Hierbij een verslagje / uiteenzetting van het gieten voor de stoommotoren van mijn lok BR19 1001 zoals op verzoek geplaatst op het Duitse stoomforum.
Een kleine voorgeschiedenis met betrekking tot het hobbymatig vervaardigen van gietstukken.
In de zomer van 2020 ben ik begonnen met de bouw van de modellocomotief BR 19 1001 op schaal 1:11,3 oftewel spoorbreedte 5 inch. Hiervoor was van belang om eerst te kijken of het mogelijk was de specifieke V-stoommotor werkend te kunnen samenstellen alvorens aan de locomotief te beginnen, immers krijg je de stoommotor niet voor elkaar heeft de rest ook geen zin. Toen de motor gereed was heb ik deze gemonteerd op een proefopstelling, om het mechaniek te kunnen samenstellen tussen de uitgaande as en het wiel. Dit zogenaamde “Palwelka “systeem bestaat uit een scharnierpunt op het wiel in combinatie met 4 stuks kogelgewrichten, het geheel zorgt ervoor dat ondanks dat de motor vast aan het frame hangt, de wielen kunnen veren en zijdelings schuiven, dit om de bochten te kunnen maken.
De gietstukken van de prototype-motor heb ik in samenwerking met mijn 91 jarige vader gegoten van aluminium nadat de houten mal gereed was. Afgelopen oktober 2023 hebben we de gietstukken gemaakt voor 5 stuks motoren maar dan in gietijzer. Het betreft hier dan 4 stuks voor de locomotief en 1 reserve. De motor bestaat uit een aantal gietdelen: de motorbehuizing, de tandwielkast, een ophangpunt en de uitlaatbochten. Alle delen zijn van gietijzer met uitzondering van de uitlaatbochten deze zijn van aluminium gegoten.
Het gieten zelf gebeurd allemaal erg primitief, dat wil zeggen met wat kunst en vliegwerk. Hieronder een samenvatting:
Men begint met het samenstellen van een positieve mal, gemaakt van een vormvast materiaal zoals hardhout (beuken) of messing. Deze mallen moeten glad zijn en “lossend’ zijn zodat deze makkelijk uit de zandvorm komen en een gladde afdruk achter laten.
Het gebruikte vormzand is een mengeling van “Brussels aarde” (oliehoudend) zand aangevuld met wat gemalen kattengrit (een kleisoort). De samenstelling moet zo zijn dat het zand aarde-droog is maar dat er een bal van gemaakt kan worden in je hand zonder dat deze uit elkaar valt.
De mallen worden geplaatst in open vormkasten en gedeelde kasten. De tandwielkast en ophangpunten werden gegoten in open vormkasten, de motorbehuizing en uitlaatbochten in gedeelde vormkasten.
Als voorbeeld: we hebben een gladde plaat Trespa of iets dergelijks bestrooid met wat talkpoeder en hierop een halve vormkast geplaatst. Hierin een halve motorbehuizing en deze afgevuld met vormzand. Het zand wordt goed aangestampt en de halve kast om gedraaid. Op de houten mal wordt nu het andere houten deel geplaatst. Ook deze wordt wat bestrooid met talkpoeder of grafietpoeder. Nu wordt het andere deel van de vormkast over de voorgaande geplaatst en deze afgevuld met zand en aangestampt. We hebben nu een vormkast met erin de complete houten vorm van de motorbehuizing. Als je de beide delen nu heel voorzichtig recht van elkaar afhaalt blijven de halve houten vormen in hun eigen halve vormkast. Nu kun je de houten delen voorzichtig uit het zand halen zonder het zand te beschadigen door zacht tegen de vorm aan te tikken en deze er recht uit te trekken. Rest nu nog het aanbrengen van een gietopening en ontluchtingsgaten in 1 van de zandkasten.
De gietinstallatie zelf bestaat uit een aantal componenten, dit zijn: de oven, de koolstof smeltkroes, brander, propaan gasfles met waterbak tegen bevriezing, lucht-aanblaasventilator met regelaar, olievat met afgewerkte auto-olie en verwarmingselement en verder wat tangen en schuimspanen. Verder de benodigde persoonlijke beschermingsmiddelen.
De gietoven zelf is gemaakt van een oliedrum aan de binnenzijde bekleed met vuurvaste steen welke op maat zijn gezaagd zodat deze een mooie ronde en aansluitende vorm hebben. Op de oven zit een wegdraaiende deksel met een rond gat in het midden ten behoeve van de ontsnappende vlam. Ook deze deksel is gemaakt van een stalen basis met vuurvaste steen.
In de onderzijde van de oven zit schuin een rond gat waar de brander in wordt geplaatst, zodanig dat deze mooi rondom de gietkroes draait en deze de oven verlaat uit het gat in de deksel.
De brander is een samengestelde met een olie-deel een gas-deel en extra inblaaslucht.
Voor het smelten van aluminium (ca. 650 graden) en kleine brons-delen (ca. 900 graden) volstaat een gasbrander, maar voor het smelten van gietijzer ( ca. 1230 graden) kom je dan wat energie te kort en heb je de olie als extra nodig.
De afgewerkte auto-olie wordt met een verwarmingselement (om het lekker dun vloeibaar te houden) geplaatst in een vat op een verhoging zodat de zwaartekracht zijn werk kan doen en je de olie kan regelen bij de brander met een klein kraantje.
De oven wordt het eerste half uur opgestart met gas en langzaam op temperatuur gebracht zodat de oven zich rustig kan “zetten”. Hierna kun je verder verhitten met de olie en de toegevoegde lucht. Het geheel wordt nu zo heet dat de olie niet zal roken en alleen het bulderen van der brander te horen zal zijn.
De door mij gegoten delen zijn gemaakt van oude gebruikte auto-remschijven, een makkelijk te verkrijgen product bij elke autosloper voor weinig geld ( en circulair). De schijven worden deels ingeslepen met een haakse slijper en in stukken geslagen. De kleine delen worden in de gietkroes en in de oven geplaatst. Het smelttraject duurt ongeveer 2,5 tot 3 uur voor een kroes van ca. 1,25 liter waarbij je af en toe wat gietijzer moet blijven toevoegen.
Als er kleine sterretjes / vonkjes van de smelt afkomen is het moment daar en kan er gegoten worden, nadat we eerst een eetlepel Borax hebben doorgeroerd, hierdoor komt het vuil en dergelijke mooi aan de oppervlakte en kun je dit afschuimen.
Na het gieten is het enige tijd wachten totdat het werkstuk is gestold, dit duurt toch behoorlijk lang. Wat altijd opvalt is dat de bovenzijde van de giettap behoorlijk inzakt door de krimp van het materiaal. Het is dus van belang dat de giettap groot genoeg is voor het opvang van de krimp anders deze in je werkstuk komt.
Het is altijd weer een verrassing of je werkstuk is gelukt.
https://www.radingspoor.nl/?p=121 klik voor bijbehorende foto's
ik hoop dat jullie het waarderen.