Titel: Penn, über hölzerne Lagerfutter bei Schraubenpropellerwellen.
Autor: Penn, John
Fundstelle: 1856, Band 142, Nr. XL. (S. 172–177)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj142/ar142040

XL. Ueber hölzerne Lagerfutter bei Schraubenpropellerwellen; von John Penn in London.

Aus dem London Journal of arts, Septbr. 1856, durch das polytechn. Centralblatt, 1856, S. 1303.

Bei den Lagern von Schraubenpropellerwellen ist es immer von nachtheiligem Einfluß, wenn die Schraube nicht in regelmäßigem Betriebe ist, sondern Stunden, selbst Tage lang stillsteht, wie dieß namentlich bei Kriegsdampfern der Fall ist. Unter diesen Umständen hat es sich als nothwendig herausgestellt, bei hölzernen Schiffen mit Kupferbeschläge die schmiedeiserne Schraubenwelle da, wo sie der Einwirkung des Seewassers ausgesetzt ist, durch einen Messingmantel zu schützen, weil die durch das Kupfer hervorgerufene galvanische Wirkung ein starkes und schnelles Verrosten der eisernen Welle verursacht, und auch die Lagerfutter werden immer schnell angegriffen. Bei eisernen Schiffen findet eine ähnliche Wirkung statt, aber nicht in so großem Maaße. Bei dieser Construction ist die Reibung und die Abnutzung in den Lagern sehr groß, weil der Messingmantel |173| der Achsen sich in Messingfuttern drehen muß. Solche Lager können daher niemals lange Dauer haben. Der Schraubenpropeller selbst ist überdieß eine schwere Masse, manchmal im Gewichte von 10–12 Tonnen, und ist an das Ende der Welle vermittelst eines Tförmigen Kreuzkopfes angekuppelt, damit man ihn aus dem Wasser herausheben kann, wenn ohne Dampf gearbeitet wird. Die Abnutzung des Messingfutters ist sehr verschieden; man hat Fälle, daß sie nach wenigen Monaten schon über 1 Zoll betragen hat.

Der Verfasser, welcher aus diesem Grunde seine Aufmerksamkeit auf den beregten Gegenstand lenkte, machte eine Anzahl Versuche mit verschiedenen Materialien als Lagerfutter, und das Resultat derselben war die Anwendung von Holzfuttern für die Schraubenpropellerwelle. Dieselben sind bereits in häufigem Gebrauche und arbeiten mit sehr günstigem Erfolge.

Das Holz wird hierbei in folgender Weise angewendet: Das gewöhnliche Messingfutter hat an seiner Oberfläche schwalbenschwanzförmige Längeneinschnitte, welche mit Streifen aus hartem Holze ausgefüttert werden. Am besten eignet sich hierzu Lignum vitae. Die Holzstreifen sind ungefähr 2 1/2 Zoll breit, mit einem Zwischenraume von ungefähr 3/4 Zoll zwischen je zweien, und ragen 1/4 Zoll über die Oberfläche des Messingfutters heraus. Zwischen den Streifen fließt längs der Welle beständig Wasser durch, und dieß bildet die einzige Schmierung. Dadurch wird jedem Erhitzen der Achsen und sonstigen schädlichen Einflüssen auf dieselben vorgebeugt.

Neben einer großen Anzahl von Kauffahrteischiffen sind über 200 der letzten neuen Kriegsschiffe mit hölzernen Lagerfuttern versehen worden; eben so hat man auch alle früheren, so weit es zulässig war, in dieser Hinsicht umgeändert. So weit die jetzigen Erfahrungen reichen, scheinen weder die Holzfutter, noch die Achsen eine bemerkenswerthe Abnutzung oder sonst eine nachtheilige Wirkung erlitten zu haben, trotzdem daß sie schon einige Monate der Wirkung des Wassers ausgesetzt sind.

Der „Himalaya,“ ein Schiff von 3500 Tonnen und 700 Pferdekräften, liefert den besten Beweis, welcher für die Dauerhaftigkeit der Holzfutter gegeben werden kann. Dieses Schiff war ursprünglich mit Metallfuttern versehen, aber die Abnutzung war so bedeutend, daß die Eigenthümer desselben sich veranlaßt sahen, sie sofort, nachdem der Verfasser seine Erfindung gemacht hatte, durch hölzerne Futter zu ersetzen. Kurz darauf wurde der Himalaya von der Regierung angekauft und durchlief als Transportschiff während der ersten 10 Monate seines Dienstes 20000 englische Meilen, ohne daß er die geringsten Spuren von Abnutzung |174| an den Theilen zeigte, welche früher so viele Störungen veranlaßt hatten. Die Schraube des Himalaya wiegt über 11 Tonnen und kann nicht aus dem Wasser herausgehoben werden. Da sie also hinten kein Lager hat, so muß ihr ganzes Gewicht, so wie das Gewicht des über den Stern herausragenden Wellentheiles von dem Sternlager allein getragen werden.

Die königl. Schaluppe „Malacca“ von 200 Pferdekräften legt ebenfalls die Vorzüge der Holzfutter vor den Messing- und anderen Metallfuttern deutlich dar. Dieses Schiff verursachte eben so viele Störungen wie der Himalaya, so lange es mit Messingfuttern arbeitete, und bei der letzten Prüfung, nachdem es seit Anwendung der Holzfutter einen viel längeren Weg, als vorher mit den Messingfuttern zurückgelegt hatte, zeigte sich auch nicht die mindeste Abnutzung an den Lagern. Hier hatte man zuerst den Versuch mit Lignum vitae gemacht.

Die gewöhnlichen Messingfutter der Schraubenwellen sind sehr lang im Verhältniß zu ihren Durchmessern, und zwar beträgt der Druck auf dieselben nur ungefähr 60 Pfd. pro Quadratzoll, wenn die Zapfen mit dem Futter vollständig in Berührung sind; aber in der Wirklichkeit ist dieser Druck viel größer, weil die Futter durch die Bewegung des Schiffes häufig aus ihrer Lage gebracht werden. – Bei den Holzlagern wird die Oberfläche durch die leeren Räume zwischen den Holzstreifen um mehr als 1/4 vermindert; aber die Betriebsresultate haben ergeben, daß bei Holzfuttern 1/10 der Lagerfläche von Messingfuttern ausreicht. Die Holzfutter können einen Druck von 2000 Pfund auf den Quadratzoll aushalten. Mehrere Versuche, durch welche ermittelt werden sollte, bei welchem Punkte die Abnutzung beginnt, ergaben, daß sie bei 8000 Pfd. Belastung auf den Quadratzoll noch nicht eintritt, während Messing in eisernen Futtern, mit Oel oder mit Wasser geschmiert, schon bei einem Drucke von 200 Pfd. auf den Quadratzoll direct einschnitt und sehr bald ganz unbrauchbar wurde.

Die Versuche, welche den Verf. auf die Anwendung der Holzfutter leiteten, wurden mit einem Apparate angestellt, welcher aus einer 1 1/2 Zoll starken schmiedeisernen Achse bestand, die auf einem 2 Fuß langen Wassertroge in hölzernen Lagern lief. Die Achse wurde vollständig in Wasser eingetaucht und durch eine am äußeren Ende derselben aufgetriebene Riemenscheibe mit einer Geschwindigkeit von 700 Umdrehungen pro Minute oder einer Umfangsgeschwindigkeit von 260 Fuß pro Minute umgetrieben, was ungefähr der Umfangsgeschwindigkeit der Schraubenwellzapfen in ihren Lagern entspricht oder sie noch etwas übersteigt. Die eine Hälfte der Achsenlänge war mit Messing überzogen, um abwechselnd |175| die Wirkung auf Eisen und Messing unter genau gleichen Umständen zu prüfen. In die Mitte jeder Achsenhälfte wurde ein cylindrischer Zapfen von 1 1/2 Zoll Durchmesser und 2 Zoll Länge eingedreht, und auf dieselben wurden die Versuchsfutter, deren Reibung zu ermitteln war, aufgelegt. Damit die Reibung in den festen Lagern an den Enden der Achse nicht Veranlassung zu Fehlern gab, wurden zwei unmittelbar neben einander liegende Versuchsfutter gleichzeitig angewendet. Von diesen lag das eine über und das andere unter der Achse, und beide wurden durch belastete Hebel, deren Belastungen zur Regulirung des Druckes leicht verändert werden konnten, nach entgegengesetzten Richtungen gegen den Zapfen angedrückt. Vermöge dieser Anordnung war die Achse wie frei aufgehängt in dem Wassertroge und unterlag keiner bemerkenswerthen Reibung in den festen Lagern an den Enden.

Die Reibung der verschiedenen den Versuchen unterworfenen Materialien wurde durch den Betrag gemessen, um welchen die Temperatur des Wassers im Troge in Folge der Umdrehung der Achse in einer gewissen Zeit stieg. Die Menge des Wassers betrug immer 2 Kubikfuß und die Anfangstemperatur desselben war immer gleich. Die Lagerfläche betrug immer 1 Quadratzoll, so daß die Gesammtbelastung jedes Futters immer direct die Belastung pro Quadratzoll angab. – In der folgenden Tabelle sind die wichtigsten Resultate dieser Versuche zusammengestellt:

Textabbildung Bd. 142, S. 175
|176|

Andere Versuche vom September 1854 ergaben folgende Resultate:

Textabbildung Bd. 142, S. 176
|177|

Die Resultate der Versuche weisen auf die Anwendung reichlicher Wasserzuführung hin, damit die durch die Reibung in den Lagern entstehende Wärme entfernt werde; und wo das Wasser in so reichlichem Maaße zugeführt werden kann, daß es die Wärme sofort bei ihrem Entstehen aufnehmen kann, lassen die Holzfutter nichts zu wünschen übrig, da sie selbst bei Drücken, welche in der jetzigen Praxis gar nicht vorkommen, noch keine merkliche Abnutzung erleiden. Die beiden Reibungsflächen laufen ohne irgend ein Schmiermaterial auf einander, und das Wasser dient lediglich zur schnellen Aufhebung der entstehenden Wärme.

Es mag hier noch einer anderen Anwendung der Holzfutter gedacht werden, welche sich sehr vortheilhaft bewährt hat. Das Lager, welches die drückende oder treibende Wirkung der Schraube in der Richtung des Schiffes aufnimmt, besteht aus einer Anzahl Bundringen an der Welle, welche in entsprechenden Vertiefungen der Futter laufen. Man hat bei diesen Lagern eine eben so große Abnutzung gefunden, wie bei den Sternlagern. Bei den Drucklagern des Himalaya waren die Futter in der Längenrichtung gegen 3/4 Zoll an jedem Bundringe abgelaufen, und dieß wurde von dem Ingenieur während der Reise durch Einsetzen eines Satzes Ringe von Lignum vitae und Ausfüllen des durch die Abnutzung entstandenen leeren Raumes reparirt. Das Holz wurde in halbe Ringstücke zersägt, und die unteren Theile wurden von oben eingeschoben, ohne daß die Welle gehoben wurde. Diese Einrichtung entsprach ihrem Zwecke vollständig. Auf der Heimreise war an den Holzringen durchaus keine Abnutzung wahrzunehmen, und das Schiff lief sogar von Neuem aus, ohne daß eine Aenderung an ihnen vorgenommen worden wäre. Als Schmiermaterial diente hier meistens reines Oel.

Suche im Journal   → Hilfe
Alternative Artikelansichten
  • XML
  • Textversion
    Dieser XML-Auszug (TEI P5) stellt die Grundlage für diesen Artikel.
  • BibTeX
Orte
Feedback

Art des Feedbacks:
Ihre E-Mail-Adresse:
Anmerkungen: