CH158604A - Eiserne Lagerschale mit Rotgussfutter und Verfahren zu ihrer Herstellung. - Google Patents

Description

  Eiserne Lagerschale mit Rotgussfutter und Verfahren zu ihrer Herstellung.    Es ist bekannt, Rotgusslagerschalen mit       eisernem    Mantel oder     eiserne    Lagerschalen  mit einem Rotgussfutter zu versehen, bei  denen die Verbindung des Laufmetalles mit  dem Armierungsmantel durch Verschwei  ssung, das heisst durch Verschmelzung mehr  oder weniger starker Oberflächenschichten  hergestellt ist.

   Selbst wenn diese     Versehwei-          ssung    nur zwischen den berührenden Ober  flächen, also hauchdünnen     Schichten,    statt  gefunden hat, so dass beide Metalle mit schar  fen     Linien,    das heisst ohne Übergangs  zwischenschicht, aneinanderstossen, ist eine  spätere Trennung nur durch Ausschmelzen  des leichter schmelzenden Metalles möglich,  wobei stets Materialverluste auftreten.

   Auch  ist mit     diesem    Schweissverfahren der Nachteil       verbunden,    dass das leichter schmelzende Me  tall, wie zum Beispiel der Rotguss, in jedem  Falle übermässig stark erhitzt, so dass seine  Zusammensetzung sich ändert und seine    mechanischen Eigenschaften sich verschlech  tern, indem er spröde wird. Das hochwertige  Futtermetall verbrennt fast durchweg bei  diesen Anschweissverfahren, ist also als tra  gendes Metall entwertet und auch später nur  unter Auffrischung durch wertvolle     Zusätze     wieder verwendbar zu machen.

   Vor allem  aber ist eine nach diesen Anschweissverfahren  armierte Lagerschale in ihrer Verwendungs  fähigkeit da beschränkt, wo die Tragfläche  des Zapfens direkt auf dem Rotgussfutter,  das heisst ohne Zwischenschaltung einer  Weichmetallschicht, laufen soll, weil über  hitzter und teilweise verbrannter Rotguss  nicht tragfähig ist und ausbröckelt.  



  Vorliegende Erfindung bezweckt, diese  Nachteile zu vermeiden und hat. eine eiserne  Lagerschale mit     Rotgussfutter    zum Gegen  stand, bei welcher das Futter mit der Schale  durch     Schwindung    und Schrumpfung ver  bunden ist, also mit mechanischen Mitteln      ohne Heranziehung der Schmelzflüssigkeit  der     Verbindungsflächen.    Diese Verbindung  wird nach dem vorliegenden Verfahren da  durch erreicht, dass das Rotgussfutter in flüs  sigem Zustande an die mehr oder weniger  vorgewärmt eingeformte Eisenschale so an  gegossen wird, dass unter Verklammerung der  Verbindungsflächen von Schale und     Futter     das     Schwind-    und Schrumpfmass des Rot  gussfutters das Schrumpfmass der Eisenschale  um soviel übersteigen,

   dass eine Loslösung des  Futters von der Schale auch beim Heisslauf  des Lagers verhindert wird.  



  Auf der Zeichnung, die ein Ausführungs  beispiel des Aufschrumpfungsverfahrens ver  anschaulicht, zeigt  Fig. 1 einen Längsschnitt nach der  Schnittlinie I -I in Fig. 2, durch eine  stehend angeordnete Doppelschale mit ge  meinsamem zentralem Einguss in der Mitte,  Fig. 2 einen Querschnitt durch die An  ordnung nach Fig. l nach der Schnittlinie  II-II in Fig. 1,  Fig. 3 die Einzelheit einer     Verschrump-          fungsleiste    in grösserem Massstab.  



  In der Zeichnung bedeuten a den Stahl  mantel, b das Rotgussfutter, c dessen obere  und untere Bunde, d die innern     Verschrump-          fungsleisten,    e ihre ausgerundeten     Hinter-          schneidungen,    f den     mittleren    zentralen Ein  guss, g die Eingusskernform, h die unten ver  zweigten Eingusskanäle und i die Bunde an  den Längskanten des Rotgussfutters.  



  Die Innigkeit der Verbindung zwischen       Futter    und Schale beruht auf, der mecha  nischen Verklammerung nicht nur der über  greifenden Bunde und Leisten der einen  Schale     um    und in die andere, sondern auch  auf der Verklammerung der     beiderseitigen     zahllosen Unebenheiten der roh gegossenen  Oberflächen, und zwar     vermittelst    der Mate  rialspannungen, die sich aus dem     Überschuss     der Schwindung und Schrumpfung der Rot  gussschale gegenüber der Schrumpfung der  mehr oder weniger vorgewärmten Stahlschale  ergeben.  



  Für den Vorwärmungsgrad der Stahl  schale ist die Forderung massgebend, dass die    beiden Schalen sich auch bei einem     Heisslauf     des Lagers nicht voneinander lösen oder auch  nur lockern und gegenseitig verschieben sol  len. Je sicherer die Verschrumpfung auch  bei einem Heisslauf bleiben soll, umsoweniger  hoch darf die Vorwärmung des Stahlmantels  getrieben werden.

   Bei einer Vorwärmung des  Stahlmantels auf zum Beispiel<B>900'</B> würden  sich bei einer Lagerlänge von 200 mm das  Schrumpfmass des Stahlmantels und     das     Schwindmass des erstarrenden Rotgussfutters  etwa die Waage halten und lediglich das  Schwindmass des erstarrten Rotgussfutters als  Überschuss über das Schrumpfmass der  Eisenschale für die Erzeugung der nötigen  Schrumpfspannung übrig bleiben, was für  den praktischen Eisenbahnbetrieb mit seinen  heftigen Stössen und. seiner Neigung zum  Heisslaufen erfahrungsgemäss nicht ausreicht.    Eine weitere Voraussetzung für eine  durchweg innige und überall gleichmässige  Verschrumpfung ist die Reinheit der Verbin  dungsfläche von fremden Stoffen (Oxyden.  Gasen etc.).

   Deshalb wird der     Verschrump-          fungsvorgang    so ausgeführt, dass der Stahl  mantel vorher - je nach dem     Vorwärmungs-          grade    - verzinnt, verbleit, aluminiert oder  vernickelt und der flüssige Rotguss so ein  geführt wird, dass er von unten aufsteigend  mit hoher Füllgeschwindigkeit an die Ver  bindungsfläche des Stahlmantels herantritt,  wobei ein plötzlicher und schneller Einguss  von ausschlaggebender Bedeutung für die  Gleichförmigkeit der Verschrumpfung ist.

    Auf diese Weise wird erreicht, dass sich keine  Oxyde oder Blasen auf der     Verschrump-          fungsfläche    halten oder bilden können, jeden  falls aber durch den plötzlich aufsteigenden       Rotguss    mit nach oben hochgespült werden.  



  Weiter kommt es bei den im Fahrbetriebe  von allen Seiten kommenden Stössen und der  aufwalzenden und verdrehenden Wirkung  der Wagenlast und der Lagerreibung darauf  an, dass eine     Verschrumpfung    sowohl in der  Längs-,     wie    in der Umfangsrichtung zwi  schen beiden Schalen erfolgt. Deshalb greift  das     Rotgussfutter    nicht allein durch Bunde      an den Enden und den Längskanten der Rot  gussschale über den Stahlmantel, sondern es  sind auch Längsleisten in der     Verschrump-          fungsfläche    selbst vorgesehen, die eine Ruf  schrumpfung auch in der     Umfangsrichtung     sicher stellen sollen.

   Mit den übergreifenden  Bunden an den Längskanten der Rotguss  schale soll dem Trennungsbestreben der bei  den Schalen für den Fall entgegengearbeitet  werden, dass der Stahlmantel sich bei grösse  ren Materialmassen an seinem Rücken statt  an seinen Schenkeln beim     Kaltwerden    auf  biegt, während das Rotgussfutter als gleich  mässig starker Körper sich beim Erkalten  einrollen will.  



  Damit sich schliesslich in den schwalben  schwanzförmigen Hinterschneidungen dieser  Bunde und Leisten keine Hohlräume     bilden     Können, in die der Rotguss unter dem ab  schreckenden Einfluss des als Kokille wir  kenden Stahlmantels nicht hineinfliessen  kann, sind die Ecken und     Winkel    dieser  Hinterschneidungen gut ausgerundet.  



  Die Vorzüge dieser Verbindungsart eines  Stahlmantels mit einem Rotgussfutter durch  Rufschrumpfung liegen darin, dass der Rot  guss infolge seiner mässigen Temperierung  seine Lauf- und Festigkeitseigenschaften be  hält und daher auch ohne     Zwischenschaltung     eines besonderen Weichmetallfutters     un-          mittelbar    auf der Zapfenfläche laufen kann,  dass die Trennung der beiden Schalen und die  Wiederverwendung des Rotgussfutters beim  Ausbau verschlissener Lager, ohne Aus  schmelzung und ohne     Vergütungsprozesse     möglich ist,

   indem das Rotgussfutter bei  einer     Erwärmung    auf etwa<B>550'</B> spröde und  bröckelig wird und sich durch kräftiges Be  klopfen mit dem     Hammer    leicht in Bruch  stücken herausschlagen lässt und dass auf den  Stahlmantel nach eventueller Aufschweissung  verschlissener Flanken sofort ein neues     Rot-          gussfutter    wieder aufgeschrumpft werden  kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Eiserne Lagerschale mit Rotgussfutter, dadurch gekennzeichnet, dass das Futter mit der Schale durch Schwindung und Schrumpfung verbunden ist. II. Verfahren zur Herstellung einer Lager schale mit Rotgussfutter nach Patent anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Rotgussfutter in flüssigem Zustande an die mehr oder weniger vorgewärmt eingeformte Eisenschale so angegossen wird, dass unter Verklammerung der Verbindungsflächen von Schale und Fut ter das Schwind- und Schrumpfmass des Rotgussfutters das Schrumpfmass der Eisenschale um soviel übersteigen, dass eine Loslösung des Futters von der Schale auch beim Heisslaufen des Lager verhindert wird. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren gemäss Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass die einge formte Eisenschale mit einem Metall überzug versehen und das flüssige Rot gussmetall durch Kanäle (f, h) so ein geführt wird, dass es an die Verbindungs fläche der Schale von unten aufsteigend mit hoher Füllgeschwindigkeit heran tritt. 2. Verfahren gemäss Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass die Ruf schrumpfung des Rotgussfutters sowohl in Längs- wie Umfangsrichtung der Schale erfolgt. 3. Verfahren nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass die Au f- schrumpfung des Rotgussfutters durch übergreifende Bunde (c, i) desselben er folgt. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass die Ruf schrumpfung des Rotgussfutters durch schwalbenschwanzförmig hinterschnittene Leisten (d) der Eisenschale erfolgt. 5. Verfahren nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass die Ruf schrumpfung des Rotgussfutters durch übergreifende Bunde des Rotgussfutters- und: schwalbenschwanzförmige Leisten der Eisenschale erfolgt. 6. Lagerschale gemäss Patentanspruch I, ge kennzeichnet durch schwalbenschwanz- förmige Hinterschneidungen der Bunde und Leisten<I>(d</I><B>)</B><I>,</I> die in ihren Winkel scheiteln (e) gut ausgerundet sind.