Titel: Rühlmann, über hydraulische Pressen und hydraulische Accumulatoren.
Autor: Rühlmann, Moritz
Fundstelle: 1865, Band 175, Nr. XXVII. (S. 95–102)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj175/ar175027

XXVII. Hydraulische Pressen und hydraulische Accumulatoren, Geschichtliches und neuere Anwendungen derselben; von Professor Rühlmann.

Aus den Mittheilungen des hannoverschen Gewerbevereins, 1864 S. 221.

Mit Abbildungen auf Tab. II.

Im Junihefte von 1864 des Londoner Mechanics' Magazine wird S. 360 angeführt, daß die hydraulische Presse im gegenwärtigen Jahre ihr 100jähriges Erfindungs-Jubiliäum feiere und die Bedeutsamkeit dieser Maschine es wohl verdiene des Zeitabschnittes zu gedenken.

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Wir benutzen diesen Umstand als Ausgangspunkt für nachstehenden Aufsatz über die neuesten Anwendungen der hydraulischen Presse, schicken jedoch als Einleitung einige Bemerkungen über die so eben angeführte geschichtliche Angabe voraus.

Das Mechanics' Magazine bezeichnet den Franzosen Blaise Pascal als Erfinder der hydraulischen Presse, weil dieser berühmte Mathematiker zuerst den Satz von der gleichförmigen Druckfortpflanzung in Flüssigkeiten, welche nicht ausweichen können, bestimmt nachwies und dabei auch zeigte, daß, was man damit an Kraft gewinne, an Weg wieder verloren gehe, endlich auch bereits ein rohes Modell (einen Holzbottich mit einer angesetzten verticalen Röhre) construirt habe, welches zufolge des verlangten Druckes zersprengt worden wäre.

Hierzu bemerken wir zuerst, daß Pascal bereits 1662 im Alter von 39 Jahren verstarb,17) daß sein Werk,18) worin der vorgedachte Satz nachgewiesen ist, erst nach seinem Tode 1663 erschien, dasselbe jedoch bereits 1653 vollendet wurde, folglich das Jahr 1864 jedenfalls ein zu spätes ist, um es zur 200jährigen Jubiliäumsfeier der Erfindung empfehlen zu können. Was sodann die Pascal'sche erste Construction einer hydraulischen Presse betrifft, so dürfte es gewagt seyn, den erwähnten Holzbottich mit aufgesetzter Röhre als eine Maschine zu bezeichnen, von der überdieß Pascal auch nicht die geringste nützliche Anwendung zu machen verstand. In letzterer Beziehung scheint uns die Sache eigentlich so zu stehen, wie bei der Dampfmaschine, wenn man den Baumeister der Sophienkirche in Konstantinopel, einen gewissen Anthemius,19) als den Erfinder derselben bezeichnet, der durch den Lärm und die Erschütterungen explodirender Wasserdämpfe seinen unangenehmen Hausnachbar erschreckte und auch diese Expansivkraft zur Bewegung von Maschinen benutzt haben soll.20)

Nach unserer Ansicht ist erst derjenige als eigentlicher Erfinder einer Maschine zu bezeichnen, welcher sie zuerst so anzuordnen verstand, daß sie nicht nur eine augenblickliche, sondern eine dauernde Verwendung erfuhr, wie dieß in der That mit der hydraulischen Presse der Fall ist, |97| auf welche der Engländer Joseph Bramah am 30. April 1795 ein Patent nahm21) und die hinsichtlich ihrer Nützlichkeit und vielseitigen Anwendung der Dampfmaschine und Spinnmaschine an die Seite zu stellen ist.

Außer daß Bramah seine Presse als Mittel zur fast unbegrenzten Vervielfältigung einer gegebenen Kraft empfahl (in seiner Patentbeschreibung beispielsweise eine Multiplication um das 2304fache, bei Verwendung eines Injectionskolbens von 1/4 Zoll und eines Preßkolbens von 12 Zoll Durchmesser), wies er auch darauf hin, die Maschine zur Uebertragung (Fortpflanzung) von Kräften auf bedeutende Entfernungen zu benutzen und zu der zwischen beiden Kolben abgesperrten Flüssigkeit nicht bloß Wasser, sondern auch atmosphärische Luft zu verwenden.

Die von Bramah seiner Zeit selbst gemachten Anwendungen der hydraulischen Presse waren nicht so vielseitig als man hätte erwarten können, da sie sich auf die Benutzung als Packpresse für Heu, Flachs, Baumwolle, als Erzeuger großen Druckes bei der Schießpulver-Fabrication, so wie auf eine mehr seltsame Verwendung als Metall-Hobel- und Bohr-Maschine (seiner Zeit in Woolwich)22) beschränkte.

Da, so viel dem Verfasser bekannt, eine Zeichnung der Bramah'schen Originalpresse, wie sie in der unten citirten, aber erst 1856 im Druck erschienenen Patent Specification enthalten ist, bis jetzt nirgends veröffentlicht wurde, so dürfte die Aufnahme einer Abbildung derselben, Fig. 3 (in halber Größe der angegebenen Quelle), nicht gerade überflüssig zu nennen seyn. Den gußeisernen Preßcylinder hat Bramah in seiner Figur mit dem Buchstaben A bezeichnet, den zugehörigen Kolben mit 6, die Injectionspumpe mit E, das Communicationsrohr von A und E mit C, das Druckventil mit D u.s.w.

Eine sehr wesentliche Verbesserung der Presse brachte Bramah's Schüler Henry Maudsley dadurch an, daß er den Preßkolben ganz glatt als sogenannten Plunger-Kolben construirte, die Lederliederung aber in einen ausgesparten ringförmigen Raum am oberen Theile des Preßcylinders legte und der betreffenden Kappe die Gestalt eines umgekehrten U gab.23) Abgesehen von der Gestalt, gefälligeren Form und den Bemühungen, |98| die Preßcylinder, statt aus Gußeisen, aus schmiedeisernen Röhren oder übereinander gezogenen und zusammengeschweißten Ringen, nach Art der Armstrong-Kanonen zu construiren, ferner zweckmäßigen Anordnungen der Injectionspumpen (mehrfache Kolben von verschiedenem Durchmesser), um bei der Zunahme des Widerstandes auch die Druckkraft vergrößern zu können, ist die heutige hydraulische Presse noch dieselbe, wie zur Zeit Bramah-Maudsley's, d.h. wie am Anfange dieses Jahrhunderts.

Dagegen hat sich seit Bramah ihr Anwendungskreis außerordentlich erweitert. Außer der weniger zu empfehlenden Benutzung zur Prüfung von Festigkeiten der Constructions-Materialien (Stäbe, Ketten, Seile, Steine etc.), weil noch kein Mittel existirt, auf eine völlig sichere Weise den resultirenden Druck (nach Abzug der Reibungen) direct zu messen, hat man die Presse bei der Rübenzucker-,24) Stearinlichte-, Oel-25) und Gummi-Fabrication mit entschiedenem Erfolge angewandt, ebenso zum Pressen von Röhren aus Blei, Zinn und Stahl, ferner beim Heben der beinahe 2000 Tonnen schweren Röhren der Britanniabrücke, beim Vomstapellassen des Great-Eastern u.s.w.

Eine ganz neue Sphäre von Verwendung der hydraulischen Presse eröffnete jedoch 1843 Armstrong durch die Construction und Einführung seiner Accumulatoren, Kraftsammler oder Apparate, welche gleichsam Vorraths-Magazine von Kraft bilden,26) die man zur Verrichtung mehr oder weniger intermittirend auftretender Arbeiten, vorzugsweise für Krahne, Aufzugsmaschinen bei bedeutenden Hubhöhen, Schiffswinden etc. mit entschiedenem Erfolge verwendete und die sich auch zu gewerblichen Zwecken nützlich machen lassen, wie die allerjüngste Zeit lehrt, wo sie bereits Eingang in den Oelfabriken und den Etablissements gefunden haben, worin man Holzstoff für die Papierfabrication erzeugt.

Einen sehr compendiösen Accumulator für die Injectionspressen der Oelfabriken, den der französische Mechaniker Lecointe in Saint-Quentin (Aisne) unter Nr. 1166 des französischen officiellen Kataloges der Londoner Industrie-Ausstellung vom Jahre 1862 producirte,27) zeigt Fig. 7.

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Der Preßcylinder A, hier in Betracht des Durchmessers des Kolbens B (von 33 Quadratcentimeter Querschnitt) beträchtlich lang, ist auch außerhalb abgedreht, um durch die glatte Mantelfläche einer cylindrischen Röhre C zur Führung zu dienen, die unterwärts einen ringförmigen Teller bildet, der zur Aufnahme einer großen Menge Belastungsscheiben G dient. Die Verbindung des Cylinders C mit dem Kolben B wird durch drei Stangen E und den dreiflügeligen Kreuzkopf D bewirkt. Die Scheibe F des letzteren stößt nach entsprechendem Aufsteigen gegen ein Gewicht P, welches durch eine Schnur mit dem Saugventile der Injectionspumpe derartig in Verbindung steht, daß letzteres ausgelöst, unwirksam gemacht wird, sobald der Druck eine beabsichtigte Größe erreicht hat.

Zur Vermeidung des zu weit gehenden Aufsteigens des Kolbens B ist dieser am unteren Ende mit einer seitwärts ausmündenden Bohrung B' versehen, so daß das von der Speisepumpe im Rohre K zugeführte Wasser einen entsprechenden Ausgang findet, ohne zerstörend auf den Apparat zu wirken. Die übrigen abzweigenden Röhren J, J führen zu den hydraulischen Oelpressen, die jeden Augenblick ohne Weiteres in Thätigkeit gesetzt werden können.

Bei diesem von Lecointe ausgestellten Accumulator betrug das Totalgewicht der Belastungsscheiben G 3309 Kilogramme, der constant erhaltene hydraulische Druck also: 3300/33 = 100 Kilogramme per Quadratcentimeter oder circa 100 Atmosphären.28)

Den Accumulator in seiner jüngsten Anwendung bei den Holzschleif-Apparaten zeigen die Figuren 1 und 2, worauf wir im hiernach folgenden Artikel zurückkommen werden.

Besonders beachtungswerth dürfte die neueste Benutzung der hydraulischen Pressen in größerem Maaßstabe zum Schmieden der Metalle und in kleinerem Verhältnisse zum Betriebe von Metall-Lochmaschinen und Metallscheren seyn, weßhalb diesen Gegenständen noch eine besondere Betrachtung gewidmet werden mag.

Nach Wissen des Verfassers hat die Aufgabe, durch hydraulischen Druck zu schmieden, zuerst Haswell, der Director der Maschinenfabrik der Staats-Eisenbahngesellschaft in Wien, gelöst, damit, wie es scheint, |100| der Eisenindustrie einen sehr wichtigen Dienst geleistet und ein weites Feld neuer Arbeitsoperationen (beispielsweise ausgedehntere Verwendung von Hohlformen oder Matrizen zum Schmieden) eröffnet. Die Hauptschwierigkeit, welche bei der Verwendung der hydraulischen Presse zum Schmieden zu überwinden war, lag in der langsamen Bewegung des Preßkolbens, dem zufolge jedes Eisen- oder Stahlstück Zeit haben würde, sich so weit abzukühlen, daß der dann erfolgende Druck nur eine höchst unvollkommene Wirkung hervorbringen konnte. Haswell's Construction überwindet nicht nur diese Schwierigkeit vollständig, sondern erzeugt auch noch ein möglichst rasches Wieder-in-die-Höheheben des Preßkolbens nach vollendeter Arbeit. Die Art und Weise der Haswell'schen Construction einer solchen hydraulischen Schmiedepresse29) läßt sich ohne ausführliche Zeichnungen in der Kürze nicht Wohl beschreiben, weßhalb wir auf die ausführlichen Abbildungen Tafel 4 bis 6 verweisen müssen, welche sich im officiellen österreichischen Berichte über die internationale Industrie-Ausstellung in London 1862, S. 264 etc. vorfinden. Auf gedachter Ausstellung hatte man lediglich genaue Zeichnungen einer Haswell'schen hydraulischen Schmiedemaschine ausgestellt, wobei der Preßkolben einen Durchmesser von 19 Zoll 7 Linien (Wiener Maaß) hatte und wobei die Druckgröße 392 Atmosphären, oder, auf die obere Fläche des gedachten Kolbens bezogen, über 1 1/2 Millionen Wiener Pfund betragen konnte.

Andere für kleinere Werkzeugmaschinen, namentlich Scheren und Lochmaschinen, besonders wirksam gemachte Anordnungen von hydraulischen Pressen eines gewissen Tangye in Birmingham, sind in Deutschland nicht so bekannt geworden, wie sie es verdienten,30) namentlich hat sich Referent vergeblich in deutschen Journalen nach guten Zeichnungen derselben umgesehen, weßhalb wir solche liefern. Fig. 4 zeigt Tangye's hydraulische Schere im Profile, wobei kaum bemerkt zu werden braucht, daß A der mit dem Maschinengestell aus einem Stück gegossene Preßcylinder, B das feste und D das mit dem Preßkolben zugleich bewegliche Scherblatt ist. Unterhalb erhält der Preßkolben durch die cylindrische Stange E eine besondere Führung. Die horizontal gelagerte Injectionspumpe (Fig. 6 im Durchschnitte und in größerem Maaßstabe gezeichnet) ist mit G bezeichnet, der Hebel zur Kolbenbewegung mit H und das Gefäß, woraus die Injectionspumpe ihr Speisewasser (oder Oel) saugt, |101| mit F. Der Durchmesser des Kolbens C beträgt 10 Zoll bei 3 Zoll Hub, während der Kolben der Injectionspumpe 3/4 Zoll Durchmesser und 1 1/2 Zoll Hub hat. Quadrateiserne Stäbe von 3 Zoll Seitenlänge im Querschnitte sollen sich, wenn am Hebel H ein Mann arbeitet, in ungefähr 2 1/4 Minuten durchschneiden lassen. Von dieser Art Scheren soll man in England überall da mit Erfolg Gebrauch machen, wo, wie in Waarenhäusern und kleineren Werkstätten, oft nur wenig Arbeiter verfügbar sind.

Eine Tangye'sche hydraulische Lochmaschine zeigt Fig. 5 im Durchschnitte, wobei die feste Unterlage oder Matrize A im unbeweglichen Untergestelle der Maschine, der Drücker oder Lochstempel B im beweglichen Kolben C der hydraulischen Presse befestigt ist. Letzterer hat 6 Zoll Durchmesser und 2 Zoll Hub. Die Injectionspumpe G, die ihre Speiseflüssigkeit wieder aus dem Kasten F saugt, hat dieselbe Anordnung, wie jene bei den vorbeschriebenen Scheren. Eine kräftige Feder E dient dazu, den Preßkolben C an seiner Führungsstange nach verrichtetem Lochen möglichst schnell in die Höhe zu ziehen. Mit einer derartigen Maschine soll ein Mann im Stande seyn, in circa einer halben Minute ein Loch von 1 Zoll Durchmesser in einer 7/8 Zoll dicken Eisenplatte auszupressen.

Die in Fig. 6 in halber wahrer Größe (den Haupttheilen nach) gezeichnete Injectionspumpe beider beschriebenen Werkzeugmaschinen versteht sich in den meisten Theilen von selbst, so daß es fast überflüssig seyn wird, hinzuweisen auf das Saugventil J, das Druckventil K, auf den mit Lederringen gedichteten Kolben L und auf ein Zungenstück M am kürzeren Ende des doppelarmigen Arbeitshebels, welches in einen entsprechenden Schlitz der verlängerten Stange des Kolbes L faßt. Aufmerksam zu machen ist jedoch besonders auf folgende besondere Anordnung, wodurch das Scherblatt D (Fig. 4) zum Niedergange veranlaßt wird.

Während die Injectionspumpe Wasser in den Arbeitscylinder der hydraulischen Presse treibt, durchläuft das kurze, zungenförmige Ende M des Arbeitshebels H bei jedem Hube nur den Bogen OO (Fig. 6), wobei erwähnt werden mag, daß hierzu die Zunge M in den Längenschlitz des viereckigen Theiles der Stange des Injectionskolbens L faßt. Die Hublänge wird dabei von einem Stift begrenzt, welcher seitwärts in der Wand des Gefäßes F für die Speiseflüssigkeit befestigt ist. Verschiebt man aber den Hebel H auf dem sechseckigen Theil Z seiner Drehungsachse oder Welle um 3/8 Zoll seitwärts, so umgeht die Zunge M den gedachten Grenzstift, sie kann etwas weiter nach rechts schwingen und dadurch den Injectionskolben L ebenfalls um etwas mehr nach |102| rechts verschieben, so daß ein stegförmiges Stück x, welches vor dem äußersten Ende des Kolbens L angebracht ist, auf das Stäbchen des Ventiles K wirken und letzteres offen halten kann, wozu nur erforderlich ist, die Feder r entsprechend zusammenzudrücken, wodurch das Ventil K für gewöhnlich gegen seine Sitzfläche gepreßt wird. Ist aber letzteres Ventil geöffnet, so tritt das Wasser aus dem Cylinder der hydraulischen Presse zurück (der Preßkolben C mit dem Scherblatte D geht nieder), läuft durch die röhrenförmige Bohrung des Kolbens L und gelangt durch eine am oberen Ende vorhandene Seitenöffnung y zurück in das Speisegefäß F. Zu beachten ist dabei noch, daß die Seitenöffnung y im Cylinder L durch ein Ventil P geschlossen gehalten wird, indem für gewöhnlich der cylindrische Theil der Zunge M gegen den Kopf dieses Ventiles drückt und solches schließt. Hat man jedoch die Zunge M in die Lage gebracht, welche in unserer Abbildung gezeichnet ist, so steht dem Ventilkopf P ein Ausschnitt am gedachten cylindrischen Theil der Zunge M gegenüber, welcher hinreicht, dem Ventile P das Ausweichen nach links hin zu gestatten, wenn es vom zurücktreibenden Wasser, welches vom Gewichte des niedergehenden Preßkolbens getrieben wird, einen Impuls zum Verschieben nach links erhält, wodurch endlich die Ausflußöffnung y frei wird.

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Die vollständigste und zugleich vortrefflich geschriebene Biographie Pascal's (in deutscher Sprache) ist, soviel uns bekannt, in Ersch und Gruber's „Allgemeine Encyklopädie,“ dritte Section, zwölfter Theil, S. 475 etc. enthalten.

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Traite de l'équilibre des liqueurs.“

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Rühlmann, Allgemeine Maschinenlehre, Bd. I S. 394.

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Annales de l'industrie, t. IX, pag. 69, unter der Aufschrift Machines a vapeur d' Anthémius;.

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Patent Specification No. 2045 vom Jahre 1795, woselbst die Erfindung mit folgenden Worten aufgeführt ist: Certain New Methods of Producing and Applying a more Considerable Degree of Power in all Kinds of Mechanical Apparatus and other Machinery requiring Motion and Force, than by any Means at present practised for that purpose.“

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Dupin, Reise nach Großbritannien. Erster Theil, S. 290–308.

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Nach der oben angeführten Nummer des Mech. Magazine soll Benjamin Hick in Bolton die Erfindung der eigenthümlichen Stulpenliederung bei hydraulischen Pressen ebenfalls beanspruchen.

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Die erste hydraulische Rübenpresse soll in Deutschland 1818 in der Maschinenfabrik von Nathusius zu Hundisburg bei Magdeburg gebaut worden seyn.

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Nach Barlow (in der Encycl. Metropolitana Abschnitt Manufactures,“ pag. 375) soll im Jahr 1821 ein Engländer Henry Plump die erste horizontale hydraulische Oelpresse in Bremen (?) erbaut haben.

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Beschrieben im polytechn. Journal Bd. CLIII S. 169.

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Bericht von Tresca über Classe VIII, pag. 712 in den Annales du Conservatoire Impérial, Tome III von 1862.

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Soweit dem Referenten bekannt, hat zuerst Falguière in Marseille für eine Oelfabrik in Bordeaux (mit 44 hydraulischen Pressen) von dem Accumulator Gebrauch gemacht. Erst nachher folgte Samuelson in England. Ein Accumulator des letzteren Mechanikers findet sich beschrieben und abgebildet im polytechn. Journal Bd. CLXVIII S. 107.

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Man s. Meugrey's Beschreibung eines Haswell'schen Preßhammers im polytechn. Journal Bd. CLXXIV S. 12. A. d. Red.

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Nach dem London Journal of arts beschrieben im polytechn. Journal Bd. CLXXII S. 6.

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