Titel: Résal über Guillemin's hydraulischen Stempelhammer.
Autor: Réfal,
Fundstelle: 1856, Band 140, Nr. III. (S. 18–22)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj140/ar140003

III. Ueber den hydraulischen Stempelhammer mit Federung von zusammengepreßter Luft, welchen die HHrn. Guillemin und Minary, Maschinenbauer zu Casamène bei Besançon, erfunden und ausgeführt haben; vom Bergingenieur Réfal.

Aus den Annales des mines, 5te Reihe, Bd. VII S. 507.

Mit Abbildungen auf Tab. I.

Der Dampf-Stempelhammer bietet gegen die Hämmer mit Helmen, die er seit mehreren Jahren in sehr vielen Fällen ersetzt, den Vortheil dar, daß man damit fast mathematisch genaue Resultate erlangen kann. Er gestattet dem Schmiede: 1) während des Verlaufs der Umgestaltung einer metallischen Masse, welche wandelbare auf einander folgende dynamische Wirkungen erheischt, in jedem Augenblick und innerhalb gewisser Gränzen die Höhe des Falles und des Hubes zu reguliren; 2) am Ende der Arbeit dem zu schmiedenden Gegenstande genau die gewünschte Form zu geben, da der Schmied im Stande ist, den Lauf des Hammers auf eine gewisse Entfernung vom Amboß zu beschränken.

Diese schätzbaren Eigenschaften der Maschine erhält man aber nur unter Bedingungen, welche in anderen Beziehungen unvortheilhaft sind; denn da man hier weder die Expansion noch die Condensation benutzt, so muß man zur Hervorbringung eines gewissen Effectes verhältnißmäßig sehr bedeutende Dampf- und Brennmaterialmengen verwenden, und dieß, nebst den unvermeidlichen Unterbrechungen beim Betriebe der Maschine, erfordert einen besondern Kessel zur Bewegung des Hammers.

Es folgt daraus, daß wenn man nicht einige metallurgische Apparate, wie Puddel- und Schweißöfen, deren Ueberhitze man zur Feuerung des Kessels benutzen kann, zur Verfügung hat (was in den meisten Maschinenbauwerkstätten nicht der Fall ist), der Betrieb des Stempelhammers sehr kostbar wird, weil man wegen eines Ganges von nur wenigen Stunden den ganzen Tag einen Kessel feuern muß, dessen Heizoberfläche, welche im Verhältnisse zu der bei jedem Schlage verbrauchten Dampfmenge stehen muß, im Allgemeinen beträchtlich ist. Auch ist zur Bewegung des Schiebers ein besonderer Arbeiter erforderlich, welcher möglicherweise nicht immer den Weisungen des Schmiedemeisters Folge leistet oder sie nicht gehörig versteht. Endlich bietet der Hammer eine sehr bedeutende Masse dar, die in manchen Fällen nützlich ist, in vielen andern Fällen aber |19| durch eine geringere mit einer größern Geschwindigkeit ersetzt werden könnte.

Mehrere Constructeure haben versucht, den Dampfcylinder des Stempelhammers wegzulassen und sich zu dessen Hebung einer liegenden Welle, die durch irgend eine Triebkraft in Bewegung gesetzt wird, und der Hebedaumen zu bedienen. Diese Versuche liefen aber nur darauf hinaus, die wesentlichen Eigenschaften des Hammers aufzuheben, so daß er keine Vorzüge gegen die Helmhämmer mehr hat.

Allerdings gelang es Hrn. Schmerber zu Tagolsheim vor mehreren Jahren, die Stöße der Hebedaumen gegen den Hammer mittelst Kautschuk-Scheiben, welche mit Blechscheiben abwechseln und die am Punkte des Stoßes angebracht sind, sehr zu schwachen, so wie auch die sich bewegende Masse dadurch zu vermindern, daß sie am obern Theile ihres Laufes gegen einen Reitel stößt, der ebenfalls aus abwechselnden Scheiben von Kautschuk und Blech besteht und dessen Wirkungen leicht begreiflich sind.1) Aber die Kautschukscheiben verändern sich sehr bald und erfordern häufige und kostbare Reparaturen.

Man verdankt den HHrn. Guillemin und Minary, Maschinenbauern zu Casamène bei Besançon, die Construction eines Stempelhammers, welcher mit den Vortheilen des Dampfhammers diejenigen des Schmerber'schen vereinigt, während die wenig praktische Benutzung der Kautschukscheiben wegfällt. Diesen neuen, in Fig. 11, 12 und 13 dargestellten Hammer, wollen wir nun beschreiben.

Der Stempelhammer m, m, m, (Fig. 11) endigt oben in einen Kolben p, der sich in einem Pumpencylinder bewegt, dessen Deckel mit einem Ventil s versehen ist, auf welches eine Feder drückt, und das sich von unten nach oben nur unter einem bestimmten Druck öffnet. Eine Druckpumpe f, welche durch ein Excentric an der Treibwelle a in Bewegung gesetzt wird, treibt mittelst einer Röhre t, t, t Oel unter den Kolben. Diese Röhre reicht nur bis auf einige Entfernung unter dem Pumpencylinder, ist aber in dieser Gegend von einer kupfernen Röhre t', t', t' umgeben, die an dem Hammer befestigt ist und die erste Röhre mittelst einer ledernen Büchse umschließt.

Eine kleine Schraube, welche 4 Centimeter unter dem obern Theil der äußeren Röhre angebracht ist, gestattet, sobald der Hammer in Betrieb gesetzt werden soll, die Luft aus der Leitung ausströmen zu lassen, jedoch so, daß zur Vermeidung der Widderstöße ein kleines Luftkissen bleibt.

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Das Ventil s fängt die Luft etwas unter der obern Platte des Cylinders auf, um eine Luftmatratze zu bilden, welche die Stöße des Hammers schwächt, die dann entstehen können, wenn er zu hoch gehoben wurde.

Der Kolben ϖ der Oelpumpe kann längs seiner Stange auf einer gewissen Länge verschoben werden, die oben durch einen Aufhalter begränzt ist, und unten, am Ende der Stange, durch eine Scheibe, welche den Kolben hält und die senkrechten cylindrischen Oeffnungen in demselben verschließt. Am obern Theil der inneren Oberfläche des Pumpenkörpers hat man auf einer gewissen Höhe acht halbcylindrische Vertiefungen angebracht, während vom untern Theil eine Röhre τ abgeht, die mit dem Oeltroge in Verbindung steht, in ihrer Mitte mit einem Hahn r' und am untern Ende mit einer sich von unten nach oben öffnenden Klappe s'' versehen ist.

Nehmen wir nun an, daß der Apparat die nöthige Oelmenge enthalte und daß der Hahn r' verschlossen sey; der Kolben ϖ bringt durch seine aufgehende Bewegung unter sich eine Luftleere hervor, und indem er das obere Oel aufwärts treibt, hebt er den Hammer bis zu dem Augenblick, wo derselbe Kolben zu der Höhe der Vertiefungen gelangt ist. Diese letzteren stellen eine Verbindung zwischen den beiden Theilen des Pumpencylinders her, so daß während der Dauer des tobten Punktes der Pumpe der Hammer niederfallen kann. Alsdann geht aber der Pumpenkolben wieder abwärts und durch die Oeffnungen, mit denen er versehen ist, verbleibt die Verbindung zwischen den beiden Theilen des Pumpenkörpers bis ans Ende des Laufs.

Wir wollen jetzt annehmen, daß der Hammer kein Oel enthalte und daß man ihn in Betrieb setzen wolle. Man öffnet den Hahn r', so wie die durch eine Schraube verschlossene Oeffnung am obern Theil der kupfernen Kolbenröhre. Das Oel wird sich in dem Apparat durch die Einwirkung der Pumpe erheben, und nachdem es die gewünschte Höhe erreicht hat, verschließt man den Hahn und die erwähnte Oeffnung.

Um die Figur nicht zu compliciren, hat man auf demselben ein gußeisernes Gehäuse, welches mit der Röhre τ aus einem Stück gegossen, über dem Oeltroge angebracht ist und den senkrechten Theil dieser Röhre bildet, nicht dargestellt. Dieses Gehäuse hat zwei Klappenventile, welche in einiger Entfernung über einander angebracht sind und denselben Zweck wie das Ventil s'' erfüllen; der Zwischenraum dieser beiden Klappen steht aber mit dem Cylinder einer kleinen Druckpumpe mit massivem Kolben in Verbindung, welche den Zweck hat den Hammer mit Oel mittelst |21| Menschenhänden füllen zu können, wenn die Treibwelle a nicht in Bewegung ist.

An der Seite des Pumpenkörpers befindet sich ein Gleichgewichtshahn r (Fig. 11), mittelst dessen man, nach Belieben, durch einen Hebel l eine Verbindung zwischen den beiden Abtheilungen des Pumpenkörpers herstellen und den Hammer fallen lassen kann, wenn er zu irgend einem Punkte seines niedergehenden Laufes gelangt ist.

Indem das Oel von der Pumpe unter den Hammer geht, durchströmt es eine Büchse, in welcher sich ein Schieber θ bewegen kann, der auf der Eintrittsöffnung der Flüssigkeit angebracht ist. Die Stange F dieses Schiebers, welche nach beiden Richtungen verlängert ist, um zu verhindern, daß der Druck das Aufsteigen dieses Organs veranlaßt, hat an ihrem oberen Theil und in zwei verschiedenen Höhen zwei Ansätze, die sich unter einem Winkel von 20° kreuzen. Die Stange F ist innerhalb einer gewissen Gränze um ihre Achse beweglich gemacht, so daß jeder von den beiden Ansätzen nach Belieben die Wirkung der verlängerten Achse empfangen kann, der eine die von oben nach unten, der andere die von unten nach oben, indem er einen Hebedaumen des Gelenkes der Pumpenkolben-Stange und der Kurbelstange bildet. Es folgt aus dieser Einrichtung, daß man den Wiedereintritt des Oels in den Pumpenkörper vollständig unterbrechen und den Hammer an einem bestimmten Punkte seines Laufs aufhalten kann. Zu dem Ende genügt es, bei der aufsteigenden Bewegung des Hammers, den Daumen auf den untern Ansatz der Schieberstange wirken zu lassen. Der Schieber kann sich übrigens um eine gewisse kleine Größe, parallel mit der Achse der Oeffnung die er bedeckt, verschieben, um den Rücklauf desjenigen Oels zu gestatten, welches sich noch über dem Kolben befindet, wenn die Verbindungen unterbrochen worden sind.

Das Ventil s gestattet den Lauf des Hammers in einer bestimmten Entfernung vom Amboß zu unterbrechen, indem man es eine Zeit lang während des halben Aufganges des Hammers öffnet, und es wieder verschließt, wenn letzterer auf dem Punkt ist zurückzufallen. Man begreift leicht, wie der auf die untere Kolbenfläche einwirkende atmosphärische Druck die erwähnte Wirkung hervorbringt.

Außer dem Ventil s ist der Deckel des Pumpenkörpers mit zusammengepreßter Luft, mit einem Ventil s' versehen, welches sich von unten nach oben öffnet und den Zweck hat, die äußere Luft nach Belieben in den Pumpenkörper eindringen zu lassen, wenn man nach vorherigem Heben des Ventils s einen Theil dieses Gases bei der aufsteigenden Bewegung des |22| Hammers entweichen ließ. Die Hebel der Ventile s und s' sind auf der Figur nicht angegeben und eben so wenig derjenige, dessen Zweck es ist die Stange F zu bewegen, um unnütze Verwickelung und Undeutlichkeit der Abbildung zu vermeiden; sie befinden sich, wie auch der Hebel l, im Bereiche der Schmiede, welche das Stück auf dem Amboß drehen und wenden.

Fig. 11 ist ein senkrechter Durchschnitt des ganzen Hammers; Fig. 12 sind Projectionen des Theiles F, und Fig. 13 ist ein horizontaler Durchschnitt nach CD der Fig. 11.

Das Gewicht der bis jetzt von den HHrn. Guillemin und Minary construirten Stempelhämmer variirt zwischen 150 und 900 Kilogr.; der hier beschriebene ist einer von den erstem und war zu Paris ausgestellt.

Die Menge des zur Füllung des Apparates erforderlichen Oeles beträgt etwa 15 Liter. Das bei jeder Hammerschwingung verdrängte Oel beträgt 1,5 Liter. Der Oelverlust ist gering und beläuft sich im Monat aus kaum 1 Liter, selbst dann, wenn der Hammer im ununterbrochenen Betriebe ist. Die Reibungen sind natürlich unbedeutend und die plötzlichen Querschnittsveränderungen in den Oelcanälen und der Pumpe sind auf ihren geringsten Ausdruck zurückgeführt. Dieser Hammer kann 120 Schläge in der Minute machen und (wenn man geeignete Bahnen einsetzt) z.B. benutzt werden um Stäbe von 0,10 Met. (4 Zoll) im Quadrat auszurecken, Kesselbleche zu lochen, kurz eine Menge von Maschinentheilen zu bearbeiten. Ein solcher Hammer kostet 4000 Francs.

Die HHrn. Guillemin und Minary verwenden seit mehreren Jahren in ihrer Maschinenbauanstalt zu Casamène zwei solche Stempelhämmer, wovon der eine dem hier beschriebenen gleich ist, der andere aber 900 Kilogr. wiegt. Obgleich sie täglich im Betriebe stehen, haben sie doch bis jetzt nur weniger Reparaturen bedurft. Der Berichterstatter hat sich wiederholt überzeugt, wie sehr das Schmieden durch die hier beschriebenen Einrichtungen erleichtert worden ist und wie bedeutend die Vorzüge dieses Hammers gegen die übrigen bekannten Arten sind.

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Mit Abbildungen beschrieben im polytechn. Journal Bd. CXXIII S. 338.

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