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Verfahren zur maschinellen Herstellung von Vorlagen für Zinkreduktionsöfen
und ähnlichen Hohlkörpern Formsteine aus Beton wurden schon mittels Pressen hergestellt,
deren Preßstempel von Hand bewegt werden konnte. Das Gewicht des oberhalb der Form
aufgehängten und in Gestängen geführten Preßstempels war dabei durch Gegengewichte
ausgeglichen, so daß beim Einstampfen des Betons in die Form, das durch einen oder
zwei Schläge des Preßstempels bewirkt wurde, die bewegten Massen des Stempels und
der Gegengewichte die Stampfarbeit förderten. Derartige Pressen sind für die Herstellung
anderer Werkstücke aus schwierigerem Werkstoff nicht ohne weiteres verwendbar. Auch
Röhren aus Beton o..dgl. sind schon mittels Stampfwerke hergestellt worden. Unter
andauernder gleichmäßiger Zuführung neuen Stampfgutes wurde die Rohrform nach und
nach vollgestampft. Der Stampfer bildete dabei einen geschlossenen Ring von der
Form der Röhrenwandung und war zur besseren Zuführung des Stampfgutes in die Form
in mehrere Segmente unterteilt. Zum Anheben und Fallenlas.sen der Stampfer hat man
unter anderem auch nach Art eines Riemenfallhammers ausgebildete Einrichtungen benutzt.
Das hatte den Vorteil, daß man das Stampfen der ständig zunehmenden Füllung der
Rohrform ohne weiteres anpassen konnte. Die einzelnen Schläge des Stampfwerkes mußten
hierbei natürlich mit gleichmäßiger Kraft ausgeführt werden. Die Fallhöhe der Stampfer
mußte also immer die gleiche sein, damit die eingestampfte Masse überall möglichst
gleiche Festigkeit erhielt, denn Röhren aus Beton u. dgl. mit Wandungen ungleichmäßiger
Festigkeit sind für die meisten Zwecke unbrauchbar.
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Nach diesem Verfahren lassen sich aber keine Vorlagen für Zinkreduktionsöfen
anfertigen. Vielmehr zeigt die Erfahrung, daß brauchbare Vorlagen nur dann erzielt
werden, wenn die Masse vor der Formgebung durch entsprechende Knetbearbeitung die
erforderliche Gleichmäßigkeit und Dichtigkeit erhalten hat und die Vorlagen aus
einem einzigen Masseballen geformt werden. Dabei soll bei der Verarbeitung der Masseballen
eine nennenswerte Verdichtung der Masse nicht mehr eintreten, weil diese nachträgliche
Verdichtung doch nicht überall gleichmäßig gestaltet werden kann und Vorlagen mit
Wandungen ungleichmäßiger Festigkeit zu schnell durch die Temperaturschwankungen,
denen sie im Betrieb ausgesetzt sind, zerstört werden würden. Die Verarbeitung des
Masseballens zur Vorlage soll also nur in einer Formgebung bestehen.
Aus
diesen Gründen sind für die Herstellung von Vorlagen auch nicht solche Verfahren
verwendbar, nach denen Tiegel durch Einschlagen eines Dornes in eine mit Masse gefüllte,
nur oben offene Form mittels Hammer oder Ramme hergestellt werden. Die Form der
Vorlage muß oben und unten offen sein. Würde man den Dorn in diese Form nur einhämmern
und nicht nach jedem Schlage wieder herausziehen, so würde der Dorn einerseits viel
Masse vor sich her und zur unteren Formöffnung herausdrücken, andererseits würde
die den unteren Teil der Form füllende Masse stärker verdichtet werden als die den
oberen und mittleren Teil der Form füllende, und es könnten Risse, insbesondere
im mittleren Teil der Form, in der Masse auftreten.
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Es ist schon versucht worden, Vorlagen für Zinkreduktionsöfen mittels
Pressen o. dgl. herzustellen. So sind z. B. Vorrichtungen vorgeschlagen worden,
die aus einer Form und einem in die Form passenden Dorn bestanden. Während die mit
feuerfester Masse mehr oder weniger gefüllte Form nach dem Dorn zu bewegt wurde,
wurde dieser in hin und her schwingende Bewegung versetzt. Die Form wurde dem schwingenden
Dorn bis zur Endstellung entgegenbewegt, der also mit mehreren gleichmäßigen Stampfbewegungen
in die Masse eindrang und so die Vorlage formte, worauf beide Teile wieder so weit
voneinander entfernt wurden, daß die Form aus dem Schwingungsbereich des Dornes
gelangte und die Vorlage aus der Form entfernt werden konnte. Auch konnte die Apparatur
derart ausgebildet sein, daß die Form feststand und dieser sich der schwingende
Dorn entgegenbewegte. Oder es wurde der Dorn z. B. durch einen Spindelantrieb auf-
und abwärts bewegt. Auch hat man bei anderen ähnlichen Vorrichtungen schon den Dorn
stoßweise in die Form eingetrieben und ihn dabei eine annähernd senkrecht zu seiner
Längsbewegung gerichtete Schwingbewegung von bestimmter Größe und wechselnder Richtung
ausführen lassen. Die Schwingbewegung hatte den Zweck, das bei anderen älteren Einrichtungen
erforderliche Fließen der keramischen Masse um den Dorn herum zu vermindern.
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Indessen leistet infolge seiner zwangsläufigen Verbindung mit dem
Antrieb bei diesen .Einrichtungen der Dorn nicht nur Verformungsarbeit, sondern
er übt gleichzeitig auch eine gewisse Stampfwirkung aus, die aus den dargelegten
Gründen vermieden werden muß. Jedenfalls bleibt die Güte der mit diesen Einrichtungen
hergestellten Vorlagen erheblich hinter der der von Hand hergestellten zurück, so
daß man diese letzte Herstellungsweise insbesondere im Inland bisher allgemein beibehalten
hat. Die Handarbeit ist jedoch anstrengend und erfordert geschickte Arbeiter. Daß
die Maschinenarbeit bei der Herstellung von Vorlagen bisher versagte, ist wohl darauf
zurückzuführen, daß sie zu wenig der Handarbeit und den bei dieser errungenen Erfahrungen
angepaßt wurde, bzw. darauf, daß man bei derartigen Bemühungen auf halbem Wege stehenblieb.
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Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren, das dazu dienen soll, Vorlagen
für Zinkreduktionsöfen und ähnliche, im Gebrauch höheren Temperaturen ausgesetzte
Hohlkörper maschinell herzustellen, die den von Hand gefertigten durchaus ebenbürtig
sind und sie sogar noch übertreffen. Die Erfindung besteht darin, daß zur Herstellung
der Hohlkörper eine nach Art einer Ramme wirkende Vorrichtung mit einem in senkrechter
Richtung geführten, im übrigen aber freifallenden Dorn verwendet wird, dessen Fallhöhe
von Schlag zu Schlag änderbar ist.
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Mittels einer nach Art eines Riemenfallhammers ausgebildeten Vorrichtung
wird der Dorn in Führungen auf nach der jeweils zu leistenden Formarbeit verschiedene
Höhe gehoben und dann in die darunter befindliche, mit feuerfester Masse gefüllte
Form fallen gelassen. Die Vorrichtung zieht dann den Dorn sofort wieder aus der
Masse heraus und es erfolgt der nächste Schlag. Praktisch sind im allgemeinen vier
Schläge nötig, um die Vorlage herzustellen. Der erste Schlag treibt nur die Spitze
des Dorns in die Tonmasse. Der zweite und dritte Schlag, die kräftiger geführt werden,
lassen den Dorn sich tiefer einbohren. Der letzte Schlag schließlich durchdringt
mit voller Wucht den gesamten Tonballen. Die Kraft des Schlages ergibt sich aus
der Fallhöhe des Dornes, der, den Gesetzen des freien Falls gehorchend, mit mehr
oder weniger großer Geschwindigkeit und somit mit größerer und geringerer Schlagkraft
in die Masse eindringt. Die Form kann dabei feststehend oder beweglich, z. B. drehbar,
ausgebildet werden. Auch kann die Einrichtung so getroffen werden, daß die Form
nach verschiedenen Seiten, z. B. abwechselnd mehr oder weniger leicht geneigt werden
kann.
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Wenn man auch mit der Einrichtung nach der Erfindung nicht die Wirkung
des Dornes so gut in die jeweils günstigste Richtung lenken kann, wie wenn der Dorn
von Hand geworfen wird, die Fallrichtung vielmehr immer genau senkrecht bleibt und
auch die kleinen Lockerbewegungen nicht ausführbar sind, die der Former mit dem
von Hand bewegten Dorn ausüben kann, bevor er ihn aus der Masse wieder herauszieht,
so kommt doch
dieses maschinelle Verfahren dem Verfahren von Hand
sehr nahe. Anscheinend wird der Nachteil, daß die Maschine alle diese Feinheiten
der Handarbeit niemals nachahmen kann, dadurch ausgeglichen, daß die einzelnen Abwürfe
des Dornes schnell aufeinanderfolgen und der Dorn schneller aus der Form herausgezogen
werden kann, als dies bei Herstellung von Hand möglich ist. Durch die Arbeitsweise
gemäß der Erfindung wird also ebenfalls ein überall gleichmäßiges Fließen der Masse
in der Form erreicht, und es wird vermieden, daß Masse an dem Dorn festhaften oder
aus der Foren herausgerissen werden kann.
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An Hand- der Zeichnung sei die Erfindung des näheren erläutert.
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Die Abbildung zeigt das Schema einer für die Ausführung des Verfahrens
gemäß der Erfindung besonders geeigneten Vorrichtung. In dieser ist A die
Matrize, B die Patrize mit dem Schlitten o. dgl. C, der durch die Gestänge
D geführt wird. Die Patrize hängt an einem Riemen G, der auf einer stetig umlaufenden
Riemenscheibe E liegt. Durch Niederdrücken des Schalthebels H wird durch das Friktionsrad
F der Riemen an die Trommel E gepreßt und samt Patrize durch die Reibungskraft mitgenommen.
Beim Nachlassen des Hebels fällt die Patrize durch ihr Eigengewicht. Die Steuerung
des Schalthebels geschieht durch Hand oder Fuß. Zwecks Herstellung der Vorlagen
wird die Patrize bis zu einer beliebigen Höhe gehoben. Aus dieser fällt sie durch
ihr Eigengewicht auf die in der feststehenden Matrize befindliche feuerfeste Masse.
Die Hubhöhe ist durch die Bauart der Maschinen nach oben begrenzt, aber innerhalb
dieser Begrenzung kann jede gewünschte Größe eingehalten werden. Demgemäß ist auch
die Schlagkraft der Patrize in den weitesten Grenzen einstellbar. Sie kann also,
wie bei der Handarbeit, den jeweiligen Erfordernissen der Tonmasse angepaßt werden.