Titel: | Die Darstellung des Hartgusses mit besonderer Berücksichtigung der Hartgusswalzen. |
Autor: | Georg Wirth |
Fundstelle: | Band 297, Jahrgang 1895, S. 25 |
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Die Darstellung des Hartgusses mit
besonderer Berücksichtigung der Hartgusswalzen.
Mitgetheilt von Fabrikdirector Georg Wirth in Wien.
(Schluss des Berichtes S. 1 d. Bd.)
Mit Abbildungen.
Die Darstellung des Hartgusses mit besonderer Berücksichtigung der
Hartgusswalzen.
Für die Herstellung der Coquillen müssen eine Reihe von Regeln, die sich aus der
Praxis ergeben haben, beobachtet werden, so ist hierzu nur ein sehr festes,
feinkörniges Eisen mit wenig Schwindung zu nehmen, denn die plötzliche Erhitzung und
die auftretende ungleiche Spannung macht sie geneigt zu reissen. Auch ist die Dauer
der Coquille von nur kurzer Zeit, wenn nicht festes Eisen verwendet wurde, die
Oberfläche wird sonst beim Gebrauche leicht rissig und blättert sich ab. Bei uns
findet das Eisen der Concordiahütte zu Werfen als ein sehr geeignetes Material für
Coquillen hauptsächlich Anwendung; im Siegerland werden gleichfalls für
Coquillenguss geschätzte Roheisensorten erblasen.
Die Fleischstärke der Coquille richtet sich nach dem Durchmesser der Walze, für
welche sie dient. Als empirische Formel für die Bestimmung einer geeigneten
Fleischstärke d der Coquille kann für Walzen mit
Durchmesser D < 220 mm
d=\frac{D}{2,5}
genommen werden. Für Walzen unter 220 mm Durchmesser ist die
Fleischstärke zu erhöhen. Nachstehende Tabelle gibt die Coquillenwandstärken bei
gegebenen Walzendurchmessern:
Dmm
dmm
Dmm
dmm
Dmm
dmm
100
50
210
90
400
160
110
55
230
95
425
170
120
60
250
100
450
180
130
65
275
110
475
190
150
70
300
120
500
200
160
75
325
130
525
210
180
80
350
140
550
220
200
85
375
150
600
240
Um dem blossen Drucke des Eisens beim Eingiessen zu widerstehen, würden allerdings
geringere Wandstärken ausreichend sein, aber die Ausdehnung bei der Erhitzung übt
einen gewaltigen Druck auf die Rückseite der Coquille aus, der schwache Coquillen
unbedingt zum Reissen bringt; man versichert die Coquille zum Schütze gegen Springen
oft noch durch angelegte schmiedeeiserne Reifen. Besonders bei den grösseren
Durchmessern ist ein Einhalten der angegebenen Stärken geboten, schwache Coquillen
werden auch leicht unrund. Coquillen mit Wasserkühlung haben nirgends praktischen
Erfolg gehabt.
Die Coquille wird nach dem erforderlichen Walzendurchmesser mit Berücksichtigung des
Schwindmaasses und der Zugabe für das Abdrehen der Walze ausgebohrt, und ist
dabei zu beachten, dass die Bohrung vollkommen concentrisch mit dem äusseren
Durchmesser der Coquille sei, weil ungleiche Wandstärken das Reissen befördern. Die
Stirnseiten werden gleichfalls gedreht, um ein genaues Aufliegen und eine senkrechte
Aufstellung zu ermöglichen. Zum leichteren Transporte erhalten die Coquillen in
halber Höhe Zapfen angegossen; aus diesem Grunde werden häufig Coquillen für
grössere Walzenbundlängen auch aus zwei oder mehreren einzelnen Coquillen
zusammengestellt, die dann auch für verschiedene Längen dienen. In diesem Falle
werden die Coquillen an den Stirnseiten mit in einander gehenden eingedrehten
Vertiefungen versehen, womit sie genau auf einander passen und einen dichten
Abschluss geben. Zur gegenseitigen Verbindung oder behufs Anschluss an die
Formkästen, die die in Sand geformten Laufzapfen, Kleeblätter u.s.w. enthalten,
werden sie oft mit Flanschen oder Lappen versehen, wobei einerseits eingesetzte
Stifte, andererseits gebohrte Löcher, wie bei den gewöhnlichen Formkästen, ein
genaues Zusammensetzen ermöglichen. Neue Coquillen pflegt man vor dem ersten
Gebrauche auszugiessen, ebenso auch alte, schon längere Zeit ausser Betrieb
gestandene, weil der erste Abguss aus einer neuen Coquille nie sauber ausfällt und
bei alten Coquillen die Oberfläche gewöhnlich mit Rost angelegt ist, der durch das
Ausgiessen erst entfernt wird.
Die gegossenen Walzen sollen mit möglichst glatter und reiner Oberfläche die Coquille
verlassen, weil man bei dem nachfolgenden Abdrehen der Walze thunlichst wenig
wegdrehen will, einestheils am Zeit zu sparen, anderentheils um von der gerade unter
der Gusshaut liegenden noch harten Kruste nicht viel zu verlieren. Das Eisen legt
sich besser an die Coquille an und die Oberfläche der Walze wird glatter, wenn die
Coquille angewärmt wurde; durch Einreiben der Oberfläche der Coquille mit Graphit,
Syrupwasser, Terpentinöl u.s.w. sucht man dies zu erhöhen, verfolgt aber dabei noch
den Zweck, die Coquille zu behüten, dass sie vom heissen Eisen angegriffen
werde.
Um die Coquillen zu erwärmen, werden sie entweder in die Trockenkammer gegeben, oder
sie werden durch direct in die Coquillenbohrung eingehängte, mit Holzkohlen geheizte
Blechöfen erwärmt. Ist die Trockenkammer bequem zur Hand, so wird diese
selbstverständlich vorgezogen werden, und man hat oft zur leichteren Handhabung die
Trockenkammer so construirt, dass das Ein- und Ausheben der Coquillen mittels Krahn
durch die Decke der Trockenkammer erfolgen kann.
Die Kästen für die Lauf zapfen, Kleeblätter, Ein- und Aufgüsse, die sämmtlich in Sand
geformt werden, können auf verschiedene Weise in Verbindung mit der Coquille
gebracht werden, und zeigen Fig. 3, 4 und 5 mehrere
Constructionen der hierzu erforderlichen Ausrüstung.
In Fig. 3 ist die vollständige Gussform für eine
kleine Polirwalze ersichtlich. Der untere Laufzapfen v
und das untere Kleeblatt z sind in einem zweitheiligen
Kasten KK1 geformt; auf
die gedrehte Flansche h dieses Kastens passt die
Coquille C. Der Führungsring b sichert durch Eingreifen in den Schlitz b1 der Coquille die genau centrische
Stellung; auf der Coquille steht ein röhrenförmiger Kasten O, der den oberen Laufzapfen v1, das obere Kleeblatt z1 und den Aufguss t eingeformt enthält. Dieser Kasten O besitzt
gleichfalls eine gedrehte Flansche h mit gleichem
Führungsring b, womit er in den Schlitz b1 der Coquille passt.
Zur festen Verbindung dieser drei Theile kommen über die an die Coquille
angegossenen Lappen c und ebensolchen an den Ober- und
Unterkasten Klammern, die man verkeilt. Der zweitheilige Unterkasten KK1 wird mittels der
Schlitzstifte d, die durch die Lappen gehen und zu
verkeilen sind, verbunden, und die Platte f, die sich
auch mit Klammern an die Lappen e des Kastens
anschliesst, bildet den Boden. Der Kasten K hat eine
seitliche Verbreiterung gegen g, in welcher sich der
Einlaufkanal befindet; das Eingussrohr i mit dem
Einlaufbassin l zweigt sich hier ab. Man klemmt es mit
Klammern y auf die Flansche h des Unterkastens fest. Den Einlaufkanal m
führt man tangential an das Gussstück, wodurch das einlaufende Eisen eine drehende
Bewegung erhält und etwa mitgerissene Schlackentheile, sowie Sand und Asche, die
sich in der Form befunden haben mögen, in die Mitte des aufsteigenden sich drehenden
Eisens und in den Aufguss führt. Ohne eine solche dem Eisen ertheilte drehende
Bewegung würden sich die Verunreinigungen an der Oberfläche der Walze absetzen.
Textabbildung Bd. 297, S. 26
Fig. 3.Gussform für eine Polirwalze.
Zum Einformen des oberen und unteren Laufzapfens und der Kleeblätter verwendet man
ein entsprechendes Holzmodell M, welches auf eine
gedrehte Gussplatte P geschraubt ist; diese Platte
besitzt gleiche Führungsringe b ausgedreht, damit sie
in dieselben der Kästen passt. Bei dieser Anordnung ist es nicht möglich, den Zapfen
ausser dem Mittel oder gar schräg einzuformen.
Den Aufguss lasse man ohne Querschnittsverengung vom Kleeblatt aus trichterförmig
aufsteigen; die Höhe des Aufgusses richtet sich nach der Grösse der Walze; er sei
genügend gross, aber auch nicht zu gross, weil beim Erstarren desselben ein
Saugen nach unten stattfinden könnte, das den Zapfen hohl machen würde. Das
Einlaufbassin und die Einlaufkanäle bemesse man so gross als möglich, ersteres um
eine grössere Eisenquantität zu fassen, da rasches Ausgiessen erforderlich ist,
letztere damit die Form sich schnell füllt. Oft verschliesst man den Einlauf mit
einem Pfropfen, den man erst hebt, wenn das Bassin voll ist, um ein heftiges
Eindringen des Eisens und ein schnelles Bedecken der Coquillenfläche zu erzielen.
Die Höhe des Einlaufbassins stellt man gewöhnlich so, dass durch denselben die ganze
Walze sammt Aufguss gegossen wird; an manchen Orten wird er nur bis zur Zapfenhöhe
gestellt und der Aufguss, nachdem die Form so weit vollgefüllt wurde, direct durch
die Aufgussöffnung mit frischem heissem Eisen aufgegossen. Die Gussform mit der
Coquille stellt man in eine ausgemauerte Grube und zwar so, dass sich das
Einlaufbassin in handlicher Höhe befindet und man gut in den Aufguss sieht, um das
Steigen des Eisens beobachten zu können. Die Aufstellung der Coquille soll
vollkommen senkrecht erfolgen. Der Druck auf das eingegossene Eisen ist nämlich nur
in diesem Falle an allen Punkten gleich, was andernfalls leicht Risse
hervorruft.
Textabbildung Bd. 297, S. 26
Fig. 4.Gussform für eine grössere Walze.
Fig. 4 zeigt die Gussform einer grösseren Walze, bei
welcher zwei über einander gestellte Coquillen in Anwendung kommen. Die Unterkasten
K und K1 sind hier fast in gleicher Weise wie im früheren
Falle ausgeführt. Auf der gedrehten, mit Führungsring versehenen Flansche h des Kastens K passt die
Coquille C1 und auf
dieser eine zweite C, welche beide nach einer Schablone
eingedrehte Führungsringe besitzen und dadurch beliebig verwechselt werden können.
Damit man Walzen von verschiedenen Längen, ohne für jede einzelne eine separate
Coquille zu benöthigen, herzustellen in der Lage ist, verwendet man einen Oberkasten
nach O, der den Laufzapfen v1, das Kleeblatt z1 und den Aufguss t in Sand geformt enthält. Dieser rohrförmige Kasten, der nach der
Coquillenbohrung aussen gedreht ist, wird durch geeignete Stellvorrichtungen der verlangten
Walzenlänge entsprechend hoch eingestellt und fixirt, indem unter die Flansche
gelegte entweder auf die richtige Länge bearbeitete Unterlagen u oder verstellbare Unterlagen u1 die richtige Höhenlage sichern, während
Schrauben s den Kasten niederhalten, damit er sich
nicht hebt. Das Einformen der Zapfen geschieht wie früher mittels eines auf einer
gusseisernen Platte befestigten Holzmodelles. Um dem Eisen, wie es bei grösseren
Walzen erwünscht ist, eine noch stärker drehende Bewegung zu ertheilen, ist hier der
Einlaufkanal an zwei Stellen m und m1 tangential dem
Zapfen einmündend gemacht, damit die Verunreinigungen von der Oberfläche der Walze
weg gegen die Mitte getragen werden und in den Aufguss aufsteigend reines Eisen
hinterlassen.
Textabbildung Bd. 297, S. 27
Fig. 5.Gussform für Müllereiwalzen.
Textabbildung Bd. 297, S. 27
Fig. 6.Coquillenringe für Kaliberwalzen.
Eine Gussform für Müllerei walzen zeigt Fig. 5 und in
ähnlicher Weise können alle Hohlwalzen hergestellt werden. Der Unterkasten K vereinfacht sich hierbei, indem er nur eintheilig zu
sein braucht. Die gedrehte Flansche h dient zur Auflage
für die Coquille, ein Bord an der Flansche sichert die centrale Stellung derselben.
Die Coquille ist an und für sich schwer genug, dass eine weitere Verbindung mit dem
Unterkasten entbehrlich wird. Der Kern k ist auf einer
hohlen Kernspindel l1
in üblicher Weise, indem man dort, wo der starke Theil des Kernes sich befindet,
vorerst Stroh- oder Holzwolleseile wickelt und sodann mit gutem Kernsand in einem
Kernkasten den erforderlichen Kerndurchmesser bildet, aufgetragen. Um die Dämpfe und
Gase abzuführen, durchlöchert man die Kernspindel, welche zur Sicherung der
richtigen Stellung mittels Stellschraube in der Nabe des Bügels r festgehalten wird. Der Bügel greift mit Stiften
r1 in die gebohrten
Lappen c der Coquille. Zur festen Verbindung mit der
Coquille werden in die Schlitze der Stifte Keile gesteckt, dadurch ist ein Heben des
Kernes unmöglich. Das Eingussrohr i ist hier U-förmig
und wird die offene Seite mit einer Platte i1 gedeckt, Schraubenzwingen halten diese Platte
fest. Beim Entleeren braucht man nur diese Platte zu entfernen, um zum Einguss zu
gelangen, der leicht freigelegt, mit dem Hammer losgebrochen werden kann. Der
Einlauf ist hier etwas schräg gestellt, damit das Eisen ohne grosse unvermittelte
Richtungsänderungen in die Form gelangt, wie es überhaupt räthlich erscheint, den
Einlauf der Walze so nahe als möglich zu machen, um den Weg des Eisens nicht
unnöthig zu verlängern und die drehende Bewegung zu vermindern. Diese Walzen
erhalten einen im gleichen Durchmesser der Walze fortlaufenden Aufguss von beiläufig
¼ bis ½ der Walzenlänge; die eigentliche Walzenhöhe wäre bei v1 während der Aufguss bis t reicht.
Für Walzen mit eingegossenen Kalibern, die nicht in der Coquille gegossen werden,
oder bei welchen man nur für einige Kaliber, um ihnen eine grössere Härte zu geben,
Coquillenringe einlegt, veranschaulicht Fig. 6 die
Arbeitsweise und Ausrüstung zur Herstellung der Gussform. Der Walzenkörper sammt den
Zapfen und dem Aufguss wird da in bekannter Weise mittels der durch Nabenstücke c2 auf der drehbaren
Spindel C befestigten Holzschablone ausgearbeitet; die
Spindel dreht sich in den an dem Kasten angebrachten Lagern l und ist mit der Handkurbel c1 versehen. Der Formkasten K muss für den gewichtigen Gegenstand, der in demselben gegossen wird,
entsprechend stark construirt sein und macht man ihn, um ihn auch für längere Walzen
verwenden zu können, mit abschraubbaren Kopftheilen k,
wodurch Verlängerungen einschaltbar sind. Die Verhänge werden dem Walzendurchmesser
angepasst hergestellt, sie sind nicht eingegossen, sondern wegnehmbar und mit
Schrauben zu befestigen. Die Kopftheile des Kastens und die Verhänge haben in
gleicher Ordnung eine grössere Zahl von Löchern eingegossen; beim Formen legt man
durch diese dünne Rundeisenstangen, die, nach dem Aufstampfen herausgezogen, Kanäle
hinterlassen und dadurch den beim Trocknen und Giessen entstehenden Dämpfen und
Gasen guten Ausweg gestatten. Werden Coquillenringe verwendet, so dreht man für
dieselben den benöthigten Platz aus und legt den zweitheiligen Ring, wie bei r gezeigt, vor dem Zusammensetzen der Form ein. Die
Walze wird stehend gegossen, die beiden Formkastentheile, die beide in gleicher
Weise ausschablonirt wurden, müssen sehr fest verschraubt werden und sind zu diesem
Behufe mit gelochten und mit Rippen verstärkten Flanschen f versehen, welche gehobelte Arbeitsleisten f1 besitzen, damit sie gut auf einander
passen. Der Eingusskanal m wird gleichfalls tangential
angeschnitten. Die Sandmischung verlangt bei solchen Arbeiten grosse Aufmerksamkeit,
sie muss nach dem Trocknen sehr fest, aber doch für die Gase durchlässig werden; die
Kanten der Form sind sorgfältig zu nageln, damit das vorbeifliessende Eisen sie
nicht beschädigt; durch Schwärzen verhindert man das Anbrennen des Sandes an die
Walze und die Bildung von Krätzen.
In den verschiedenen Werken ist die eine oder die andere Methode der Herstellung der
Gussform in Uebung, überall besteht das Bestreben, das Eisen so rasch als möglich in
die Gussform zu bringen und möglichst Unreinigkeiten von der Oberfläche der Walze
abzuhalten. Eine Menge von solchen Einrichtungen, die auch theilweise patentirt sind
und von welchen einige bereits in diesen Blättern besprochen wurden, zielen darauf
mit grösserem oder geringerem Erfolge.
Die Führung des Schmelzprocesses wird man so einzurichten suchen, damit er günstig
und in beabsichtigtem Sinne auf die Gussqualität einwirkt. Der Vorgang hierbei,
sowie die Gusstemperatur und die Art des Eingiessens kann, vorausgesetzt, dass die
Eisenqualität und die Gussform kein Hinderniss bildet, für das Gelingen des Gusses
maassgebend sein. Sei der Schmelzprocess im Cupolofen oder im Flammofen bewirkt, man
hat es immer in der Hand, einen gewissen Gang in der Schmelzungsweise einzuführen,
der den Zweck unterstützt. So kann die Schmelzung mehr oder weniger rasch erfolgen,
sie kann mit oder ohne Ueberhitzung stattfinden, und der Verguss lässt sich bei
höherer oder niedrigerer Temperatur des geschmolzenen Eisens bewerkstelligen.
Die langsame Schmelzung sollte bei der Hartgussherstellung vermieden werden, da das
Eisen hierbei zu lange den Ofengasen bezieh. der Einwirkung des Brennmateriales und
des Windes ausgesetzt bleibt und Gefahr läuft, in seiner chemischen Zusammensetzung
zu leiden; im Cupolofen wird es gekohlt, im Flammofen verliert es vom
Siliciumgehalte. Eine Ueberhitzung ergibt eine innigere Mischung der Gattirung,
weniger Gasabgabe im Eisen und weicheres Material. Enge Düsen im Cupolofen und stark
gepresster Wind, sowie kleine Beschickungen geben gleichfalls weicheres
Material.
Die Gusstemperatur ist sehr wichtig; matt eingegossenes Eisen hat zwar eine an der
Oberfläche der Coquille rasch erstarrende Kruste zur Folge, die einen festen
Widerstand gegen das innen noch flüssige Eisen entgegensetzt, aber die Drehung des
Eisens ist keine so vehemente und dadurch die Gefahr eines Ausschusses durch an der
Oberfläche abgesetzte Unreinigkeiten eine sehr grosse, auch wird die Oberfläche
leicht kaltschweissig und uneben. Heiss eingegossenes Eisen macht eine schöne und
reine Oberfläche, aber die Möglichkeit eines Reissens oder Springens ist grösser; zu
heiss gegossen veranlasst Ausschuss, da hierbei an der Oberfläche der Walze nahe dem
Einlaufe Poren (Hitzlöcher), die sehr tief eindringen, entstehen, auch kann die
Coquille durch zu heisses Eisen leiden. Kleinere Walzen kann man allerdings etwas
heisser als grössere giessen. Nach dem Vollgiessen soll sich die Form ruhig
abkühlen, Stösse und Erschütterungen an der Form nach dem Ausgiessen bewirken sehr
leicht Risse. Springt die Walze aus irgend einer sonstigen Ursache, so entsteht der
Sprung gewöhnlich während Verlaufes von 1 bis 2 Minuten nach dem Giessen, sobald die
Erstarrung der Oberfläche der Walze nach dem Inneren derselben fortschreitet; er
beginnt meistens unten am Walzenbunde und läuft nach oben zu fein aus.
Die richtige Gusstemperatur lernt man bei einiger Uebung an der Farbe und dem Spiel
des Eisens bald kennen. Verschiedene Qualitäten verhalten sich da auch verschieden.
So erstarren härtere Eisenbeschickungen rascher als weichere, Gattirungen mit
Spiegeleisen machen sich durch grösseren Funkenwurf beim Abstechen bemerkbar.
Die Gusspfanne soll das ganze erforderliche Eisenquantum fassen und der Inhalt ist
schnell ins Einlaufbassin zu entleeren; er muss immer voll erhalten werden. Man
verabsäume nicht, das Eisen in der Gusspfanne vor dem Vergiessen tüchtig mit einer
eisernen Stange durchzumischen.
Oft giesst man nur rasch, bis die Coquille voll ist, während dann für den Zapfen und
Aufguss langsam nachgegossen wird, oder man giesst bis zum Zapfen und füllt durch
den Aufguss voll und hält denselben durch nach und nach aufgegebenes frisches Eisen
offen, damit er nach unten Material für das Nachsaugen abgeben kann. Das sogen.
Pumpen zum Offenhalten des Aufgusses ist zwecklos und kann bei unvorsichtiger
Handhabung nur Schaden bringen. In manchen Giessereien ist es üblich, nachdem die
Form vollgefüllt ist, noch 5 bis 6 Minuten durch den Einlauf Eisen langsam
nachzugiessen, ein Verfahren, welches nicht gutgeheissen werden kann, denn es ist
natürlich, dass hierbei die erstarrende Hartkrustschicht nicht ruhig fest werden
kann. Die Dauer der Abkühlung von dem Festwerden an bis auf Lufttemperatur ist von
keinem Einflüsse auf die Härte der Schicht, jedoch hütet man sich, eine zu schnelle
Abkühlung eintreten zu lassen, weil immerhin Spannungen im Gusstücke auftreten
können.
Es muss noch bemerkt werden, dass das Schmelzen der Eisenbeschickungen im Cupolofen,
besonders bei verschiedenen Eisenmarken, recht schwierig und unsicher durchzuführen
ist, da eine innige Mischung nur durch öfteres Einschmelzen möglich wäre und es
leicht vorkommt, dass von nachfolgenden Chargen Eisen nachtropft und
Mischungsänderungen verursachen, die die beabsichtigte Gattirung erheblich verändern
können.
Hierzu treten, wie schon früher bemerkt, auch chemische Veränderungen, welche das
Material durch die Berührung mit dem Brennmateriale und durch den Wind erleidet. Bei
den Flammöfen ist eine Einwirkung der über das schmelzende und geschmolzene Eisen
hinstreichenden Verbrennungsgase allerdings auch vorhanden, aber der Flammofen
liefert ein mangan- und siliciumarmes Eisen, welches in der Coquille gut abhärtet,
zudem zeichnet sich das im Flammofen geschmolzene Eisen durch seine grosse Reinheit
an gelösten Gasen aus, wodurch ein blasenfreier Guss erzielt wird.
Die grösseren Walzengiessereien verwenden fast ausschliesslich Flammöfen zum
Einschmelzen des Materials, Fig. 7 zeigt die
schematische Skizze einer in der Pittsburger Gegend, dem Centrum der amerikanischen
Walzenfabrikation, häufig angewendeten Flammofentype.
Textabbildung Bd. 297, S. 29
Fig. 7.Flammofen für Walzengiesserei.
Textabbildung Bd. 297, S. 29
Fig. 8.Walzendrehbank.
Die Walzen werden für manche Zwecke, wo auf ein genaues Rundlaufen, wie bei der
Zerkleinerung der Rohmaterialien, nicht so grosses Gewicht gelegt wird, an der
Oberfläche nicht gedreht. Wo aber die Walze ganz exact rund sein muss, ist ein
Abdrehen der Oberfläche und Bearbeiten derselben mit Schleifapparaten erforderlich.
Selbstverständlich trachtet man, unter Berücksichtigung des Schwindmaasses die
Dimensionen der rohen Walzen so herzustellen, dass das Abdrehen möglichst wenig
Arbeit erfordert, um die Walze glatt und rein zu erhalten und von der Härteschicht
unter der Gusshaut nicht viel zu verlieren. Wird die Walze bearbeitet, so überdreht
man sie zuerst an ihrem Bunde, um sich zu überzeugen, ob der Guss rein, ohne Blasen
und ohne Risse gelungen ist. Das Abdrehen einer Hartgusswalze stellt grosse
Ansprüche an die betreffende Arbeitsmaschine; diese Arbeit wurde früher auf
gewöhnlichen, zuweilen nur etwas stärker gebauten Drehbänken vorgenommen,
gestatteten jedoch nur ein sehr langsames Fortschreiten der Arbeit. Mit der Zeit
wurden eigens für die Bearbeitung der Hartgusswalzen dienliche Drehbänke, die
gegenüber den gewöhnlichen erheblich verschiedene Bauart zeigten, eingeführt, um
eine grössere Leistungsfähigkeit zu erzielen.
Eine von mir verbesserte Construction einer solchen Walzendrehbank ist in Fig. 8 detaillirt dargestellt und kann dieselbe zum
Drehen von Walzen bis 330 mm Durchmesser verwendet werden; die Bettlänge richtet
sich nach den Walzenlängen, die man darauf bearbeiten will. Der Vortheil dieser
Drehbänke besteht darin, dass sehr breite Messer angewendet werden können, die hier
200 mm Breite besitzen und daher eine so grosse Spannbreite auf einmal zu nehmen
gestatten, wodurch eine grosse Zeitersparniss resultirt. Ein eigentliches Abdrehen
findet bei dem harten Materiale wohl nicht statt, da letzteres von dem Messer
sozusagen abgeschabt wird.
Die Drehbank besitzt ein sehr kräftiges, mit Rippen versteiftes Bett B, welches hier auf drei in Hohlguss ausgeführten
Füssen A ruht. Das Bett trägt die Lagerung L für den Antrieb, sowie die Spindelstocklager T angegossen. Wegen der erforderlichen sehr geringen
Umdrehungszahl, die der abzudrehenden Walze ertheilt zu werden braucht, erfolgt der
Antrieb auf die Spindelstockwelle einfach mit Schnecke und Schneckenrad. Auf dem
Bette befinden sich der Messerschlitten M mit dem
Messerhalter M1 und der
Reitstock R, welche beide mittels in Schlitzen s des Bettes laufenden Schrauben in den erforderlichen
Stellungen fixirt werden können. Vom Vorgelege wird der vierstufige Riemenkonus C angetrieben; die Antriebswelle c und das konische Räderpaar a leitet die Bewegung weiter auf die Schneckenwelle W und sohin auf die Schnecke D und das Schneckenrad E. Die Antriebswelle
ist ausserhalb der Stufenscheibe noch durch das Lager l
unterstützt, während die Schneckenwelle W in dem an das
Bett befestigten Lager S und andererseits in
entsprechender Bohrung des Bettes gelagert ist. Der bedeutende Druck, der in der
Sehn ecken welle beim Drehen auftritt, wird von der Schraube g aufgenommen; sie drückt mit ihrem gehärteten Ende an die gleichfalls mit
einem gehärteten Stahlzapfen endigende Schnecken welle an und wird durch eine
Contremutter festgehalten. Die Spindelstockwelle t,
welche das Schneckenrad E und die Planscheibe P aufgekeilt trägt, lagert in nachstellbaren
Rothgussbüchsen und
ist mit einer Gegendruckvorrichtung t2, wie solche bei
Drehbänken vorkommen, ausgerüstet. Die nachstellbare Schraube t1 nimmt hier den Druck
auf. Die Planscheibe ist sehr stark gehalten; vier kräftige in Schlitzen
verstellbare Stahlbacken p, wie sich solche ganz
gleiche am Reitstocke befinden, dienen zum Einspannen der Walze. Der Reitstock ist
in seiner Lagerung und Planscheibe gleich wie der Spindelstock construirt. Er ist,
wie vorher erwähnt, verstellbar und kann mit der Handkurbel h1 auf dem Bette auf und ab gerückt
werden. Beim Drehen der Handkurbel bewirkt nämlich das Zahnrad h, welches in eine im Bette eingelegte Zahnstange z eingreift, je nach der Drehungsrichtung ein Verrücken
des Reitstockes nach rechts oder links, der dann mit den vier Schrauben s1 fixirt werden kann.
Der Messerschlitten M gleitet in gleicher Weise auf dem
Bette bei der Drehung der Handkurbel h und des
Zahnrades h; die Schlitzschrauben s1 dienen ebenfalls zur
Befestigung des Schlittens auf dem Bette. Auf dem Schlitten befindet sich der
eigentliche Messerhalter M1 verstellbar in der Walzenachsenrichtung; in den Schlitzen s2 des Schlittens
laufen die Schlitzschrauben s3, um den Messerhalter zu führen. Der Vorschub des Messerhalters geschieht
durch Drehung des in dem Auge m1 drehbar gelagerten Schneckenrades o1, wodurch die
Schraubenspindel m vorrückt. Das Drehmesser wird in die
Oeffnung des Messerhalters M1 eingelegt und durch Anziehen der Schrauben n festgehalten; die Schrauben n1 dienen zum Einstellen des Messers für genauen
cylindrischen Schnitt. Die Schrauben s3 werden gerade nur so viel angezogen, dass sie noch
ein Vorwärtsdrücken des Messerhalters gestatten. Dieses kann mit der Hand oder
automatisch bewirkt werden. Ein auf dem Vierkant der Spindel j, die in j2
gelagert ist, aufgesetzter Schlüssel j1 erlaubt, die Spindel j zu drehen und so durch die Schneckenradübersetzung oo1 die Spindel m vorzuschieben, – automatisch erfolgt der Vorschub von
der Antriebswelle aus, indem das dort sitzende Kettenrad b mittels Kette jenes b1 und sohin die Wechselräder w, w1 und w2 betreibt, wonach die Welle v, die Hook'schen
Gelenkkuppelungen u mit der ausziehbaren Welle u1, die Welle d, die
konische Räderübersetzung e an der Bewegung theilnehmen
und auf die Spindel j übertragen, von welcher, wie
durch Drehung mit der Hand, die Vorschubspindel m
bethätigt wird. Das eine der konischen Räder o ist mit
Klauenkuppelung versehen und kann mit dem Hebel f
beliebig aus- und eingerückt werden; die ausziehbare Welle u1 dient dazu, die Bewegung bei den
verschiedenen Stellungen des Messerschlittens übertragen zu können.
In der Zusammenstellung der verschiedenen vortheilhaftesten Schnittgeschwindigkeiten
von Prof. Dr. Hartig in Dresden ist für das Abdrehen
der Hartgusswalzen 0,015 m in der Secunde angegeben. Diese Geschwindigkeit mag bei
der früheren Arbeitsweise, wo nur sehr geringe Spahnbreiten in Uebung waren,
angemessen gewesen sein. Bei Messerbreiten von 200 mm kann man, wenigstens
anfänglich, bis die Gusshaut und die Unebenheiten entfernt sind, um rationell zu
arbeiten, erfahrungsgemäss nicht mehr als eine Geschwindigkeit von 0,005 m in der
Secunde annehmen, bei höherer Geschwindigkeit wäre man schon nicht mehr in der Lage,
die Messer andauernd schneidfähig zu erhalten.
Für die grösste Leistung der Drehbank, d. i. bei einem Walzendurchmesser von 330 mm,
wird daher der Walze bei dem langsamsten Gange eine Umdrehungszahl von n = 0,289 in der Minute als günstigste
Umfangsgeschwindigkeit zu ertheilen sein. Hiernach bei der Zähnezahl des
Schneckenrades mit 58 Zähnen, bei dem Uebersetzungsverhältnisse der konischen
Antriebsräder von 1 : 1,5 und den Konusdurchmessern des Vorgeleges und Antriebes mit
300 mm bezieh. 480 mm die Tourenzahlen berechnet, ergibt 40 Umdrehungen des
Vorgeleges. Die anderen Konusdurchmesser haben 360/420, 420/360 und 480/300 mm, weshalb noch weitere
Geschwindigkeiten von 0,396, 0,536 und 0,736 Umdrehungen in der Minute für die Walze
zu erzielen sind, die bei kleineren Walzendurchmessern in Anwendung kommen. Für das
Centriren der Walze und für das Abstechen, das man auch auf der Drehbank verrichten
will, wären die Geschwindigkeiten zu gering und ist hierfür eine grössere
Umdrehungszahl erforderlich, weshalb man für diese Arbeiten das Vorgelege von einer
zweiten grösseren Riemenscheibe der Transmission antreiben lässt, während inzwischen
der Riemen der anderen Antriebsscheibe auf eine Leerscheibe übergeht, wie dies beim
Antriebe der gewöhnlichen Drehbänke auch häufig vorkommt. Wird in diesem Falle das
Vorgelege mit 135 Umdrehungen in der Minute betrieben, so erhalten wir hierbei
Geschwindigkeiten von n = 0,96, 1,24, 1,81, 2,57 in der
Minute, die wir auch noch der Walze geben können, haben nun damit zwischen n = 0,289 bis 2,57 genügend Spielraum, der Walze für
alle Verhältnisse zweckmässige Umdrehungszahlen zu ertheilen.
Das Drehen erfolgt in der Weise, dass das Messer so lange an die Oberfläche der Walze
angedrückt wird, bis sie vollkommen rein und auf den gewünschten Durchmesser gedreht
ist, worauf der Messerschlitten um die Messerbreite seitlich verschoben, das
Abdrehen der weiteren Walzenoberfläche der Reihe nach bewirkt wird.
Die Messer zum Drehen werden aus Tiegelgusstahlplatten bester Qualität in der Grösse
von 200 mm Länge, 150 mm Breite und beiläufig 15 mm Dicke hergestellt, die
Schneidseite ist abgeschrägt. Das Härten muss sehr vorsichtig erfolgen, denn die
Schneide darf keine ungleich harten Stellen besitzen, da sonst die Arbeit sehr
erschwert wird. Ist das Messer stumpf geworden, so schleift man es auf einem guten
Schleifsteine nach, wobei jedoch jede Erwärmung oder Funkenbildung ängstlich
vermieden werden soll, da dies eine örtliche Aenderung der ursprünglichen Härte und
somit eine Verschlechterung der Schneidefähigkeit zur Folge hätte. Auf ein gut
zugerichtetes, genau eingespanntes Messer kommt es sehr viel an und ein solches
erleichtert die Arbeit ungemein. Eine Walze von 250 mm Durchmesser mit 550 mm Länge
lässt sich auf einer solchen Drehbank bei normalem Verhältnisse leicht in 10
Arbeitsstunden überdrehen und an beiden Enden abstechen. Zum Abstechen des Aufgusses
oder auf richtige Länge verwendet man Messer aus Flachstahl, die, hochkantig in den
Schlitz y des Messerhalters eingeführt, mit der
Schraube y1
festgehalten werden.
Da man den Messerschlitten mittels der Handkurbel h
nicht auf Millimeter genau einstellen kann, so ist der Messerhalter durch eine
Schraube q 20 bis 30 mm rechts oder links seitlich
verschiebbar eingerichtet, womit diese Drehbank auch zu anderen Arbeiten, wie zum
Ausdrehen von Hohlkehlen, zum Eindrehen von Kalibern u.s.w., verwendbar wird; man
kann die Walzen auch zwischen Körnerspitzen oder auf Lunettenlagern, die sich sehr
gut anbringen lassen, einspannen.
Je nach der Construction und Verwendung der Walzen werden sie nach dem Ueberschruppen
entweder ausgebohrt, mit schmiedeeisernen Achsen versehen oder geschliffen, polirt,
geriffelt u.s.w.
Ueber den hierbei zu berücksichtigenden Arbeitsvorgang und über die angewandten
Maschinen bis zur gänzlichen Fertigstellung einer Walze behalte ich mir vor, in
einem späteren Aufsatze näher einzugehen.