Titel: Tredgold's, Verbesserung an Bramah's hydromechanischer Presse.
Autor: Tredgold, Thomas
Fundstelle: 1826, Band 20, Nr. LIII. (S. 217–223)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj020/ar020053

LIII. Beschreibung einer Verbesserung an Bramah's hydromechanischer Presse, mit Anwendung derselben auf die Oehlmühlen. Von Joh. Tredgold, Esq. etc.

Aus dem Edinburgh Philosophical Journal. N. 27. S. 29.

Mit Abbildungen auf Tab. VI.50)

Das mächtige Instrument, das man Bramah's Presse nennt, ist so allgemein bekannt, daß es keiner besonderen Beschreibung |218| mehr bedarf. Nach der Dampfmaschine ist sie die nüzlichste mechanische Erfindung der neueren Zeit. Sie wurde in allen Fällen angewendet, und ist in allen Fällen anwendbar, wo ein außerordentlicher Druk oder eine gewaltige Kraft nothwendig wird. Wir brauchen sie in unseren Fabriken zum Ausbringen der Farben51), zum Pressen des Papieres, des Schießpulvers etc., zum Paken der Kattune und leichteren Waaren, zum Oehlpressen, und auf den Bleichen zum Auspressen des Wassers statt des Ausringens. Sie dient auch zum Ausziehen von Pfosten, zum Entwurzeln der Bäume, und zu Krahnen beim Aus- und Einladen der Güter.

Allein, so schäzbar dieses Instrument auch ist, so hat es doch einen Fehler, wenn man dasselbe auf die gewöhnliche Weise zum Paken der Kattune, zum Entfärben, zum Oehlpressen anwendet, und dieser Fehler besteht in der großen Verschiedenheit der Kraft, welche die Presse während der verschiedenen Perioden der Arbeit treiben muß, indem der Widerstand der Artikel, die sich unter dem Druke befinden, bei verschiedenen Perioden des Drukes verschieden ist. Dadurch geht nun nicht bloß Zeit verloren, sondern die Kraft wird, wenn die Pumpen immer durch dieselbe Kraft bewegt werden (wie dieß wirklich der Fall ist, wenn sie von einer Maschine bewegt werden), unregelmäßig wirken.

Man hat mehrere Mittel versucht, diesem Fehler abzuhelfen, allein keines vermochte mehr zu leisten, als diese Verschiedenheiten in einem geringen Grade zu vermindern. Die Erfindung, welche wir hier beschreiben, erreicht aber ihren Zwek durch eine so einfache, sinnreiche und schöne Vorrichtung, daß wir des Interesses, welches die Mechaniker hieran nehmen werden, sicher sind.

Die Wirkung wird in Bramah's Presse dadurch hervorgebracht, daß mit jedem Pumpen-Zuge eine gewisse Menge Wassers in den Preß-Cylinder gepumpt wird, und, wenn nur Eine Pumpe immer mit derselben Kraft angewendet wird, darf die durch Einen Pumpenzug eingetriebene Menge nicht mehr als so viel betragen, als bei dem größten Druke der Presse eingetrieben werden kann. Daher muß z.B. bei dem Oehlpressen, wo der Widerstand im Anfange nur gering ist, und zunimmt bis die Pressung hinreicht, die Maschine so vorgerichtet |219| werden, als ob sie die Pumpen bei dem Maximum des Drukes zu treiben hätte, und folglich muß ein großer Ueberschuß an Kraft für jeden anderen Theil der Operation vorhanden seyn.

Bei jeder hydromechanischen Presse verhält sich die Kraft, wie die Menge des durch Einen Pumpenzug eingetriebenen Wassers multiplicirt mit dem Widerstande. Wenn daher der Widerstand gering ist, muß die auf Einem Pumpenzuge eingetriebene Menge Wassers vermehrt werden, damit die zum Treiben der Presse nothwendige Kraft so gleichförmig als möglich wird; und dieß ist der Zwek des Patentes, das wir hier beschreiben wollen.52)

Die Maschine ist hier an einer Oehlpresse angebracht (Fig. 21 und 23.) M, ist der Preß-Cylinder, und, NN ', sind die Säke, welche die Samen enthalten. Ein Theil der Zeichnung zeigt die Presse von außen, und der andere im Durchschnitte die Preß-Laden, in welchen die Säke enthalten sind. LL'', sind die Röhren, welche das Wasser führen, das durch die Pumpen in den Preß-Cylinder, M, getrieben wird.

I, ist die Cisterne, aus welcher die Pumpen mit Wasser versehen werden; sie trägt die Pumpen und die Maschinerie, mit welcher dieselben getrieben werden, mittelst der Säulen, HH '.

Die Kraft, welche die Pumpe treibt, ist an der Achse, E', angebracht, und wird durch ein Flugrad regulirt. Die Bewegung wird der anderen Achse, E, durch die Zahnräder, FF', mitgetheilt. Die beiden Pumpen-Stämpel, CC', werden durch die Kurbeln, DD ', getrieben, welche sich an den Enden der Achsen, EE', befinden. Die Kurbeln sind so vorgerichtet, daß man sie mittelst Stellschrauben stellen, und die Länge des Zuges nach jeder erforderlichen Menge innerhalb der Gränzen ihrer Wirkung beschränken kann. Die Kurbeln wirken auf die gewöhnliche Weise mittelst Verbindungs-Stangen etc. auf die Stämpelstangen.

Die Pumpen-Cylinder, AA', sind mittelst der kupfernen Röhre, BB', verbunden, welche wieder mit dem Verbindungs-Stüke, K, mittelst einer einzelnen Röhre in Verbindung steht. Das Verbindungs-Stük, K, enthält die Sperr-, Druk- und |220| Entleerungs-Klappen, und steht mit den Röhren, LL ', in Verbindung, welche das durch die Pumpen eingetriebene Wasser in den Preß-Cylinder leiten.

Dieß ist die Vorrichtung der verschiedenen Theile: wir müssen nun den Grundsaz und die Art erklären, wornach jede nothwendige Veränderung in Hinsicht der auf Einem Pumpenzuge einzutreibenden Menge Wassers hervorgebracht werden kann.

An der Maschine, welche wir beschreiben, geschieht dieß dadurch, daß man den beiden Pumpen gleiche Durchmesser, und den Zügen gleiche Länge, den Rädern, FF ', aber ungleiche Durchmesser, und dem größeren Rade, F', einen Zahn mehr, als dem kleineren Rade, F, gibt. Das Rad, F, welches 80 Zähne hat, wird also Eine und 1/80 Umdrehung machen, während das Rad, F, nur eine Umdrehung macht, und diese Vermehrung um 1/80 Umdrehung an dem Rade bei jedem Zuge wird am Ende des zwanzigsten Zuges die Kurbeln senkrecht gegen einander stehen machen, vorausgesezt, daß sie anfangs parallel waren. Am Ende des vierzigsten Pumpenzuges wird die eine Kurbel ihren Zug nach aufwärts beginnen, wenn die andere ihren Stoß nach abwärts macht, und da dann die Bewegungen derselben in entgegengesezter Richtung geschehen, so wird die eine Pumpe der Wirkung der anderen entgegen arbeiten, mit Ausnahme jenes kleinen Theiles der Wirkung, welcher der Verschiedenheit ihrer Geschwindigkeiten zuzuschreiben ist. Wenn daher die Verschiedenheit ihrer Geschwindigkeiten klein genug gemacht wird, so kann irgend eine gegebene Kraft in den Stand gesezt werden, irgend einen bestimmten Grad von Druk an dem Ende jener Zeit hervorzubringen, wo das kleinere Rad eine halbe Umdrehung vor dem größeren voraus hat. Es ist offenbar, daß die Zahl der Umdrehungen, die zur Erzeugung dieser Wirkung nöthig ist, desto größer seyn muß, je kleiner der Unterschied zwischen den Geschwindigkeiten der Räder ist.

Es sey, a, der Bogen des Kreises, welchen das eine Rad bei jeder Umdrehung, oder bei jedem Pumpenzuge vor dem anderen voraus hat. Wenn wir nun die Maschine anfangen gehen zu lassen, wann beide Pumpen-Stämpel unten sind, so wird das bei irgend einer Anzahl, n, von Umdrehungen des großen Rades eingetriebene Wasser im Verhältnisse von

Textabbildung Bd. 20, S. 220

seyn.

|221|

Denn die Pumpe wirkt wirklich nur während der Zeit, als beide Stämpel niedersteigen. Wenn also die Maschine anfängt zu arbeiten, wenn ihre beiden Stämpel auf dem untersten Puncte stehen, und die Bewegung fortfährt, bis beide anfangen niederzusteigen, so wird man finden, daß die Kurbel des kleinen Rades den halben Bogen, a, über dem oberen Puncte voraus ist, und muß daher ihren Zug von dort anfangen, während die Kurbel des großen Rades von oben anfängt. Wenn ferner die Kurbel des großen Rades auf die Entfernung, a, von dem untersten Puncte gekommen ist, fängt die Kurbel des kleinen Rades an aufzusteigen. Wenn der Halbmesser der Kurbeln als Einheit angenommen wird, ist die wirkende Länge des Zuges der einen Pumpe 1 + Cos. 1/2 a, und die andere 1 + Cos. a. Bei der zweiten Umdrehung ist die Wirkung in der Länge des Zuges beider Pumpen 2 + Cos. 2a + Cos. (1 + 1/2 a); bei der dritten 2 + Cos. 3a + Cos. (2 + 1/2 a); bei der nten 2 + Cos. na + Cos. (n – 1/2) a.

Wenn na = 180°, so ist der Cosinus desselben – 1, und die Wirkung ist

Textabbildung Bd. 20, S. 221

Die gesammte Menge des während, n, Zügen eingetriebenen Wassers wird seyn, wie 2n + Summe des Cos. na + Summe des Cosinus

Textabbildung Bd. 20, S. 221

und, nach Gregory's Trigonometry, Art. 21, Anmerkung,

Textabbildung Bd. 20, S. 221

Wenn man den Unterschied zwischen Cos. na und Cos.

Textabbildung Bd. 20, S. 221

vernachläßigt, wird die Fläche, welche die gesammte Wirkung der beiden Pumpen darstellt, ein Rechtek seyn, dessen eine Seite gleich ist dem Durchmesser des von der Kurbel beschriebenen Kreises, und die andere der Summe der Pumpen-Flächen multiplicirt mit der Anzahl der Züge, welche nothwendig sind um das kleine Rad die Hälfte seines Umfanges über das andere Rad gewinnen zu lassen.

Die Menge Wassers, welche bei irgend einer Anzahl Züge, n, eingetrieben wird, wird beinahe seyn

Textabbildung Bd. 20, S. 221
|222|

In dieser Formel ist, A, die Summe der Flächen der Pumpen, r = dem Halbmesser der Kurbeln, n, die Anzahl der Züge, und, a, der Bogen, welchen das kleine Rad während einer Umdrehung von dem größeren gewinnt.

Um diesen Gegenstand noch deutlicher zu machen, haben wir Fig. 22. beigefügt, wo, D', die Kurbel des größeren, und, D, die des kleineren Rades ist; wir nehmen an, daß die Kurbel, D, in diesem Falle, nach dem Ende von 12 Zügen eine halbe Umdrehung gewinnt. Die Kurbel, D, wird ihren wirkenden Zug nach einander bei den Puncten 1, 2, 3 etc. beginnen, und jedes Mahl ihren Zug bei, b, enden. Die Kurbel, D', wird, im Gegentheile, immer ihren wirkenden Zug bei, a, beginnen, und nach und nach bei 1, 2, 3 etc. enden. Der schattirte Raum, ABD, wird der Wirkung der Pumpe, die von der Kurbel, D', getrieben wird, proportional seyn, und die Parallelogramme 1, 2, 3 etc. zeigen die Wirkung des ersten, zweiten und dritten Zuges. Der schattirte Raum, ACD, ist proportional der Wirkung der Pumpe, die von der Kurbel, D, getrieben wird; und die Wirkung des ersten, zweiten und dritten Zuges wird durch die Parallelogramme 1, 2, 3 etc. ausgedrükt.

Die Art, wie diese Figuren gezeichnet werden müssen, ist einleuchtend, indem die Länge eines jeden Zuges gleich ist dem verticalen Abstande zwischen dem Anfange und dem Ende. Die Summe der Figuren, welche das von jeder Pumpe eingetriebene Wasser ausdrükt, ist beinahe gleich dem Parallelogramme, ABCD; die kleinen nicht schattirten Räume zeigen die fehlenden Theile.

Wenn der schattirte Raum, ABD, so umgekehrt wird, daß der Punct, B, mit dem Puncte, C, zusammenfällt, und die Linie, AB, mit der Linie, DC, so wird die Figur dann die Abnahme der bei jeder Umdrehung eingetriebenen Menge Wassers darstellen, oder, in anderen Worten, die Abänderung, welche man an der Kraft der Presse durch den Grundsaz dieses Patentes hervorgebracht hat.

Der Fall, auf welchen diese Verbesserung gegenwärtig angewendet wird, ist einer derjenigen, in welchem die Vortheile der hydromechanischen Presse sehr bedeutend sind. Man wird dadurch in den Stand gesezt, dieselbe Menge von Arbeit mit einer geringeren Anzahl von Arbeitern zu verrichten; es werden |223| die Säke und Umhüllungen weniger abgenüzt; die Maschine nimmt weniger Raum ein, und die zerstörende Wirkung der Erschütterung der Gebäude und der Maschine durch die schweren Stampfer wird gänzlich vermieden; die Arbeit geschieht mit einer solchen Presse so ruhig und geräuschlos, daß man überall, ohne alle Störung für die Nachbarschaft, Oehl pressen kann.

Die Anwendung des Grundsazes dieses Patentes ist indessen nicht auf die Pressen allein beschränkt; denn die Wirkung einer jeden Kraft, die periodischen Abwechslungen ihrer Stärke unterworfen ist, kann auf diese Weise stätig gemacht werden. Ein auffallender Fall dieser Art ist bei den Fluthpumpen, auf welche, wenn wir uns recht erinnern, eine Gesellschaft zur Aufmunterung der Künste in den Niederlanden einen bedeutenden Preis ausschrieb.

Dieser Aufsaz findet sich auch in Gill's technical Repository, N. 50. S. 65. A. d. Ueb.

|218|

Polytechnisches Journal, Bd. XII. S. 72. D.

|219|

Die Entdekung dieser verbesserten Methode, die Presse zu treiben, hat Hr. Spiller gemacht, und hierauf in Verbindung mit Hrn. Bramah sich ein Patent geben lassen. A. d. Ueb.

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