2 ((1+ 11⁄2 Vē)2 +

1 1+12V2

2gh

2

2g

2g

2

d"

23 +b+

C3

2 g

22

U z 2 น. น

29

Fig. 27

2

1) ′′,

h + b + ( − 1)

2

29

Die Bestimmung der Werthe

u1, u2, ug ergiebt sich nach S. 1306 der mehrfach ange

zogenen Abhandlung.

Ist die Mündung des Ausflussgefässes verengt oder erweitert, so bleiben die ange

gebenen Formeln nichts desto weniger völlig richtig, denn die Verengung oder Erweiterung hat nur auf die Werthe von u1 (bezw. c1), u2 (bezw. c2), uz (bezw. cg) Einfluss und wird bei deren Bestimmung berücksichtigt. Die Bestimmung von u1, u2, ug ist in jener Abhandlung angegeben. Bei Ausflussgefässen mit neben und über oder unter einander befindlichen Röhren A, B, C..., dergleichen Gefässe wir S. 1442 a. a. O. einer näheren

I. Fabrikation des Hartgusses. Infolge der geringen Schwierigkeiten, welche die Verarbeitung des Gusseisens bietet, gingen schon seit verschiedenen Jahrzehnten die Bestrebungen, namentlich

amerikanischer Ingenieure dahin, die verhältnissmässig engen Grenzen, welche die unvollkommenen Eigenschaften dieses Materials seiner Anwendung im Maschinenbau ziehen, durch Vervollkommnung derselben zu erweitern. Besonders ist es bekanntlich die geringe absolute

Festigkeit des gewöhnlichen Gusseisens, welche seine Verwendung zu einer grossen Zahl von Maschinentheilen entweder vollständig ausschliesst oder mit anderweitigen Nachtheilen verknüpft, indem sie unverhältnissmässig schwere Constructionen bedingt, und man bemühte sich daher, diesem Mangel des im Uebrigen so vortrefflichen Materials durch die verschiedenartigsten Gussverfahren, namentlich durch sorgfältige Auswahl und Mischung der besseren Roheisensorten abzuhelfen. Hierdurch entstand eine grosse Zahl von Modificationen mit zum Theil chemisch und mechanisch, zum Theil hauptsächlich mechanisch gebundenem Kohlenstoff, unter denen neuerdings das sogenannte Hartgusseisen allgemeinere Aufmerksamkeit erregt, indem es sich durch seine werthvollen Eigenschaften Verwendung in den verschiedensten Zweigen der Industrie verschafft hat.

Wie schon angedeutet, waren es anfänglich ausschliesslich amerikanische Ingenieure, welche sich durch derartige Versuche verdient machten, und infolge dessen war auch Amerika in der Verwendung des Hartgusseisens der übrigen industriellen Welt um eine geraume Zeit voraus. In Deutschland speciell beschränkte sich anfangs die Industrie auf vereinzelte Versuche in der Herstellung von Hartgusswalzen, bis es Mitte der fünfziger Jahre, unabhängig von einander zu gleicher Zeit zwei Maschinenfabrikanten, den Herren Ganz & Co. in Ofen und H. Gruson in Buckau nach jahrelangen Bemühungen gelang, den Hartguss auf eine solche Stufe der Vollendung zu bringen, dass seine allgemeine Verwendung in den verschiedensten Industriezweigen, wie sie heute stattfindet, schon damals nur als eine Frage der Zeit betrachtet werden konnte.

Nichts desto weniger stösst man über den Begriff „Hartguss", selbst in technischen Kreisen häufig auf ziemlich unrichtige oder unklare Ansichten, was freilich natürlich ist, da einerseits der sogenannte Hartguss sich überhaupt nicht als eine aus bestimmten Grundstoffen unter festen Procentsätzen bestehende Mischung definiren lässt; andererseits aber manche Fabrikanten, welche Hartguss zu produciren vorgeben, Fabrikate mit diesem Namen bezeichnen, die denselben ihren Eigenschaften nach gar nicht verdienen und nur im Stande sind, ihn in Misscredit zu bringen.

Besondere Verwirrung in die Begriffe musste speciell der Umstand bringen, dass man in der Militärsprache unter Hartguss lediglich das in eiserner Form, der Coquille, gegossene Material versteht, während die Hauptvertreterin der Hartgussfabrikation in Deutschland, die Gruson'sche Fabrik, noch verschiedene andere vervollkommnete Gusseisensorten unter diesem Namen begreift und generell zwischen „in Coquille gegossenem“ und „nicht in Coquille gegossenem" Hartguss unterscheidet.

Schon aus dem Gesagten erhellt, dass es unmöglich sein würde, in einem kurzen Aufsatze Alles dasjenige erschöpfend zu behandeln, was man unter Hartguss versteht, ganz abgesehen davon, dass infolge der Geheimhaltung der verschiedenen Fabrikationsmethoden

absolut sichere Quellen fehlen, und es geht daher unsere Absicht nur dahin, irrthümlichen Auffassungen zu begegnen und den weiten Kreis, in welchem sich bisher die Ideen bewegten, etwas zu verengern.

a) Die Grundstoffe des Hartgusses und
ihre Mischung.

Die Bestrebungen hinsichtlich der Herstellung von Hartgusseisen sehen wir von Anfang an in zwei verschiedene Richtungen aus einander gehen. Einerseits versuchte man durch directes Verfahren mit verschiedenen Eisenerzen, besonders manganhaltigem Brauneisenstein und Spatheisenstein unter Anwendung von Holzkohlen bei der Verhüttung zum Ziele zu gelangen, andererseits beschränkte man sich auf ein Zusammenschmelzen verschiedener Roheisensorten, welches letztere Verfahren als das am meisten verbreitete zu bezeichnen ist.

Entsprechend den fast entgegengesetzten Eigenschaften des auf Coquille gegossenen Hartgusses, der bedeutenden Härte auf der Oberfläche und der ausserordentlichen Zähigkeit in den inneren Schichten, ging man bei der Herstellung desselben von zwei Roheisensorten aus, welche einzeln diese Eigenschaften besitzen, dem stahlharten weissen Roheisen und dem tiefgrauen weichen Roheisen. Diese beiden Sorten repräsentiren die reinsten Gattungen, welche überhaupt erblasen werden, und unterscheiden sich bekanntlich nicht nur durch ihre physikalischen Eigenschaften, sondern vor allen Dingen durch ihre chemische Zusammensetzung.

Das weisse, überaus kohlenstoffreiche Roheisen enthält fast den ganzen Kohlenstoffgehalt chemisch gebunden, während in dem grauen Roheisen über 50 pCt. mechanisch in Graphitausscheidungen gelagert sind. Gehen wir nun von der Annahme aus, dass eine Hartgussmasse hauptsächlich aus einer Mischung dieser beiden Materialien besteht, so ist es klar, dass sich ihre Eigenschaften nicht nur durch die Procentsätze der Mischung, sondern auch wesentlich dadurch modificiren lassen, dass man der stets beim Erstarren vorhandenen Neigung zu Kohlenstoffausscheidungen mehr oder weniger vorbeugt. Letzteres wird vorzüglich durch eine Beschleunigung der Erstarrung erreicht, welche sich durch schnelle Wärmeentziehung vermittelst gusseiserner Formen leicht bewirken lässt. Die Fabrikation des Hartgusses erscheint hiernach verhältnissmässig einfach und würde dies in der That auch sein, wenn nicht unzählige andere, manchmal scheinbar geringfügige äussere Umstände dabei von Einfluss wären. Zunächst muss erwähnt werden, dass die Mischung allerdings meistens vorzüglich aus den beiden obengenannten Roheisensorten bestehen wird, dass sie sich aber im Uebrigen durchaus nicht darauf beschränkt, indem unter Umständen erfahrungsmässig verschiedene Zusätze z. B. von Mangan oder auch von Schmiedeeisen und Stahl vortheilhaft für die Eigenschaften der Gussmasse sind.

Eine Hauptschwierigkeit aber ergiebt sich für den Fabrikanten aus dem Umstande, dass es unmöglich ist,

in fünf Qualitäten, welche sich, ihrem Zwecke entsprechend, durch ihre Härtegrade unterscheiden: Herzstück-, Räder-, Geschoss-, Walzen- und Panzereisen, und zwar ist die erste Sorte die weichste, die letztere dagegen die härteste.

Diese Rubricirung hat jedoch nur den Zweck, den Consumenten die Bestellung hinsichtlich des nöthigen Härtegrades zu erleichtern, da selbstverständlich einer grossen Anzahl von Fabrikaten Härtegrade gegeben werden, welche mit keiner der obengenannten fünf Qualitäten genau übereinstimmen, sondern Mittelclassen zwischen ihnen bilden.

c) Hartguss ohne Anwendung der Coquille.

Kaum geringere Bedeutung wie die in Coquille gegossenen haben für den Maschinenbau die ohne Anwendung derselben erzeugten Hartgussfabrikate.

Es ist schon erwähnt, dass die geringe absolute Festigkeit des gewöhnlichen Gusseisens seiner ausgedehnten Anwendung für den Maschinenbau hindernd in den Weg tritt und namentlich verhältnissmässig schwere Constructionen erfordert, die besonders bei schwingenden Theilen von beträchtlichem Einfluss auf den leichten Gang der Maschine sind. Da nun für derartige Maschinentheile die äussere Härte ohne Werth ist, und nur die Bearbeitung erschwert, so strebte man in zweiter Linie danach, das Metall in der Weise zu modificiren, dass es ohne zu grosse äussere Härte dieselbe Widerstandsfähigkeit gegen Stösse und Durchbiegungen behielte. Man abstrahirte daher von der Anwendung der Coquille und beschränkte sich lediglich auf sorgfältige Auswahl und Mischung der Grundstoffe, welche letztere im Wesentlichen, höchstens unter etwas veränderten Procentsätzen, dieselben sind wie die des Coquillengusses. Je nach ihrer Bestimmung werden solche Stücke in nassem Sande oder in getrockneten Masse- bezw. Lehmformen gegossen, und ergiebt naturgemäss das erstere Verfahren ein härteres, das letztere ein weicheres Material.

Der Bruch beider Arten von Gussstücken zeigt ein sehr feinkörniges Gefüge, während die Farbe bei dem härteren in einem helleren, bei dem weicheren in dunklerem Grau besteht.

Die mit Stäben aus diesem Material angestellten zahlreichen Festigkeitsproben ergaben bei entsprechend normaler Inanspruchnahme im Vergleich mit anderen die Durchschnittsresultate, welche in nachstehender Tabelle zusammengestellt sind. Die Proben hatten 26mm,15 im Quadrat Querschnitt und waren in 942mm Entfernung

Der scheinbare Widerspruch beider Tabellen hinsichtlich der Beanspruchung pro Querschnittseinheit erklärt sich daraus, dass ohne Anwendung der Coquille Gussstücke von grösserem Querschnitt stets ein weniger feinkörniges Gefüge erhalten als solche von geringerem Querschnitt und daher in Bezug auf absolute Festigkeit niedrigere Resultate geben als letztere.

Aber auch abgesehen von der ersten Tabelle sprechen die Resultate der zweiten an und für sich besser als alle Worte für die Verwendbarkeit des Hartgusses im Maschinenbau, und in der That hat die Erfahrung bereits gelehrt, dass zahlreiche Maschinentheile, welche man früher mit grossen Kosten aus Schmiedeeisen herstellte, ohne irgend welche Gefahr und Nachtheile aus Hartguss angefertigt werden können, dessen Bearbeitung ausserdem keinerlei Schwierigkeiten bietet.

Wie wir im folgenden Abschnitt sehen werden, ist seine Bedeutung für die Eisenindustrie trotz der Kürze der Zeit bereits allgemein anerkannt, und auch heute schon würde die Fabrikation desselben weit mehr verbreitet sein, wenn sie nicht mit grossen Schwierigkeiten verknüpft wäre, die in der That einen interessanten Rückschluss auf die bedeutenden Opfer gestatten, welche die ersten Forscher auf diesem Gebiete aufwenden mussten, um zum Ziele zu gelangen. Und auch heute noch, wo der Gegenstand bereits anfängt bekannter zu werden, wird wol jeder Anfänger in dieser Fabrikation sich auf eine verhältnissmässig grosse Anzahl von Misserfolgen gefasst machen müssen, da bis jetzt eben jede Literatur über den Gegenstand fehlt und jeder Einzelne darauf angewiesen ist, die lange Bahn mühseligen Experimentirens, welche die ersten Forscher zum Ziele führte, von Neuem zu betreten; denn so leicht es ist, mittelmässige Hartgussfabrikate zu erzeugen, so schwierig ist es, sie mit Sicherheit in solcher Güte herzustellen, wie sie jetzt von den mit langjähriger Erfahrung ausgerüsteten Giessereien geliefert werden.