Gussheizkörper im Energie-Experten-Heizkörpercheck

Ein Gussheizkörper ist ein Heizkörper, der aus Gusseisen besteht, einer Eisen-Kohlenstoff-Legierung mit mehr als zwei Prozent Kohenstoff-Anteil, die besonders robust und hitzeunempfindlich ist. Alternative Bezeichnungen sind gusseiserner Heizkörper oder Gusseisenheizkörper. Man unterscheidet Gussheizkörper in Rippenrohr- und Gliederheizkörper. Letztere werden auch Radiatoren genannt. Es gibt auch Modelle mit Heizplatten.

Ähnlich wie beim Bronzeguss goss man auch Gusseisen anfangs in Lehmformen. Erst im 17. Jahrhundert formte man dazu dann Sand in einem Formkasten. Später kamen Holzmodelle, die ein Negativabbild erzeugten, zum Einsatz – die Geburtsstunde des Seriengusses im offenen Sandbett.

Schon recht früh erfüllten gusseiserne Bauteile dekorative Zwecke: Bebilderte Ofenplatten kamen zum Ende des 15./Anfang des 16. Jahrhunderts auf. Für Ihre Fertigung schnitzten sogenannte Formenschneider ein hölzernes Flachrelief (sogenanntes Modell), das sie – genagelt auf ein Modellbrett– in den feuchten Formsand drückten. Der sich ergebende Abdruck, der genau waagerecht liegen musste, bildete so das Negativ der Gussform, in die man anschließend das flüssige Eisen goss.

Ofenplatten waren schwerer zu gießen als Kaminplatten, da Ofenplatten gleichmäßig dick sein mussten. Andernfalls würden sie aufgrund von Wärmespannungen springen.

Mit dem Aufkommen der Zentralheizung gab es in Europa um 1880 die ersten gusseisernen Heizkörper, die fortan den Zimmeröfen Konkurrenz machten.

Um Gussheizkörper zu fertigen, musste man den sogenannten Hohlguss (Guss von Hohlkörpern) beherrschen. Der funktionierte mit Hilfe eines Kerns. Das Formen der eisenfreien Kerne erwies sich zunächst als sehr kompliziert und gelang europäischen Handwerkern oft erst mit Unterstützung amerikanischer Kollegen. Und so fertigte man damals einen Kern an:

1.  Zuerst wurde Modell – häufig aus Lindenholz, weil das nur wenig splitterte – geschnitzt bzw. gefräst. Das entsprach der Ursprungsform (Positivform), mit der sich ein Negativabbild aus Sand machen ließ. Dazu versetzte man den Sand mit geeigneten Bindemitteln, damit er der Schmelze standhielt.
2. Dann fixierte man den Sandkern innerhalb eines äußeren und aus zwei Teilen bestehenden Körpers (Ober- und Unterkasten).
3. Danach goss man in die Zwischenräume zwischen Sandkern und äußerem Körper flüssiges Eisen.
4. Anschließend entfernte man den Sandkern aus dem so entstandenen Hohlkörper mittels Druckluft.

Diese Vorgehensweise ist bis heute üblich, wobei die Ursprungsform (Positivform), heute anstatt aus Holz aus Metall (Stahl) ist. Der Grund: So handelt es sich bei der Positivform nicht um eine „verlorene Form“ wie beim Sand, sondern man kann sie wiederholt benutzen.

Unter dem Begriff Gusseisen werden verschiedene Eisen-Kohlenstoff-Legierungen zusammengefasst, die mit mehr als zwei Prozent vergleichsweise viel Kohlenstoff enthalten. In vielen Gusseisen-Legierungen stecken zudem

• Silicium, das der Gießbarkeit förderlich ist, sowie weiteren Bestandteile wie
• Mangan, Chrom oder Nickel.

Man klassifiziert Gusseisen in

• graues Gusseisen (sogenannter Grauguss), in dem Kohlenstoff als Graphit steckt. Die Bruchflächen von Grauguss sind grau.
• weißes Gusseisen, in dem Kohlenstoff als Carbid in Form von Zementit (Fe3C) vorliegt. Die Bruchflächen von weißem Gusseisen sind weiß.

Gusseisen gilt als besonders langlebiger und hitzebeständiger Werkstoff. Wobei seine Langlebigkeit vor allem aus der Tatsache herrührt, dass Gusseisen meist recht dickwandig verarbeitet wird und es so vergleichsweise lange dauert, bis sich daran ansetzender Rost wirklich substanziell schadet.

Für die Robustheit von Gusseisen ist die harte Gusshaut verantwortlich, die beim Eisengießen entsteht. Sie besitzt einen hohen Anteil an Silizium, welches aus dem Formsand in die Oberfläche des Gussteils diffundiert. Das Silizium aus der Eisenschmelze selbst bewirkt dagegen, dass aus Kohlenstoff Graphit wird, der lamellen- oder kugelförmig sein kann.

Gusseisen hat mit 7,2 Gramm pro Kubikzentimeter (g/cm³) eine geringere Dichte als Stahl oder reines Eisen (7,85 g/cm³). Sein Schmelzpunkt ist mit 1.150 Grad Celsius (°C) auch deutlich niedriger als der von Stahl. Gusseisen kann aufgrund des hohen Kohlenstoffanteils (In herkömmlichen Gusseisen stecken 2 bis 4 Prozent Kohlenstoff.) nicht geschmiedet werden, da es dafür zu hart und spröde ist und nur eine geringe Plastizität besitzt. Die Gussschmelze ist dünnflüssig, so dass sie sich leichter vergießen lässt als Stahlschmelze. In Gießereien schmilzt man Gusseisen in der Regel in sogenannten Kupolofen.

Gusseisenteile mit unverletzter Gusshaut sind außerdem korrosionsbeständiger als Stahl, wobei das Zulegieren von Silizium, Chrom und Nickel seine Korrosionsbeständigkeit noch steigert.

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Die ersten Gussheizkörper waren Röhrenheizkörper, die aus

• Rohren in Schlangenformoder
• Rohren, die waagerecht und senkrecht miteinander verschweißt wurden,

bestanden – ganz ähnlich wie die heute noch üblichen Badezimmerheizungen.

Mit Rippenrohrheizkörpern (sogenannte Rippenregister, Rippenbatterien oder Rippenheizkörper),

• die aus einem gusseisernen Kasten oder
• mehreren senkrecht und waagerecht platzierten Röhren gefertigt wurden, worin Wasser oder Dampf zirkulierte.

Um ihre Heizleistung zu steigern, versah man diese mit zahlreichen, lamellenförmigen, dünnen Blechrippen. Diese vergrößerten die Oberfläche der Rohre. Da diese gusseisernen Rippenheizkörper aber optisch nicht viel hermachten, baute man um sie herum meist eine dekorative Holzverkleidung (Heizungsverkleidung).

Gussheizkörper, wie sie aus Amerika nach Europa kamen beziehungsweise wie sie nach amerikanischem Vorbild in Europa gegossen wurden, bestanden dagegen aus zusammengesetzten gusseisernen, hohlen Gliedern. Weil auch sie eine Rippen-Optik hatten, nannte man sie hierzulande zwar ebenfalls Rippenheizkörper, doch bautechnisch handelte es sich dabei um sogenannte Gliederheizkörper. Die einzelnen Glieder können dabei einsäulig (ein Hohlraum) oder mehrsäulig (mehrere Hohräume) ausgelegt sein. Jedes der Glieder brachte seine spezifische Heizleistung mit – so dass man sie aneinanderreihte, um in Summe den benötigten Heizwärmebedarf zu decken. Oft bildeten aber auch die Platzverhältnisse unter Fenster & Co. eine bautechnische Grenze für die Zahl der Glieder.

Alternativ zu den Hohlgliedern hat man auch nur Platten mit leichtem Relief verbaut.

Anders als Rippenrohrheizkörper, die Großteils Konvektionswärme erzeugen, heizen Gliederheizkörper mit viel Strahlungswärme. Das brachte ihnen den Namen Radiator beziehungsweise Gussradiator ein.

Diese Radiatoren waren traditionell künstlerisch gestaltet und mussten deshalb nicht hinter einer Verkleidung versteckt werden. Der Großteil der Radiatoren ließ sich sowohl mit Dampf als auch mit Wasser beheizen – so oder so fand ein Durchströmen der inneren Kanäle des Heizkörpers statt.

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