Titel: Mason's verbesserte Cylinder etc. für Dampfmaschinen.
Autor: Mason, William
Fundstelle: 1837, Band 63, Nr. LXXX. (S. 401–404)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj063/ar063080

LXXX. Verbesserungen in der Fabrication der Cylinder, Kolben, Anwellen, Pumpen und Hähne für Dampfmaschinen, worauf sich William Mason, Ingenieur vou Brecknock-Terrace, Camden Town, in der Grafschaft Middlesex, am 7. August 1835 ein Patent ertheilen ließ.

Aus dem Repertory of patent-Inventions. Februar 1837, S. 102.

Meine Erfindungen und Verbesserungen in der Fabrication der oben angedeuteten Gegenstände beruhen darauf, daß ich die arbeitenden Oberflächen mehrerer Theile der Dampfmaschinen, welche aus Eisen bestehen, mit Kohle cementire und härte, damit dieselben der Abnüzung länger widerstehen; und damit die Maschinen folglich nicht so leicht in Unordnung gerathen, als dieß der Fall ist, wenn sie nach der bisher gebräuchlichen Methode verfertigt worden sind. Ich will hier die beste Methode, diesen Zwek zu erreichen, beschreiben, und zuerst mit jenem Verfahren beginnen, welches auf die Cementirung und Härtung der inneren oder arbeitenden Oberfläche der Dampfcylinder oder auch der Luftpumpenstiefel einer Dampfmaschine anwendbar ist.

Gesezt es handle sich um den Dampfcylinder oder Luftpumpenstiefel einer Dampfmaschine, welcher sich in rohem Zustande befindet, so wie er aus dem Gußwerke kommt, so unterwerfe ich denselben, bevor ich zum Bohren seiner inneren, arbeitenden Oberfläche schreite, dem Ausglühprocesse, indem ich ihn in einen Reverberirofen oder in einen anderen Ofen bringe, worin er bis zum Rothglühen erhizt werden kann. Hat er diesen Hizgrad erreicht, so lösche ich das Feuer aus, und nehme ihn, wenn er ausgekühlt ist, aus dem Ofen, um dann seine innere Oberfläche genau auszubohren, und hierauf zur Cementirung oder Härtung derselben zu schreiten. Dieses Ausglühen (annealing) der Cylinder und der übrigen Theile der Dampfmaschine ist zwar nicht durchaus nothwendig, allein es ist sehr zu empfehlen; denn, da der weitere Proceß in der Rothglühhize vorgenommen werden muß, so ist es besser die einzelnen Theile der Maschine vorher auf einen gleichen Grad zu erhizen und dann langsam abkühlen zu lassen, damit das Werfen oder überhaupt jede Formveränderung, die sonst in dieser Hize Statt findet, wenn das Metall ungleich seyn sollte, noch vor dem Bohren eintritt, und dann beim Bohren und |402| durch dasselbe beseitigt werden kann. Es würde nämlich große Schwierigkeiten veranlassen, wenn man nach Beendigung des Cementirungs- und Härtungsprocesses noch irgend eine Unebenheit und Unregelmäßigkeit an der Oberfläche des Cylinders vorfinden würde, wie dieß gewiß oft vorkommen würde, wenn der Cylinder, ohne vorher ausgeglüht worden zu seyn, gleich gebohrt und dann gehärtet würde.

Wenn der Cylinder diese Vorbereitung erhalten hat, so bringe ich einen cylindrischen Dorn (core) aus Gußeisen, dessen Durchmesser jedoch um 3 oder 4 Zoll geringer ist als jener des Cylinders selbst, in dessen Inneres, so daß zwischen den beiden Cylindern rings herum ein leerer hohler Raum bleibt. Diesen leeren Raum fülle ich mit gemahlenen Knochen, oder mit irgend einer anderen thierischen Substanz, welche in thierische Kohle verwandelt werden kann, oder auch wohl gleich mit thierischer Kohle selbst aus. Wenn der Cylinder hierauf an beiden Enden mit eisernen Ringen verschlossen, und mit Thon oder mit irgend einem anderen entsprechenden Materiale verkittet worden ist, damit weder atmosphärische Luft hinzu treten, noch auch etwas von den aus der thierischen Kohle entwikelten Dämpfen oder Gasen entweichen kann, so bringe ich ihn in einen Reverberir- oder anderen Ofen, worin er bis zum Kirschrothglühen erhizt und auch auf diesem Hizgrade erhalten werden kann. Wenn der Cylinder durch und durch kirschrothglühend geworden und 4 bis 5 Stunden lang in diesem Zustande erhalten worden ist, so ist der Cementirungsproceß vollbracht. Ich nehme ihn daher nach dieser Zeit mit sammt seinem Inhalte aus dem Ofen, und tauche ihn in eine Grube, die so viel Wasser enthält, daß er ganz davon bedekt wird, und in der ich ihn so lange belasse, bis er kühl geworden ist. Das Wasser soll einen geringen Gehalt an Salz haben. Wenn auf diese Weise die innere oder arbeitende Oberfläche des Cylinders cementirt und gehärtet worden ist, so nehme ich den Dorn und die thierische Kohle heraus, und reibe ihn dann mit Schmirgel und Wasser aus, um alle Unebenheiten, die sich allenfalls noch auf dessen Oberfläche befinden, zu beseitigen. Dampfcylinder und Stiefel von Luftpumpen, welche nach diesem meinem Verfahren verfertigt worden sind, werden durch die Bewegungen des Kolbens in ihnen keine so starke Abnüzung erleiden, und mithin nicht nur viel länger dauern, sondern auch eine weit geringere Reibung darbieten, als dieß an den gewöhnlich gebräuchlichen Cylindern der Fall ist. Zu bemerken ist, daß die ein Mal gebrauchte oder beim ersten Verfahren erzeugte thierische Kohle immer wieder angewendet werden kann, so daß also die durch meine Verbesserungen erwachsenden Kosten, die Arbeit und das Brennmaterial abgerechnet, nur unbedeutend sind.

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In Hinsicht auf die Anwendung meiner Erfindung auf die Kolben der Dampfmaschinen habe ich Folgendes zu bemerken. Haben die Kolben nicht über 6 Zoll im Durchmesser, so kann man sie massiv aus Eisen arbeiten oder gießen, und sie dann so abdrehen, daß sie beinahe in den gewünschten Cylinder einpassen, und nur wegen des Schleifens noch etwas größer sind. Diese Kolben bringe ich in eiserne Ringe oder Cylinder, welche etwas größer sind, als sie, damit rings herum ein freier Raum bleibt, den ich dann gleichfalls wieder mit thierischer Kohle ausfülle. Das weitere Verfahren ist ganz dasselbe, wie ich es für die Dampfcylinder und Pumpenstiefel angegeben habe. Haben die Kolben dagegen einen größeren Durchsmesser, und bestehen sie aus mehreren Segmenten und Keilen, wie dieß z. B. an den Barton'schen Patentkolben der Fall ist, so bringe ich diese Theile, sie mögen aus Guß- oder Schmiedeisen bestehen, und nachdem sie genau in die für sie bestimmten Cylinder eingepaßt worden sind, in geeignete Gefäße, in denen ich sie dem oben beschriebenen Cementirungs- und Härtungs-Processe unterwerfe. Wenn die Oberflächen zulezt mit Schmirgel abgerieben und die Kolben zusammengesezt worden sind, so wird man finden, daß sie gleich den Cylindern mit weit größerer Leichtigkeit arbeiten, weit länger dauern und auch nicht so leicht in Unordnung gerathen, wie dieß der Fall ist, wenn sie nach dem bisher üblichen Verfahren fabricirt worden sind.

Die Anwellen, welche meinem Verfahren unterliegen sollen, müssen genau gebohrt und vorzugsweise aus Gußeisen verfertigt werden, obwohl man auch Schmiedeisen dazu nehmen kann. Auch sie werden auf die erwähnte Weise mit thierischer Kohle in entsprechende Kapseln gebracht, geglüht und zulezt mit Schmirgel abgerieben.

Auch die guß- oder schmiedeisernen Stiefel der Kalt- und Heißwasserpumpen der Dampfmaschinen werden, nachdem sie genau gebohrt worden sind, nach dem oben bei den Cylindern beschriebenen Cementirungs- und Härtungs-Processe behandelt. Ich bemerke nur, daß wenn diese Stiefel klein sind, kein Dorn und kein leerer Raum um dieselben oder um irgend einen ähulichen Körper herum nöthig ist; sondern daß man sie in diesem Falle auch ganz mit thierischer Kohle füllen kann. Die innere Oberfläche der Stiefel muß am Ende mit Schmirgel ausgerieben werden. Dasselbe Verfahren gilt auch für die Kolben der Pumpen; eben so findet es auch bei der Verfertigung der Dreh- und Schiebhähne für die Dampfmaschinen seine Anwendung.

Ich habe zwar oben eine Zeit von 4 bis 5 Stunden als zur Vollbringung des beschriebenen Härtungsprocesses nöthig angegeben; |404| allein ich beschränke mich nicht genau auf diesen Zeitraum; indem der Cementirungsproceß bei kürzerer Dauer offenbar minder tief in die Substanz der behandelten Gegenstände eindringen wird, während bei längerer Dauer gerade das Gegentheil Statt finden muß: was beides unter verschiedenen Umständen für mehr oder minder zwekmäßig erachtet werden kann.

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