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Angußvorrichtung für Maschinenteile, insbesondere Lagerstützschalen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, mittels der Maschinenteile, wie
z. B. Lagerstützschalen, Lagerbüchsen, Zahnkränze oder andere mit einer Gleitschicht
zu versehende Werkstücke aus Eisen oder Stahl, gegebenenfalls beiderseits, mindestens
aber auf einer ihrer Seiten mit Metall umgossen werden können. Derartige Vorrichtungen
sind in mannigfacher Art bekanntgeworden.
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Bei der Durchbildung der Vorrichtungen muß besonders Wert darauf gelegt
werden, daß die Verbindung der beiden Metalle so innig ist, daß sie den an sie gestellten
mechanischen Beanspruchungen vollauf gerecht wird. An erster Stelle ist daher dafür
zu sorgen, daß keine oxydierten Flächen vorhanden sind und (las aufzugießende Metall
frei von Oxydhäuten ist.
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So wird z. B. zum Angießen eines Gleitmetalls, wie Bleibronze, für
eine Lagerschale ein Blechrohr benutzt, das konzentrisch zii der Stützschale angeordnet
ist und somit die innere Begrenzung der Laufschichtoberfläche bildet. In den auf
diese Weise entstandenen Ringraum wird das Gleitmetall eingebracht. Die Oberfläche
und die Stirnflächen der so entstandenen Lagerschale werden dann durch spanabhebende
Bearbeitung maßgerecht bearbeitet. Es hat sich jedoch gezeigt, daß ein derartiges
Angießverfahren noch keineswegs vollauf befriedigt, weil beim Eingießen vielfach
Luft mitgerissen wird und daher Oxvdationswirkungen ausgelöst werden, die eine einwandfreie
Verschweißung unterbinden. Außerdem besteht die Gefahr, daß bei dem tinerläßlichen
Vorwärmen der Stützschale an den Angußflächen derselben Oxydationserscheinungen
auftreten, wodurch ebenfalls die erforderliche Verschweißung in Frage gestellt ist.
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-'Weiterhin ist vorgeschlagen worden, eine zum Angießen von -Maschinenteilen
dienende Vorrichtung, die aus einem zweiteiligen Erbitzungsgefäß
besteht,
zu verwenden. Den einen Teil des Erhitzungsgefäßes bildet das anzugießende Werkstück,
während in dem anderen Teil das Gußmetall untergebracht ist. Die beiden Teile, die
gewissermaßen den Gießraum und Schmelzraum darstellen, bestehen aus zwei ineinandergesteckten
Tiegeln. Aber auch diese Einrichtung genügt den an sie gestellten Forderungen nicht,
weil die Wärmeabführung vom Werkstück vielfach zu langsam erfolgt und daher der
erwünschte günstigste Gefügeaufbau sich nicht erzielen läßt.
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Bekannt ist ferner auch eine zweiteilige Aus-1» ldung des Gieß- und
Schmelzraumes, gemäß der im Innern koaxial zum anzugießenden Werkstück ein Rohrkern
vorgesehen wird. Der Stützkörper einer Lagerschale ist dabei zweckmäßig von einem
Schutzmantel umgeben und mit einem ringförmigen Behälter fest verbunden. der eine
Öffnung zum Füllen mit Angußmetall aufweist. Nachdem die Öffnung verschlossen und
das Ganze in einem Wärmeofen bis zum Niederschmelzen des Gußmetalls erhitzt worden
ist, erfolgt nach dem Herausnehmen aus dem Ofen unter wiederholtem Zwischenglühen
ein Schwenken der Vorrichtung, wobei das flüssige Angußmetall über die anzugießende
Fläche des Stützkörpers läuft und die Laufschicht erstarrt. Dieses Verfahren ist
jedoch recht zeitraubend und umständlich. Auch kann bei seiner Ausführung nicht
verhindert werden, daß Eisenteile in die Schmelze indiffundieren und diese hinsichtlich
ihrer Zusammensetzung bzw. Struktur nachteilig verändern. Auch besteht hierbei die
Gefahr, daß Restgase aus dem Behälter in die Schmelze aufgenommen werden, die in
der letzteren verbleiben und die Laufschicht somit unerwünscht verändern, so daß
ein vollwertiges Erzeugnis nicht erhalten werden kann.
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Diese Mängel sind behoben worden, indem dafür gesorgt wird, daß die
Schmelze verhältnismäßig schnell aus einem dafür besonders vorgesehenen Tiegel ausfließt
und ihre Berührung mit der hocherhitzten Stahlstützschale auf ein Mindestmaß beschränkt
wird. Hierdurch ist erreicht, daß ein Difiusionsvorgang zustande kommt. Die Vorrichtung
zur Lösung dieser Aufgabe besteht in der Verwendung eines aus Graphit bestehenden
Schmelztiegels, der einen Bodenabstich aufweist, und eines oberhalb koaxial eingesetzten
metallischen Rohrkerns in dem Mantelgehäuse des Erhitzungsgefäßes. Dabei ist das
Mantelgehäuse, welches den Graphittiegel umgibt, an den unteren Teil der Vorrichtung,
der von dem Stahlstützkörper gebildet wird, angeschweißt.
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Diese Vorrichtung gestattet jedoch nur einen einseitigen :@nguß und
kann daher dort, wo beispielsweise ein Werkstück beiderseitig angegossen werden
soll, keine Verwendung finden. Außerdem aber gewährleistet diese Vorrichtung nicht
mit Sicherheit eine gleichmäßige Verteilung des anzugießenden Metalls auf die Oberfläche
des Stahlstützkörpers der Lagerschale oder allgemein des Werkstückes und bietet
ferner keineGewähr für eine ausreichende reduzierende und sauerstoffbindende Wirkung,
wie sie für einen einwandfreien Anguß erforderlich ist. Um auch diesen erwähnten
Bedingungen gerecht zu werden, wird ein aus Graphit o. dgl. reduzierend wirkendem
Werkstoff bestehender Deckel vorgesehen, in welchem der Schmelztiegel im allgemeinen
zweckdienlich eingesetzt werden kann. Der Deckel weist vorteilhaft Bohrungen auf,
durch welche die Schmelze zu dem Rohrkern und von dort aus auf die beiderseitigen
Oberflächen des Werkstückes gelangen kann. Werden in dem Deckel außer diesen Öffnungen
noch zwei weitere, beispielsweise ü1 Form einer ringförmigen Vertiefung, konzentrisch
zu den ersteren vorgesehen und wird auf dem Maschinenteil ein Ring angebracht, so
können auch verschiedenartige Metalle auf die verschiedenen Seiten des zu umgießenden
Werkstückes aufi gegossen werden. In beiden Fällen ist es ferner erforderlich, das
Werkstück auf seiner Außenseite mit einem Metallmantel zu umschließen, während es
auf seiner Innenseite durch den Rohrkern unter Freilassung eines Zwischenraumes
begrenzt wird. Mitunter erscheint es vorteilhaft, auch den Schmelztiegel mit einem
besonderen Deckel mit Ausgießschnauze auszurüsten.
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Die Abbildungen veranschaulichen Ausführungsbeispiele. Sie zeigen
die Vorrichtung im Längsschnitt.
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EineLagerstützschale a soll beiderseitig mitGleitmetall umgossen werden.
Sie ist außen von einem Blechmantel b und innen von einem Rohrstück c unter Freilassung
der Zwischenräume d und e umgeben (Abb. i). Das Ganze bildet gewissermaßen den unteren
Teil eines Erhitzungsgefäßes und wird durch einen Graphitdeckel f verschlossen,
der in Abb. i zwei Bohrungen g aufweist. Der Deckel f ist nach oben kragenartig
hochgezogen, so daß ein Ringraum h entsteht, in welchem ein Schmelztiegel
i
I Platz findet, der eine Bohrung l hat. Nachdem der Rohrkern c mit einer
Schlichte überzogen und der Tiegel i mit Angußmetall in fester Form ganz oder zum
Teil gefüllt worden ist, erfolgt ein Wärmen. Ist das Metall flüssig geworden, wird
das Ganze aus dem Ofen herausgenommen und der Tiegel i angehoben, so daß die Schmelze
durch l und g über den Rohrkern c in die Räume d und e gleichmäßig
abfließt. Entsprechend der Darstellung in Abb.2 weist der Deckel feine oder
mehrere Bohrungen »t. auf. Außerdem sind noch weitere Bohrungen si vorhanden, die
von einem Ringraum o im Deckel f ausgehen und nach dessen unterem Rand führen. L%
die Eingußstrahlen der beiden Metalle zu trennen, empfiehlt es sich, einen als Scheidewand
dienenden Ring .p auf dem Werkstück anzuordnen, beispielsweise durch Löten oder
Schweißen anzuheften.
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j Wenn verschiedene Metalle zum Anguß des Werkstückes benutzt werden
sollen. müssen entweder zwei Schmelztiegel verwendet werden, oder es muß in einem
und demselben Schmelztiegel nacheinander verschiedenes Metall erschmolzen werden.
In diesem Fall kann die Vorrichtung auch geteilt benutzt werden, d. h. der als Schmelzraum
vorgesehene Tiegel q kann unabhängig vom in einem Ofen erwärmten Angußkörper a erwärmt
werden. Der Tiegel
q bzw.
i ist vorteilhaft mit einem aus Graphit
| bestehenden Deckel r bzw. k verschlossen, der ge- |
| gebenenfalls eine Ausgußschnauze aufweist. |