Titel: Bansen, über Fabrication der schmiedeeiserner Scheibenräder für Eisenbahnwaggons.
Autor: Bansen, Wilhelm
Fundstelle: 1871, Band 202, Nr. L. (S. 218–223)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj202/ar202050

L. Ueber die Fabrication schmiedeeiserner Scheibenräder für Eisenbahnwaggons; von Wilhelm Bansen, Walzwerksdirector in Bubna bei Prag.

Mit Abbildungen auf Tab. IV.

Die schmiedeeisernen Scheibenräder haben sich durch ihre einfache und solide Construction, sowie durch ihre billige Anschaffung auf den norddeutschen, französischen und belgischen Eisenbahnen rasch Eingang verschafft. Dieselben sind eine Nachahmung des Bochumer Gußstahlrades und concurriren in Norddeutschland auch mit demselben. Die schmiedeeisernen Scheibenräder besitzen einige Aehnlichkeit mit den Ganz'schen Schalengußrädern, zeichnen sich vor diesen aber durch ihr größeres Minder-Gewicht, ihre gefälligere Form und größere Widerstandsfähigkeit aus. Vor dem Bochumer Gußstahlrad und dem Ganz'schen Schalengußrad haben sie auch noch den großen Vorzug, daß, wenn der Laufkranz (Tyre) abgenutzt ist, derselbe wie bei den Speichenrädern immer wieder erneuert werden kann, was dem Bochumer Gußstahlrad und dem Ganz'schen Schalengußrad abgeht.

So viel mit bekannt, wurde das erste schmiedeeiserne Scheibenrad in Deutschland auf der Hermannshütte zu Hoerde in Westphalen |219| angefertigt und ist es das alleinige Verdienst des rühmlichst bekannten früheren Ober-Ingenieurs der Hermannshütte Hrn. R. Daelen, die Fabrication dieses Zweiges in's Leben gerufen und auf die Vollkommenheit gebracht zu haben, wie sie noch jetzt besteht und in kurzer Zeit auf noch vier bis fünf anderen Eisenwerken Rheinlands und Westphalens eingeführt wurde.

Bevor die jetzt allgemein angewendete Methode der Fabrication durch Schmieden und Walzen von den rheinischen und westphälischen Eisenwerken, welche Räder fabriciren, als am rationellsten angenommen wurde, hat dieselbe mehrfache Phasen durchgemacht. Der Erfinder, Hr. Ober-Ingenieur Daelen wollte zuerst das Rad vermittelst Walzens herstellen. Zu diesem Behufe construirte er ein Walzwerk bestehend aus zwei conischen Walzen, welche Fabricationsmethode aber aus technischen Gründen, welche hier zu erläutern, zu weit abführen würde, verworfen werden mußte.

Nach vielen anderen Versuchen, welche theilweise wohl gelangen, aber einem rationellen Betrieb „das schmiedeeiserne Scheibenrad dem Bochumer Gußstahlrad concurrenzfähig zu machen“ nicht entsprachen, kam Hr. Daelen auf die noch heute gebräuchliche Fabricationsart, welche dem angestrebten Zweck entspricht, und die ich im Folgenden zu erläutern suchen werde.

Das Material, welches zur Herstellung des Scheibenrades gewählt wird, muß ein gutes gar gepuddeltes Korneisen seyn, damit es beim Façonschmieden keine Kantenrisse erhalte und sich auch gut breiten lasse.

Die Packetirung geschieht am besten aus 3 nebeneinander liegenden, in 10–12 Bogen kreuzweise übereinander gelegten, 9 Linien starken Rohschienen (Luppen) a von circa 12 Zoll Länge und 4 Zoll Breite, wodurch das Packet eine quadratische Form erhält (Fig. 16). Diese 10 bis 12 Lagen werden oben und unten mit circa 1 1/4 Zoll starken Deckeln (Platten) b abgeschlossen, welche den Zweck haben, daß die kreuzweise gelegten Lagen a sich beim Einsetzen in den Schweißofen nicht verschieben und daß die fertigen Scheiben eine glatte rißfreie Oberfläche erhalten.

So hergestellte Packete werden nun in einen gewöhnlichen Schweißofen chargirt, nachdem sie Schweißhitze erhalten, unter einen 50 bis 60 Ctr. schweren Dampfhammer gebracht und hier die Lagen durch mehrere volle Schläge fest aufeinandergeschweißt. Nachdem eine feste Schweißung erzielt worden, wendet der Schmied das Packet auf dem Amboß und formt es unter dem Hammer erst zu einem Achteck und geht in eine cylindrische Form von circa 10 Zoll im Durchmesser über. Hierbei hat der Schmied |220| aber wohl darauf zu achten, daß die Deckel b des Packetes und also auch die Lagen a, aus welchen dasselbe gebildet ist, scheibenförmig gelagert bleiben.

Solche rund abgeschmiedete Packete kommen, nachdem eine Partie angesammelt wurde, wieder in den Schweißofen, erhalten darin Weißglühhitze und werden unter demselben Hammer, welcher jetzt aber Gesenke nach Fig. 17 erhalten hat, in diese durch rasche und volle Schläge so lange eingetrieben, bis das Packet die Gesenkformen a, a, welche die Nabe der Scheibe bilden, ausgefüllt und die um die Nabe sich bildende Wulst b, b eine Dicke von 2 1/2 Zoll erreicht hat.

Zur Fixirung der beiden Gesenke sowohl im Hammerbär als auch in der Chabotte dienen die beiden Stifte c, c.

Die derart hergestellten Packete, jetzt Façonstücke genannt, werden nun so rasch als möglich aus dem Gesenk herausgehoben, und nach einem in der Nähe des Hammers liegenden Walzwerk mit nach Figur 18 geformten Walzen gebracht und zwischen diesen Walzen, ohne weiter vorgewärmt zu werden, in der Weise ausgewalzt, daß man das Façonstück durch die Walzen erst einmal unter Druck Passiren läßt, es hierauf horizontal um 90 Grad dreht, wieder durch die Walzen läßt, hierauf die obere Walze senkt und das Durchwalzen unter jedesmaligem Drehen der Scheibe und Senken der Oberwalze so lange fortsetzt, bis die Scheibe das vorgeschriebene Maaß erhalten hat.

Hierbei muß erwähnt werden, daß das Walzenpaar so construirt ist, daß ein Druck nur auf den Scheibentheil a, a (Fig. 18) ausgeübt wird, dieser also allein gestreckt wird, die Nabe b aber ohne Druck die Walzen passirt, wie es auch aus der Figur ersichtlich ist.

Nachdem so die Scheibe vermittelst Walzens vollendet ist, wird dieselbe zum Durchbiegen (Wellen) und zum Lochen unter einen zweiten ebenfalls in der Nähe des Walzwerkes stehenden Dampfhammer von 50 bis 60 Ctr. Hammergewicht gebracht, welcher mit Gesenken nach Fig. 19 versehen ist.

Die noch rothglühend von den Walzen kommende Scheibe wird auf das in der Chabotte befestigte Amboßgesenk b (Fig. 19) gelegt, das Obergesenk a auf die Scheibe aufgelegt und zwar mittelst eines gabelförmigen Hebels, dessen Gabel sich in die beiden in das Obergesenk eingegossenen Ohren einlegt und welcher wie jeder gewöhnliche Schmiedehebel auf einer Laufschiene an einer Kette hängend am Hammer angebracht ist. Hierauf läßt man den Hammer mehrere wuchtige Schläge auf das Obergesenk a machen, in Folge dessen die Scheibe die Form der Gesenke annimmt.

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Nachdem so die Durchbiegung geschehen, nimmt der Schmied einen bereit liegenden circa 3 Zoll im Durchmesser haltenden, 6 Zoll langen Dorn, setzt denselben in die nur wenig stärkere Bohrung d des Obergesenkes, so daß er auf der Nabe aufsitzt, setzt auf diesen Dorn einen zweiten, welchen er oberhalb des Obergesenkes mit einer Zange festhält, und treibt den auf der Nabe aufsitzenden Dorn durch Schläge des Hammers auf den zweiten Dorn in die Nabe. Er setzt dann, wenn der zweite Dorn so tief gegangen ist, daß er ihn nicht mehr halten kann, einen dritten schwächeren Dorn auf den zweiten und läßt den Hammer wieder auf den dritten Dorn wirken, wodurch der erste Dorn durch die Nabe getrieben wird und das durch denselben ausgestoßene Eisen vor sich her schiebend in die Oeffnung e, welche sich nach der Mündung zu stark erweitert, austritt und durch die folgenden Dorne, welche noch nachgetrieben werden, vollständig aus der Oeffnung e ausgetrieben wird.

Die letzten Dorne fallen dann, da sie schwächeren Durchmessers sind, leicht durch das getriebene Nabenloch und durch die Amboßöffnung.

Das Amboßgesenk b ist an seinem oberen Umfang durch einen schmiedeeisernen rothwarm aufgezogenen Ring r gebunden, um ein Zerspringen desselben durch die harten Schläge des Hammers zu verhüten, Zu demselben Zwecke ist auch das Obergesenk a an seinem oberen Umfange mit einem rothwarm aufgezogenen Ringe armirt.

f ist eine halbkreisförmige eingedrehte Nuth, um den abfallenden Cinder (Hammerschlacke), welcher sich durch die Schläge des Hammers beim Erkalten der Scheibe von dieser ablöst, aufzunehmen, da sich sonst derselbe in die Scheibenfläche einschlagen und die Scheibe ein rauhes, unansehnliches Aeußere bekommen würde.

c ist ein schmiedeeiserner Ring zu dem Behufe eingelegt, um bei einem etwaigen schiefen Einführen der Dorne das gußeiserne Gesenk b zu schützen, da der Ring c, wenn einmal beschädigt, leicht durch einen neuen zu ersetzen ist.

Die so weit fertigen Scheiben werden nun, da sie in ihrer Größe mehr oder weniger von einander verschieden sind, auf einen Durchmesser beschnitten. Man stach dieselben zu Anfang einfach auf Drehbänken ab, doch kam diese Art der Appretur wegen des zeitraubenden Auf- und Abspannens der Scheiben und der für diesen Fall zu geringen Leistungsfähigkeit der Drehbank, zu theuer zu stehen und man ging bald auf folgendes Verfahren über. Die Scheiben wurden mittelst einer Reißspitze auf den zu beschneidenden Durchmesser vorgezeichnet und unter einer gewöhnlichen Schenkel-, respective Hebelschere, wie sie in Walzwerken allgemein gebräuchlich sind, in der Weise beschnitten, daß die Scheibe vor |222| der Schere in einer Kette hängend, welche durch das Nabenloch durchgesteckt ist, und in der Höhe der Schermesser auf einem unter der Nabe durch die Kette gehenden Vorsteckkeil aufsitzend unter die Messer gebracht, erst in ein Vieleck und allmählich rund beschnitten wird. Diese ganze Arbeit verrichtet nur ein Mann und ist die Leistungsfähigkeit einer Schere die dreifache einer Drehbank.

Die Scheiben sind nun soweit fertig, daß dieselben zur Ausschweißung der Unterbandage, das ist derjenigen Kranzfläche auf welche der Laufkranz (Tyre) aufgezogen und befestigt wird, zur Vorbereitung kommen.

Fig. 20 stellt ein zur Ausschweißung der Unterbandage vorbereitetes Rad dar. a ist die beschnittene Scheibe, welche in die kreisförmig gebogene Unterbandage c, deren zusammenstoßende Enden verschweißt seyn müssen, fest eingepaßt wird. Der Schweißring b wird zum Vorschluß aufgelegt und Unterbandage, Scheibe und Schweißring mit drei Stück 1/2 Zoll starken Nieten, welche auf dem ganzen Umfang gleichmäßig vertheilt sind, vernietet, damit bei der weiteren Manipulation sich kein Theil ablöse.

Die Manipulation des Verschweißens der Unterbandage c mit der Scheibe a und dem Schweißring b auf der ganzen Kreisfläche, ist eine der schwierigsten und wichtigsten Arbeiten bei der ganzen Fabrication und muß mit großer Umsicht gehandhabt werden. Die Schweißung wird unter einem 60 bis 190 Ctr. schweren Dampfhammer in einem sogenannten Schweißamboß Fig. 21 vollzogen. Es ist c' das gußeiserne Amboßgesenk, welches in der Dampfhammer-Chabotte festgekeilt ist.

Um es vor dem Zerspringen durch die harten Schläge des Hammers zu bewahren, ist es mit rothwarm aufgezogenen Ringen r armirt. b ist eine schmiedeeiserne Einlage, welche die vorgeschriebene Wellenform der zu schweißenden Scheiben erhält; dieselbe wird mit 4 Stück 3/4 Zoll starken Setzschrauben an das Amboßgesenk befestigt. Für diese Einlage b wurde Schmiedeeisen aus dem Grunde gewählt, weil Gußeißen beim Schweißen einer größeren Anzahl von Scheiben radiale Risse bekam, welche sich dann in die Scheiben einprägten und dadurch das Aussehen derselben schädigten. a zeigt ein im Gesenk liegendes fertig geschweißtes Scheibenrad. c ist das auf der fertig geschweißten Scheibe ruhende Obergesenk; dasselbe ist im Hammerbär fest verkeilt und wird mit demselben gehoben und fallen gelassen.

Das Verfahren beim Schweißen ist nun folgendes. Die nach Fig. 20 vorbereiteten Scheibenräder erhalten in einem Schweißofen Schweißhitze. Nachdem der Schweißer den richtigen Hitzegrad erkannt hat, hebt er das Scheibenrad mittelst einer an einer Kette hängenden Gabel aus dem |223| Ofen, bringt die Scheibe so schnell wie möglich nach dem Hammer und legt dieselbe in das Gesenk c', dann läßt er den Hammer mit dem daran befestigten Obergesenk c rasch hintereinander 5 bis 6 volle Schläge machen, womit die Schweißung vollzogen seyn muß. Hierauf wird der Hammerbär mit dem Obergesenk gehoben, die auf der Oberfläche der Scheibe a angesammelten Schlacken abgekehrt und die Scheibe mittelst der eingelegten Platte d, welche auf dem Bolzen e ruht, durch Bewegung des Hebels f aus dem Gesenk gehoben. Die unter der Scheibe a angesammelten Schlacken werden ebenfalls weggekehrt, hierauf die Scheibe horizontal um 90° gedreht, in das Gesenk wieder eingelegt und die Scheibenfläche durch leichte Schläge und Begießen mit Wasser geglättet.

Die nun fertig geschweißten Scheibenräder werden aus dem Gesenk herausgehoben und zum Erkalten bei Seite gelegt. Hierauf kommen die Räder zur Appretur auf die Drehbank; hier werden die Nabenlöcher ausgebohrt und Unebenheiten in der Fläche weggedreht und nach Vollendung dieser Arbeiten auf die Achsen mittelst Wasserdruck aufgezogen.

Nach diesem Aufziehen wird die Kranzfläche der Unterbandage, welche den Laufkranz (Tyre) aufnehmen soll, auf den vorgeschriebenen Durchmesser abgedreht und der Tyre in der gewöhnlichen und allgemein bekannten Weise rothwarm aufgezogen.

Zur Sicherung, daß sich der Tyre von der Unterbandage während des Betriebes nicht ablöse, wird Tyre und Unterbandage mit auf. Fig. 22 und 23 verzeichneten Schrauben verschraubt und nachdem diese Arbeit geschehen, der Laufkranz noch einmal überdreht, womit die Arbeiten beendet sind.

Fig. 22 zeigt den Querschnitt eines fertigen Scheibenrades der bergisch-märkischen Eisenbahn, Fig. 23 den Querschnitt eines Scheibenrades der Aachen Düsseldorfer Eisenbahn. (Technische Blätter, Jahrg. 1871, Heft II und III, S. 213.)

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