Titel: Ferry, über die zu Formen geeigneten Erdarten.
Autor: Ferry,
Fundstelle: 1829, Band 31, Nr. CVII. (S. 378–382)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj031/ar031107

CVII. Ueber die zu Formen geeigneten Erdarten, von Hrn. Ferry, Sohn.

(Aus dem Industriel, Jan. 1829, S. 469.)

Die erdigen Gemenge, woraus die Gießer ihre Formen verfertigen, enthalten als Hauptbestandtheile Kieselsand und Thon, welcher leztere entweder weiß oder durch kohlige Substanzen oder Eisenoxyde gefärbt seyn kann. Sie können ohne Nachtheil auch eine sehr geringe Menge kohlensauren Kalk enthalten, der aber durchaus nicht nöthig ist. Die Form wäre nicht weniger gut, wenn auch die Erdarten, woraus man sie zusammengesezt hat, kein Atom Kalk enthielten.

Die schwefelsauren Salze und die Schwefelmetalle müssen sorgfältig ausgeschlossen werden; man darf daher keine schwefelkieshaltigen Thone anwenden. Ueberhaupt kann matt nichts besseres thun, als solchen Thon und Sand, oder solche natürliche Gemenge dieser beiden Substanzen, aussuchen, welche recht strengflüssig (refractaires) und folglich hinreichend von solchen Substanzen frei sind, die der Thonerde oder Kieselerde zum Flußmittel dienen könnten oder die in die Formen gegossenen Metalle zu verändern im Stande wären.

Der kohlensaure Kalk würde, wenn man davon eine etwas beträchtliche Menge dem Gemenge zusezen würde, auch noch den Uebelstand haben, daß er zwei seiner Bestandtheile, die Kohlensäure und den Kalk, also ungefähr die Hälfte seines Gewichtes verlieren und so eine große Menge elastischer Flüssigkeiten entbinden würde, selbst wenn die Formen mit der größten Sorgfalt und bei einer höheren Temperatur, |379| als die der gewöhnlichen Trokenräume ist, getroknet worden wären.

Wir wollen in dieser Beziehung bemerken, daß eine Erde zum Formen der kleinen Stüke passend und dessen ungeachtet zum Formen großer nicht geeignet seyn kann. Wenn die Dimensionen oder die Form der gegossenen Stüke von der Art sind, daß die Erkaltung schnell erfolgen kann, so hat die Erde der Form, sie mag seyn, welche sie wolle, nicht Zeit zu schmelzen oder irgend eine chemische Zersezung zu erleiden; wenn aber die in der Form enthaltene Metallmasse sehr beträchtlich ist, wenn noch dazu eine kleine obenauf schwimmende Masse (Kopf) dazu kommt, so erfolgt die Erkaltung sehr langsam und die chemischen Verwandtschaften haben die zu ihrer Wirkung erforderliche Zeit. Die möglichen Verglasungen und Zersezungen finden also Statt und wenn sich schnell und in großer Menge elastische Flüssigkeiten entbinden, so ist man mit einer gefährlichen Explosion bedroht. Ich sage es nochmals, zu dem erdigen Gemenge der Gießer ist kein kohlensaurer Kalk erforderlich und man wird sehr gut thun, nur eine fast unmerkliche Menge davon zuzulassen. Diese Vorsicht ist besonders denn Gießen etwas starker Stüke anzuempfehlen.

Diesen Bemerkungen über die chemische Natur der zum Formen anzuwendenden Erden ist weiter nichts hinzuzusezen; alle anderen Untersuchungen, welche ein Chemiker damit anstellen könnte, wären für die Kunst des Gießers ohne Nuzen. Aber die physischen und mechanischen Eigenschaften dieser Erdarten haben so viel Einfluß auf den guten Erfolg des Gießers, daß sie ein gründliches Studium verdienen.

Für's erste muß die Formerde die Kieselerde Und Thonerde im Zustande eines Gemenges und nicht chemisch mit einander verbunden enthalten! Gewöhnlich ist darin die Kieselerde mit einer sehr großen Menge Thonerde chemisch verbunden; da diese Verbindung ihr jedoch weder ihre Feinheit noch ihre Geschmeidigkeit benimmt, so verursacht sie keinen Nachtheil. Was die Farbe betrifft, so kann sie, wenn sie von bituminösen Substanzen herrührt, eher nüzlich als schädlich seyn. Wenn der Thon durch ein Eisenoxyd gefärbt ist, so wird dieses weder nüzen noch schaden, wenigstens wenn dieses Oxyd nicht in sehr großer Menge vorhanden ist; würde es einen beträchtlichen Theil des Ganzen (z.B. ungefähr den fünften) ausmachen, so würde der Thon viel von seiner Geschmeidigkeit verlieren und sich schlecht zum Formen eignen; dieser Gehalt an Eisenoxyd würde aber nicht wegen seiner chemischen Eigenschaften den Thon zum Formen unbrauchbar machen, sondern bloß deßwegen, weil er zu wenig bindend ist.

Der Thon, welcher einige Male zum Gießen gebraucht worden ist, verliert von seiner bindenden Kraft und wird immer zerreiblicher |380| und weniger consistent. Auch die beste Erde darf also nur wenige Male angewandt werden; aber diejenige, welche für sich allein nicht mehr anwendbar ist, kann mit einem geringen Zusaz roher Erde neuerdings gebraucht werden. In diesem Falle ersezt sie den Kieselsand und besizt auch in der That dessen wesentliche Eigenschaften.

Die mageren Erdarten, das heißt diejenigen, welche nur sehr wenig Thon enthalten, besizen alle diese guten Eigenschaften im höchsten Grade. Bei übrigens gleichen Umständen wird man also gut thun, sie vorzuziehen; aber die Formen müssen auch eine gewisse Festigkeit haben, so daß sie der Arbeit des Formers, den Wirkungen des Austroknens, und dem Stoß des Metalles, welches man oft von ziemlicher Höhe hineingießt, widerstehen können; nun gibt ihnen aber der Thon allein diese nothwendige Consistenz. Es muß also ein gewisses Verhältniß zwischen dem Kieselsand und dem Thone geben, bei dessen Anwendung man die beste Formerde erhält, welche bei den eigenthümlichen Eigenschaften der respektiven Substanzen nur immer entstehen kann. Dieses vorteilhafteste Verhältniß, dieses Maximum, kann durch Versuche allein nicht gefunden werden, denn bekanntlich kann nur die Theorie die Gränzen der Resultate feststellen; aber die Beobachtung kann sich ihnen auf eine für die Bedürfnisse der Praxis hinreichende Weise nähern. Man verliert also seine Zeit nicht, wenn man die Versuche vervielfältigt, die Gemenge abändert, neue Erdarten aufsucht. Wenn man die Kalksteingebirge ausnimmt, wird es selten einen Ort geben, wo der Gießer nicht in seiner Nachbarschaft eine gute Formerde oder doch wenigstens die zur Zusammensezung derselben geeigneten Substanzen vorfindet.

In jeder Beziehung ist ein natürliches Gemenge einem künstlich hervorgebrachten vorzuziehen. Wenn man genöthigt ist, sich mit lezterem zu begnügen, muß man sorgfältig alle Manipulationen vornehmen, welche dazu dienen können, das Gemenge recht gleichförmig zu machen. Der Sand und der Thon werden zuerst einzeln bearbeitet und auf den erforderlichen Grad von Feinheit gebracht; worauf man sie dann vermengt. Wenn die Arbeit gut gelingen soll, muß man beide Substanzen im troknen Zustande mengen; die feuchten Erdarten vermengen sich fast nie sehr innig und gleichförmig.

Hingegen kann man durch Schlämmen dem Thone und dem Sande die zur Hervorbringung eines guten Gemenges erforderliche und gleichförmige Feinheit ertheilen. Kurz, die Former würden wohl thun, wenn sie bei der Zubereitung ihrer Erden in Allem die Verfahrungsarten nachahmen würden, welche die Töpfer befolgen. Diese Operationen können im Großen sehr schnell ausgeführt werden, aber noch besser würde man thun, wenn man Versuche mit natürlichen Gemengen anstellen würde, welche selten fruchtlos sind, wenn man sie mit Einsicht leitet.

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Nur wenn es unumgänglich nöthig ist, muß man sich also entschließen, künstliche Gemenge aus Thon und Sand zu bereiten; die natürlichen Gemenge müssen aber oft erst durch einige Zubereitungen auf den erforderlichen Grad von Zusammenhang und Feinheit gebracht werden.

1) Wenn man eine Erde findet, welche zwar den Sand in tauglichem Zustande, aber zu viel Thon enthält, so schlämmt man sie, um den Ueberschuß der Thonerde wegzuschaffen; weil aber die Wirkung dieses Schlämmens sich nicht bloß auf den beabsichtigten Zwek beschränken wird; weil der Sand, welcher sich zuerst auf dem Boden der Kufe abgesezt hat, fast keinen Thon, hingegen die obere Oberfläche des Absazes viel davon enthalten wird, so wird man dieses Gemenge stark und lange Zeit umrühren müssen, um ihm die Gleichförmigkeit und Gleichartigkeit zu ertheilen, welche eine der wesentlichsten Eigenschaften jeder guten Formerde ist.

2) Wenn im Gegentheile der Sand im natürlichen Zustande nicht genug Thon enthält, ist es unumgänglich nöthig, ihm solchen zuzusezen; dann zerreibt man aber besser troken. Man theilt die Masse der Erde in gleiche, wenigstens ziemlich gleiche Raumtheile und sezt jedem davon eine angemessene Menge ausgetrokneten und pulverförmigen Thones zu. Alle diese thonhaltiger gemachten Sandtheile nimmt man sodann zusammen und knetet sie lange Zeit, indem man ein wenig Wasser zusezt, doch nur so viel als nöthig ist, damit der ganz feine Thon nicht als Staub verstiegt.

3) Wenn der Sand zu grob ist, schlämmt man ihn und gießt so lange das mit Thon und feinem Sand beladene Wasser ab, bis nur noch die zu großen und zu schweren Körner zurükbleiben. Man läßt alles dasjenige sich absezen, was das Schlämmwasser mitgerissen hat und knetet die Masse sorgfältig, wenn man sich zuvor überzeugt hat, daß die darin enthaltene Quantität von Thon die passende ist.

Wenn man einmal eine zum Formen geeignete Erdart in der Natur aufgefunden oder künstlich zusammensezen gelernt hat, handelt es sich nur noch darum, sie nach ihrer Natur und ihren Eigenschaften anzuwenden.

Diese Erdarten sind mehr oder weniger thonhaltig, mehr oder weniger fein. Im Allgemeinen eignen sich die mehr thonhaltigen zum sogenannten Lehmguß, der Grad ihrer Feinheit mag übrigens welcher immer seyn; wenn es sich aber darum handelt, Stüke aus Bronze oder Kupfer zu gießen, so muß auch die Erde der Form feiner seyn, als diejenige, welche man zum Eisenguß anwendet. Da das geschmolzene Kupfer das Wasser selbst bei einer sehr hohen Temperatur nicht zersezt, so brauchen die Formen, in welche man Kupfer gießt, keine so offenen |382| Poren zu haben, wie diejenigen, welche man mit Gußeisen füllen will. Andererseits dringen das geschmolzene Kupfer und das Zinn in der geschmolzenen Bronze, in die kleinsten Höhlen der Form hinein, und legen sich zwischen die Sandkörner, so wenig Flüssigkeit auch immer die Zwischenräume zwischen diesen Körnern zulassen können. In diesem Falle müssen also die Formen eine größere Dichtigkeit haben und man muß folglich eine feinere Erde anwenden.

Bei dem sogenannten Sandguß braucht die Erde der Form nicht so zusammenhängend zu seyn und kann weniger thonhaltig seyn; sie ist es in der That so wenig, daß sie fast ganz aus Sand besteht. Um Kupfer oder Bronze in Sand zu gießen, muß man zwischen das Metall und den Rand (Mantel) eine dikere Schichte Erde bringen, als zum Eisenguß nothwendig ist. Weil die Erde derjenigen Form, in welche Kupfer gegossen wird, feiner und dichter ist und dem Austreten der Dämpfe und Gasarten mehr Hindernisse in den Weg legt, so ist es unumgänglich nöthig, den Oberflächen, durch welche diese Flüssigkeiten austreten, eine größere Ausdehnung zu geben. Nun befinden sich aber diese Oberflächen bei dem Sandguß in der Richtung der Dike der von dem Rand eingeschlossenen Erdschichte.

Die Erde, welche zum Gießen kleiner Stüke gedient hat, ist durch diesen Gebrauch fast gar nicht verändert und kann so lange neuerdings angewandt werden, bis man findet, daß sich ihr Zusammenhang beträchtlich vermindert hat; diejenige Erde aber, welche sehr lange dem Einflusse einer hohen Temperatur ausgesezt war, darf nicht mehr angewandt werden, es sey zu welchem Ende man sie pülvern und ihr rohen Thon einverleiben müßte, eine Arbeit, welcher man sich ohne Noch nicht unterzieht.

Wenn man die Form von den großen Stüken, sie mögen nun aus Kupfer oder Gußeisen seyn, lostrennt, kann man leicht die Erde, welche ihre Beschaffenheit nicht verändert hat und welche also neuerdings anwendbar ist, abscheiden und hingegen denjenigen Theil der Form, deren Erde entweder weggeworfen oder wieder bearbeitet werden muß, um die gegossenen Stüke lassen.

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