DE532267C

DE532267C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Zylinderseelen und Kolben

Info

Publication number: DE532267C
Application number: DEP60003D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1929-03-29
Filing date: 1929-03-29
Publication date: 1931-08-26

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Zylinderseelen und Kolben Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver-' fahren zur Herstellung von Zylinderseelen und Kolben aus Gußeisen oder Gußstähl für Brennpulvermaschinen, deren Lauffläche hart ausfallen soll. Die aufeinander reibenden Flächen von Zylinderseelen, Kolben und Kolbenringen müssen eine möglichst harte und schleißfeste Oberfläche bei Kolbenmaschinen haben, die staubhaltige Gase verarbeiten, also bei Kohlenstaubmotoren.
Bekannt ist es, Gußstücke durch Kühlhalten der Form schneller abzukühlen, namentlich an den Stellen dickerer Wandstärke, damit diese länger heiß bleibenden Stellen gleichmäßig mit den Stellen dünnerer Wandstärke abkühlen und Spannungen im Fertigstück vermieden werden. Zur Erzielung eines dichten homogenen Gusses hat man vorgeschlagen, das heiß gehaltene Gußstück allmählich stufenweise abzukühlen. Bei der Herstellung von Geschützrohren wendet man einen Metallkern an, den man durch intensive Kühlung vor Zerstörung bewahrt. Der gekühlte Metallkern bewirkt eine raschere Abkühlung und Härtung der Innenfläche des Rohres. Doch geht bei der späteren Ausbohrung des Metallkerns und der Bearbeitung des Rohres diese Härteschicht wieder verloren.
Das Verfahren gemäß der Erfindung weist einen Weg für die Herstellung von Zylinderseelen und Kolben für Brennpulvermaschinen, um die durch Abschrecken erhaltene harte Oberflächenhaut nutzbar zu behalten. Die sofort bei der Erzeugung hart hergestellte Oberfläche erspart einen späteren besonderen Härtungsprozeß, verbilligt also die Herstellung. Gemäß der Erfindung wird in oder um einen Kern nach dem Eingießen des flüssigen Metalles ein Kühlmittel eingeführt, welches zu einer Zeit, wo das Gußmetall noch zum Härten genügend heiß ist, das Gußmetall schnell abkühlt und härtet. Der Kern ist dabei aus einem Material herge= stellt, welches sich nach dem Erkalten leicht' ohne Beschädigung des Gußstückes entfernen läßt oder schon durch das Kühlmittel selbst zerstört wird, so daß dann das Kühlmittel unmittelbar auf die heißen Wände des Gußstückes einwirken kann. Im letzten Falle wird also noch eine weitere Verbilligung der Herstellung dadurch erzielt, daß auch die Arbeit für die oft mühevolle zeitraubende Entfernung des Kerns in Wegfall kommt.
Die Zeichnungen stellen Ausführungsbeispiele dar, und zwar Abb. z die Gußeinrichtung für eine Zylinderseele a, deren innere Lauffläche b hart werden soll, soweit auf derselben die Kolbenringe gleiten werden, Abb.2 die Gußeinrichtung für einen Kolben, dessen -äußere Lauffläche hart werden soll.
Abb. 3 stellt die Gußeinrichtung für einen Hohlzylinder dar, dessen äußere Mantelfläche hart werden soll und aus welchem später die Kolbenringe ausgeschnitten werden sollen. Abb. i zeigt einen in die Gußform a eingesetzten Kern c, der in üblicher Weise aus Lehm mit Stroh und Mist sein kann. Der Kern c ist-im oberen Teil hohl ausgeführt, so daß nur ein dünner Kernmantel d das Gußmaterial abstützt. In den Hohlraum e des Kernes c ist bis nahe auf den Boden ein Rohr feingeführt, mit Spritzlöchern g, durch welche nach Öffnen des Ventils h eine Kühlflüssigkeit gegen den Kernmantel d gespritzt werden kann.
Ist der Guß erfolgt, so wird nach einiger Zeit das Ventil h geöffnet, und die Kühlflüssigkeit kann so auf den Kernmantel und das Gußmaterial einwirken. Das Kühlmittel füllt den Hohlraum e schnell aus, nimmt die an den Kernmantel abgegebene Hitze auf, kühlt den Kernmantel und schreckt somit auch das Gußmaterial an der Innenseite ab. Nach kurzer Zeit ist es auch in den Kernmantel selbst eingedrungen, zerstört diesen und kommt dann direkt mit dem heißen Gußeisen in Berührung. Dies geschieht, während das Metall noch glühend warm ist, also noch eine zum Härten nötige Temperatur besitzt. Durch dieses energische Abkühlen der Innenseite bekommt die Zylinderbüchse an der Lauffläche die gewünschte Härte. Ein Zersprengen der Zylinderseele, wie es bei Kokillenhartguß durch den sich ausdehnenden eisernen Kern häufig geschieht, kann nicht eintreten, da der innen noch verbleibende Kern dem sich zusammenziehenden Guß keinen nennenswerten Widerstand entgegensetzt.
Bei diesem eben erläuterten Verfahren muß der Kernmantel d genügend hart gemacht werden, um den Außendruck des heißen Gußmaterials aufzunehmen. Dieses ist nicht erforderlich, wenn man so lange, bis das Gußmaterial etwas erstarrt ist, in dem Hohlraum e einen Innenkern beläßt, der diesen Hohlraum ausfüllt. Der Innenkern wird dann schnell entfernt und das Rohr f eingeführt, um in genannter Weise das Gußstück abzuschrecken. Es ist natürlich auch ohne weiteres möglich, die Zylinderbüchse gemäß diesem Verfahren. anstatt stehend auch Uegend zu gießen, oder auch die Einrichtung so zu treffen, daß die Form umgekehrt, wie gezeichnet, vorgerichtet wird und das. Spritzrohr für die Kühlflüssigkeit von unten her in den Hohlraum eingeführt wird. Man erreicht damit, daß das Kernmaterial bei der Zerstörung des Kernmantels nicht auf den Boden des Hohlraumes c zu liegen kommt und den Hohlraum ausfüllt, sondern herausfällt.
Abb.2 zeigt im Prinzip dasselbe Verfahren, nur ist die Einrichtung hier so getroffen, daß sich der Kernmantel k außen um den gegossenen Kolben m legt. Um den Kernmantel k befindet sich ein Ringraum, der in der' Zeichnung von dem Außenkern o ausgefüllt wird. Nach vollendetem Guß wird dieser äußere Kern o entfernt und die strichpunktiert angedeutete Ringleitung w mit der Zuleitung s für die Kühlflüssigkeit in den Ringraum o gebracht. Aus Spritzlöchern an der Innenseite der Ringleitung w wird auch hier die Kühlflüssigkeit auf den Kernmantel k gespritzt, dieser und somit die äußere Kolbenwand gekühlt, dann nach einiger Zeit der Kernmantel zerstört und die äußere Kolbenwand durch die nunmehr direkt auf sie treffenden Kühlwasserstrahlen abgeschreckt und gehärtet.
Abb.3 der Zeichnung unterscheidet sich im wesentlichen nur dadurch von Abb.2, daß der äußere Kernmantel v um die Form z des Zylinders mit einer Kühlwasserrohrschlange durchzogen ist. Das Kernmaterial um die zu härtende Mantelfläche des Zylinders z wird dadurch energisch gekühlt, und das heiße, eingegossene Metall schreckt an der kalten Formwand ab und wird hart.
Die Einrichtung kann vorteilhaft auch bei den ersten beiden Figuren angebracht werden, und zwar legt man bei Abb. i die Kühlschlange t in den Kernmantel d ein oder in den Kernmantel k bei Abb. 2. Die Kühlschlange bildet dann für den dünnen Kernmantel noch ein willkommenes Stützgerüst, welches die Gußspannungen beim Erkalten aufnimmt. Auch die Kühlschlange kann an den geeigneten Stellen Spritzlöcher erhalten, um das Kühlmittel austreten und direkt auf den Kernmantel einwirken zu lassen, nachdem das trennende Kernmaterial entfernt ist.
Eine andere Abart der Einrichtung nach Abb. i (strichpunktiert angedeutet) besteht unter Umständen noch darin, daß die Kühlvorrichtung gleich als Stützachse für den teilweise hohlen Innenkern ausgeführt wird, so daß die üblichen zur Versteifung dienenden Kerneisen entbehrlich werden. Der Innenkern wird dadurch bei der Herstellung der Form und beim Transport vor Zerbrechen geschützt und bekommt in der Form festeren Halt und bessere Führung.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Zylinderseelen und Kolben aus Gußeisen oder Gußstahl für Brennpulvermaschinen, deren Lauffläche hart ausfallen soll, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Hohlraum (e, o) in oder um einen Kern aus zerstörbarer Masse (c, k) nach dem Eingießen des flüssigen Metalles ein Kühlmittel eingeführt wird, welches unter Zerstörung des Kernes das Gußmetall abkühlt und härtet. -
2. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume im Kern während des Eingießens mit einem passenden Kern ausgefüllt werden, der nach dem Guß entfernt wird, um den Raum für das Kühlmittel freizugeben.
3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch r und 2, dadurch gekennzeichnet, ' daß eine Rohrschlange mit Spritzlöchern für die Kühlflüssigkeit in dem Kernmantel gelagert ist.