Titel: Schmitz's hydraulische Presse.
Autor: Schmitz, F.
Fundstelle: 1859, Band 154, Nr. LI. (S. 248–253)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj154/ar154051

LI. Die hydraulische Presse von F. Schmitz in Paris.

Patentirt in Bayern den 31. März 1858 – Aus dem bayer. Kunst- und Gewerbeblatt, 1859 S. 413.

Mit Abbildungen auf Tab. IV.

Die bis jetzt angewendete Construction der hydraulischen Pressen ist auf die Unzusammendrückbarkeit des Wassers basirt. Alle bekannten Apparate bestehen aus einer bewegenden Füllungspumpe und aus einem Druckcylinder, welcher das durch die Arbeit der Pumpe gelieferte Wasser aufnimmt und deren Kolben, über welchen die seiner Wirkung auszusetzenden Materien gelegt werden, fortdrückt.

Das Verhältniß, welches zwischen der Oberfläche des Kolbens der Füllungspumpe und jener des Kolbens des Druckcylinders stattfindet, bestimmt die Kraft der Wirkung des ersteren auf den letzteren, und die ganze Kraft der Presse ergibt sich aus der Differenz der Länge des Hebelarmes des Pumpenschwengels, welcher den Kolben der Pumpe mit seinem Stützpunkt oder seiner Achse in Bewegung setzt, je nachdem man an dem äußersten Theile des Pumpenschwengels eine mehr oder weniger beträchtliche Kraft anbringt.

Daher die Reibungen, welche bei dem Spiel des Druckkolbens und seines Cylinders, und bei jenem des Kolbens der Füllungspumpe und seines Cylinders entstehen. Die Dimensionen des einen sowie des andern sind allzu begränzt, um so viel als möglich den Verlust an Bewegungskraft, welche zur Ueberwindung dieser enormen Reibungen nöthig ist, zu vermeiden. Diese Durchmesser variiren im Allgemeinen zwischen 15 bis 30 Centimeter bei den ersteren und zwischen 15 bis 30 Millimeter bei den zweiten, was unter ihnen ein Verhältniß von ungefähr 1 zu 100 begründet.

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Die Differenz der Länge des Hebelarmes des Pumpenschwengels mit seinem Stützpunkte anbelangend, so ist sie fast allgemein zehnmal größer als dieser letztere, in der Art, daß man mit den Differenzen der Oberfläche der Füllungs- und Druckcylinder, vereinigt mit jener des Hebelarmes des Pumpenschwengels mit seinem Stützpunkte, eine beträchtliche Kraft erhält, sobald die Kraft eines einzigen Menschen an dem äußersten Theile des Pumpenschwengels angewendet wird, welche nach den den Füllungs- und Druckcylindern gegebenen Proportionen in dem Innern dieser letzteren eine Spannung von mehreren hunderttausend Pfund erreichen kann, je nach dem Widerstande, welchen die einzelnen Theile dieser Apparate zu leisten vermögen.

Um diesen mächtigen Kräften zu widerstehen, werden diese Maschinen aus Metall construirt, und um solche in genügenden Stand zu setzen, gibt man, bei einer Dicke von 12 bis 25 Centimeter der verticalen Wände, den Druckcylindern nur einen innern Durchmesser von 15 bis 30 Centim., auf deren Flächen die Kräfte ihre Wirkung ausüben, und es geschieht sehr häufig, daß ungeachtet der ansehnlichen Dicke, welche man den Cylindern gibt, dieselben unter der Ladung zerbrechen, und fast immer am Boden, obgleich dieser Theil stets um ein Fünftheil oder Viertheil dicker ist als die Wände. Dieser Umstand ist bemerkenswerth und beweist einerseits, daß der Druck, welcher im Innern der Preßcylinder stattfindet, seine Wirkung auf eine gleichförmige Weise und perpendiculär auf die Seitenwände dieser Cylinder ausübt; – und andererseits, daß es der Gleichförmigkeit der Wirkung, welche sich gleichmäßig über die ganze von dem Wasser comprimirte Fläche vertheilt, zuzuschreiben ist, daß man den Boden eher brechen sehen muß als die Wände – weil, obwohl man ihm 1/5 oder 1/4 mehr Dicke als den letzteren gibt, er ihnen dennoch an Widerstand nachsteht.

Die vervollkommnete Presse des Patentträgers ist fast ganz von Holz construirt. Dieß geschieht eben so sehr aus Oekonomie, als um deren Errichtung an Orten, welche von Metallgießereien oder von großen industriellen Mittelpunkten entfernt sind, zu erleichtern; denn man kann die Theile, welche hier von Holz angezeigt sind, wenn man will, auch durch Metall oder Eisen ganz oder theilweise ersetzen.

Die Figuren 4 und 5 stellen den Aufriß der fraglichen Presse von vorn und im Durchschnitte dar. Man hat im Schnitte bei beiden Figuren die inneren Einrichtungen des Cylinders und des Preßkolbens angezeigt; den letzteren im Zustand der Ruhe Fig. 4, und in seiner höchsten Erhebung Fig. 5. Die übrigen Figuren 6 bis 11 stellen die Details der Füllungspumpe und ihres Zubehörs bar. Diese Form des Gestelles, |250| welche aus der Zeichnung deutlich hervorgeht, ist die, welche man bei den hydraulischen Pressen der Oelmühle anzuwenden pflegt; – sie kann nach dem Bedürfnisse geändert werden.

Im vorliegenden Falle ist sie zusammengesetzt aus zwei Säulenfüßen A, zwei Pfeilern oder Schenkeln B und zwei Querstücken C von Eichenholz, vereinigt und zusammengehalten durch vier Bolzen D und befestigt durch Bänder von Schmiedeeisen, welche durch den Buchstaben Z angezeigt sind.

Diese Construction des Gestelles der Presse bietet nichts Besonderes dar, wenn es nicht die Art und Weise der Zusammenfügung der Querstücke mit den Pfeilern ist. Die Zapfen, welche in die in den letzteren angebrachten Zapfenlöcher eindringen, sind keilförmig anstatt rechtwinkelig, wie man sich deren zu einer solchen Vereinigung bedient. Diese Einrichtung, welche in Fig. 4 punktirt angezeigt ist, läßt diese Querstücke wie wirkliche Keile wirken, welche unter der Wirkung der Presse, indem eines von dem andern sich entfernt, um auch die Pfeiler auseinander zu halten, die ganze Kraft der Maschine spannen und auf diese Weise direct auf die sie vereinigenden vier Bolzen übertragen. Die Oberfläche des Schnittes dieser Bolzen ist nach Maaßgabe der Kraft berechnet, welche sie aushalten müssen.

Der Cylinder und der Preßkolben, durch die Buchstaben E und E' angezeigt, ruhen auf dem untern Querstück des Gestelles. Sie sind von Eichenholz construirt, ebenso wie die Preßplatte R, welche über ihnen liegt. Der Kolben kann von massivem Holze oder zusammengesetzt seyn, je nach dem Bedürfniß. Der Cylinder ist an seinem äußeren Umkreis mit Ringen von Schmiedeeisen garnirt, deren Dicke nach der Kraft berechnet ist, welcher sie zu widerstehen haben. Das Innere des Cylinders, sowie die Außenseite des Preßkolbens findet sich mit einer wasserdichten Hülse garnirt, welche sich nach ihren Formen richtet und deren Geschmeidigkeit die Auf- und Niederbewegungen des Kolbens erleichtert. Diese Garnitur, angezeigt durch den Buchstaben J, hat die Bestimmung, in steter Folge der Bewegungen des Kolbens das durch die Pumpe in den Preßcylinder eingepumpte Wasser zusammenzuhalten, – sie ist vollständig geschlossen, und der Zwischenraum, welchen sie in ihrer Entfaltung gegen die Wände des Cylinders und jene des Kolbens beschreibt, indem sie auf diese Weise die beiden Theile trennt, zerstört vollständig die enorme Reibung, welche stattfinden würde, wenn diese Theile in Nebeneinanderlage functioniren müßten, wie dieß bei den gewöhnlichen hydraulischen Pressen der Fall ist. Diese Garnitur, welche der Haupttheil der Maschine ist, worin das |251| Princip und die Vortheile des neuen Systems bestehen, kann von starkem, gehörig präparirtem und vermittelst eines Metallringes oder einer Nath zusammengehaltenen Leder verfertigt werden, indem man ihr die nöthige Form gibt. Sie kann noch viel vortheilhafter und leichter von Doppellagen aus gewebten Stoffen jeder Art gefertigt werden, zwischen welchen ein Ueberzug von natürlichem oder vulcanisirtem Kautschuk, je nach der Geschmeidigkeit, welche diese Garnitur haben muß, gelegt wird; die Fabrication geschieht durch dieselben Proceduren, wie sie bei Verfertigung von Schläuchen, Riemen und verschiedenen aus obigen Stoffen zusammengesetzten Geweben angewendet werden.

Bei dem ersten Anblick wird der Widerstand, welchen man durch eine solche Garnitur erreichen kann, geringer erscheinen, als jener aller übrigen, zur Zusammenstellung unseres Systems gehörigen Theile; die vom Patentträger gemachten Erfahrungen jedoch beweisen im Gegentheil, daß die auf oben beschriebene Art angefertigte Garnitur ohne irgend eine Veränderung einen zehnmal größeren Druck aushalten kann, als jenen, welcher alle übrigen zerbrechen würde. Man bemerkt in dem Durchschnittstheile Fig. 4 die Art und Weise, wie diese Garnitur an dem inneren Theile des Cylinders E mittelst einer Verbindungsschraube befestigt ist, welch letztere gleichzeitig zur Verbindung der Communicationsröhren der Füllungspumpe dient; ebenso bemerkt man, daß die Hülsen von Leder die Stellung und das Spiel des Preßkolbens leiten und unterhalten.

Ein Preßschlägel (Stampfer) F, massiv von Holz oder aus mehreren Stücken zusammengesetzt, wird oberhalb des oberen Querstücks des Gestells angebracht. Er ist beweglich und kann willkürlich mittelst der Schienen, auf welchen seine Frictionsrollen gleiten, nach rechts oder links des Apparats erweitert oder durch einen anderen von Form und Höhe verschiedenen ersetzt werden. Die Stellung der Frictionsrollen und jene der Schienen und ihre Verschiebung sind in Fig. 4 und 5 angezeigt. Die Gefäße anbelangend, welche die zu pressenden Materien zusammenhalten müssen, so sind ihre Einrichtungen und Formen willkürlich und werden durch die Natur und Eigenschaften derselben bestimmt.

Die in Fig. 4 durch den Buchstaben G angezeigte Füllungspumpe wird von Bronze construirt, sie kann nöthigenfalls auch von Eisenguß gemacht werden. Sie wird ebenso wie die Achse des Pumpenschwengels auf der Seite eines Schenkels des Gestells mittelst eines Reifes von Schmiedeeisen befestigt. Der untere Theil des Pumpenkörpers steht durch ein Rohr mit einer Reserve P in Verbindung, welche das Wasser zur Speisung der Pumpe enthält, der Seitentheil aber mit dem Preßcylinder |252| mittelst eines Rohrs von Schmiedeeisen, welches mit Verbindungsschrauben und mit Füllungs- und Entleerungshähnen garnirt ist, wie in der Abbildung angezeigt, und mittelst welcher die Communication zwischen der Pumpe und dem Preßcylinder nach Willkür geöffnet oder geschlossen wird. Der äußerste Theil des Rohrs ist mit einem Ventil M versehen, welches die Pressung, die man erlangen will, regulirt und mittelst eines Hebels N von Eisen und eines Gewichtes 0 festgestellt wird.

Die Figuren 611 zeigen alle inneren Einrichtungen dieser Pumpe an, wobei zu bemerken ist, daß

  • 1) die beiden Ventile beweglich sind und in den Vereinigungsschrauben zusammengehalten werden, um nach Bedürfniß visitirt und gewechselt werden zu können;
  • 2) daß die Hähne von drei Oeffnungen durchbohrt, sowohl die Ladung des Preßkolbens als dessen Unterbrechung und Entleerung nach Willkür gestatten;
  • 3) daß die Einrichtung des Pumpenkörpers eine solche ist, daß drei durch die Buchstaben i, i, i angezeigte Kolben in Bewegung gesetzt werden können, entweder gleichzeitig oder einer nach dem andern, je nachdem man den Gang des Preßkolbens nöthigenfalls beschleunigen oder die Kraft des Füllungskolbens vermehren will. Um dieses Resultat augenblicklich zu erreichen, darf man nur ein Drittheil der beweglichen Büchse des durch den Buchstaben U angezeigten Cylinders der Pumpe umdrehen. Diese Büchse greift durch diese Rotationsbewegung in den oberen Theil des Pumpenkörpers, mit welchem sie solidarisch wird, ebenso wie der größte Kolben, und macht den mittleren Kolben frei, welcher solidarisch bleibt mit dem Hauptschafte und welchem der große Kolben als Cylinder dient. Dasselbe Manöver wird ausgeführt, wenn man mit dem kleinsten Kolben wirken will, welcher nichts anderes als der Hauptschaft ist, für welchen der mittlere Kolben, der mit dem großen solidarisch geworden ist, den Dienst des Cylinders verrichtet.

Wie man aus dem Vorhergehenden steht, ist diese Maschine so einfach als möglich. Die Kraft ist fast unbegränzt durch die Fähigkeit, den Durchmesser der Preßcylinder nach Willkür zu vergrößern. Ihr System gestattet die Anwendung dieser letzteren entweder einzeln oder in Gruppen von unbestimmter Zahl, welche durch eine oder mehrere Handpumpen, durch Dampf oder jedes andere passende Mittel in Bewegung gesetzt werden.

Sie können unter dem oberen Querstücke des Preßgestelles befestigt werden, um von Oben nach Unten zu operiren, sowie sie auch horizontal |253| und paarweise eingerichtet werden können, um eine Pressung in dieser Richtung auszuüben, nach Bedürfniß entweder einzeln oder nach einander.

Endlich kann die Construction des Preßcylindergestells und seines Zubehörs eben sowohl von Gußeisen, als von Holz ausgeführt werden.

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