Titel: Die Fabrication geschweißter schmiedeiserner Röhren in England.
Autor: Jossa,
Fundstelle: 1853, Band 130, Nr. III. (S. 18–25)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj130/ar130003

III. Die Fabrication geschweißter schmiedeiserner Röhren in England; vom Oberstlieutenant Jossa. Nach dem russischen Bergjournale bearbeitet von E. W.

Aus dem polytechn. Centralblatt, 1853, Liefer. 16.

Mit Abbildungen auf Tab. I.

Geschweißte schmiedeiserne Röhren werden vorzüglich verwendet bei den Röhrendampfkesseln, welche insbesondere für Schiffsmaschinen fabricirt werden; ferner zur Leitung des Gases bei der Gasbeleuchtung und endlich zur Heizung des Wassers bei starkem Drucke nach Perkins' Systeme. Die Dimensionen der Röhren pflegen sehr verschieden zu seyn. Die größten Maaße haben gewöhnlich die Röhren für die Röhrendampfkessel, wo dann der äußere Durchmesser je nach der Kesselgröße von 1 1/2 bis 7 engl. Zoll wechselt, während die Röhren an 7 Fuß lang sind. Ihre dem Durchmesser immer entsprechende Wandstärke nimmt von 3/16 bis 3/32 Zoll ab. Der innere Durchmesser der Gasröhren übersteigt selten 2 Zoll, ihre Länge pflegt circa 15 Fuß zu betragen. Den Röhren zum Heizen nach dem Systeme Perkins' gibt man gewöhnlich etwa 1 Zoll zum äußeren und ungefähr 1/2 Zoll zum inneren Durchmesser, zur Länge aber 12–13 Fuß.

Der Druck, welchem man alle diese genannten Röhren unterwirft, ist ebenfalls ungleich. Die Gasröhren, weil sie einen sehr schwachen Druck auszuhalten haben, werden bloß (?) mit einem Drucke von 200 bis 250 engl. Pfund (?!) auf 1 Quadratzoll probirt. Die Röhren für die Röhrendampfkessel, da sie bei Kesseln von großentheils niedrigem und äußerem Drucke in Anwendung kommen, werden je nach der Größe ihres Durchmessers einem Drucke von 400–800 Pfd.(?) auf 1 Quadratzoll bei der Probe ausgesetzt. Die Röhren für Dampfkessel, welche einen sehr großen Druck von innen in einem stark erhitzten Zustande auszuhalten haben, probirt man mit einem Drucke von 3000 und noch mehr Pfunden (mit 200 Atmosphären). Bei der Probe wendet man die hydraulische Presse an.

Von den nicht vielen in England für dieses Fabricat bestehenden Anlagen hatte ich Gelegenheit gehabt, drei, welche um Birmingham herum in Staffordshire liegen, wiewohl nur oberflächlich zu besehen.

Jede dieser Anlagen verfährt nach ihrem eigenen patentirten Verfahren. Das für die Röhren bestimmte Steinkohlenpuddlingseisen bezieht man von |19| verschiedenen Hüttenwerken in Staffordshire. Es muß von guter Qualität seyn.

Die eisernen Röhren in den Dampfkesseln haben den hauptsächlichsten Mangel, daß sie bald durchbrennen. Deßhalb wird zum Verpuddeln des Eisens für die Röhren ein Theil ostindischen Holzkohlenroheisens genommen und mit englischem Roheisen gemischt. Russisches und schwedisches Eisen ist nach dem Urtheile einiger Fabrikanten zur Erzeugung der erwähnten Röhren ganz tauglich.

Das erste und ausgedehnteste Etablissement Birmingham patent iron tubes company befindet sich in der Nähe des Dorfes Smethwick, 2 Meilen von Birmingham. Die Anfertigung dieser Röhren zerfällt hier in nachstehende Hauptoperationen: 1) in das Zuschärfen der beiden über einander zu schweißenden Ränder der ausgewalzten Schiene; 2) in das Rollen der zugeschärften Schiene; 3) in das Adjustiren der gerollten Röhre auf einen durchgehends gleichen inneren Durchmesser; 4) in das Schweißen und Auswalzen der erhitzten Röhre; 5) in das Absägen der beiden Röhrenenden; 6) in das Geraderichten der Röhren und 7) in das Probiren der fertigen Röhren; worauf die gelungenen mit Fischthran geschmiert werden.

Das Zuschärfen der Ränder der Eisenschienen geschieht auf einer ziemlich langen Zug- oder Ziehbank (Fig. 13), welche durch ein Kettenräderwerk in Bewegung gesetzt wird. In der Mitte der Maschine ist ein gußeiserner Rahmen A befestigt, worin zwei stählerne Meißel a, a und zwei eiserne Zulagen b, b festsitzen. Auf der einen Seite befindet sich der Meißel ober-, auf der anderen unterhalb der Zulage. Zwischen dem Meißel und der Zulage bleibt eine dreieckige Spalte, die der Form der Schräge entspricht, welche man den Rändern der Schiene c geben will. Das Ende der Schiene, welches man vorerst in den Rahmen A einläßt und zwischen den Meißeln a, a und den Schienen b, b drückt, wird von der Zange d erfaßt, deren Schenkel an die Kette ohne Ende e angehakt sind. Wegen einer leichteren und geraden Führung ruht die Zange auf dem eisernen Wagen g, dessen vier Räder während der Arbeit längs der Bank hinrollen. Indem die Kettenscheibe f und dadurch die Laschenkette e in Bewegung gesetzt wird, wird die Schiene zwischen den Meißeln durchgezogen, welche ihre Kanten zuschärfen. Die Schienen werden zu dieser Arbeit nicht erhitzt. Bei feinem und gutem Eisen genügt ein einziger Durchgang. Starke Eisenschienen aber werden zwischen den Meißeln zwei-, selbst dreimal durchgezogen. Schlechtes Eisen, welches beim Beschneiden der Ränder Ungänzen zeigt, gibt man der Hütte zurück.

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Nach der erfolgten Zuschärfung der Ränder wird das eine Ende der Eisenschiene mit einem Handhammer zu einer 8–10 Zoll langen Rolle aufgebogen, indem die zugeschärften Ränder einer über den anderen gelegt werden.

Diese Rolle wird nun an die zweite Zugbank (Fig. 48) abgegeben. An dem einen Ende derselben ist ein gußeiserner Rahmen A befestigt, in welchen die gußeiserne Platte B mit einer runden Oeffnung und zwar in dessen Mitte eingelegt ist, deren Größe dem äußeren Durchmesser der aufgebogenen Rolle entspricht. Die Platte B wird in dem Rahmen durch Schrauben festgehalten. Für verschiedene Röhrendurchmesser hat man auch verschiedene Platten. In das Loch der Platte setzt man den Kopf a des knieförmigen eisernen Dornes c ein, dessen zweites Ende auf der Querstange d liegt, während das dritte Ende sich gegen eine runde Vertiefung in der Platte B stemmt. Das aufgerollte Ende der Schiene wird in die Oeffnung der Platte B gegeben und von der Zange e gefaßt. Damit die Rolle aber durch den Druck der Zange nicht eingebogen werde, steckt in derselben ein Holzpfropf. Der noch nicht gerollte Theil der Schiene liegt auf der Bank unter dem Dorne c. Das Ende der Zange e ist an eine Kette ohne Ende eingehakt. Während der Bewegung der letzteren wird die Schiene bei ihrem Eintritte in den ringförmigen Raum des Loches a, welcher durch den eingesteckten Dornkopf gebildet wird, nach und nach um diesen aufgebogen, und tritt auf der anderen Seite der Platte B als noch ungeschweißte Röhre f heraus. Vor dem eben beschriebenen Aufbiegen werden die Eisenschienen beinahe bis zur Rothglühhitze erhitzt. Die aufgebogenen Röhren werden nun auf einen gleichen inneren Durchmesser adjustirt, indem man einen eisernen Stab in Gestalt eines gewöhnlichen Ladstockes durchzieht.

Das Schweißen der Röhren erfolgt wieder auf einer besonderen Maschine, welche aus vier gußeisernen, ins Kreuz gegen einander gestellten und nach einer Richtung beweglichen Scheiben mit ausgerinntem Umfange besteht. In eine durch die Umfänge der Scheiben gebildete runde Oeffnung wird die bis zur Schweißhitze erhitzte Röhre eingelassen, welche zugleich auf dem eisernen Dorne mit einem angesteckten Kopfe von der Größe der gewalzten Röhre geschoben wird. Die Scheiben, welche schnell gedreht werden, drücken die Röhre und schleppen sie mit der ihnen eigenen Schnelligkeit vorwärts. Der je nach der Größe des Röhrendurchmessers verschieden große Dorn liegt in einer besonderen Rinne, unter welcher ein gußeiserner Kasten mit Kühlwasser sich befindet. Das andere Ende des Dornes stemmt sich gegen ein am Ende der Bank angebrachtes bewegliches Winkelstück, das mittelst einer Hebelverbindung gehoben, falls es Noth thut, den Dorn |21| gegen dasselbe zu stemmen, oder niedergelassen wird, wenn letzterer zur Herabnahme der geschweißten Röhre entfernt werden soll.2)

Der Durchgang zwischen den Scheiben erfolgt sehr schnell, so daß eine 10–12 Fuß lange Röhre nicht mehr als 2 Secunden zwischen ihnen durchläuft, und durch sie stark gedrückt, vollkommen zusammengeschweißt wird.

Das Glühen geschieht in einem langen Schweißofen, welcher auf der einen Seite vier Heizungen und auf der andern einen Fuchs hat, welcher in einem unterirdischen Canale mündet, mit dem die Esse in Verbindung steht. Die Arbeitsöffnung zum Eintragen und Herausnehmen der Röhren befindet sich in dem der Maschine zugekehrten Ende des Ofens, welcher so nahe steht, daß beim Beginne des Einlassens der Röhre die Hälfte derselben noch im Ofen sich befindet. Die Enden der nun geschweißten Röhren werden nach der Abkühlung mittelst einer Circularsäge abgesägt und nachgeputzt. Nicht ganz gerade Röhren gibt man der Maschine zum Einrichten wieder ab, während die krummen auf einem gußeisernen Tische gerollt werden, über welchem ein vor- und rückwärts beweglicher flacher Kasten aus Gußeisen aufgehängt ist. Die Röhren werden nämlich auf den Tisch gelegt und – gedrückt mit dem Kasten – so lange gerollt, bis sie keine Krümmung haben.

Die Probe der fertigen Röhren geschieht durch Wasser mittelst einer Druckpumpe, durch welche ein Druck von nahe 400 (?) engl. Pfunden auf 1 Quadratzoll ausgeübt wird.

Der Ausschuß pflegt jetzt, wenn es wahr ist, nicht mehr als 3–4 Proc. zu betragen; im Anfange erreichte er aber an 20 Proc.

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Ein anderes Etablissement zur Anfertigung der Röhren, den HHrn. Roosseley gehörig, liegt in Wednesbury, nicht weit von der Stadt Dudley, in Staffordshire. Hier werden außer den Röhren für die Dampfkessel ebenfalls solche zur Heizung nach Perkins' Systeme und Gasröhren fabricirt.

Die dortige Dampfmaschine hat einen Kessel mit der Heizung nach Perkins' Systeme. Der Dampfdruck in diesem Kessel übersteigt nicht 8 Pfd., der Wasserdruck in den Röhren jedoch erreicht 8 Atmosphären.

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Die Ränder der Schienen für Röhren zu Dampfkesseln werden hier beide auf einer ähnlichen Zugbank, wie die in dem Etablissement bei Birmingham, zugeschärft. Nur befinden sich statt Einem auf jeder Seite drei Meißel, welche die Ränder allmählich mehr und mehr abnehmen. Die Größe der Schräge der Ränder pflegt 2–2 1/2 mal größer zu seyn als die Dicke des Eisens. Die Schnelligkeit des Durchganges der Schienen beträgt beim Zuschärfen nicht mehr als 1 Fuß in einer Secunde.

Das Aufbiegen des Eisens zu Feuerröhren für Dampfkessel geschah zur Zeit meiner Anwesenheit nicht.

Bei Gasröhren werden die Ränder nicht beschnitten, und auch nicht, wie bei Dampfröhren, der eine auf den anderen gedrückt, sondern nur an einander angestoßen. Zum Zusammenrollen der Schienen dient ein ein eigener Presser, ähnlich einem Squeezer. Am kürzeren Arme dieses Pressers (welcher in Fig. 9 und 10 im halb so großen Maaßstabe als die übrigen Figuren dargestellt ist) ist eine gußeiserne Platte f, etwa 3 Fuß lang und circa 1 1/2 Fuß breit (in die Quere des Hebels), angebracht, welche beim Niederlassen auf einen gleichfalls gußeisernen Stock i in Gestalt eines Amboßes sich niederlegt. Längs der Plattenlänge befindet sich eine cylindrische Rippe h und zwei Gesenke g, g verschiedener Größe, denen ähnliche Vertiefungen g', g' und h in dem Stocke i entsprechen. Die in das Gesenke h' gelegte Eisenschiene erhält durch den Druck der correspondirenden Rippe h eine Rinnenform und wird hierauf in der anderen cylindrischen Vertiefung zur Röhre aufgebogen – Das auf der gußeisernen Sohlplatte b befestigte Gerüste a von Gußeisen besteht aus zwei Ständern, auf denen in Zapfenlagern die Welle c sich dreht, welche den gußeisernen Hebel d trägt. Die schmiedeiserne Kurbelstange e verbindet den Schwanz des Hebels mit dem rotirenden Krummzapfen. Die Platte f und die Bahn des Stockes mit ihren Erhöhungen und Vertiefungen werden je nach den verschiedenen Dimensionen der zu erzeugenden Röhren ausgewechselt.

Die aufgebogenen Röhren bekommen Schweißhitze in einem geschlossenen Herde von zwei Abtheilungen und mit Wind. Der Herd steht gleich neben der Bank (Fig. 11 und 12). Zuerst wird gewöhnlich die eine Hälfte der Röhre oder etwas mehr, je nachdem es möglich ist, in der ersten Abtheilung erhitzt und hierauf in der zweiten vollends eine Weißglühhitze gegeben, wobei die zusammenzuschweißenden Stellen mit Sand bestreut werden. Der mit Schweißhitze behandelte Theil c der Röhre wird auf einen horizontalen gestählten Dorn B, welcher mit einem Ende in einen Stempel F in der Mauer befestigt ist, angeschoben. Oberhalb des Dornes, in einer Richtung mit ihm und der Maschine, ist eine verticale gußeiserne |23| Scheibe a in dem schmiedeisernen Kloben b, welcher, oben mit einer durch das Gerüst gehenden Spindel e versehen, zwischen den Leitungen d, d des Rahmens A gehoben und gesenkt werden kann. Mit dem Hebel A' drückt der Arbeiter diese Scheibe auf den schmiedeisernen Dorn nieder, wodurch die Ränder der auf den Dorn gesteckten Röhre c zusammengeschweißt werden. Zugleich wird die Röhre, in welcher der Pfropf f steckt, von der mittelst der kleinen Kette o an die große Kette ohne Ende E befestigten Zange erfaßt und durchgezogen, was auf einer der vorigen ähnlichen Maschine vollzogen wird. Dabei kommt in das von der Zange gefaßte Röhrenende ein Pfropf, damit es nicht zusammengedrückt werde. Der Herd und die Zugbank bei dieser Arbeit sind eben so eingerichtet, wie die beim Schweißen gebrauchten und können selbe im Nothfalle ersetzen.

Die durch die Zange durchgezogene Röhre wird unter einer gußeisernen Walze abgerichtet. Die Enden der Röhren werden im kalten Zustande in einer besonderen Bank abgeschnitten, wobei die Röhre gewendet wird und der Meißel fix ist.

Bei Gasröhren von einem nicht großen Durchmesser werden die Ränder der Eisenschienen beim Aufbiegen nur angestoßen, und das Zusammenschweißen derselben erfolgt auf der Zugbank durch die runde Zange ohne Einsetzen des Dornes.

Die Röhren zu Dampfkesseln probirt man auch hier mit der Druckpumpe bei einem Drucke von 360 (?) engl. Pfd. auf 1 Quadratzoll, die Gasröhren bloß (?) mit 250 (?) Pfunden. Bei Röhren zur Heizung nach Perkins findet eine Probe von 3000(!?) engl. Pfunden statt. Wie versichert wird, reißen die Röhren bei der Probe nie längs der Schweißnaht, wohl aber an ganzen Stellen, und an der Zerreißungsfläche pflegt man größtentheils Schichten von einem Eisen zu bemerken, das aussieht, als wenn es nicht genug geschweißt wäre.

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Das dritte Etablissement für Fabrication von geschweißten Röhren, dem Hrn. Richardson eigenthümlich, ist in dem Städtchen Darlastongreen, nahe Wednesbury in Staffordshire, wo dieselben nach James Roose's patentirten Verfahren erzeugt werden.

Bei meiner Anwesenheit wurden Röhren für Dampfkessel, bei welchen die Ränder über einander gebracht werden, nicht angefertigt, und ich konnte bloß die Erzeugung von Gasröhren beobachten. Der hiesige Betrieb ist nicht so complicirt wie in den anderen Anlagen, indem die zur Röhre vorgerichtete Eisenschiene mit Einer Hitze zugleich aufgebogen und zusammengeschweißt wird.

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Die Zugbank zum Zusammenschweißen gleicht vollkommen jener in Birmingham, nur fehlt die Kette ohne Ende. Das Verfahren selbst unterscheidet sich in dem, daß in Birmingham die bloß schwach erhitzte Eisenschiene zur Röhre aufgebogen wird, während hier das Eisen bis zur Schweißhitze gebracht, bei Einem Durchgange zugleich gerollt und zusammengeschweißt wird. Das eine Ende der Schiene biegt man nämlich mit Handarbeit zur Röhre auf. Hierauf gibt man der Schiene Schweißhitze, steckt das aufgebogene Ende in die runde Oeffnung der Platte der Zugbank und gibt in die angefangene Röhre den Dorn. Nachdem dieses Ende von der an die Kette angehakten Zange erfaßt worden, wird die Schiene gezogen, wobei ihre Ränder allmählich um den Dorn sich aufrollen und bei dem darauf erfolgten Eintritte in die Oeffnung der Platte durch den Druck daselbst zusammengeschweißt werden.

Bei der Probe der Dampfröhren mittlerer Dimensionen wendet man einen Druck von 360 Pfd. auf 1 Quadratzoll, bei größeren Röhren einen von 585–810 engl. Pfunden an. Gasröhren prüft man durch einen Druck von 243 Pfd. Von 160 Röhren soll hier bei der Probe nicht mehr als eine zerreißen und das nicht immer.

Nach Bedarf bekommen die Gasröhren verschiedene Krümmungen, was im kalten Zustande geschieht.

Kreuz- und Kniestücke für Gasröhren werden mit der Hand geschmiedet, indem die nach der Form der Röhren gefertigten Flügel über Dornen zusammengeschweißt werden. Die Figuren 1320 stellen verschiedene Arten von Gasröhrenverbindungen vor.

Fig. 13 Verbindung zweier großen Röhren a, a durch einen Muff b, welcher ein Schraubengewinde in zwei entgegengesetzten Richtungen hat, so daß bei der Drehung des Muffes nach der oder jener Seite die Röhren a, a einander sich nähern oder von einander entfernen. Fig. 14 einfache Verbindung zweier geraden Röhren durch Schraubengewinde. Fig. 15 Schraubenpfropf zum Schließen einer Endröhre. Fig. 16 Hahn in einer Gasröhre. Fig. 17 Verbindung einer Seitenröhrentour mit gerader Röhre. Fig. 18 kreuzförmige Verbindung von vier Röhren. Fig. 19 Verbindung von zwei Röhren unter einem rechten Winkel. Fig. 20 bogenförmige Verbindung zweier Röhren.

Die Röhren verkauft man gewöhnlich nach Pfunden. Ihr Preis wechselt mit dem Durchmesser. In den verschiedenen Etablissements sind die Preise einander ziemlich gleich. Ich führe hier bloß die Durchschnittspreise an.

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Für Röhren zu Dampfkesseln.

Textabbildung Bd. 130, S. 25

Für Gasröhren, deren Zugehör und dergleichen.

Textabbildung Bd. 130, S. 25
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Die Abbildung dieses Walzwerkes zum Schweißen der Röhren wurde weggelassen, da im Nachfolgenden die von Bayliß verbesserte Construction dieser Maschine ausführlich beschrieben ist.

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