DE823275C

DE823275C - Verfahren zur Herstellung von Abguessen aus Schwefelgussmassen

Info

Publication number: DE823275C
Application number: DES615A
Authority: DE
Inventors: John Soeren Terman Soerensen
Original assignee: JOHN SOEREN TERMAN SOERENSEN
Current assignee: JOHN SOEREN TERMAN SOERENSEN
Priority date: 1949-07-01
Filing date: 1949-11-04
Publication date: 1951-12-03

Description

Verfahren zur Herstellung von Abgüssen aus Schwefelgußmassen Die vorliegende Erfinidung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Abgüssen aus Schwefelgußmassen, insbesondere Abgüssen von Kunstgegenständen wie Skulpturen, Reliefs, Münzen, Vasen oder ähnlichen Behältern, sowie von Gebrauchs-und Kunstgegenständen archäologischer oder ethnographischer :\rt oder von anderen Gegenständen, bei welchen es aus wissenschaftlichen oder Andenkengründen wünschenswert erscheint, eine formbeständige Wiedergabe zu erreichen. Es ist bekannt, solche Abgüsse durch Gießen von im wesentlichen aus reinem Schwefel, gegebenenfalls mit einem Zusatz von Farbstoff, bestehenden Schwefelmassen herzustellen. Die in dieser Weise hergeste Uten Gegenstände zeichnen sich durch scharfe Wiedergabe der Konturen der Form und durch eine schöne Oberfläche aus. Indessen ist die Bruchfestigkeit der Gegenstände sehr gering, so daß diese leicht zerbrechen oder zertrümmert werden und daher sorgfältige Aufbewahrung erfordern. Wo es sich um einigermaßen große Objekte handelt, entstehen außerdem durch die Kühlung und im Laufe der Zeit wegen der langsamen Umwandlung des Schwefels von der amorphen bzw. monoklinen kristallinischen Gestalt in die rhombisch kristallinische Gestalt innere Spannungen, welche die Gegenstände sehr spröde machen und bewirken, daß sie ohne scheinbare äußere Veranlassung zerspringen Das Al>-

gießen mittels solcher Massen ist deswegen auch

nur dort von praktischer Bedeutung gewesen, wo

es sich um verhältnismäßig kleine Gegenstände von

einfacher kompakter Form, wie Münzen und

Medaillen, handelt.

Zwecks Stärkung oder Bruchfestigkeit der Schwe-

felmassen ist es bekannt, Verstärkungsmittel, wie

Sand, Metallspäne, Kohlepulver oder Faserstoffe,

z. 1i. Asbestfaser, hinzuzusetzen. Es gelirngt tat-

sächlich hierdurch, Schwefelmassen zu erhalten, die

heim Ausgießen Gegenstände befriedigender Bruch-

festigkeit ergehen. Indessen weisen die betreffen-

den Ahgiisse andere wesentliche Mängel auf. Wenn

n:imlich der "Zusatz an Verstärkungsmitteln groß

genug ist, um wirksam zu sein, ist es nicht möglich,

eine scharfe %Viedergabe des Umrisses zu erhalten,

ferner l:ißt sich nur sehr schwer vermeiden, daß die

Gußinasse Luft oder Wasserdampf enthält, was

beim Gießen zur Blasenbildung Anlaß gibt. die

größere oder kleinere Porosität in der Oberfläche

hervorruft. Außerdem neigen die Verstärkungs-

mittel zum Zusammenballen in der Gußmasse und

verhindern die gleichmäßige Verteilung von Farb-

stoff in ihr. Dies wiederum bewirkt., daß die Ober-

fläche der Abgüsse .keine gleichmäßige Färbung

aufweist, sondern ein gemasertes, iriarinoriertes oder

fleckiges Aussehen bekommt. Schließlich ergibt

sich, daß die zum Entfernen von Guligraten, Guß-

zapfen oder auf Fehler in der Gußform zu-

rückzuführenden Unregelmäßigkeiten erforderliche

Retotiche manchmal nicht möglich ist, ohne das

Aussehen der 01ierfläche zu beeinträchtigen, teils

weil die .das Verstärkungsmittel enthaltende Guß-

inasse nicht plastisch genug ist, uin Aufritzen und

die Bildung von Oberflächenunregelmäßigikeiten zu

vermeiden, teils weil das Zusammenballen des Ver-

stärkungsmittels oft gleich unter der Oberfläche des

Abgusses besonders ausgeprägt ist, so .daß Teile

finit von der Hauptmasse abweichender Färbung

Bloßgelegt werden. Es ist somit nicht möglich, mit

derartigen Massen Abgüsse von Hoher Qualität

herzustellen, die künstlerischen oder wissenschaft-

lichen Ansprüchen genügen.

Durch das Verfahren gemäß der vorliegenden

Erfindung werden diese Übelstände vermieden. Das

\"erfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das

Gießen in zwei oder mehreren Stufen erfolgt,

derart, daß einerseits der tragende Kern bzw, die

innere Tragschicht der Abgüsse für sich aus einer

Masse gegossen wird, die außer Schwefel und

gegelienenfal ls Farbstoff auch Verstärkungsmaterial

z. 1i. Sand, Quarz, Zement, Ziegelmehl, Kohle-

pulver, Metallspäne, Asbestfaser oder Glasfaser

enthält, und andererseits die Oberflächenschicht

für sich aus einer gegebenenfalls farbstofflialtigen

Schwefelmasse gegossen wird, die kein oder einen

wesentlich geringeren Gehalt an Verstärkungs-

niaterial aufweist als die Tragschicht.

Es wurde gefunden, daß man in dieser Weise

Abgüsse herstellen kann, deren Oberfläche die

gewünschten Formumrisse vollständig scharf wie-

dergeben, selbst 'bei den kleinsten Einzelheiten, und

die gleichzeitig weder R-Iißfärbung noch Porosität

aufweisen. Außerdem sind die -@l>güssc von villig

befriedigender Brucbfestigl<cit, auch wo es sich

um sehr große und fornieiini:ißig sehr komplizierte

Gegenstände handelt.

Besonders beachtenswert ist, daß hei soi-,gf;iltig

durchgeführten .@ligüs.,_n die Oberfl:icbcnscüicht

vollständig haltbar ist, so dali (las Abshriligen voll

Splittern, Abscliä lung(@n oder Rauliigkeit vermie-

den -,verden.

Es wurde gefunden, daß es 1ieini Gießen gemäß

der Erfindtiilg zweckmäl.fig ist. @cüwcfelgußmassen

zu ierweti<len, 3(31i wclclien wenigstens die eine vor

dem Gießen auf mindesten; iSo", also erliel>lich

über den Schmelzpunkt lein Schwefel, erhitzt

worden ist. Hierdurch erreicht nian. dal3 die Ver-

bindung zwischen den 1iei(leii Schichten Besonders

innig wird unter gleichzeitiger I,:i-reiclittng beson-

ders großer allgemeiner I@cst:iudigl:eit. Diese

Wirkung wird tinabhä ngig dav an erreicht. oll die

Temperatur der (#u13niasse bzw. der (,titlniassen

beim Gießen wieder tiiigef:ilii- ailf den @c@inelz-

punkt des Schwefels lieral>gesenkt worden ist, turd

beruht wohl darauf, (1a13 die I'lastizit:it des

Schwefels unmittelbar hach dein Ausgießen beson-

ders gut ist und sich relativ lange nach erfolgter

Kühlung'hält, so (3a(3 (Ini-cll die in der Regel längere

Zeit hindurch erfolgende Auskristallisation (lcii

Schwefelteilchen die \1<iglichkeit ge;gehen ist, sielt

in spannungsfreien oder ann:ihernd spannnugs-

freien Stellungen zu 1<1-(#3-n.

Am z-%xeckmäßi,rsteli gielit man ztin;iclist die

Oberflächenschicht und alsdann den Kern oder (1i11

tragende Schicht. Es ist die. ic»-teilliaft zunächst

rein fornieninäßig, weil iiian sich initeiner einzelnen

Form begnügen kann, indem inali ilcii Kern (:der dis

tragende Schicht in die hinter der Oherthichen-

schicht als Gußliolilratini entstehende liorin giel.)t.

Ferner ist das erwähnte \-erfahren (ladtirrli vorteil-

haft, daß vor dem -lusgiel:lcli cfes tragenden Teiles

und während dieser noch verli:iltnisin<iliig plastisch

ist, der aus verst:irkungsniittelfreicr Scliwefelinasse

bestehenden und daher slir@>deii (>herfl:icheltschicht

die Möglichkeit gegellen wird, sich in sl>aliuungs-

freie Zage zu ziehen ohne ('#cfahr ungünstiger

Spannung gegen die Forni.

Aus demselben Grunde kann ferner die zuletzt

ausgegossene Schicht vorteilhaft bei einer Tem-

peratur ausgegossen werden, die iil>ei- deni Schmelz-

punkt des Schwefels und vorzugsweise zwischen

130 und 200° je nach cler (@rül.ie des Abgusses und

der gewünschten Dicke (fei- einzelnen Schichten

liegt.

Die Oberflächenschicht gieLit man vorzugsweise

durch Schleuder- oder Sttirzgtit). Man erreicht

hierdurch in (fier denkbar einfachsten Weise, (iafi

alle Einzelheiten der Forin genau ausgefüllt wer-

den, und gleichzeitig 1:,(1.1t sich durch geeignete Kon-

trolle der Temperatur der Forin und der Schwefel-

gußmasse die Dicke der 0lierfl:iclienscliiclit ohne

Schwierigkeit im voraus festlegen.

Auch die tragende Schicht kann vorteilhaft durch

Schleuder- oder Sturzguß gegossen werden. Hier-

durch erreicht man teils eine innige Verbindung

zwischen der ()1>ertächenschicht mld (ler tragcltdeu

Scltlcht und teils e111 einfaches 'Verfahren zur 1ler-

stellung hohler Abgiesse, was insbesondere WO

großen _\ltgiisseii \viinsclieilswert sein mag, um

Spannungen zu vermeiden, das Gewicht der (iegen-

st:inde lleral)ztisetzcii und uni Material zu erslmrnl.

Falls mau zunächst die Oberflächelischicht aus-

gießt und danach den lern (>der die tragende

Schicht, ist es vorteilhaft, die Tragschicht utttnitt:l-

llar nach dein _\usgie#lie#Il der OberHä chenschicht.

bevor diese noch @@@llig gekühlt ist, @itisztigiellcti.

Iliei-durch erreicht ntan, daß die \-erbiitdung

zwischen (feit beideli Schichten besonders innig

wir([, da (lic \latcri:tlicii ineinander dringen tmd

aul,ierdcm. (lall die l@iihlung des Ganzen langsamer

erfolgt, wodurch (lie Gefahr, date unerwünschte

Spannungen entstell()[. lici-al>gclllill(lcrt wird.

I)ie Dicke der ()Iwrßlchenschicht bzw, der Trag-

schicllt kal111 an sich willkürlich güwälllt werden,

(la malt, richtige l),ehandlung der \laterialien vor-

ausgesetzt, unter alle[[ l'lust:indenAbgüsse erhalten

wird, die scli;irfer t111(1 stärker sind als (he [eislang

[)(-kannten: es e\ ird alter (loch vorteilhaft sein, daß

man die ()ltcrflä chenschicht verhältnismäßig dünn

ausgießt, d. h. (laß man sie nicht dicker macht als

daß sie ihre Aufgalm als unlrißgebende und ober-

Hä ehebildende Schicht völlig erfüllt. Diese Dicke

Mangt von (lcr GroLw (Ies (;egeiistaii(les, von den

Umrissen der l-orin und von der Zusmnnwnsmzung

der (;til.)niasse etwas ab, wird alter doch im allge-

meinen zwischen 1i und ; inin gewählt werden

komm).

1#:s mag mitunter zweci:m:iliig sein, den durch

den Gießvorgang ein Kern (Tragschicht) entstan-

(lciten 11ohlratiin auszufüllein sei nun dieser durch

Zusaniinenziehuug der Schmelzmasse gebildet oder

dadurch. daß die Gegenstände durch Schleuder-

()der Sturzgull mit Zciliciit. Gips oller ähnlicher

\ldrtclniasse (Ier aus einem \letall oder einer

\lctallegicrung nie) niedrigen[ Schmelzpunkt ge-

gussen \vor(leit sind. _\I: Ausfüllmetalle sind ins-

1)ec()li(lere \letalle mit Schlllclz1)unkt von ungefähr

toll' oder weniger, z. I',. \Voods Metall, geeignet.

Hierdurch erreicht inan eine weitere Verstärkung

der Gegenst:indc und eine, fier den Fall, daß die

:\Itgiisse stein- oder bronzeiihnlich sein sollen,

wünschenswerte 1?rhöhung des Gewichtes. Ein

weiterer \ (erteil ist es dabei. ([aß (hcse Urstärkung

(:\nnierung) zum lhneinschrauben von Gewinde-

zapfeii (e. (l;,@l.. zur Befestigung der _\ltgüsse auf

Sockeln u11(1 anderen Unterlagen gut geeignet ist.

Die Schwefelgillimassen können beliebig zusam-

inengesetzt sein, \v(>lmi allerdings folgendes zu 1>c-

achten ist:

Fier beide \lasscn gilt es, daß sie Gußtnassen im

eigelttliclten Sitnic seit) müssen. (l. lt. (ler Schwefel-

gehalt muß so) hoch seid, da[,) (furch Frhitzen zum

Schmelzpunkt des Schwefel: oder etwas dmiiber

hinaus die Massen flüssig oder wenigstens dick-

flüssig werden, so dali sie durch einfaches Gießen.

im Spritzgußverfahren ([der in sonstiger Weise

-(-gossen werden kiilinen. Die Schwefelmassen

I:I'mil(#11 je für sielt zusatzst(>tfe verschiedener .\i-t

enthalten, in erster Linie Farbstoffe, vorzugsweise mineralische Farbstoffe, z. B. Zinkoxyd, Titanoxyd, Zinnober, Kadrniumfarben, Kobalt, Malachit, Ocker, Umbra und Knochenschwarz. Außer Farbstoffen können noch 'hinzugesetzt werden Plastifizierungsmittel, z.13. Asphalt, Pech, Fettsäuredestillationsreste oder andere wärmebeständige hochpolymere Stoffe oder organische Polysulfide, z. B. Terpenpolysulhde oder Olefinpolysulfide und gegelwnenfalls expansionsregelnde Stoffe, wie \ i-sciitrioxv d.

\Vähmn(t die für die Oberfläche bestimmte Gußmasse keine Verstärkungsmittel oder doch nur wesentlich geringere Mengen .davon enthalten darf als die für die Tragschicht bestimmte Masse, nämlich nur so kleine Mengen, daß der Gehalt an Verstä rkungsmitteln die Fähigkeit der Gußmasse, ganz in die lhnrisse zu dringen oder nach Kühlung eine regelni.iliige porenfreie Cherfläche zu ergeben, nicht leecinträchtigt, so mini die für die Kern- oder Tragschicht bestimmte Masse Verstärkungsmaterial in einer Menge enthalten, die stark abhängig ist von der Komposition der Masse und der Art des Verstärkungsmittels, die aber gewöhnlich zwischen io und 70% schwanken wird. Als Verstärkungsmittel kommt eine große Anzahl von Stoffen in Betracht, deren verstärkende Fähigkeit in ihrer Eigenschaft als Faserstoffe begründet ist. Es mögen hier erwähnt sein anorganische Faser, z. B. Asbestfaser, Glasfaser oderSchlackenwolle, vegetabilische Faser, z. 13. Kokosfaser, Jutefaser, Baumwollfaser, Zellstoffmasse oder Holzschliff und synthetische Faser, z. B. Zellwolle oder Caseinwolle. Auch kann die verstärkende Fähigkeit der Stoffe in ihrer Eigenschaft von Partikelchen, die chemisch oder mechanisch mit dem Schwefel verbunden sind, zu erblicken sein. Von Verstärkungsmitteln dieser Art seien beispielsweise genannt: Sand, Quarzpulver, Ziegelmehl, Zement, Anhydrit, Bimsstein, Magnesit, Kreide, Ton, Schlackenmehl, Porzellanmehl, äletallspätie bzw. 1\letalll>ulver, wie Eisenpulver, und Sulfide, wie Eisensulfid.
Die Ahgüsse können, falls erwünscht, mit Armierungseinlagen, z. B. Eisendraht oder Eisenstangetl, Holzstangen oder Textilgewebe, z. B. Sackleinwand, versehen sein.
Das Mischen der Schwefelmassen mag in hehel>iger Weise erfolgen,' z. B. dadurch, daß die pulverisierten Bestandteile vor dem Schmelzen mechanisch vermischt werden, z. B. durch Behandlung in einer Kugelmühle oder Mischtrommel oder dadurch, <)aß man .die Farb- und Füllstoffe dem geschmolzenen Schwefel zusetzt.
Außer durch die schon erwähnten günstigen Eigenschaften zeichnen sich die Oberflächen der Abgiesse dadurch aus, daß sie in verschiedener Weise leicht nachbehandelt werden können. So können sie mit Wachs, öl oder Fett zur Steigerung des Hochglanzes oder zur 'jerbesserung der Farbe behandelt werden, oder sie können angestrichen oder auf chemischem Wege retouchiert werden, z.13. mit in Schwefelkohlenstoff angerührten Farben. Im folgenden seien einige Beispiele zur Herstellung von Abgüssen nach dem neuen Verfahren erwähnt: Beispiels In eine mit einer breiigen Masse aus Stearin und Petroleum vorbehandelte Gipskeilform einer Skulptur gießt man eine Oberflächenschicht aus Schwefelmasse fölgender Zusammensetzung: i5 Teile pulverisierten Schwefel, 2 Teile Ultramarin.
Der Schwefel und der Farbstoff wird je für sich durch ein ioo-Maschen-Sieb gelassen und in einer Mischtrommel vermischt. Das Gemisch wird geschmolzen und auf 15o° erhitzt und dann wieder ungefähr auf den Schmelzpunkt des Schwefels aligekühlt. Eine passende Menge dieser Masse wird in die Form gegossen, die mit der Hand geschleudert wird, worauf man den noch flüssigen L?berschuß weggießt. Unmittelbar danach gießt man eine Tragschicht folgender Zusammensetzung: 6 Teile pulveriserten Schwefel, 4 Teile Quarz, 1,5 Teile Ultramarin.
Diese Masse wird, wie oben angegeben, vermischt. Das Gemisch wird auf i8o° erhitzt und alsdann auf i5o° abgekühlt, worauf man sie in passender Menge, je nach der Größe des Gegenstandes und der gewünschten Dicke der Tragschicht, in die Form gießt, worin sich die durch den ersten Guß entstandeneOberflächenschicht befindet. Um gleichmäßige Verteilung der Gußmasse zu gewährleisten, wird bis zum Erstarren der Masse die Form in wechselnder rotierender Bewegung gehalten..
Falls erwünscht, kann man den gegossenen Gegenstand dadurch noch weiter verstärken, daß man ihn mit einer zusätzlichen Schicht quarzhaltiger Masse ausgießt.
Der fertig gegossene Gegenstand wird sofort aus der Form herausgenommen, die Gußhaut mit Schwefelkohlenstoff abgerieben oder abgewaschen oder mit Stahlwolle poliert. Nach dieser Behandlung erscheint der Abguß mit glatter gleichmäßig gefärbter Oberfläche und besteht aus einer durchgefärbten homogen wirkenden Masse. Nach Retouche kann der Abguß gegebenenfalls mit Wachs o.,dgl. auf Hochglanz gebracht werden. Zum Gießen der Kern- oder Tragschicht kann in entsprechender Weise eine Masse folgender Zusammensetzung dienen: 5 Teile pulverisierten Schwefel, 4 Teile Sand, i Teil Asbestfasern, 1,5 Teile Ultramarin. Beispiel 2 In gleicher Weise wie gemäß Beispiel i stellt man eine Oberflächenschicht aus einer Schwefelmasse folgender Zusammensetzung her: io Teile pulverisierten Schwefel, i Teil Ocker.
Diese Masse wird, wie oben beschrieben, hergestellt, allerdings mit der Modifikation, daß man sie vor dem Ausgießen auf 35o° erhitzt.
Die Tragschicht wird, wie im Beispiel i angegeben, bei i5o° gegossen und setzt sich wie folgt

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von :11>güssen aus Schwefelgußmassen, dadurch gekenn- zeichnet, daß das Gießen in zwei oder mehreren Stufen erfolgt, derart, daß einerseits der tragende Kern bzw. die innere Tragschicht der Abgüsse für sich aus einer Masse gegossen wird, .die außer Schwefel und gegebenenfalls Farbstoff auch Verstärkungsmaterial wie Sand, Quarz, Zement, Ziegelmehl. Kohlepulver, Metall- späne, Asbestfaser oder Glasfaser enthält, und andererseits die Oberflächenschicht für sich aus einer gegebenenfalls farbstotihaltigen Schwefel- masse gegossen wird, die kein Verstärkungs- material oder einen wesentlich geringeren Gehalt daran enthält als die Tragschicht. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Schwefelgußmassen oder mindestens eine von ihnen vor dem Gießen auf mindestens i8o° erhitzt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Oberflächen- schicht und alsdann die Kern- oder Tragschicht gegossen wird. 4. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gießen der zuletzt gegossenen Schicht bei einer Temperatur erfolgt, die über dem Schmelzpunkt der Schwe- felgußmasse und vorzugsweise zwischen 130 bis 200° liegt. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen- schicht durch Schleuder- oder Sturzguß ge- gossen wird. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kern- oder Tragschicht durch Schleuder- oder Sturzguß gegossen wird. 7. Verfahren nach den Ansprüchen 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gießen der Kern- oder Trägerschicht in unmittelbarem Anschluß an das Gießen der Oberflächenschicht, bevor diese völlig abgekühlt ist, erfolgt. B. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen- schicht in einer Dicke von 1/4 bis 5 mm gegossen wird. g. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der durch das Gießen in der Kern- oder Tragschicht ent- standene Gußhohlraum mit Zement, Gips oder einer ähnlichen Mörtelmasse oder mit einem Metall bzw. einer 1-letallegierung mit niedrigem Schmelzpunkt ausgefüllt wird.

zusammen: 5 Teile pulverisierten Schwefel, 3 Teile Sand, 2 Teile feingeschnittene Jutefasern, 1,5 Teile Englischrot. Die Masse wird geschmolzen und auf Gießtemperatur erhitzt.