Titel: Nasmyth's Verbesserungen im Schmieden des Eisens.
Autor: Nasmyth, James
Fundstelle: 1850, Band 118, Nr. LXI. (S. 283–288)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj118/ar118061

LXI. Verbesserungen im Schmieden des Eisens; von James Nasmyth.

Aus dem Civil Engineer and Architect's Journal, Septbr. 1850, S. 292.

Mit Abbildungen.

Bevor Hr. Nasmyth zur Beschreibung dieser Verbesserungen übergeht, macht er auf den Werth und die Wichtigkeit einer jeden Verbesserung aufmerksam, welche die Herstellung starker und vollkommen haltbarer Schmiedeisenstücke zuverlässiger zu machen bezweckt, hauptsächlich der massiven für gewisse Zwecke bestimmten Maschinentheile, z.B. Ruderradwellen und andere Theile der Marine-Dampfmaschinen, Krummzapfen, gerade und gekröpfte Achsen für Locomotiven, Anker und dergleichen, von deren Haltbarkeit Leben und Eigenthum abhängen.

Hr. Nasmyth führt Fälle an, wo Ruderradwellen der Dampfschiffe zerbrachen, obgleich sie dem äußern Anscheine nach vollkommen fehlerfrei waren, so daß sie erst beim Brechen das Vorhandenseyn des ursprünglichen Fehlers zeigten. Sie waren nämlich aus Packeten oder Bündeln einzelner Stäbe dargestellt, die nicht gehörig zusammengeschweißt, sondern um äußerlich zusammengehalten waren, indem nur äußerlich die Schweißung vollkommen stattgefunden hatte.

Fig. 1 stellt die Wirkungen dar, welche durch einen flachgebahnten Hammer und Amboß beim Schmieden cylindrischer Stücke auf das Innere des Eisens ausgeübt werden.

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Fig. 1., Bd. 118, S. 284

Man überzeugt sich auf den ersten Blick, daß die Wirkung, welche auf den innern Theil des Metalls einer Welle oder eines ähnlichen cylindrischen Stücks vermittelst der allmählichen Schläge eines flachgebahnten Hammers auf einem eben solchen Amboß A und B ausgeübt wird, darin besteht, das Arbeitsstück in der Richtung ED, EC (wie der doppelt gespitzte Pfeil in der Figur zeigt) auszubreiten oder auszurecken; die hiebei entstehende Abplattung sucht man durch fortwährendes Wenden des Stückes auf dem Amboße zu verbessern, wobei jeder folgende Schlag die durch den vorhergehenden entstandene Abplattung wieder aufhebt.

Fig. 2., Bd. 118, S. 284

Das Resultat dieser Wirkung ist ein Aneinanderreihen oder Zerspalten des Kernes der eisernen Welle, wodurch eine Trennung der Eisentheile durch den ganzen innern Theil der Welle hindurch erfolgt, etwa auf die Weise wie es Fig. 2 verdeutlicht, und häufig von solcher Ausdehnung, daß Wasser oder Luft von einem Ende der auf solche Weise geschmiedeten Welle bis zum andern durchdringen kann.

Die Folge einer derartigen schlechten Schweißung ist, so viel steht fest, eine frühere oder spätere Abnutzung des Gegenstandes nach außen hin, und sie endigt nach aller Wahrscheinlichkeit mit „einem Bruche“ desselben, der mehr oder weniger nachtheilig in seinen Folgen ist.

Fig. 3., Bd. 118, S. 284

Nasmyth beschreibt dann die von ihm verbesserte Form der Amboß-Bahn, durch deren Anwendung alle derartigen Fehler vermieden werden. Die Anwendung seiner verbesserten Amboß-Bahn hat einen so vollkommenen Erfolg und so ausgezeichnete Leistungen in ihrem Gefolge gehabt, daß ihre Einführung in England fast allgemein geworden ist; vollkommen feste und zuverlässige schmiedeiserne Wellen können nun von jeder Länge eben so leicht als sicher hergestellt werden.

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A, Fig. 3, zeigt die Gestalt seiner verbesserten Amboß-Bahn, V-Amboß genannt, zwischen dessen Backen eine runde Welle, welche im Durchschnitt mit den Buchstaben C, C, C bezeichnet ist, gelegt und in dieser Lage ausgeschmiedet wird.

Ein Blick auf Fig. 2 wird jedermann den Erfolg deutlich machen, nämlich, daß jeder Hammerschlag auf die Welle C, C, C – anstatt, wie es bei Fig. 1 der Fall ist, eine divergirende (nach verschiedenen Richtungen laufende) Wirkung auf den mittleren Theil des Stückes zu veranlassen – im Gegentheil eine convergirende (nach dem Mittelpunkte gerichtete) Wirkung ausübt, wie durch die drei Pfeile versinnlicht ist; anstatt daß der mittlere Theil der eisernen Welle durch die Wirkung der Hammerschläge weniger dicht und weniger zusammenhängend wird, hat sich also der entgegengesetzte Erfolg herausgestellt; außerdem müssen in Folge der keilartigen Gestalt und Wirkung dieser V-Amboßbahn die Schläge eine bedeutend größere Zusammendrückung hervorbringen. Die Leichtigkeit und Schnelligkeit, womit ein cylindrisch geformtes Stück, wie Wellen u.s.w. nach der neuen Methode hergestellt werden kann, sind sehr beachtenswerth; so ist z.B. der Schmied im Stande mit Hülfe dieses V-Amboßes ein Stück Eisen in einer Hitze zu einer Länge auszuschmieden, wofür auf einem gewöhnlichen Amboße drei Hitzen nöthig wären. Hierzu kommt noch der Umstand, daß man in Folge der gabelförmigen Gestalt des V-Amboßes das zu schmiedende Stück jederzeit unter der Falllinie des Hammers erhalten kann, während dasselbe, um die aufeinanderfolgenden Schläge zu empfangen, herumgedreht wird; dieß ist je nach dem Umfange des zu schmiedenden Stücks eine bedeutende Erleichterung. Ein anderer Vortheil besteht in dem ungehinderten Abzug, welcher dem während des Schmiedens von dem glühenden Eisen abfallenden Hammerschlage und den Schlacken gestattet ist; der Hammerschlag fällt nämlich abwärts nach dem Scheitel des V zu, bei D, und die Schlacke tröpfelt ab; auf diese Weise werden die Ursachen entfernt, welche bei den auf flachgebahnten Amboßen geschmiedeten Gegenständen Eindrücke und Rauhigkeit veranlassen.

Bei einer nähern Betrachtung der Fig. 3 wird man sich leicht überzeugen, daß ein solcher V-Amboß, wie der dort dargestellte, für Gegenstände von sehr verschiedenem Durchmesser ausreichend ist; denn so verschieden auch der Durchmesser seyn mag, so wird das Stück doch immer unmittelbar auf dem Scheitel des Winkels bei D, oder auf den Backen F, F aufliegen.

Ein Winkel von 80° hat sich für die Seiten des V am vortheilhaftesten bewährt; die Ränder des V müssen gut abgerundet seyn und |286| die Seitenoberflächen desselben erhalten eine Krümmung in der Richtung der Achse des abzurundenden Stückes (diese Krümmung beträgt einen Achtelszoll in zwölf Zollen). Auf diese Weise läßt sich der Gegenstand bequem in der Rundung drehen und die Ausstreckung (in der Richtung der Achse) mit Leichtigkeit bewirken. Die ungemeine Einfachheit des V-Amboßes und die vollkommen fehlerfreien Stücke, welche durch seine Anwendung leicht hergestellt werden, haben seine fast allgemeine Einführung (in England) veranlaßt.

Nasmyth wendet sich nun zu der Beschreibung des zweiten Theils seiner Verbesserungen, welche in eben so sicheren als einfachen Mitteln zur Darstellung von Kesselblechen bestehen. Er leitet die Beschreibung dieser Verbesserungen mit Auseinandersetzung der Ursache ein, welche beim Schmieden im allgemeinen, und der Kesselbleche insbesondere die Fehler verursacht; dieß ist die unvollkommene Entfernung des geschmolzenen Eisenoxyds (Schlacke oder Cinder), welches nach jeder erfolgten Schweißhitze das Eisen überzieht und der Oberfläche desselben anhängt. Wenn diese Schlacke zwischen den zusammenzuschweißenden Flächen sitzen bleibt, so veranlaßt sie gewiß eine größere oder geringere Fehlerhaftigkeit, je nach der zu verbindenden Oberfläche die sie einnimmt. Die im Eisen häufig zwischengelagert vorkommende Schlacke ist als die hauptsächlichste Fehlerquelle desselben zu betrachten; sie verursacht die Unhaltbarkeit schmiedeiserner Gegenstände, welche nur allzuhäufig traurige und beklagenswerthe Unfälle herbeiführt, wie z.B. das Zerreißen von Kettengelenken und Ankern, oder von Dampfkesseln, welche aus fehlerhaftem, d.h. schiefrigem Blech verfertigt wurden.

In Bezug auf Kettengelenke erwähnt Nasmyth der Resultate einer großen Reihe von Versuchen, welche zur Ermittelung der Stärke von Ankerketten angestellt worden sind, mit deren Ausführung er als Mitglied des „Comité's für Metalle“ von der Admiralität betraut war. Unter zehn erfolgten Brüchen waren wohl acht durch mangelhaftes Schweißen in Folge zurückgebliebener Schlacke herbeigeführt, wie das Aussehen der Bruchflächen bewies, durch welches ein sachverständiger Blick nicht getäuscht werden kann. (Die Redaction verweist hier auf das, was in Bd. CXVI S. 269 etc. über diesen wichtigen Gegenstand mitgetheilt worden ist.)

Es ist unerläßliche Bedingung zur Herstellung einer vollkommenen Schweißung, daß nicht nur die zu schweißenden Oberflächen eine richtige Schweißhitze erhalten, sondern auch daß, nachdem sie mit einander in Berührung gebracht sind, kein Theilchen von der dem |287| heißen Eisen unvermeidlich anhängenden Schlacke, zwischen solchen Flächen die an einander geschweißt werden sollen, sitzen bleibt.

Fig. 4., Bd. 118, S. 287

Fig. 4 stellt einen aus vier Platten bestehenden Stoß dar, aus welchem nach dem gewöhnlichen Verfahren durch Aneinanderschweißen der einzelnen Platten ein einziges Stück gebildet wird, um es dann zu Kesselblechen oder Stäben auszuwalzen. Wenn nun die einzelnen Platten A, B, C, D unter einem Schmiedehammer und Amboß mit flachen oder etwas concaven Bahnen hergestellt wurden, so haben sie sicherlich hohle Stellen, oder geringe Vertiefungen auf ihren Oberflächen, so daß, wenn eine auf die andere gestapelt wird, fast nothwendig hohle Räume gebildet werden. (Die hohlen Räume sind in der Figur 4 durch die starken unregelmäßigen Linien bezeichnet.) In Folge der hohlen Unregelmäßigkeiten der Oberflächen kommen meistentheils diejenigen Theile zuerst mit einander in Berührung, welche überhaupt die äußersten Begränzungen der Platten bilden. Durch die Hammerschläge sollen zuerst die einzelnen Theile zu einem Ganzen zusammengeschweißt werden; in Folge der fortgesetzten Schläge wird die dazwischen befindliche Schlacke oder Cinder weggeschafft, was, je nachdem die Stellen zwischen den Platten erhaben oder hohl sind, auf eine mehr oder weniger vollkommene Weise geschieht. So lange nun Auswege für das Austreten der Schlacke vorhanden sind, geht dieß gut von statten; es bleiben aber gewöhnlich gewisse Theile dieser Schlacke zurück, weil ihnen durch das Zusammenschweißen der äußersten Begränzungen der Platten der Ausweg abgeschnitten ist. Die natürliche Folge hiervon ist nothwendig ein Fehler, welcher je nach der Menge der eingeschlossenen Schlacke größer oder geringer seyn wird. Ist aber einmal solche Schlacke zwischen der Oberfläche der Platten eingeschlossen, so kann man sie nimmer durch noch so starkes Hämmern entfernen, sie wird im Gegentheil dadurch über eine größere Fläche ausgedehnt; so lange aber ein auch noch so geringer Theil von dieser Schlacke zurückbleibt, haben wir einen verhältnißmäßigen Grad von Fehlerhaftigkeit.

Das sichere Mittel zur Verhütung und Beseitigung solcher Fehlerquellen bei Kesselblechen oder anderen geschmiedeten Gegenständen besteht |288| einfach darin, den aneinander zu schweißenden Flächen eine solche Gestalt zu ertheilen, daß dem geschmolzenen Oxyde oder den Schlacken Gelegenheit zum Entweichen gegeben ist; so lange bis die Flächen der zusammen zu schweißenden Theile aufs innigste mit einander verbunden sind, möge dieß nun unter einem Hammer oder zwischen Walzen geschehen.

Fig. 5., Bd. 118, S. 288

Zur Erreichung dieses Zwecks gibt Nasmyth der Oberfläche seiner Platten eine convexe Gestalt (siehe Fig. 5); durch dieses höchst einfache und sinnreiche Verfahren wird der Schlacke oder den sonstigen Verunreinigungen Gelegenheit dargeboten, bis zum letzten Augenblick zu entweichen, indem die Schweißung in der Mitte an der Berührungsstelle bei W beginnt, und nach auswärts hin, bis zu den äußersten Enden fortschreitet; mag dieß nun durch die Schläge eines Hammers oder durch Zusammenquetschen zwischen Walzen bewirkt werden, so bleibt stets ein offener Weg für den freien Abzug der Schlacke, bis die Flächen von W am äußeren Ende Z, Z, Z, Z mit einander verbunden sind. Durch geeignete Anordnung und Gestaltung der Oberflächen, welche wir auf einander zu schweißen beabsichtigen, vermögen wir also ein vollkommen zuverlässiges und gesundes Stück Eisen herzustellen, welches seine anfänglichen guten Eigenschaften beibehalten muß, zu welcher Stärke es später ausgeschmiedet oder ausgewalzt werden mag.

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