Titel: Marechaux über die hydraulische Presse.
Autor: Marechaux, Peter Ludwig
Fundstelle: 1820, Band 1, Nr. I. (S. 1–34)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj001/ar001001

I. Ueber die hydraulische Presse.

(Mit Abbildungen. Tab. I.)

Vom Prof. Marechaux in München.

1. Vorzüge der hydraulischen Presse.

Die hydraulische Presse hat besondere Vorzüge, die man an andern Arten von Pressen vermißt. Man kann ihren Effekt bedeutend vermehren, ohne ihren Umfang in demselben Verhältniß zu vergrößern. Ein einziger Mann reicht hin, vermittelst derselben sehr große Wirkungen hervorzubringen. Man hat hier mit wenigen Reibungen zu kämpfen.

2. Hauptzweck dieses Aufsazes.

Meine Absicht ist mit beizutragen, diese Art von Pressen zur allgemeineren Kenntniß zu bringen, und Arbeiter, die mit den hydrostatischen Grundsäzen nicht vertraut sind, in den Stand zu sezen, mit Sachkenntniß diese nüzlichen Maschinen nach den Forderungen der Fabrikanten, nach den Lokalitäten, und überhaupt nach den Bedürfnissen einzurichten.

Der unterrichtete Leser, der etwa diesen Aufsaz durchblättern wollte, wird verzeihen, daß ich mit denen ihm längst bekannten Prinzipien den Anfang mache, diese mit Umständlichkeit vortrage, und bei der Art, den Effekt dieser Pressen zu berechnen, mit einiger Weitläufigkeit zu Werke gehe.

3. Hydrostatischer Grundsaz, auf welchem die Presse beruht.

Die hydraulische Presse beruht auf folgendem einfachen Lehr- und Erfahrungssaze:

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Daß jeder Druck auf eine tropfbare Flüssigkeit, nicht blos in seiner eigenthümlichen Richtung wirkt, sondern sich nach allen Seiten gleichförmig durch die ganze Flüssigkeit fortpflanzt.

So wird Fig. 1. ein Wassertheilchen a durch das Gewicht der darüber stehenden Wassersäule ab gedrückt, und eben so stark drückt dasselbe gegen die Wassertheilchen, die es unmittelbar berühren. Diese drücken wieder mit einer eben so großen Kraft, und zwar nach allen Richtungen, gegen diejenigen, die ihnen am nächsten liegen, und so pflanzt sich von Wassertheilchen zu Wassertheilchen durch das ganze Gefäß der Druck fort, den das Wassertheilchen a von der darüber stehenden Wassersäule ab erlitt.

Zieht man durch a Fig. 1. die wagerechte Ebene cad, und betrachtet man unter den vielen Richtungen, in welchen jedes Wassertheilchen in dieser Ebene den Druck fortpflanzt, diejenige nach obenhin, die für unsere Pressen allein von Nuzen seyn kann, so wird man ohne Schwierigkeit wahrnehmen, daß dieser Druck in jener Richtung so vielmal vervielfältigt wird, als es Wassertheilchen in gedachter Ebene giebt.

Da aber im Gefäße Fig. 1. die Oberfläche des Wassers horizontal ist, so wird jedes in der wagerechten Ebene cad liegende Wassertheilchen durch die über demselben, und mit ab gleich hohen und gleich schweren Wassersäulen eben so stark gedrückt, wie dasselbe von unten nach oben drückt. Der gleichgroße Druck, den jedes in der Ebene cad liegende Wassertheilchen von der Säule ab erfährt, findet also überall einen gleich großen Gegendruck, so daß alle Wassertheilchen in dieser Ebene sowohl gegen einander, als gegen alle darüber und darunter liegenden im vollkommensten Gleichgewichte stehen.

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Man mag sich die Ebene cad durch jede andere Stelle des Gefäßes gezogen denken, so finden überall dieselben Umstände statt, mit dem Unterschiede nur, daß der Druck, den das Wassertheilchen a erfährt, bald stärker, bald schwächer seyn wird, je nachdem die Säule ab länger oder kürzer ausfällt.

4. Nähere Beziehung dieser Prämissen auf die hydraulische Presse.

Denken wir uns jezt unmittelbar über die Ebene cad eine feste Querwand, so daß über und unter dieser Querwand Wasser sey, und die kleine Wassersäule ab mit dem unter der Querwand befindlichen Wasser in Verbindung stehe.

Diese Querwand trägt nicht nur das Gewicht des darüber stehenden Wassers, sie widersteht auch zugleich dem Drucke sämmtlicher Wassertheilchen, in der unmittelbar darunter liegenden Wasserebene cad, die Wassertheilchen ausgenommen, die ihr Gegengewicht in der kleinen Säule ab finden.

Der Druck, den diese feste Querwand von oben und von unten her erfährt, ist gleich groß, und das Maas desselben ist ganz genau das Gewicht des darüber stehenden Wassers.

5. Uebergang zur hydraulischen Presse.

Jezt denke man sich Fig. 2. die Querwand ww längs den Seitenwänden des Gefäßes, und den äußern Wänden der kleinen Röhre ab beweglich, und diese Röhre immer gleich hoch mit Wasser angefüllt, welches lezte keine Schwierigkeit macht, indem diese Röhre in dem Maaße, wie sie ihr Wasser abgiebt, durch neuen Zufluß voll erhalten werden kann. Auch denken wir uns die beweglichste Querwand ohne alle Schwere.

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So lange das Wasser über derselben stehen bleibt, wird sie nicht von der Stelle weichen; denn das Gewicht dieses Wassers ist dem Drucke, den sie von untenher erfährt, gleich groß. Schaffen wir aber plözlich alles darüberstehende Wasser weg, so wird der Druck sämmtlicher unmittelbar darunter liegenden Wassertheilchen, da er keinen Gegendruck mehr erfährt, sogleich anfangen die bewegliche Querwand, nach oben zu, zu bewegen. Da der Raum unter derselben in dem Maaße größer wird, wie sie höher steigt, und sich dieser durch den fortdauernden Abfluß des Wassers aus der kleinen Röhre ab immer füllt, so wird sie so lange zu steigen fortfahren, bis sie die Höhe der kleinen Wassersäule ab erreicht hat.

Bei dem Hinaufsteigen dieser Querwand wird zwar die über dem Wasserspiegel hervorragende Wassersäule ab immer kürzer, und ihr Gewicht wird dadurch immer geringer; allein dieses Gewicht hört nur zu wirken auf, wenn es gleich Null geworden ist, das heißt, wenn die kleine Säule ab über den Wasserspiegel nicht mehr hervorragt.

Die Größe der Abnahme dieses Drucks findet ihr jedesmaliges Maaß in dem Gewichte einer Masse Wasser, die dazu reicht, den jedesmaligen Raum über der beweglichen Querwand, bis zur Höhe der Säule ab, zu füllen, und so wie jeder mit dieser Wassermasse gleich schwerer fester Körper das Emporsteigen der Querwand hindern würde, so würde sie auch jeden unbeweglichen festen Körper mit einer Gewalt drücken, die dem Gewichte desselben vollkommen gleich käme.

In diesen wenigen einfachen Säzen liegt das ganze Wesen, die eigenthümliche Wirkungsart, und jede Bedingung zum Bau und zur Berechnung des Effekts einer hydraulischen Presse.

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6. Wesentliche Bestandtheile einer hydraulischen Presse.

Es sind daher zu derselben drei Hauptbestandtheile erforderlich.

Eine Röhre mit engem Durchmesser, ein Cylinder mit breiterem Durchmesser, und in demselben ein leicht beweglicher Kolben.

Die engere Röhre nenne ich die Druckröhre, die weitere den Preßcylinder, und den Kolben in dieser den Preßkolben.

7. Einfluß der Höhe und der Breite beider Cylinder auf den Effekt dieser Presse.

Eine jeder dieser beiden Röhren kann mit Beibehaltung ihrer Grundfläche der Höhe nach wachsen, oder mit Beibehaltung ihrer Höhe an Grundfläche zunehmen.

Es ist leicht, aus den eben entwickelten Grundsäzen den Einfluß herzuleiten, den die eine oder die andere Veränderung auf die Wirksamkeit der Presse haben kann.

Es fällt sogleich Fig. 2. auf, daß, wenn die Höhe des Preßcylinders wächst, dieses Wachsen keinen andern Einfluß hat, als daß es dem Preßkolben, der in Fig. 2. durch die Querwand ww vorgestellt ist, einen größern Spielraum auf- und abwärts verschaft.

Eben so klar ist es, daß, wenn während dieses Steigens der Effekt derselbe bleiben soll, die kleine Säule ab in demselben Verhältnisse wachsen müßte, damit ihr Gewicht und folglich ihr Druck sich gleich bliebe; denn mit dem Preßkolben erhebt sich zugleich die allein wirksame Wasserfläche, die unter der Querwand waw liegt, in welcher sich der Druck aller Wassertheilchen von unten nach oben hin vereinigt, und alles unter derselben befindliche Wasser ist für den Effekt verloren.

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Der Durchmesser der Säule ab Fig. 1. sey der kleinste mögliche. Wir wollen deshalb eine solche Säule ab die kleinere Säule nennen, bei welcher Bezeichnung wir nicht auf die Höhe, sondern blos auf den Durchmesser derselben Rücksicht nehmen.

Man sieht, daß ein Produckt aus dem Gewichte dieser kleinsten Säule in die Menge sämmtlicher Wassertheilchen in der Ebene cad die Größe des Druckes bezeichnet, den alle diese Wassertheilchen zusammen genommen, gegen die bewegliche Querwand ww Fig. 2., die den Preßkolben vorstellt, ausüben. Von dem Drucke dieser kleinsten Säule ab so vielmal vervielfältigt, als es Wassertheilchen in dieser Ebene gibt, hängt also allein der ganze Effekt ab; es nüzt folglich offenbar zu nichts, mehrere solcher kleinsten Säulen in einen Cylinder einzuschließen, um dadurch den Umfang oder den Durchmesser der Wassersäule zu vergrößern; weil diese größere Menge kleinster Säulen nicht zusammen genommen auf das Wassertheilchen a wiegen, und folglich den Druck, den dieses erfährt, nicht vergrößern, sondern jede derselben drückt einzeln auf ein anderes Wassertheilchen. Das Wachsen der Grundfläche des kleinen Cylinders, weit entfernt zu nüzen, entzieht vielmehr der Wirksamkeit alle Wassertheilchen in cad, worauf dessen Grundfläche unmittelbar ruht. Diese reagiren in senkrechter Richtung, und gehen für den Preßkolben verloren.

Ganz anders verhält es sich, wenn die kleinste Säule ab, der Höhe nach, wächst. Ihre Schwere nimmt zu im geraden Verhältnisse ihrer Höhe, und da sie folglich in demselben Verhältnisse das Wassertheilchen a stärker drückt, wächst der Effekt.

Eben so vortheilhaft ist die Vergrößerung der Grundfläche des Preßcylinders. Die Ebene cad Fig. 1. wächst alsdann in demselben Maaße, und mit ihr die Menge der Wassertheilchen, |7| die sie enthält. Sie drücken folglich gegen den Preßkolben mit einer Kraft, die im geraden Verhältnisse ihrer Menge zunimmt; und da sich die Kreisflächen wie die Quadrate ihrer Durchmesser verhalten, so sieht man, daß, wenn der Durchmesser eines Preßcylinders anstatt 6 Zoll 12 Zoll bekommt, der Druck sämmtlicher in der Wasserebene cad befindlichen Wassertheilchen in dem Verhältniß von 6² : 12², oder von 36 : 144 zunimmt, das heißt, er wird dadurch viermal stärker.

8. Einige Folgerungen aus diesen Säzen.

Der nachdenkende Künstler wird aus obigen Betrachtungen schon selbst den Schluß gemacht haben, daß, da der ganze Effekt von der Schwere der kleinsten Säule ab ganz allein abhängt, alle Künsteleien in Bezug auf die Form des Druckrohrs vergeblich seyn würden; da über dieses die Schwere nur nach senkrechten Richtungen wirkt, so kommt nicht die Länge des Druckrohrs, sondern nur seine senkrechte Höhe in Betrachtung.

Ein Druckrohr mit breiterem Durchmesser kann dem Preßcylinder, ehe der volle Effekt erreicht wird, mehr Wasser mit einemmal zuführen, und dadurch die Erreichung des Effekts etwas beschleunigen, aber er trägt zur Größe desselben nichts bei.

9. Ein Ersaz für die Höhe des Druckrohrs.

Beide im §. 7. angegebenen Verstärkungsmittel des Effekts bieten oft, besonders bei Pressen von starker Wirksamkeit, bedeutende Hindernisse dar. Der senkrechte Bau eines langen Druckrohrs erfordert Gerüste und Haltungspunkte. Ueber dieses kann es oft sehr unbequem werden, das nöthige Wasser zu einer ansehnlichen Höhe hinaufzutragen, was für Wein- und Aderpressen, die schnell arbeiten müssen, höchst unangenehm ist, und die Zahl der Arbeiter vermehrt.

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Wollte man die Grundfläche des Preßcylinders vergrößern, so würde man mit andern Hindernissen kämpfen. Der Preßkolben muß an den innern Wänden des Cylinders so gut als möglich aufschließen. Sie müssen daher mit einem Fleiße bearbeitet werden, der die Kosten, wenn der Durchmesser wächst, bedeutend erhöht, und Maschinen und Werkzeuge voraussezt, mit welchen wenige Werkstellen versehen sind.

Glücklicherweise hat man einen Ersaz für die Höhe des Druckrohrs, und dieser besteht in der schicklichen Anwendung eines mechanischen Druckes auf die Oberfläche des in der Druckröhre enthaltenen Wassers.

Dazu dient ein kleiner Kolben, der sich in der Druckröhre auf- und abwärts bewegt; ich nenne ihn den Druckkolben, um ihn vom Preßkolben zu unterscheiden, und die mit einem solchen Druckkolben versehenen Pressen können hydraulische Druckpressen genannt werden, um sie von der einfachen hydraulischen Presse zu unterscheiden.

Man kann nun diesen Kolben bei ganz kleinen Maschinen mit der Hand in Bewegung sezen. Wo der Effekt stärker verlangt wird, kann eine Kurbel mit einem Stirnrade angebracht werden; auch läßt sich der Kolben vermittelst eines Pumpenschwengels bequem regieren, und diesem kann man nach Belieben verschiedene Lagen geben.

Das zum Drucke nöthige Wasser kann man entweder mit der Hand in die Röhre gießen, oder, was besser und bequemer ist, besonders wenn ein Effekt schnell hervorgebracht werden soll, wie auch zu Pressen, die fortdauernd arbeiten, vermittelst eines Saug- und Druckwerkes, aus einem Behälter schöpfen, in welchen das angewendete Wasser, sobald die erforderliche Wirkung vollendet ist, wieder zurückfließt.

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10. Der Druck eines Druckkolbens läßt sich auf die korrespondirende senkrechte Höhe eines Druckrohrs zurückführen.

Man kann leicht den Druck eines solchen Kolben auf die korrespondirende Höhe eines Druckrohrs zurückführen.

Zu dieser Operation muß man das Gewicht eines Kubikzolles Wasser kennen.

Nach den neuesten von Egtelwein in Berlin angestellten sehr genauen Versuchen, die mit denen fast zur selben Zeit in Paris angestellten auf das vollkommenste übereinstimmen, wiegt der Brandenburgische (oder Rheinländische) Duodecimal Kubikzoll Wasser 288 Grane deutsches Medizinal-Gewicht.

Da das deutsche Medizinal-Gewicht in ganz Deutschland bekannt ist, so kann jeder Künstler das in seinem Wohnorte übliche Gewicht leicht auf dasselbe zurückführen; und deßhalb entfernte ich mich hier von dem gewöhnlichen Gebrauche, die Maaße und Gewichte nach Theilen des Pariser Maaßes und Gewichtes anzugeben.

Ein Loth Medizinal Gewicht hält 240 Gran; folglich 2 Pfund, zu 32 Loth gerechnet, 7680 Grane.

Die zu beantwortende Frage ist: Wie hoch müßte ein Druckrohr von der Grundfläche des Druckkolbenrohrs seyn, wenn es ohne Hülfe des Druckkolbens denselben Effekt hervorbringen sollte.

Um die erste Uebersicht dieser Berechnung zu erleichtern, will ich einfache und leicht zu übersehende Verhältnisse voraussezen.

Die Kraft, die auf den Preßkolben wirkt, sey gleich 50 Pfund.

Die Grundfläche der Druckröhre halte genau einen Quadratzoll. Alsdann geht genau auf einen Zoll senkrechter Höhe ein Kubikzoll Wasser.

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Die gesuchte Höhe des Druckrohrs in Zollen sey gleich x.

Da nun das Gewicht von 50 Pfund gleich dem Gewichte von x mal 288 Gran seyn soll, so findet man den Werth von x, wenn man 50 in Grane verwandelt, und diese Summe durch 288 dividirt.

Die Rechnung ist folgende:

Textabbildung Bd. 1, S. 10

Diese 1333 sind der Werth für x, oder die gesuchte Höhe des Druckrohrs in Zollen: verwandelt man diese Zahl durch 12 in Schuh, so findet man 111 Schuh für die gesuchte Höhe.

Ein Druckrohr von 111 Schuh Höhe, wenn seine Grundfläche einen Zoll hält, leistet also gerade so viel als ein Druckkolben, der in einem kleinen Rohr von der Höhe des Preßcylinders mit 50 Pfund Kraft hinunter getrieben würde.

Wenn man den Inhalt der Grundfläche des Druckrohrs, sie mag groß oder klein seyn, g nennt, und die Größe des Druckes des Druckkolbens, in Pfunden zu Granen reduzirt, p nennet, so bekommt man eine allgemeine Formel, die selbst für den Ungeübten leicht zu gebrauchen ist.

Sie lautet so:

Textabbildung Bd. 1, S. 10

Aus dieser Formel ergibt sich, daß, wenn der mechanische Druk oder p unveränderlich bleibt, und nur die Grundfläche des Druckrohrs oder g abnimmt, so wird im Preßcylinder der Effekt des Preßkolbens größer: dagegen wird dieser Effekt kleiner, wenn diese Grundfläche wächst.

Je kleiner nämlich g ist, desto größer wird der Quotient oder die Zahl, welche die Größe des Drucks angibt. Je größer g wird, desto kleiner wird dieser Quotient.

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Folgendes Beispiel zeigt, wie diese Formel zu benuzen ist.

Die Grundfläche des Druckrohrs halte 3/4 Quadratzoll: g ist folglich gleich 3/4.

Die Druckkraft sey gleich 50 Pfund, folglich ist p gleich 50.

Die Rechnung sieht nun so aus:

Textabbildung Bd. 1, S. 11

oder wenn man die erforderlichen Rechnungen macht:

Textabbildung Bd. 1, S. 11

Diese 1777 (wo hier die Brüche weggelassen werden), sind wiederum Zolle, die, in Fuße verwandelt, 148 Fuß geben.

Man sieht also, daß, wenn die Druckkraft dieselbe bleibt, die Grundfläche des Rohrs aber, anstatt einen Quadratzoll zu halten, nur 3/4 Quadratzoll hält, der Effekt weit größer wird; denn um einen gleich großen Effekt ohne Hülfe des Druckkolbens zu erhalten, müßte das Rohr, anstatt 111 Fuß, 148 Fuß haben, also um 37 Fuß länger werden.

Ich habe in diese Formel den Werth der Grundfläche gebracht. Dieser muß also gesucht werden, wenn man blos den Durchmesser des Rohrs kennt.

Man findet den Inhalt der Grundfläche eines Kreises, von welchem man den Durchmesser kennt, wenn man zuerst vermittelst des bekannten Verhältnisses 100 : 314, und dem gegebenen Durchmesser durch die Regel de Tri, die Länge der Peripherie des Kreises sucht, und diese gefundene Länge mit dem vierten Theile des Durchmessers multiplicirt.

Die Rechnung lautet so:

d sey der gegebene Durchmesser, man suche die Peripherie:

Textabbildung Bd. 1, S. 11

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Multiplicirt man nun diese gefundene Zahl mit dem 4ten Theil des Durchmessers oder 1/4 d, so bekommt man 314/100 x d²/4 oder wenn man anstatt des Durchmessers den Radius sezet:

314/100 x r² = (3,14) r².

Aus dieser Zahl (3,14) r² läßt sich sogleich jede Kreisfläche berechnen.

Der Durchmesser der Kreisfläche sey = 1/2 Zoll, so ist der Radius = 1/4 Zoll, und r² = 1/10 Zoll.

Die Grundfläche ist also gleich

314 x 1/10 gleich 314/16 = 0,195 oder 195/1000 Quadratzoll.

Untersucht man, wie hoch ein Druckrohr seyn müßte, wenn seine Grundfläche 195/1000 Quadratzoll enthält, und die Druckkraft des Kolbens gleich 50 Pfund bleibt, so hat man für diesen Fall

288 x 195/1000 = 7680 x 50

oder im Decimalbruche

288 x 0,195 = 7680 x 50

und man findet nach verrichteter Rechnung, x = 6837 Zoll oder 561 Schuh.

Allein man sieht zugleich auch, daß die Steigerung der Druckkraft durch Verminderung des Durchmessers des Druckrohrs ihre Gränzen hat. Wird der Durchmesser des Druckrohrs sehr klein, so lauft man Gefahr, daß die Kolbenstange sich krümme, und die Bewegung des Druckkolbens erschwere oder gänzlich hemme. Es ist daher rathsam, daß diese Stange, bei engen Mündungen, von gutem gehärtetem Stahle verfertigt werde.

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11. Scheinbare Anomalie zwischen der Wirkung des Druckkolbens und des Druckrohrs.

Es dürfte einigen Lesern auffallen, daß ich §. 7. so umständlich bewies, daß der größere Durchmesser einer Druckröhre zu ihrem Effekte gar nichts beitrage, und daß ich doch so eben diesen Durchmesser mit in Rechnung brachte, als ich die Wirkung des Druckkolbens auf die Höhe einer korrespondirenden Druckröhre zurükführte. Eine Lösung dieser scheinbaren Anomalie dürfte einigen Lesern nicht unwillkommen seyn.

Wenn der Druckkolben auf die Oberfläche des Wassers mit einer Kraft gleich 50 Pfund drükt, so geht nicht die Wirkung dieser vollen Kraft zu dem Preßcylinder über. Solches würde nur dann der Fall seyn, wenn jede der kleinsten Wassersäulen im Druckrohr, oder was zum Effekt dasselbe ist, wenn nur eine einzige derselben, mit einer Kraft = 50 Pfund, in den Preßcylinder getrieben werden könnte. Allein der Gesammtdruk des Druckkolbens vertheilt sich zwischen allen kleinsten Wassersäulen in der Druckröhre, so daß eine jede nur ihren Antheil daran bekommt. Je größer nun die Oberfläche ist, desto mehr vertheilt sich diese Kraft, und desto geringer wird folglich die Wirkung des Drukes. Daher ist, wenn man einen Druckkolben anbringt, die Grundfläche des Druckrohrs ein wesentliches Element in der anzustellenden Rechnung; denn in eben dem Verhältniß, wie diese wächst, schwächt sich der Druck.

Da sich die Kreisflächen gegen einander wie die Quadrate ihrer Durchmesser verhalten, so wird dieser Druck, wenn der Durchmesser des Druckrohrs um einmal so viel wächst, viermal schwächer; er wird neunmal schwächer, wenn er aus einem Zoll zu 3 Zoll heranwächst etc. Sucht man zu diesen Grundflächen die korrespondirenden Druckhöhen, |14| so wird man finden, daß diese Höhen in eben diesen Verhältnissen abnehmen.

12. Methoden, die Wirksamkeit hydraulischer Pressen zu berechnen.

Man kann den Effekt der hydraulischen Pressen nach zwei Methoden berechnen.

Zu der einen muß man die Höhe des Druckrohrs und den Durchmesser des Preßcylinders kennen.

Zu der andern sind gegeben der Durchmesser des Druckrohrs, der Durchmesser des Preßcylinders, und das Gewicht des in dem Druckrohr enthaltenen Wassers.

13. Erste Methode.

Man weiß aus §. 4. Fig. 2., daß das Maaß des Druckes, den die bewegliche Querwand ww, die den Preßkolben vorstellt, erfährt, genau das Gewicht des Wassercylinders beträgt, der den Raum über derselben, bis zur Höhe der kleinen Röhre ab füllt.

Man findet den kubischen Inhalt dieses Wassercylinders in Kubikzollen, wenn man seine, zu Quadratzollen reduzirte, Grundfläche mit der in Zolle verwandelten Höhe des Wassers in der Druckröhre multiplicirt.

Man findet das Gewicht dieses Wassercylinders, wenn man diese Zahl, die seinen Inhalt in kubischen Zollen ausdrückt, mit dem Gewichte eines Kubikzolles Wasser, oder mit 288 Granen multiplicirt. Dieses Produkt, dividirt mit 7680 Granen, giebt dann das Gewicht dieses Cylinders in Pfunden an.

Man will z.B. nach dieser Methode die Wirksamkeit einer Presse berechnen, deren Druckröhre 10 Schuh hoch ist, und deren Preßcylinder 16 Zoll im Durchmesser hält.

Man suche zuerst den Inhalt der Grundfläche des Preßcylinders, wozu am besten die Formel r² π dient: π stellt die Verhältnißzahl 3,14 . . vor.

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v = 8 Zoll

v² oder v Quad. = 64 Zoll

und v² π 64 x 3,14. = 200,96 Zoll.

Diese 200,96 Zoll sind der Quadratinhalt der Grundfläche des Wassercylinders, dessen Gewicht man sucht.

Um dieses Gewicht zu finden, muß zuerst der Kubikinhalt desselben bekannt seyn: da in unserer Voraussezung das Druckrohr 120 Zoll hoch ist, so nehmen wir an, daß der Wassercylinder, dessen Druck wir suchen, dieselbe Höhe habe.

Man findet den Kubikinhalt desselben, wenn man seine Grundfläche oder 200,96 mit seiner Höhe oder mit 120 multiplicirt.

200,96 x 120 = 24115,20 Kubikzolle.

Jezt muß man noch die Schwere dieses Wassercylinders kennen; denn die Schwere desselben ist der Druckkraft gleich.

Man findet die Schwere dieses Wassercylinders, wenn man die Zahl, die seinen kubischen Inhalt in Kubikzollen ausdrükt, mit dem Gewicht eines Kubikzolles Wasser, oder mit 288 multiplicirt.

24115,20 x 288 = 6945177,60.

Diese lezte Zahl durch 7680 dividirt, giebt das Gewicht dieses Cylinders in Pfunden an.

6945177,60/7680. = 904,3 oder etwas über 9 Centner.

Wollte man nach dieser Methode die Wirksamkeit einer hydraulischen Druckpresse berechnen, so müßte man nach §. 12. die gegebene Größe der anzuwendenden mechanischen Kraft auf die Höhe der korrespondirenden Druckröhre reduziren. Allein dieser Weg wäre umständlicher, und die folgende Methode führt schneller zum Ziel.

14. Zweite Methode.

Kennt man die Höhe des Druckrohrs nicht, wie das der Fall mit den hydraulischen Druckpressen ist, und |16| will man die gegebene Druckkraft nicht auf die Höhe eines korrespondirenden Druckrohrs zurükführen, so muß man aus den gegebenen Durchmessern des Druckrohrs und des Preßcylinders, und aus der gegebenen Druckkraft, die Wirksamkeit der Presse berechnen.

Die gegebene Druckkraft repräsentirt das Gewicht eines Wassercylinders, dessen Grundfläche gegeben, dessen Höhe aber unbekannt ist.

Um die Rechnung zu stellen, geht man von dem bekannten Grundsaze aus:

daß die Inhalte gleichhoher Cylinder sich wie die Quadrate ihrer Durchmesser verhalten.

Sey der Durchmesser der Druckröhre 3/4 Zoll; der Durchmesser des Preßcylinders 16 Zoll lang, und die Druckkraft gleich 50 Pfund, so wird die Rechnung so gestellt:

(3/4)² : 16² = 50 Pfund : x

oder wenn man die beiden ersten Glieder quadrirt:

9/10 : 256 : = 50 : x

x = 256 x 50 x 16 = 22822 Pfund oder 228 Cent. und 22 Pfund.

Diese 228 Cent. 22 Pfund sind die Preßkraft oder das Gewicht eines Wassercylinders, dessen Grundfläche 16 Zoll im Durchmesser hält, und der die Höhe eines andern Wassercylinders hat, dessen Durchmesser 3/4 Zoll hält, und der eine Wassermasse enthalten kann, die 50 Pfund schwer ist.

15. Berechnung der Momente, aus welchen sich die Kraft zusammensezt, die den Druckkolben treibt.

Ich betrachtete bis jezt die Druckkraft als ein einziges Gewicht, von der gegebenen Schwere, allein dieses Gewicht ist eine Potenz, die aus mehreren Kraftmomenten zusammengesezt ist, deren Werthe einzeln berechnet werden müssen, wenn man die Gesammtkraft derselben kennen lernen will.

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Da unter den Pressen, die ich später beschreiben werde, die eine mit einer Kurbel und einem Stirnrade, die andere mit einem Pumpenarm versehen ist, so werde ich die Art, diese Momente leicht zu berechnen, auf beide anwenden.

Die Presse Fig. 3. ist mit einer Kurbel und einem Stirnrade versehen. Herr v. Turner, ihr Erfinder, hat für dieselbe folgende Verhältnisse an ihrem Druckwerk angenommen.

Länge der Kurbel als Hebelarms der Kraft, = 18''

Halbmesser des Stirnrades, als Hebelarms der Last, = 2 1/2 Zoll, Kraft des Arbeiters 50 Pfund.

Aus folgender Proportion ergibt sich die Gesammtkraft, die auf den Kolben wiegt:

Textabbildung Bd. 1, S. 17

Die Presse Fig. 4., die als Modell zu einer Cider- oder Kelterpresse dienen kann, wird nach Art einer gewöhnlichen Pumpe regiert.

Länge des Pumpenarms 60'', Entfernung der Last vom Ruhepunkt, oder Hebelarm der Last 4'', Kraft des Arbeiters 50 ℔.

Aus folgender Proportion ergiebt sich die Gesammtkraft, die den Druckkolben treibt:

Textabbildung Bd. 1, S. 17

16. Schuzmittel gegen die Wirkungen einer zu großen Druckkraft.

Wenn Pressen blos durch Druckröhren ohne Mitwirkung mechanischer Momente regiert werden, so läßt sich ihre höchste Wirkung genau berechnen, und die Stärke des Preßcylinders mit großer Zuversicht darnach einrichten.

Mit Anwendung mechanischer Momente, zu deren Faktoren die lebendige Kraft des Arbeiters ein Element hergibt, verhält es sich anders. Diese lebendige Kraft ist eine veränderliche |18| Größe, die sehr mannigfaltige Werthe bekommen kann, und deren Maximum, wenn man es wirklich genau bestimmen könnte, so weit hinaus liegt, daß man nicht leicht die Dicke der Wände des Preßcylinders darnach einrichten könnte.

Eine hydraulische Druckpresse muß daher mit einem Sicherheitsventil versehen seyn. Man sieht ein solches Ventil in der Presse Fig. 4. in t angebracht. Man beschwert es mit einem Gewichte, das der Kraft, die man anwenden will, proportional ist. Sobald der Druck diese Kraft überschreitet, öffnet sich das Ventil.

17. Schäzungsmittel für die jedesmalige Größe des Druckes.

An Druckpressen könnte dieses Ventil, als Schäzungsmittel für die Intensität des jedesmaligen Druckes benuzt werden.

Man dürfte nur zu dem Ende einen Hebelsarm quer über dieses Ventil ziehen, und ihn an dem einen Ende um einen Stift sich bewegen lassen; ein bewegliches Gewicht würde dann, wie an einer römischen Waage, die jedesmalige Stärke des Druckes bezeichnen, die das Ventil öffnen würde.

Allein an solchem Druckmesser würde man die Anzeige der fortschreitenden Wirksamkeit der Presse vermissen.

18. Druckmesser, welcher die fortschreitende Wirksamkeit der Presse anzeigt.

Herr Murray ist der erste, der einen Druckmesser, der diesen lezten Zwek erreicht, vorgeschlagen hat.

Fig. 5. zeigt diesen Druckmesser in Verbindung mit dem Preßcylinder.

Seine Bestandteile sind folgende:

A kupferne, in dem kleinen Cylinder B befestigte Röhre, auf welche das Wasser nach Verhältniß der Oberfläche des Wassers wirkt, das im innern Cylinder enthalten ist.

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D anderer, am Cylinder B befestigter Cylinder, der mit ihm steigt und fällt, so wie sich dieser in den ledernen Büchsen EE bewegt.

F kleiner Cylinder, dessen innerer Durchmesser 1/10 des Durchmessers des Cylinders D beträgt. Er ist mit dem großen Cylinder G fest vereinigt, und bewegt sich frei in den ledernen Büchsen HH.

I kleiner, mit Quecksilber angefüllter, eiserner Behälter, der im Innern des Recipienten K befestigt und an seinem obern Theile durchlöchert ist, damit das in K enthaltene Wasser auf das Quecksilber drüken könne.

LM gläserne Röhre mit einer Scale. Die Zahlen gehen von 20 an bis 260, und bezeichnen den Druck nach Tonnen.

An dieser Scale ist das Verhältniß von C zu B wie 400 : 1.

Das Verhältniß von D zu F wie 10 : 1.

Der Cylinder G hält 4 Zoll im Durchmesser, und sobald er das Wasser zwingt in den Recipienten K zu treten, so muß ein Widerstand überwunden werden, der dem Gewicht einer Quecksilbersäule, die mit ihm gleichen Durchmesser hat, gleich kömmt. Alsdann zeigt die Höhe des Quecksilbers an der Scale die Stärke des Drucks, und zwar nach Tonnen, an.

Herr Murray bemerkt, daß bei einem schwachen Drucke, oder wenn man Lasten wiegen will, die kleinen Cylinder D und B weggelassen, und blos die beweglichen Cylinder G und F beibehalten werden.

Alle diese Cylinder müssen gut abgedreht, aus gutem Glockenmetall gegossen, und in ihren ledernen Büchsen leicht beweglich seyn.

Die Cylinder G und K sind so ausgehöhlt, daß der erste einen kleinen Kolben F, und der andere einen kleinen Recipienten I aufnehmen kann.

Die Recipienten KK müssen immer voll Wasser seyn; |20| wenn auch etwas weniges durch die ledernen Büchsen dringen sollte, so hindert dieses die Genauigkeit des Instruments nicht, und das Maaß des Druckes, welchen die Materien erleiden, wird immer ziemlich genau angegeben werden.

19. Neuer Druckmesser vom Verfasser dieser Schrift.

Der Murray'sche Druckmesser dürfte, unerachtet aller Verkürzungsmittel, doch noch immer die unbequeme Höhe von fünf bis sechs Schuh beibehalten. Ueber dieses ist er sehr künstlich zusammengesezt.

Folgender scheint einfacher; es kommen keine gläserne Röhren in seine Konstruction. Er zeigt nach Centnern, und sogar nach Theilen des Centners die fortschreitende Bewegung der Wirksamkeit der Presse, und jeder nur etwas geschikte Metallarbeiter wird ihn ohne große Mühe verfertigen.

20. Verzeichniß seiner verschiedenen Theile.

Man sieht diesen Druckmesser Fig. 6. abgebildet.

AB ist ein kleines, von Glokenmetall gegossenes Rohr.

C Röhre, die den Cylinder AB mit dem innern Raum des Preßcylinders in Verbindung sezet. Er ist an diesem Rohre fest und wasserdicht geschroben, oder auf eine andere beliebige Art daran befestiget.

D Fig. 7. kleiner Kolben, der in Fig. 6. AB nicht sichtbar ist, und im Cylinder AB auf- und abwärts geht.

E Kolbenstange; sie ist von Stahl. Der Theil außerhalb des Rohres ist flach, und auf der einen Seite mit Zähnen versehen.

G kleine Rolle, die verhindert, daß die Kolbenstange nicht zurückgedrückt werde, auch kann unter oder über derselben eine flache Hülse angebracht werden, um zu verhindern, daß die Kolbenstange sich drehe.

IKL. kleiner Quadrant, der sich in seinem Mittelpunkt K drehet, und dessen Peripherie mit Zähnen versehen ist.

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KM Hebelarm. Der Quadrant IKL ist an demselben befestigt. Ungefähr in N wird er von diesem Quadranten abwärts gebogen, damit er die Bewegung der Kolbenstange E nicht hindere, und an dem Quadranten MM anliegen könne.

P Gewicht, welches am Ende des Hebelarms KM angehängt ist.

MM Rand eines Quadranten, neben welchem das Ende des Hebelarms KM sich bewegt, und der in Grade eingetheilt ist. Er liegt nicht in der Ebene der Quadranten, weil das Kolbenrohr es nicht zuläßt; weshalb auch der Hebelarm abwärts gebogen ist.

Man hat dem Künstler die Anordnung des Gerüstes überlassen, das diesen Quadranten mit seinen verschiedenen Theilen tragen muß.

21. Nothwendige Bestimmung des Maximums der Wirkung der Presse, zu welcher dieser Druckmesser verfertiget werden soll.

Da die Kraft, mit welcher dieser Druckmesser wirkt, von Null an, durch alle Abstuffungen, bis zum vollen Effekt der Presse, wandelt, so muß man, vor allen Dingen, ein Maximum der Wirksamkeit festsezen, welches, bei den gegebenen mechanischen Momenten, den Kraftaufwand des Arbeiters nicht leicht überschreiten kann.

Da die mechanischen Momente ihre festgesezten Gränzen haben, so würde, wenn die wirkende Kraft ein Gewicht, oder eine andere sich in ihrem Effekt gleich bleibende Potenz wäre, dieses Maximum leicht festgesetzt, und nicht überschritten werden können.

Weil aber an der hydraulischen Druckpresse die lebendige sehr veränderliche Kraft eines Arbeiters die mechanischen Momente regiert, so muß man bei Bestimmung des Maximums darauf besondere Rücksicht nehmen.

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Hätte man den Kraftaufwand des Arbeiters bei Berechnung der mechanischen Momente auf 50 ℔. angesetzt, um die Druckkraft, und den vollen Effekt der Presse darnach zu bestimmen, so könnte man schon nicht zur Anlegung unsers Druckmessers bei dieser Bestimmung stehen bleiben: denn so bedeutend dieser Kraftaufwand auch an sich ist, so ist er doch noch von der Gränze entfernt, die ein Arbeiter, der etwa augenblicklich mit wildem Ungestüm arbeitete, erreichen könnte.

Im §. 17. wurde, als man die Druckkraft für zwei Pressen berechnete, die Kraft des Mannes auf 50 Pfund angesezt; wollte man mit dieser Presse einen Druckmesser verbinden, so müßte sie schon höher angenommen werden, weil der Zusatz eines einzigen Pfundes Kraft den Hebelsarm des Druckmessers über seine letzten Gränzen hinaus treiben würde. Es scheint indessen hinreichend, wenn für einen Kraftaufwand über 50 Pfund hinaus, ein Spielraum von 10 Pfund gestattet wird.

Für die im §. 17. berechnete Druckkraft an der Pumpenpresse Fig. 4. würde sich, nach dieser Zugabe, die Druckkraft von 750 Pfund zu 900 Pfund erheben.

22. Bestimmung des Maximums der Preßkraft.

Hat man die höchste Stufe, welche die Druckkraft erreichen kann, mit Wahrscheinlichkeit bestimmt, so suchet man aus dem bekannten Durchmesser des Druckrohrs, und aus dem Durchmesser des Preßcylinders, das Maximum des Effekts.

Man findet aus der Proportion

1² : 10² = 750 ℔. : x

x = 750 Ctnr.

und aus der Proportion

1² : 10² = 900 ℔. : x

x = 900 Ctnr.

|23|

Ehe die Kraft den Druckmesser über seine lezten Gränzen hinaus treibt, kann die Preßkraft einen Spielraum von 150 Centnern durchwandern, denn 900 – 750 = 150.

23. Bestimmung des Durchmessers des Kolbenrohrs.

Kennt man die volle Wirkung des Preßkolbens, so muß man zu derselben das nöthige Gegengewicht suchen.

Die Größe dieses Gegengewichtes hängt von dem Durchmesser des Kolbenrohrs des Druckmessers ab.

Man weiß aus §. 13., daß die Druckkraft sich in ihrer Wirkung vermindert, wie die Grundfläche des Wassercylinders, auf welchen sie wiegt, zunimmt. Was dort für die Druckkraft bewiesen wurde, gilt auch hier für den Gegendruck.

Ein zu kleiner Durchmesser für den innern Raum dieses Kolbenrohrs würde zweckwidrig seyn. Die Kolbenstange hätte nicht die nöthige Unbiegsamkeit.

Aus folgendem sieht man aber, wie das Gegengewicht zunimmt, wenn der Durchmesser des Rohrs wächst.

Durchmesser des Rohrs. Preßkraft. Gegendruck.
3/12 Zoll 2 Centner 4 Loth.
4/12 Zoll 2 Centner 7 1/9 Loth.
5/12 Zoll 2 Centner 12 41/72 Loth.
6/12 Zoll 2 Centner 16 Loth.

Der kleinste Durchmesser für das Kolbenrohr dürfte indessen in der Lichte nicht weniger als 1/4 Zoll halten. Größer würde das Gegengewicht durch seine Schwere unbequemen werden.

Eine stählerne, kurze, gehärtete Kolbenstange, von 3 Linien im Durchmesser, trägt, ohne sich zu biegen, den senkrechten Druck eines halben Centners, auch noch mehr.

Die Liederung wird vermittelst eines starken Aufsatzes auf dem obersten Ende des Durchmesser-Rohrs gegen das Leder, das in einer besonders dazu eingedrehten Vertiefung |24| gelegt wird, so fest angeschroben, daß dieses Leder sich fest an die Kolbenstange anlegt, und kein Wasser durchläßt.1)

Man kann aus Folgendem ersehen, wie für einen Effect von 900 Zentnern das Gewicht an Schwere zunimmt, wenn der Durchmesser des Kolbenrohrs wächst.

Durchmesser 3/12 Zoll, Gegengewicht 56 1/4 Pfund.

Durchmesser 4/12 Zoll, Gegengewicht 100 Pfund.

Durchmesser 5/12 Zoll, Gegengewicht 156 1/4 Pfund.

Durchmesser 6/12 Zoll, Gegengewicht 225 Pfund.

Ist an dem Durchmesser der Hebelarm der Kraft achtmal länger als der Hebelarm der Last, so wächst die Schwere des ans Ende des Hebelarms der Kraft anzuhängenden Gewichtes wie folgt:

56 1/4 Pfund halten das Gleichgewicht mit 7 1/32 Pfund.

100 Pfund halten das Gleichgewicht mit 12 1/12 Pfund.

156 1/4 Pfund halten das Gleichgewicht mit 19 17/32 Pfund.

225 Pfund halten das Gleichgewicht mit 28 1/8 Pfund.

24. Bestimmung der Länge des Kolbenrohrs.

Ist man mit sich selbst über den innern Durchmesser des Kolbenrohrs einig, so muß man die Länge desselben bestimmen.

Diese hängt unmittelbar von der Länge ab, die man für die Peripherie des gezähnten Quadranten IKL wählen wird, und diese lezte hängt von der Willkühr des Künstlers ab; nur muß darauf gesehen werden, daß sie so gewählt werde, daß der Hebelsarm der Kraft nicht zu lang ausfalle.

Drei Zoll scheinen für diesen Halbmesser eine schickliche Länge abzugeben.

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Aus der Proportion

10000 : 31415 ... = 6' : x

findet man für x, oder die Länge des ganzen Umkreises,

x = 18,84 Zoll,

und folglich für den vierten Theil der Peripherie oder

x/4 = 4,71225 Zoll.

Da der Kolben sich blos um diese Länge heben kann, so bestimmt diese Zahl zugleich die Länge des Kolbenrohrs, die des Kolbens, und endlich die des gezähnten Theils der Kolbenstange.

25. Bestimmung der Länge des Hebelarms der Kraft.

Die Länge des Hebelarms hängt von der Willkühr des Künstlers ab; nur muß das am Ende desselben hängende Gewicht sich darnach richten.

Je länger dieser ist, desto größer wird der Kreis, den seine äußerste Spize beschreibt, desto deutlicher wird die Eintheilung des Randes des Quadranten, vor welchem er sich bewegt, und desto kleiner werden die Theile des Centners, die man noch daran ablesen kann; allein eine zu große Länge wäre mit andern Unbequemlichkeiten verbunden.

Man muß indessen hier nicht vergessen, die Schwere des Hebels mit in die Rechnung zu ziehen. Da die Hebelstange als ein regelmäßiger prismatischer Körper betrachtet werden kann, so muß die Hälfte der Schwere des Hebelarms der Kraft mit in die Rechnung gezogen werden, und in eben diesem Verhältnisse wird daß anzuhängende Gewicht minder schwer.

26. Einige Bedingungen zur Eintheilung des Quadranten.

Da die Preßkraft nach größeren Abtheilungen des Gewichtes bestimmt wird, und zwar nach Centnern, so müssen |26| ebenfalls die Eintheilungen des Quadranten nach Centnern berechnet werden. Je kleiner die Massen sind, für welche die Eintheilungspunkte gesucht werden, desto richtiger sind die Angaben dieses Instruments, desto mühsamer aber wird die Arbeit. Die Zwischenräume können alsdann nur arithmetisch, und in gleichen Theilen getheilt werden; und diese nähern Eintheilungen geben nur approximative die Wahrheit an.

Wollte man nun einen Druckmesser an eine Presse anbringen, deren höchste Druckkraft auf 900 Centner berechnet wäre, so müßte man sich zur Theilung des Quadranten den Rechnungen unterziehen, zu welchen die folgende Formel dienen wird. Und was hier von einer Preßkraft von 900 Centnern gesagt wird, gilt nach den nöthigen Veränderungen auch für jede höhere oder niedrigere.

Man kann den Winkel, den der Hebelsarm mit der Vertikal-Linie macht, von Centner zu Centner berechnen, alsdann wären im gegenwärtigen Falle 900 Rechnungen erforderlich. Für 2 Centner, als Einheit betrachtet, wären 900/2 = 450; für 3 Centner 900/3 = 300; für 4 Centner 900/4 = 225; für 5 Centner 900/5 = 180 solche Rechnungen nöthig.

Nennen wir, wie es im folgenden §. geschieht, den Gegendruck, der von Seiten des Druckmesserskolben im Druckrohr statt findet g, so ist dieser Gegendruck, der von Seiten des Druckmesserskolben im Druckrohr, insofern er das Gleichgewicht mit der Preßkraft hält, für eine Preßkraft

gleich 1 Centner = 2 Loth.

gleich 2 Centner = 4 Loth.

gleich 3 Centner = 6 Loth.

und so weiter.

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27. Methode, die Grade für die Eintheilung des Quadranten zu berechnen.

Um die Eintheilung des Quadranten vornehmen zu können, muß man folgende Betrachtungen anstellen. Aus denselben ergibt sich alsdann die Formel, nach welcher die Rechnungen gemacht werden.

Es sey Fig. 8. MM' der einzutheilende Quadrant, KM der horizontale, KM' der vertikale Halbmesser desselben = a.

KI der Radius des gezahnten Rades = b.

KM'' die Lage des Hebelarms, an dessen Ende das Gewicht p wirkt, und welcher in dieser Lage mit der Druckkraft g, die nach der vertikalen Richtung EI geschieht, in Gleichgewicht ist.

Zieht man M''T auf KM' senkrecht, so ist TM''p das Moment der Kraft, und KIg = bg das Moment der Last; also TM''p = bg und TM'' = bg/p.

Es ist aber TM'' KM'' sin φ = a sin φ, also a sin φ = bg/p und sin φ = bg/ap; woraus sich für jeden gegebenen Werth von g die Größe des Winkels φ oder die Größe des Bogens M'M'' in Graden und Minuten berechnen läßt.

Da es inzwischen einige Schwierigkeiten machen könnte, den Bogen nach der gegebenen Größe des Winkels einzutheilen, so dürfte es rathsamer seyn, diese Eintheilungen nach den Sehnen vorzunehmen. Aus der Gleichung für den Winkel φ läßt sich die Sehne des Bogens dieses Winkels leicht berechnen; sie ist nämlich N 2 a sin 1/2 φ.

28. Lage des Cylinders.

Die Richtung der Bewegung des Preßcylinders hängt lediglich von der Idee ab, die der Künstler bei der Anordnung des ganzen Baues der Presse befolgen will. Der Preßstempel kann sich nach unten zu, nach oben hin, auch könnte |28| er sich, unter Umständen, von der Seite her bewegen. Im ersten Falle ist die Mündung des Cylinders nach unten zu gerichtet, im zweiten Falle steht er auf seiner Grundfläche, im dritten Falle liegt er auf der Seite. Für beide erste Einrichtungen folgen Zeichnungen. Die lezte scheint noch nicht versucht worden zu seyn, und könnte auch nur zu wenigen Zwecken dienen.

29. Lage des Druckrohrs.

Es ist vollkommen gleichgültig, auf welche Art das Druckrohr mit dem Preßcylinder in Verbindung gebracht wird. Es kann sich von der Seite, oder von unten in denselben öffnen; gewöhnlicher jezt wird er an der Seite angebracht.

30. Druck- und Preßkolben.

Die Liederung der Preß- und Druckkolben erfordert, wenn nicht alle Augenblicke Reparaturen folgen sollen, einen geübteren Arbeiter.

Preßkolben ohne Liederung haben bis jezt, so weit mir bekannt ist, nur in den Reichenbach'schen Werkstellen verfertigt werden können. So z.B. gehn ohne alle Liederung auf- und abwärts die breiten Kolben jener riesenmäßigen Wassersäulen-Maschinen in der Gegend um Reichenhall, die durch ihr kraftvolles inneres Leben, durch ihren ununterbrochenen ruhigen Gang, ihre außerordentliche Wirksamkeit und den Widerstand, den sie gegen die zerstörenden Kräfte leisten, die sie so standhaft überwältigen, die Kühnheit des Erfinders rechtfertigen, und diese neue Eroberung auf dem gränzenlosen Gebiete der Kunst für die Nachkommenschaft sichern.

31. Material zu den Hauptbestandtheilen der Presse.

Der Preßcylinder für Maschinen von großer Wirksamkeit muß von gutem Gußeisen, mit hinlänglich starken Wänden |29| seyn; einige Schriftsteller haben vorgeschlagen, ihn von Holz mit starken eisernen Bändern zu machen, allein zu großen Pressen würden diese bald zerspringen, und zu Pressen von geringer Kraft sind andere Druckmittel genug vorhanden. Die Druckröhren, die eine weit geringere Gewalt auszuhalten haben, können aus Kupfer oder Messing gegossen, so wie sämmtlicher Röhrenapparat zu den zusammengesezteren Pumpenpressen. Alle diese Röhren müssen aber dicke Wände haben, welche die Verbindung der übrigen Stücke mit denselben nothwendig macht, wie dieses aus einer zweiten Abhandlung, worin das reine Mechanische hauptsächlich behandelt werden soll, deutlich erfolgen wird.

32. Theil der Presse, der die zu pressenden Materien fassen soll.

Derjenige Theil der Presse, der die zu pressenden Stoffe fassen soll, ist auf eine sinnreiche Art in England eingerichtet worden.

Man begnügt sich gewöhnlich, die zu pressenden Materien, vermittelst einer einzigen beweglichen Preßbohle, oder eines beweglichen Preßkastens, für Stoffe weicher oder saftiger Natur, durch den Preßkolben an die oberen unbeweglichen starken Preßbalken andrücken zu lassen. Der neue Vorschlag geht dahin, beide Preßbohlen, die obere und die untere, gleichzeitig gegen einander zu bewegen.

Diese Einrichtung hat den Vortheil, daß sie den Gang des Kolbens um die Hälfte verkürzet; und ist dann besonders nüzlich, wenn elastische Stoffe, die ein großes Volumen einnehmen, wie z.B. Wolle oder Baumwolle, zur Erleichterung des Transports, in einen engeren Raum zusammengepreßt werden sollen.

Der Leser wird diese Einrichtung aus Fig. 9. und aus folgender Beschreibung näher kennen lernen.

AA obere Druckplatte von geschmiedetem Eisen.

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BB untere am Preßstempel befestigte Druckplatte.

C eiserne, von beiden Seiten gezahnte Kolbenstange. Von beiden Seiten greifen die Zähne in die Räder EE.

D Cylinder, in welchem der Preßkolben sich bewegt.

FF eiserne nach unten zu mit Zähnen versehene Bäume, in welche die Räder EE greifen.

GG hohle Cylinder, in welchen die Bäume FF mit Leichtigkeit auf- und abwärts sich bewegen, und die durch ihre Bewegung abwechselnd die obere Druckplatte A, an welche sie befestigt sind, auf- und abwärts führen.

HH starke, gut in einander gefügte Bäume, die das Gerüste der Presse bilden.

II kleine Rollen, die das Spiel der beweglichen Bäume erleichtern, und ihre Entfernung von den Rädern EE verhindern.

33. Presse, die nach unten zu wirkt.

Diese Presse ist vom Herrn v. Turner entworfen worden. Man findet sie im Hesperus abgebildet 1813, 3tes Heft pag. 98., aus welcher Zeitschrift sie hier nachgezeichnet und die Beschreibung derselben, zum Theil wörtlich, entlehnt worden ist.

Fig. F. a. [Fig. F. a. ist auf Tafel 1 nicht vorhanden.] Kolbenrohr von 1'' Durchmesser innerer Lichte, und 36'' Höhe.

b anderes Kolbenrohr, von 6'' Weite und 30'' Länge; bei c mit dem Rohre a durch die lederne Liederung und die Schrauben D verbunden.

e Kolbenstange, die sich in dem Druckrohre a mit dem Kolben f bewegt.

g anderer Kolben, der sich in dem Preßcylinder b auf- und nieder bewegt.

h Ventil, welches sich nach unten öffnet. Es ist von Leder, und ein rundes dickes Eisenblech, etwas größer als die obere Röhrenmündung, ist an demselben fest angenietet. |31| Das Leder wird durch zwei Nägel i festgemacht. Der Hacken k hindert, daß das Ventil sich nicht mehr als um die Hälfte öffnet.

l ein Stirnrad, das in die Zähne eingreift, die an dem obern Ende der Kolbenstange e angebracht sind. Wo die Zähne aufhören, ist ein Absaz n, damit die Kolbenstange nur bis dahin ins Rohr eindringe.

o eine Rolle, die das Zurückweichen der Kolbenstange e verhindert.

p Absaz an dem Preßkolben g, der das weitere Eindringen in den Preßcylinder verhindert.

Die Liederung des Kolbens f ist von Leder, und so auch die Liederung des Kolbens g.

q Seitenöffnung am Druckrohr zur Einschüttung des Wassers.

r Krahnen an dem Preßcylinder, zum Abfluß des Wassers.

ss Röhrenarme, vermittelst welcher die Maschine durch die Tragbäume t getragen wird.

uu Druckbäume, um die Maschine während des Pressens vor dem Aufheben zu schüzen.

v Ein beweglicher Block, der nach geendigter Pressung weggehoben wird, damit der Preßschragen leicht herausgenommen werden könne.

x Preßkasten.

y das zu pressende Material.

Der Verfasser, um die Wirkung dieser Presse zu berechnen, nimmt an, daß der Arm der Kurbel 13'', der Halbmesser des Stirnrades 2 1/2 lang sey, und die Kraft des Arbeiters 50 Pfund betrage. Aus diesen Momenten ergibt sich eine Kraft von 260 Pfund für den Druckkolben.

Da nun der Durchmesser des Druckrohrs 1 Zoll, und der Durchmesser des Preßcylinders 6 Zoll hält, und sich die Gewichter gleich hoher Wassercylinder wie die Quadrate ihrer Durchmesser verhalten, so verhält sich

|32|

Textabbildung Bd. 1, S. 32

gleich 36 . 360 = 12960 Pfund = 129 1/2 Ctur.

Diese Maschine nimmt einen Raum von 2 bis 3 Fuß im Durchmesser ein, und ist an 12 Schuh hoch.

Sie hat das Unbequemliche, daß man vermittelst einer kleinen Kanne das Wasser in die Druckröhre durch die Oeffnung q eingießen, und diese Operation ohngefähr 30mal wiederholen muß, ehe der Preßkolben seine volle Bewegung verrichtet hat. Denn da beide Cylinder 30 Zoll lang sind, so kommt nur, wenn der Kolben das Wasser aus der Druckröhre in den Preßcylinder getrieben, ungefähr 1 Zoll hoch Wasser in den Preßcylinder zu stehen, der 6'' im Durchmesser hat.

34. Beschreibung einer Presse, die nach oben zu wirkt.

Fig. 4. a die Druckröhre.

b Eine Hanfkammer, durch welche die Druckröhre a luftdicht verschlossen ist.

c Die Kolbenstange.

d Das Scherengestänge, welches vermittelst des Hebels e die Stange c lothrecht auf- und nieder zieht.

f und i zwei Sauge-Ventile.

g und h zwei Druck-Ventile.

Diese vier Ventile stehen mit der kleinen Druckröhre in Verbindung. Geht, z.B., der in A befindliche Kolben aufwärts, so folgt ihm das Wasser im Recervoir klmn nach. Beim Niedergange preßt er dasselbe durch das Ventil g, und die Röhre o, in den großen Preßcylinder A, wo dasselbe den an dessen inneren Wänden genau anschließenden Kolben in die Höhe zu treiben nöthiget. Bei dem Niedergange des Druckkolbens steigt das Wasser durch die Röhre p und das Ventil i, und füllt den leeren Raum oberhalb des Kolbens |33| aus. Der in die Höhe gehende Kolben drückt nun das Wasser, durch das Ventil h und die Röhre r, aus der Stelle, wo es abermals seinen Weg durch die Röhre o in den Preßcylinder nimmt.

t ein Sicherheits-Ventil, oben an der Röhre r. Dieses Ventil öffnet sich nach außen. Es kann willkührlich beschwert werden, und öffnet sich alsdann von selbst, sobald der erforderliche Druck hervorgebracht ist. Es verhindert das Zerspringen des Cylinders A.

A Preßcylinder.

uuu fünf starke, aber sehr kurze, eiserne Stangen, die auf dem Kolben in A angebracht sind, von denen eine durch den über den Cylinder angeschraubten Riegel geht, um die senkrechte Bewegung des Kolbens zu erleichtern. v hölzerner Rost, den die Stangen u sämmtlich tragen. Zur Seite desselben sind zwei Riegel angebracht, die auf Stahlfedern liegen, und 1 1/2 Zoll dicke Walzen tragen, welche quer über den Rost gehen. Jene Stahlfedern sind so stark, daß sie die auf dem Roste liegenden Kasten und Preßkasten w und x, auch wenn der innere x mir der auszupressenden Materie angefüllt ist, so tragen können, daß die Walzen sich drehen, ohne den Rost zu berühren.

Diese ganze Presse wird bis an die Linie, welche den Fußboden andeutet, in die Erde gelegt, und dicht über dem Fußboden befindet sich

zz ein Rahmen, auf welchem eine Fortsezung von Walzen sich befindet.

Die ganze Walzenvorkehrung dienet dazu, die Preßkasten w und x mit Leichtigkeit aus und in die Presse zu bewegen.

Der Kasten w hat auf dem Boden einen Rost; der andere oder innere Kasten ist ganz durchlöchert, um dem Safte den Abzug in den innern zu gestatten; deshalb auch zur Aufnahme desselben der Rost.

|34|

Ist nun der innere Kasten x gefüllt, und wird die Presse in Bewegung gesezt, so drückt sich, bei dem Bewegen der Theile uvwx in die Höhe, der innere Kasten an die Preßbohle B so an, daß diese die ganze Oberfläche des Kastens x, der 16 Quadratschuh Oberfläche hat, einnimmt.

Ist das Abpressen erfolgt, so wird der am Cylinder A angebrachte Kranen D geöffnet, durch welchen das Wasser wieder in das Reservoir klmn abfließt.

Den Bau des in der Zeichnung vorgestellten Holzwerkes muß man sich doppelt denken.

Ist der Kasten auf die Rollen zz gebracht, so wird der innere x vermittelst eines auf dem untern w bei F befindlichen Charniers übergeschlagen, um den Kuchen herausfallen zu lassen.

Man sieht, daß diese Presse, die in einigen großen französischen Zuckerfabriken thätig gewesen ist, sich besonders zu Cider- und Weinpressen, mit einigen zweckmäßigen Abänderungen, anwenden lassen wird.

|24|

Der mechanische Theil wird in einem folgenden Aufsatze besonders auseinander gesetzt werden. Dieser erste Aufsatz sollte blos dazu dienen, jedem Arbeiter einen deutlichen Begriff von dieser neuen Art von Pressen zu geben.

Fig. F. a. ist auf Tafel 1 nicht vorhanden.
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