Titel: Newton's Verbesserungen in der Fabrication gegossener Röhren.
Autor: Newton, Alfred Vincent
Fundstelle: 1850, Band 118, Nr. LXXVI. (S. 352–358)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj118/ar118076

LXXVI. Verbesserungen in der Fabrication gegossener Röhren, welche sich Alfred Newton zu London, einer Mittheilung zufolge am 5. Octbr. 1849 patentiren ließ.

Aus dem London Journal of arts, August 1850, S. 8.

Mit Abbildungen auf Tab. V.

Bei der gewöhnlichen Methode des Formens erfordert bekanntlich das Einrammen des Formsandes einen bedeutenden Aufwand an Arbeit; auch müssen bei der gewöhnlichen Anfertigungsweise gegossener Röhren die Kerne, ehe sie in die Form kommen, lange getrocknet werden. Der vorliegenden Erfindung gemäß geschieht aber die Operation des Einrammens mit Hülfe von Maschinen, und kann von Personen geleitet werden, welche in der Kunst des Formens unbewandert sind. Die Erfindung besteht ferner in einer eigenthümlichen Construction der Kernspindel, welche die Nothwendigkeit den Kern zu trocknen, ehe das geschmolzene Metall in die Form gegossen wird, beseitigt.

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Die Figuren 17, 18 und 19 sind verschiedene Ansichten der Presse zur Herstellung der Form oder des Modells, welches der äußeren Fläche der Röhre ihre Gestalt gibt. Die Figuren 20, 21 und 22 zeigen die Presse zur Anfertigung des Kerns; Fig. 23 ist eine Ansicht der verbesserten Kernspindel; die Figuren 24, 25 und 26 stellen die Einrichtung zum Gießen dar.

Die Thätigkeit der Presse zur Anfertigung der Form ist im Allgemeinen folgende. Die Hälfte der Formflasche wird auf einen Schlitten gelegt und unter einen mit Formsand gefüllten Kasten gebracht. Der Formsand fällt nun in die Flasche und füllt sie an. Letztere wird sodann gegen ein Modell von der Gestalt der Hälfte der beabsichtigten Röhre aufwärts gedrückt. In Folge dieses Druckes wird der Sand über die ganze Länge und Breite der Flasche so gleichförmig und fest comprimirt, als wäre er von dem geübtesten Former eingerammt worden.

A, A¹ sind senkrechte Träger, welche oben durch einen stationären Preßbalken B mit einander verbunden sind. An diesen Preßbalken, welcher lang genug ist, um die längste Flasche aufzunehmen, ist das Modell C befestigt. Unmittelbar unter dem stationären Preßbalken befindet sich ein beweglicher correspondirender Preßbalken von gleicher Länge mit dem ersteren. Dieser ist in verticaler Richtung verschiebbar und wird in Schlitzen a der Träger A, A¹ geführt. Durch Heben dieses Preßbalkens wird auf den Sand in der Flasche der erforderliche Druck ausgeübt. Das Heben desselben wird mit Hülfe zweier an den horizontalen parallelen Wellen c, c¹ befestigter excentrischer Scheiben b, b¹ bewerkstelligt. Diese excentrischen Scheiben drehen sich gegen einander und wirken auf die entgegengesetzten Enden der unteren Kante des Preßbalkens. An den Achsen der excentrischen Scheiben sind die gleich großen Zahnräder d, d¹ befestigt, welche mit einer an beiden Enden gezahnten Stange D in Eingriff stehen. Wird nun mit Hülfe des Hebels e das eine Zahnrad d mit seinem Excentricum gedreht, so dreht sich in Folge des Eingriffs mit der Zahnstange D auch das andere Zahnrad und sein Excentricum mit der nämlichen Geschwindigkeit, aber nach entgegengesetzter Richtung, so daß der bewegliche Preßbalken durch die excentrischen Scheiben an beiden Enden gleichmäßig gehoben oder niedergelassen wird.

Der Flaschenschlitten (flask-carriage) E läuft in horizontaler Richtung zwischen den beiden Preßbalken quer über die Maschine. Die Länge dieses Schlittens ist gleich dem Abstand zwischen den Trägern A, A¹. Der Schlitten trägt, wie der Durchschnitt Fig. 19 zeigt, die eine Hälfte f |354| der Flasche, worin die Form gebildet werden soll. Er besteht aus einer Bodenplatte, welche ausgehöhlt ist, um die Flasche aufzunehmen und ihr einen sicheren Halt zu geben. Die Bodenplatte ist an beiden Enden unterstützt, und gleitet auf Bahnen g, g¹, welche an die senkrechten Träger A, A¹ der Presse befestigt sind. Durch folgende Vorrichtung wird der Schlitten in hin- und hergehende Bewegung gesetzt. Die Bodenplatte enthält an ihren beiden Enden Zahnstangen h, h¹, welche in zwei gleiche an den Enden einer horizontalen Welle F befestigte Getriebe i, i¹ greifen. Die Welle F dreht sich in Lagern, welche von den Trägern A, A¹ hervorragen, und enthält an ihrem einen Ende eine Kurbel G, durch deren Umdrehung der Schlitten gegen den an der Vorderseite H der Presse stehenden Arbeiter hinbewegt oder von demselben entfernt wird. Ueber die auf der Bodenplatte liegende Halbflasche wird ein Rahmen I gedeckt, welcher die Ränder der Flasche so weit überragt, daß eine Vertiefung entsteht, welche groß genug ist, um die zur Bildung der Form erforderliche Menge Formsand aufzunehmen.

An der hinteren Seite der Presse befindet sich ein Sandkasten von der Länge der Preßbäume, welcher eine hinreichende Menge Formsand aufnimmt, um eine Anzahl Formen bilden zu können. Sein Boden K ist in horizontaler Richtung hin und her beweglich und liegt mit den oberen Kanten des Rahmens I in einer Ebene. Nachdem der Schlitten in der Richtung des punktirten Pfeils Fig. 19 nach der Vorderseite der Maschine geschoben worden ist, wird die Halbflasche aufgelegt und der Rahmen I darüber gedeckt. Der Arbeiter schiebt sodann mit Hülfe der Kurbel g den Schlitten zurück, zwischen den Preßbalken hindurch, bis er gegen den beweglichen Boden K stößt; dieser weicht nun zurück und gestattet dem Schlitten unter dem Sande seinen Platz einzunehmen. Der Sand fällt jetzt in die Flasche und füllt sie an. Hierauf wird die Kurbel g nach der entgegengesetzten Richtung gedreht und der Schlitten mit seiner bis an den Rand des Rahmens I glatt gefüllten Flasche wieder vorwärts geschoben. Bei dieser rückgängigen Bewegung des Schlittens greifen die an seiner Rückseite befestigten Haken k in die entsprechenden Haken , welche an dem verschiebbaren Boden des Sandkastens befestigt sind, ziehen den Boden wieder vorwärts und schließen dadurch die Oeffnung, durch welche der Sand in die Flasche gefallen war. Wenn der Schlitten bei seiner vorwärts gleitenden Bewegung die Oeffnung im Sandkasten ganz geschlossen hat, so werden die genannten Haken durch eine Frictionsrolle, welche, auf einer geneigten Ebene m gleitend, den Haken allmählich hebt, von einander ausgelöst. Wenn sich nun der Schlitten genau unter dem oberen Preßbalken |355| befindet, so drückt der Arbeiter den Hebel e hinab, und bewegt dadurch den Preßbalken nebst Schlitten mit großer Kraft in die Höhe gegen den oberen Preßbalken B. Der Sand kommt mit der an diesen Balken befestigten Form C in Berührung und wird, da er durch den Rahmen I verhindert ist seitwärts zu entweichen, zusammengedrückt, bis die Ränder der Flasche mit der Platte, woran das Modell C befestigt ist, zusammenfallen. Der Hebel e wird sodann zurückbewegt, wodurch der untere Preßbalken mit seinem Schlitten niedersteigt, bis die Zahnstangen h, h¹ mit ihren Getrieben i, i¹ wieder im Eingriff sind. Der Arbeiter schiebt nun durch Handhabung der Kurbel G den Schlitten wieder vorwärts und nimmt die Flasche mit der fertigen Form heraus, um sie durch eine andere zu ersehen und die Operation zu wiederholen.

Bei der Fabrication der Röhren ist es häufig rathsam, daß der Sand an der inneren Fläche der Form, womit das geschmolzene Metall in Berührung kommt, von anderer Beschaffenheit sey als der übrige Theil der Form, so daß die Röhre mit einer glatten und vollendeten Oberfläche aus dem Guß hervorgeht. Dieß geschieht gewöhnlich dadurch, daß man eine dünne Lage feinen Sandes vor der Einrammung des gewöhnlichen Formsandes über das Modell siebt. Bei der beschriebenen Maschine wird das nämliche Resultat auf folgende Weise erreicht: nachdem die Flasche ihre Ladung Formsand von dem Sandbehälter aufgenommen hat, wird sie, wie bereits beschrieben, unter den oberen Preßbalken bewegt und gegen die Form C gedrückt; sie wird jedoch nicht bis zur höchsten Stelle gehoben, sondern nur so hoch, daß der Sand einen Eindruck von der Form C empfängt; darauf wird die Flasche niedergelassen, vorwärts geschoben und mit einer Lage feinen Sandes besiebt. Nachdem sie nun wieder unter den Preßbaum zurückgeschoben worden ist, wird die ganze Sandmasse auf die beschriebene Weise comprimirt. Man kann sich der nämlichen Presse zur Anfertigung beider Formhälften bedienen; es ist jedoch vorzuziehen hierzu zwei Pressen, jede mit ihrem eigenen Modell, anzuwenden, indem dadurch die zum Wechseln der Modelle sonst erforderliche Zeit gespart wird.

Nachdem somit die Form für die äußere Seite der Röhre vollendet ist, besteht die nächste Operation in der Bildung des Kerns, welcher das Kaliber der Röhre bestimmt. Dieses geschieht mit Hülfe der in Fig. 20, 21 und 22 dargestellten Maschine. Die Einrichtung und Wirkungsweise dieser Kernpresse ist folgende. Fig. 20 stellt die Kernpresse in der perspectivischen Ansicht, Fig. 21 in der oberen Ansicht; Fig. 22 im Verticaldurchschnitt nach der Linie * * Fig. 21 dar. Die |356| Presse besteht aus einem starken Bodengestell M, welches auf Endgestellen N, N¹ liegt, die durch Streben n, n¹, n², n³ mit einander verbunden sind. Das Gestell M trägt die Kernbüchse, welche durch zwei horizontale Ebenen in vier Abschnitte getheilt ist. Der untere Abschnitt o ist an das Bodengestell M befestigt; die beiden Seitenabschnitte o¹, o² bewegen sich in horizontaler Richtung auswärts, um den Sand aufzunehmen; der obere Abschnitt kann über die andern erhoben werden, um den Sand in die Höhlung der Kernbüchse zu bringen. Jeder der Seitenabschnitte o¹, o² ist an eine seiner ganzen Länge nach sich erstreckende Schieberplatte o, o¹ befestigt und wird durch eine an der unteren Seite des Bodengestells M befestigte Vorrichtung bewegt.

Diese Vorrichtung besteht in einer zur Achse der Kernbüchse parallelen Welle P, welche an beiden Enden mit kurzen Kurbeln p, p¹ versehen ist. Diese Kurbeln stehen, wenn die Seitentheile der Kernbüchse ausgedehnt sind, um den Kernsand zuzulassen, rechtwinkelig zu der Richtung, in welcher die Schieberplatten sich bewegen, und sind einander entgegengesetzt. Unterhalb der Welle P befinden sich noch zwei kurze Kurbeln p², p³. Das obere Kurbelnpaar ist nach der Vorderseite Q hin durch Lenkstangen q, q¹, deren Länge mittelst Schrauben und Muttern sich genau adjustiren läßt, mit der Schieberplatte O verbunden. Durch ähnliche Lenkstangen q², q³ steht das untere Kurbelnpaar p², p³ mit der Schieberplatte in Verbindung. Ein an der Welle befestigter Hebel R hängt senkrecht herab, wenn die Seitenabschnitte, wie Fig. 22 zeigt, ausgedehnt sind. Wenn das untere Ende dieses Hebels gehoben wird, so werden die Schieberplatten o, o¹ und die an sie befestigten Seitentheile o¹, o² der Kernbüchse gegen einander gedrückt; beim Niederdrücken des Hebels aber werden die Platten und Seitentheile auseinander gezogen. Oberhalb der Schieberplatten befindet sich ein stationärer Sandbehälter S, welcher durch die Träger r, r, r mit dem Lagergestell M verbunden ist. Dieser Behälter ist weit genug, um den oberen Abschnitt aufzunehmen. Dieser Abschnitt ist mit dem Lagergestell durch zwei radiale Arme T, T¹ verbunden, so daß derselbe beim Niederlassen immer in die richtige Lage über den unteren Abschnitt o kommt. U, U¹ sind zwei an das Lagergestell befestigte parallele Träger, in welchen eine Achse gelagert ist. Das obere Segment der Kernbüchse ist mit dieser Achse durch zwei scharnierartig bewegliche Schienenpaare s, s¹, s², s³ verbunden. Die Summe der Längen jedes Schienenpaares ist gleich dem Abstande zwischen der Achse und dem obern Segmente der Kernbüchse, wenn letztere sich in ihrer tiefsten Lage befindet. Die Schienenpaare sind an ihrem Knie durch eine horizontale Stange verbunden. Drängt |357| man diese Stange zurück, so wird das obere Segment gehoben; zieht man sie vorwärts, so wird das Segment gegen den Sand in dem Behälter s niedergedrückt. Die Endplatten V, V¹ verhindern das Austreten des Sandes an den Enden der Kernbüchse. Jede Endplatte besteht aus zwei durch Scharniere mit einander verbundenen Theilen t, t¹, welche an der Mitte des Kerns auseinander gehen, um die Kernspindel zuzulassen; diese wird in den halbkreisförmigen Einschnitten an den zusammenstoßenden Kanten dieser Theile t, t¹ aufgenommen. Der untere Theil jeder Endplatte besteht aus einer flachen Schiene, welche an ihrem hinteren Ende mit dem Lagergestell drehbar verbunden ist, und an ihrem vorderen mit einem Griff versehenen Ende auf einem Federhaken u, u¹ ruht. Oberhalb der Schieberplatte in der Nähe des Arbeiters ist ein Behälter W, welcher den Kernsand enthält, auf den mit dem Lagergestell verbundenen Trägern v angeordnet. Dieser Sandkasten erstreckt sich über die ganze Länge der Presse und enthält eine zur Bildung einer Anzahl von Kernen hinreichende Menge Sandes. Der Boden X des Kastens gleitet direct über den Behälter S vor und zurück. Er besitzt eine Oeffnung w, so lang als die Kernbüchse, welche gerade genug Sand enthält um die Hälfte eines Kerns zu bilden.

Die Operation mit der Maschine ist nun folgende. Nachdem der Sandkasten mit Sand gefüllt ist, wird das obere Segment der Kernbüchse durch Zurückdrängen der Stange gehoben, und die Seitentheile durch Niederdrücken des Hebels R, welcher die Kurbelwelle P unter dem Lagergestell M dreht, auseinander gezogen. Hierauf wird der verschiebbare Boden X über den Behälter S geschoben und der Sand in die expandirte Kernbüchse entleert, die Kernspindel auf den Sand gelegt und in den Endplatten v, v¹ befestigt. Es wird nun mit Hülfe des beweglichen Bodens X eine neue Portion Sand auf die Kernspindel geschüttet, und dann das obere Segment niedergedrückt, um den Sand zwischen ihm selbst und dem unteren Segment zusammenzudrücken; die an ihren Gelenken schließenden Schienen s, s¹, s², s³ halten das obere Segment fest in dieser Lage. Jetzt drückt man die beiden Seitensegmente mit Hülfe des Hebels R gegen einander und comprimirt dadurch den Sand um die Kernspindel mit einer Kraft, welche der relativen Länge des Hebels und der Kurbeln p, p¹, p², p³ proportional ist. Ist der Kern auf diese Weise vollständig gebildet, so zieht man durch Hinabdrücken des Hebels die Seitensegmente zurück, und hebt das obere Segment in die Höhe. Der Kern wird darauf mit Hülfe der auf die Enden der Kernspindel wirkenden Stäbe t¹, t¹ in die Höhe gehoben und aus der Presse genommen.

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Die in Fig. 23 abgebildete Kernspindel ist auf folgende Weise eingerichtet. Man bringt eine Stange, deren Durchschnitt ein rechtwinkeliges Kreuz mit gleich langen Armen bildet, in die Drehbank und schneidet in ihre hervorragenden Kanten eine Schraube; dann umwickelt man sie mit Draht, welcher folglich eine offene Schraube bildet, durch deren Zwischenräume die Dämpfe aus dem Kernsand leicht in die zwischen den Flügeln der Stange befindlichen Canäle entweichen können. Der Vortheil dieser Construction besteht darin, daß gewöhnlicher Formsand daran hängen bleibt, und kein Trocknen nöthig ist, ehe man den Kern in die Form bringt.

Der Patentträger bemerkt, daß die ganze Operation des Formens vermittelst der beschriebenen Procedur durch eine in der Kunst der Formerei unbewanderte Person vollbracht werden kann, weil der Grad der Compression nicht von der Geschicklichkeit des Arbeiters, sondern von der durch den verschiebbaren Boden gelieferten Sandmenge abhängt. Auch wird der Kern nicht nur in weit kürzerer Zeit fertig, als wenn er aus freier Hand gerammt würde, sondern er fällt auch in seiner Structur gleichförmiger aus. Da er ferner vom einen Ende bis zum andern gleichförmig comprimirt ist, so bietet er dem ihn umgebenden Metall eine gleichförmige Fläche dar, und gestattet die freie Entweichung der Dämpfe.

Beim Füllen der Formen mit geschmolzenem Metall kann folgendes System mit Vortheil in Anwendung gebracht werden, indem es gestattet eine Anzahl Formen gleichzeitig zu füllen. Die Figuren 24, 25 und 26 stellen den hierzu dienlichen Apparat dar. Fig. 24 stellt die Gießvorrichtung (sprue case) mit einer an dieselbe befestigten Flasche im Grundrisse dar; Fig. 25 ist ein Verticaldurchschnitt nach der Linie * * von Fig. 24, und Fig. 26 ein Horizontaldurchschnit nach der Linie * * von Fig. 25. Eine Anzahl Flaschen, im vorliegenden Falle acht, ist in verticaler Lage rings im Kreise um einen Gießbehälter angeordnet. Dieser besteht aus einer flachen Büchse x, von welcher aus die Canäle y, y, y, y, y in radialer Richtung divergiren, und aus einer Röhre z, welche mit Sand gefüllt ist, durch dessen Mitte ein Gießcanal geht.

Das durch die verticale Röhre eingegossene Metall nimmt seinen Weg durch die divergirenden Canäle und füllt sämmtliche Formen auf einmal.

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