwei Aushöhlungen 6o (Abb. 3) in dem Gestell io gebildet, und die Abschlußplatte
61 ist mit kleineren vorstehenden Rippen 62 versehen, während der übrige Teil der
Oberfläche dieser Platte gegen die Außenfläche des Gestelles io anliegt. Durch Ausfüllen
des Raumes zwischen den Wänden der Rippen 62 und der Ausnehmungen 6o entstehen also
zwei getrennte Gußstücke. Das Auge 26 wird in derselben Weise behandelt, und dann
werden besondere Zylinder 63 oder Kugeln 64 (Abb. i unten) vorgesehen, welche das
Auge genau in Stellung halten.
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Um die Stange 22 und die Welle 23 anzubringen, ist das Gestell 1o
mit Kernen 72 versehen, um zwei zylindrische Ausnehmungen 65 und 66 zu schaffen
(Abb. 3), welche miteinander durch Gießkanäle 68 in Verbindung stehen. Das Metall
wird durch Gießlöcher 69 eingegossen und die noch freien Öffnungen durch Platten
71 und 7o abgedeckt.
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Da die inneren Gießkanäle und die Eingußlöcher in dem Gestell angebracht
sind, so hält das eingegossene Material die eingegossenen Futter 73 und 74 (Abb.
i) in Stellung.
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Da die Welle 23 nicht feststehend, sondern drehbar ist, so ist das
Futter 74 so ausgebildet, daß es eine Lagerschale 75 aufnehmen kann, in welcher
sich eine Welle 23 drehen kann.
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Um die Stange 22 in Stellung zu halten, ist der Kern 72 mit einer
Querkerbe und die Wand des Gestelles io mit einer entsprechenden Ausnehmung 77 versehen,
die einen Querkern 78 aufnimmt. Die entstehende Öffnung ist durch eine Platte 79
(Abb. 4) abgedeckt. Die Ausnehmung um den Kern 78 steht selbstverständlich mit den
anderen Ausnehmungen in Verbindung und wird mit der Metallegierung in derselben
Weise angefüllt. Der Kern 78 muß zuerst herausgezogen werden, bevor der Kern 72
entfernt werden kann. Nach dem
Gießen und dem Entfernen der Kerne
72 wird die Stange 22 eingesetzt. Diese besitzt eine Querkerbe, in welche
ein Stift 8o (Abb. z) eingesetzt wird, der die Stange in Stellung hält.
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Die Abb. 5 zeigt, in welcher Weise man zwei Körper mit ebenen Sitzflächen
vereinigen kann. Die beiden zu vereinigenden Körper besitzen einen gewissen Abstand
voneinander, der durch einen zwischengelegten Stahlring 96 gesichert wird. Um diesen
Ring und den als Kern benutzten Bolzen wird das Metall 97 gegossen. Dann wird ein
zweiter Metallkörper 98 um das andere Ende des Kernbolzens gegossen und ebenso um
die festliegende Mutter 99. Darauf wird der Kern herausgezogen und der endgültige
Bolzen ioo eingesetzt. Selbstverständlich müssen beim Gießen die freien Öffnungen
in der früher beschriebenen Weise durch Platten o. dgl. abgedeckt werden. Gegebenenfalls
kann das :Metallstück oder Futter 97 mit einem Flansch gegossen werden, gegen den
sich der Kopf des Bolzens ioo stützen kann.
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Für die Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung bildet es natürlich
keinen Unterschied, ob die herzustellenden Flächen eben oder zylindrisch sind.
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Die Formen und Teile derselben müssen allerdings von vornherein genau
bearbeitet werden, aber hier handelt es sich nur um eine einmalige Bearbeitung,
und dann können sie immer wieder von neuem benutzt werden. Die Formen werden so
hergestellt, daß sie in dem Gestell nur in einer bestimmten Lage angebracht werden
können, während höchstens nur eine geringe Verschiebung möglich ist. Bei ebenen
Flächen ist eine geringe Verschiebung nicht von Bedeutung. Das richtige Einsetzen
der Kerne ist eine verhältnismäßig einfache Arbeit, jedenfalls bedeutend einfacher
als das Aufmontieren eines großen Rahmens. Ein schwerer Rahmen braucht bei dem Verfahren
gemäß der Erfindung nicht in der Montierhalle hin und her gefahren oder auf das
Bett einer Hobel- oder Fräsmaschine gehoben zu werden. Er kann in seiner gewöhnlichen
senkrechten Stellung hergerichtet werden. Auch kann man die beiden Gestellrahmen
so dicht nebeneinander setzen, daß beim Gießen ein gemeinsamer Kern für beide Rahmenteile
verwendet werden kann.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, Lager um Stangen oder sonstige
Maschinenteile in Lager einzugießen, so daß sich der eine Teil unabhängig von dem
anderen bewegen kann. Hierbei bildete jedoch stets der eine Teil selbst das Element,
welches die Fläche erzeugt, mit welcher er in Berührung kommen soll. Dieses Verfahren
ist also gänzlich verschieden von dem Verfahren gemäß der Erfindung und kann demzufolge
auch nicht die Wirkungen wie dieses erzielen. Das bekannte Verfahren ist nur zur
Herstellung von einem einzigen Stück des betreffenden Maschinenteiles bestimmt und
geeignet, während bei dem Verfahren gemäß der Erfindung mit einem einzigen Kern
oder einer einzigen Gießform eine beliebige Anzahl Stücke der betreffenden Maschinenteile
hergestellt werden kann. Dieses Verfahren eignet sich also zur Herstellung in Massen.