Titel: Grime's Verbesserungen in der Fabrication der Räder für Locomotiven etc.
Autor: Grime, Jeremiah
Fundstelle: 1840, Band 76, Nr. LX. (S. 248–254)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj076/ar076060

LX. Verbesserungen in der Fabrication der Räder für Locomotiven, Tenders und andere Wagen, worauf sich Jeremiah Grime, Graveur von Bury in der Grafschaft Lancaster, am 21. Febr. 1838 ein Patent ertheilen ließ.

Aus dem London Journal of arts. Febr. 1840, S. 262.

Mit Abbildungen auf Tab. IV.

Gegenwärtige Verbesserungen in der Fabrication der Räder für Locomotiven, Tenders und Wagen, die hauptsächlich auf Eisenbahnen zu laufen bestimmt sind, bestehen in einer eigenen Anordnung der zur Construirung des Rades erforderlichen Theile, welche sämmtlich aus Schmiedeisen erzeugt und in einer dazu geeigneten Maschine zu einem festen Rade zusammengeschweißt werden. Während dieses lezteren Processes werden nämlich die Felgen mit ihrem Randkranze, die Speichen und die Nabe durch Schweißung des Metalles so vollkommen verbunden, daß nirgendwo eine Verbindungsstelle, eine Unvollkommenheit oder ein schwacher Theil daran zu bemerken ist. Wenn das Rad solchermaßen gleichsam nur aus einem Stüke Schmiedeisen besteht, und der Randkranz mit der Felge aus einem Eisenstabe gebildet ist, so wird ein eigener getrennter Radreifen überflüssig; und hieraus folgt, daß der äußere Umfang des Rades dauerhafter wird, indem sich der Randkranz oder der Reifen nicht abnüzen und auch nicht los werden kann. Alle diese Verbesserungen werden aus den Abbildungen, zu deren Beschreibung ich alsogleich übergehen werde, deutlicher erhellen.

Fig. 1 ist eine seitliche Ansicht einer eisernen Scheibe von 1/4 Zoll Dike. Wie man sieht, ist aus dieser Scheibe bei a ein Stük ausgeschlagen worden. Dieses Loch deutet den Raum, der zwischen den Speichen des Rades zu bleiben hat, an. Wenn nun diese Scheibe gleichmäßig eingetheilt ist, und ringsum gleiche Stüke aus ihr ausgeschlagen wurden, so ist klar, daß die zurükbleibenden Theile die Speichen des Rades bilden, wie aus Fig. 2, wo ein vollständiges Rad von Vorne abgebildet ist, erhellt. Um jedoch die für die Räder einer Locomotive oder eines Wagens erforderliche Dike oder Stärke zu erlangen, lege ich so viele solche Platten auf einander, als hiezu nothwendig erscheinen. Dabei nehme ich die 2 oder 3 äußeren Scheiben etwas diker und um so viel größer, als die übrigen, als zur späteren Bildung des Randkranzes aus ihnen erforderlich ist. Ferner schlage ich aus gewöhnlichem Eisenbleche einige kreisrunde |249| Stüke aus, die, wenn sie an die für sie bestimmte Stelle gebracht worden, zu beiden Seiten des Rades die Nabe zu bilden haben.

An dem äußeren Ende einer jeden Speiche lasse ich endlich ein kreisrundes Loch b, b ausschlagen. Wenn nun diese Platten auf einander gelegt worden, so steke ich durch alle diese Löcher ein kleines metallenes Röhrenstük, damit auf diese Weise sämmtliche Scheiben bei den Processen, denen sie zu unterliegen haben, in der ihnen angewiesenen Stellung erhalten werden. Die nach Entfernung der Röhrenstüke bleibenden Löcher machen das Rad um etwas Weniges leichter.

Fig. 3 zeigt die beiden äußeren Platten vom Rande her betrachtet, und Fig. 4 ist eine ähnliche Ansicht sämmtlicher Platten.

Das Rad wird nun so, wie es ist, in einen Flamm- oder anderen Ofen gebracht, der später ausführlich beschrieben werden wird, und in diesem einer Schweißhize ausgesezt. Die Schweißung sämmtlicher Theile zu einem Ganzen wird hiebei durch eine Maschine, die mit dem Ofen in Verbindung gebracht ist, und die ich gleichfalls später beschreiben werde, befördert. Das aus dem Ofen und der Schweißmaschine kommende vollendete Rad sieht man in Fig. 2 von Vorne, und in Fig. 4 vom Rande her betrachtet. Es braucht dann nur mehr auf die Drehbank gebracht zu werden, um auf dieser die äußere Metallkruste zu entfernen, und sowohl den Kegel als auch den Randkranz gehörig abdrehen zu lassen. Fig. 5 zeigt ein vollendetes und abgedrehtes Rad vom Rande her betrachtet.

Fig. 6 ist ein Durchschnitt desselben nach der in Fig. 2 ersichtlichen punktirten Linie A, B.

Ich bemerke, daß man bei der Zusammenstellung der Platten besonders darauf sehen soll, daß sich das Korn oder die Fasern des Eisens stets kreuzen und vom Mittelpunkte aus divergiren, damit auf diese Weise eine dauerhaftere Oberfläche zum Vorscheine komme und das ganze Rad an Stärke gewinne. Sachkundige werden sich leicht hierein finden. Es läßt sich auch leicht erzielen, wenn man dem ersten der aus den Scheiben geschlagenen Löcher ein Zeichen gibt. Gesezt z.B. das Rad habe 12 Scheiben und 12 Speichen, so lege ich das zweite Loch der zweiten Scheibe unmittelbar auf das erste Loch der ersten Scheibe, das dritte Loch der dritten Scheibe abermals auf das erste Loch der ersten Scheibe u.s.f. Sollte man bei der Fabrication von Rädern der beschriebenen Art den Schweißproceß zu umgehen wünschen, so könnte man die Löcher wohl auch mit einem Male aus einer massiven Metallplatte von der erforderlichen Dike ausschlagen. Ich kann jedoch dieses Verfahren nicht anempfehlen, da dabei eine zu große Kraft erheischt wird, und da die |250| massive Metallplatte nicht leicht zu handhaben seyn würde. In der That würde das Rad viel kostspieliger ausfallen, wenn es aus einer einzigen diken Platte erzeugt würde, abgesehen davon, daß es weniger verlässig seyn würde, als wenn es aus mehreren dünnen Platten, die leicht auszuschlagen und zu schweißen sind, zusammengesezt ist. Man kann übrigens auch alle oder nur mehrere der Platten so auf einander legen, daß sie auf einmal ausgeschlagen werden können.

Erinnern muß ich, daß man, anstatt die Löcher einzeln aus den Scheiben ausschlagen zu lassen, man die Patrizen auch so anfertigen kann, daß sämmtliche Löcher in den Scheiben auf Einmal ausgeschlagen werden. Dieses Verfahren wird zwar offenbar einen größern Kraftaufwand erfordern, doch könnte es bei Rädern von kleinem Durchmesser mit Vortheil befolgt werden.

Obgleich ich nun mein Verfahren mit Hinweisung auf Fig. 1, 2, 3 u. 4 nur in seiner Anwendung auf die Räder der Locomotiven beschrieben habe, so ist doch klar, daß dieselbe Construction auch auf die Räder aller andern Arten von Wagen anwendbar ist. Sie eignet sich ferner ebenso für alle Maschinenräder, sie mögen gerade oder schräge Zähne haben, wenn dieselben aus Schmiedeisen bestehen, und eine besondere Stärke und Dauerhaftigkeit bekommen sollen.

Eine andere Art von Rädern, welche ganz aus Schmiedeisen gebaut sind, sieht man aus den folgenden Figuren. Die verschiedenen Theile bestehen hier aus ausgewalzten oder geschmiedeten Eisenstäben, die so geordnet sind, daß die Fasern des Eisens strahlenförmig vom Mittelpunkte des Rades ausgehen, und daß also, wenn das Rad auf einer Schiene läuft, dieser immer das sogenannte Ende des Eisens dargeboten wird.

Diese Räder werden nun folgendermaßen zusammengesezt. Ich lasse Stäbe aus Schmiedeisen so auswalzen, daß sie entweder ebene Flächen, oder schräglaufende, schwalbenschwanzförmige, abgerundete, oder anders geformte Verzahnungen bekommen, wie man dieß in Fig. 7 und 8 sieht. Diese Stäbe schneide ich in Stüke, deren Länge der gewünschten Dike des Reifens und Randkranzes des Rades entspricht, und dergleichen in Fig. 9 und 10 zu sehen sind. Ferner lasse ich eine erforderliche Anzahl von Speichen, dergleichen in Fig. 11 von Vorne und in Fig. 12 von der Seite dargestellt sind, anfertigen, was mit Hülfe von Matrizen, Fig. 13, durch den gewöhnlichen Schmiedeproceß geschehen kann. Die auf solche Weise erzeugten Speichen seze ich nun sämmtlich zusammen; und wenn hiedurch die Nabe vollkommen gebildet, und die kleinen Kreissegmente in der zur Bildung der Felge erforderlichen Ordnung an einander gebracht, oder in einander gezapft worden, wie dieß aus Fig. 14, 15, wo das Rad |251| in dem Zustande ersichtlich ist, in welchem es sich vor der Zusammenschweißung seiner Theile befindet, erhellt, so bringe ich das Rad in den Ofen, damit in diesem das Ganze auf die oben beschriebene Weise durch Schweißung vereinigt wird. An dem aus dem Ofen kommenden Rade muß, wenn es für Eisenbahnen bestimmt ist, der Kegel und der Randkranz aus der massiven Felge gedreht werden, wie es bei der Beschreibung des ersten Randes erwähnt wurde. Man kann übrigens auch, um dieses Drehen zu ersparen, einen gewöhnlichen Reifen oder Randkranz an die Felge anschweißen. Fig. 16 zeigt ein solches vollständiges Rad von Vorne, Fig. 17 ist ein durch dessen Mitte geführter Durchschnitt.

Die Construction dieses Rades läßt sich leicht modificiren, wie aus der Fronteansicht Fig. 18, und an dem Durchschnitte Fig. 19 zu sehen ist. Hier ist nämlich die Einrichtung der Speichen und der Nabe dieselbe geblieben; allein die Felge und der Randkranz bestehen aus einem Eisenstabe, der nach Art eines gewöhnlichen Eisenreifens ausgewalzt ist, und an den mit Hülfe der oben erwähnten Maschine die Speichen angeschweißt werden. Zur Erleichterung der Schweißung sind die Speichen, wie man bei a, a sieht, mit einem Vorsprunge versehen, während in den die Felge bildenden Eisenstab eine entsprechende Vertiefung gewalzt wurde, so daß sich das Ende der Speiche beim Schweißen ausbreiten, und somit fester mit der Felge verbinden kann, als es beim einfachen Einstoßen der Speichenenden geschieht.

Eine andere Art von Rad erhält man, wenn man die Felge aus einem ausgewalzten Eisenstabe auf solche Weise bildet, wie aus dem Durchschnitte Fig. 20, und aus der Seitenansicht Fig. 21 zu sehen ist. An diesem Rade wird der Stab zur Bildung der Speiche in der Runde gebogen und an seinen beiden Enden zusammengeschweißt. Ferner schlägt man aus Eisenblech kreisrunde Stüke von der in Fig. 22 bei a ersichtlichen Form aus, und legt ihrer so viele auf einander, als nöthig sind, um der Nabe die gehörige Dike zu geben. Ebenso schlägt man die in Fig. 22 mit b, b bezeichneten Speichen aus Eisenblech aus, die man sodann gleichfalls auf einander legt. Man erhält auf diese Weise ein Rad, welches vollendet die in Fig. 23 ersichtliche Gestalt hat, und welches man in Fig. 24 im Durchschnitte sieht. Leichtere Räder dieser Art erhält man, wenn man nur die beiden äußeren Platten zu beiden Seiten des Rades als Speichen dienen läßt, und die inneren Platten wegläßt, wie man aus dem Durchschnitte Fig. 25 sieht.

Eine andere Art von Rad, die aus diesen ausgeschlagenen Scheiben verfertigt, und von den bis jezt beschriebenen Rädern etwas verschieden ist, ist in Fig. 26 dargestellt. Hier sind an den äußeren |252| Scheiben die Räume zwischen den Speichen ganz auf dieselbe Weise ausgeschlagen, wie bereits in Fig. 1 gezeigt wurde.

Die Felge besteht aus Segmenten eines dünnen Eisenbleches von der in Fig. 27 angedeuteten Form, in welche die Löcher a, a geschlagen sind. Die Nabe besteht aus den aus dünnem Eisenbleche ausgeschlagenen kreisrunden Stüken Fig. 28. Bei der Zusammenstellung dieser Räder sollen die beiden äußeren durchlöcherten Platten so angebracht werden, daß die Speichen die Löcher einer jeden Platte durchschneiden. Zugleich verbinde ich die beiden Platten durch die diagonal laufenden Stäbe c, c, welche den Platten als Stüze dienen und sie auch in gehöriger Entfernung von einander halten.

Die Kreissegmente, welche die Felge zu bilden haben, und die kreisrunden Stüke, welche die Nabe bilden, werden nun zwischen den beiden äußeren ausgeschlagenen Scheiben b, b auf einander gelegt; und wenn hierauf, um die Scheiben in der ihnen angehörigen Stellung zu erhalten, kleine eiserne Zapfen in die Löcher a, a gestekt worden, so bringt man das Ganze in den Schweißofen, um alle seine Theile durch Schweißung zu verbinden. Fig. 29 zeigt ein solches Rad in einem Durchschnitte.

Eine weitere meiner Verbesserungen im Baue der Räder erhellt aus Fig. 30 und 31. In diesen Figuren sieht man, daß die Felge aus einem massiven Eisenstabe, an dessen Umfang der Randkranz gebildet ist, besteht. Diese Felge ist mit der Nabe durch ein Paar oder durch mehrere spiralförmig gewundene Federn a, a, die mit dem einen Ende an die Felge, mit dem anderen an die Nabe angeschweißt sind, verbunden. Ein auf diese Weise gebautes Rad, das statt der Speichen Federn von solch' eigenthümlichem Baue hat, wird die Erschütterungen, welche eintreten, wenn der Wagen über die Unebenheiten einer Straße läuft, vielmehr vermindern, als dieß der Fall ist, wenn die Federn auf den Achsen des Rades aufruhen. Der bewegliche Kasten läßt sich auch viel stätiger und besser befestigen, wenn die Federn nicht aus den Rädern, sondern innerhalb derselben angebracht sind. Derlei Räder eignen sich besonders für Locomotiven und Eisenbahnwagen, da bei ihnen die Unvollkommenheiten der Schienen-Verbindungen viel minder fühlbar werden, so daß die in den Wagen Fahrenden wenig oder gar keine Erschütterungen empfinden. Da die Federn sowohl einer horizontalen als verticalen Bewegung theilhaftig sind, so wird die Bewegung des Wagenzuges kaum fühlbar seyn.

Der zweite Theil meiner Verbesserungen in der Verfertigung der Räder beruht auf der Anwendung einer Maschine, wie sie aus dem seitlichen Aufrisse Fig. 32, und aus dem Grundrisse Fig. 33 zu sehen ist. Es ist dieß nämlich eine Ausschlagmaschine, welche zum Ausschlagen |253| der Löcher aus den eisernen, zur Verfertigung der Räder bestimmten Scheiben dient.

Diese Maschine besteht aus einem gußeisernen Gestelle a, a, in welchem ein Hebel erster Classe b, b, der seinen Drehpunkt in c hat, angebracht ist. Das Schneidgeräthe d ist an dem kürzern Ende dieses Hebels mittelst der Glieder d*, d* aufgehängt. An demselben Ende dieses Hebels befindet sich auch die eine Hälfte der Scherenblätter e, deren andere Hälfte auf dem Gestelle der Presse befestigt ist. Die durch das Getrieb f mitgetheilte Kraft wirkt auf das Stirnrad g, und bewirkt, daß der Krummzapfen h, der sich an einer der Speichen dieses Rades befindet, umläuft. Wenn man daher die Verbindungsstange i in Schwingung versezt, und wenn der längere Arm des Hebels aufgehoben wird, so wird das Schneidgeräth d bei seinem Herabsteigen auf die Unterlage oder Matrize k wirken, und hiemit nothwendig ein Stük aus der bei l ersichtlichen Scheibe ausschlagen. Beim Emporsteigen des kürzeren Armes des Hebels wird dagegen die Schere in Thätigkeit kommen, wie man bei m sieht, und die Ränder der Scheibe zuschneiden. Damit nun die in der Scheibe auszuschlagenden Löcher genau an die Stelle kommen, wo sie hingehören, theile ich zuerst die Scheibe in dem Kreise ab, in welchen die kleinen, am Ende der einzelnen Speichen befindlichen Löcher zu fallen haben. Diese kleinen Löcher schlage ich dann mittelst der am Hebel angebrachten Patrizen n, n aus, indem ich den an der unteren Seite des Hebels b befindlichen Vorsprung o auf sie wirken lasse. Während die Scheibe an jenes Ende der Maschine, an dem sich das Schneidgeräth l, und die Matrize k befindet, gehalten wird, werden die kleinen Zapfen p, p in zwei der kleinen Löcher der Scheibe gestekt, so daß sie als Klammer wirken, und die Scheibe dermaßen in dieser Stellung erhalten, daß sie während des Herabtretens des Schneidgeräthes keine seitliche Bewegung zu machen im Stande ist. Es ist klar, daß sich diese Ausschlagmaschine von den gewöhnlichen, und namentlich von den beim Ausschlagen der Kesselplatten gebräuchlichen nur in ihrer Anwendung unterscheidet. Und ebenso ist es klar, daß jede Schwung- oder Stoßpresse zu demselben Zweke dienen kann, so wie sich auch die Schneidgeräthe je nach der Form, welche die auszuschlagenden Löcher bekommen sollen, mannichfach abändern lassen. Fig. 34, 35 und 36 stellen die Schneidgeräthe d und k einzeln für sich dar.

Fig. 37 ist ein quer durch die Mitte des Schweißapparates geführter Durchschnitt, und Fig. 38 ein Fronteaufriß hievon. a, a, a, a ist der Ofen, der vorne und hinten Thüren hat, von denen die vordere geöffnet ist, um in das Innere bliken zu lassen. Dieser Ofen ist gleich einem gewöhnlichen Flammofen mit einem Schornsteine und |254| einem Register c versehen, welches zur Regulirung der Hize dient. d ist eine kreisrunde Platte, die aus Eisen und feuerfesten Ziegeln bestehen kann, und auf der Welle e angebracht ist. Auf diese Platte müssen nun die Räder oder vielmehr die oben beschriebenen Bestandtheile derselben gelegt werden, worauf man die Platte mit Hülfe der Winkelräder f, f und der Treibwelle g langsam umtreibt, damit jeder Theil gleichmäßig der Einwirkung der Hize ausgesezt wird. Wenn das Rad in dem Ofen die gehörige Schweißhize bekommen hat, wird es mit einem Stößer oder einem anderen dazu tauglichem Werkzeuge, welches von oben bei dem kegelförmigen Loche h eingeführt wird, geschlagen oder gestoßen, und auf solche Art eine theilweise Schweißung seiner einzelnen Theile bewirkt. Ein anderes passendes Werkzeug wird durch horizontale Oeffnungen, die sich an den Seiten des Ofens befinden, eingeführt; und dieses Werkzeug wirkt, wenn es nach Art einer gewöhnlichen Schere plözlich geöffnet und geschlossen wird, an entgegengesezten Punkten auf die Felge, wodurch beim Umlaufen des Rades auf der Platte d, d die Schweißung der Speichen an die Felge befördert wird. Wenn das Rad somit theilweise geschweißt worden, und sich auf einem zu seiner Vollendung geeigneten Hizgrade befindet, so läßt man es auf den Schienen oder Führern i, i in die Form k herabgleiten, wie man in Fig. 38 sieht. Ist es daselbst angelangt, so läßt man, indem man das Ende der Kette m losläßt, plözlich das Gewicht l darauf herabfallen. Dieses Gewicht muß so lange fort aufgezogen und wieder herabgelassen werden, bis die Schweißung gänzlich vollbracht ist. Wie man sieht, ist das Gewicht oder der Bok l mittelst der Glieder n, n an der Kette m aufgehängt. Seine senkrechte Bewegung ist durch die Reibungsrollen o, o, welche an den Säulen auf- und nieder laufen, verbürgt. Die Verzahnung q, und die Getriebe r, r dienen dazu, den Mittelzapfen s in die Nabe des Rades zu heben, wodurch dieses in der Form k genau in seiner Stellung gehalten wird. Es ist klar, daß wenn man den Schweißproceß beendigen wollte, ehe das Metall der atmosphärischen Luft ausgesezt wird, dieß leicht dadurch bewerkstelligt werden könnte, daß man das Gewicht oder den Bok in die Wände des Ofens einsezt, und es durch eine in dem Scheitel des Ofens anzubringende Oeffnung emporhebt oder herabläßt. Wenn sich der Randkranz oder der äußere Umfang des Rades abnüzt, oder durch den längeren Gebrauch schadhaft geworden ist, so kann man in diesem Apparate sehr leicht einen gewöhnlichen Randkranz oder Radreifen an jedes alte Rad schweißen, was gewiß besser ist, als wenn man einen solchen Reifen bloß durch heißes Anlegen oder durch Nietungen befestigt.

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