Titel: Rosenstiehl, über die Benutzung des atmosphärischen Druckes.
Autor: Rosenstiehl, A.
Fundstelle: 1873, Band 210, Nr. LXXIV. (S. 446–451)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj210/ar210074

LXXIV. Ueber die Benutzung des atmosphärischen Druckes zum Durchsieben der Farben für den Zeugdruck; von Prof. A. Rosenstiehl.

Aus dem Bulletin de la Société industrielle de Mulhouse, t. XLIII p. 430; September 1873.

Mit Abbildungen auf Tab. VI.

So oft ich noch Arbeiter damit beschäftigt sah, Zeugdruck-Farben durchzusieben, indem sie mit einem Pinsel diese dicken und zähen Flüssigkeiten gegen das Gewebe eines Siebes drückten, konnte ich nicht umhin mein Bedauern auszudrücken, daß diese rein mechanische und öfters ungesunde Arbeit aus freier Hand, statt mit einer Maschine verrichtet wurde. Es sind zwar zu letzterem Zwecke verschiedene Apparate erfunden worden; die einen drücken die Farbe mit Hülfe eines Kolbens durch ein Tuchsieb, die anderen beruhen auf der Wirkung der Centrifugalkraft. Diese Apparate sind jedoch mit allerlei Mängeln behaftet, welche ihre Anwendung beschränken, und sind daher wenig verbreitet. Mit Recht macht man ihnen unter Anderem den Vorwurf daß ihre Reinigung zu viel Zeit erfordere und daß man sich ihrer daher mit Nutzen nur zum Durchsieben größerer Massen einer und derselben Farbe auf einmal bedienen könne.

Was also unserer Industrie fehlt, das ist eine Maschine welche die Farbe rasch siebt, und deren Reinigung nicht mehr Zeit erfordert als das traditionelle Sieb. Der Apparat, auf welchen ich die Aufmerksamkeit der Société industrielle hinlenken möchte, scheint mir ein erster Schritt zur Realisirung dieser Idee zu seyn; derselbe ist nach meinen Angaben construirt worden, und arbeitet seit verflossenem September in dem Etablissement der HHrn. Thierry-Mieg u. Comp.

In diesem Apparate wird die Farbe weder durch einen Kolben, noch durch einen aus freier Hand bewegten Pinsel durch das Leinwandsieb getrieben, sondern durch den atmosphärischen Druck, welcher gleichsam als idealer Kolben auf den ganzen Querschnitt wirkt, ohne den Zutritt zum Sieb zu hindern.

Es wird genügen, auf das Princip hinzuweisen, um Jedem mit den Erscheinungen der Physik Vertrauten von der allgemeinen Anordnung einen Begriff zu geben. Es handelt sich um die Aufgabe, einen luftleeren Raum unter dem Sieb herzustellen und zwar sehr rasch, damit keine Zeit verloren gehe. Der Apparat wird aus zwei leicht von einander |447| zu trennenden Theilen bestehen; der obere bewegliche Theil hat das Leinwandsieb zu tragen und mag deßhalb der Siebträger oder Siebhalter heißen; er bildet gleichsam einen Deckel für das den unteren Theil bildende Gefäß, in welches die Farbe gesaugt wird, das ich daher mit dem Namen Aspirator bezeichnen will. Beide Theile werden hermetisch mit einander vereinigt, so daß ein geschlossener Raum entsteht, welcher nur durch die Maschen des Siebes mit der äußeren Luft communicirt. Der Verschluß muß von einfacher dauerhafter Construction seyn, und ohne besondere Manipulationen und Anwendung von Schrauben augenblicklich hergestellt werden können. Das Leinwandsieb, durch dessen Maschen die Farbe ihren Weg zu nehmen hat, wird so angeordnet seyn, daß es sich leicht abheben, reinigen und durch ein anderes ersetzen läßt, und daß es den Druck der Atmosphäre, ohne zu reißen aushalten kann. Dieses sind die allgemeinen Bedingungen des in Rede stehenden Problemes, und ich will jetzt näher berichten, wie es gelöst worden ist.

Fig. 16 stellt den Apparat zum Theil im Aufrisse, zum Theil im senkrechten Durchschnitte in 1/10 der natürlichen Größe und Fig. 17 im Grundrisse dar. Die Figuren 18, 19 und 20 sind Detailansichten. Der Siebhalter A, Fig. 16, ist aus fünf kreisrunden Theilen zusammengesetzt, welche in folgender Ordnung von oben an, und in einer Weise mit einander vereinigt sind, zu deren Erläuterung wir den nach einem größeren Maaßstabe ausgeführten Verticaldurchschnitt Fig. 18 zu Hülfe nehmen wollen:

1) Ein kupferner, innen verzinnter Rumpf r, r, durch welchem man die Farbe in den Apparat gießt. Derselbe ist mit einer eisernen Flantsche a (Fig. 18) versehen, um ihn mit den übrigen Stücken verbinden zu können;

2) ein auf der Drehbank abgedrehter Ring b aus Bronzemetall, auf welchem das eigentliche Sieb c (Fig. 16, 18 und 19) ruht;

3) ein Gitter d (Fig. 18 und 20) aus abgeplattetem 2 Millimet. breitem Messingdraht, mit Maschen von 15 Millimet. Oeffnung. Dieses Gitter dient dem Leinwandsieb als Unterlage, damit es nicht unter dem Druck der Atmosphäre reißen könne; dasselbe bildet eine horizontale Scheidewand im Inneren des Siebträgers, dessen Durchmesser an dieser Stelle 0,30 Met. beträgt;

4) ein unter dem Gitter angeordnete Trichter e (Fig. 16 und 18) aus Eisenblech, mit sehr weiter Oeffnung, welcher die Bestimmung hat, die Farbe bei ihrem Austritt aus dem Siebe aufzufangen und zu verhindern, |448| daß sie im Herabfallen die innern Wände des Apparates beschmutze;

5) ein kupfernes inwendig verzinntes Verbindungsstück f, f (Fig. 19), welches oben den Durchmesser des Siebes und unten den 0,50 Met. betragenden Durchmesser des Aspirators hat. Dieses Verbindungsstück ist mittelst Schraubenbolzen und Flantschen, welche zugleich alle genannten Zwischentheile einklemmen, mit dem Rumpf zusammengeschraubt. An den unteren Rand desselben ist ein sorgfältig abgedrehter Stahlring festgenietet.

Der ganze Siebträger mit allen seinen Theilen wiegt 28 Kilogrm. und der durch dieses Gewicht ausgeübte Druck, mit welchem er auf dem Aspirator ruht, ist es, wodurch der hermetische Schluß bewirke wird. Das eigentliche Sieb besteht aus Leinwand, welche über einen abgedrehten, ohne Reibung in den Siebträger passenden Bronzereif gespannt ist. Die mit der Leinwand in Berührung kommenden Kanten sind, um dieselben zu schonen, sorgfällig abgerundet. Für die verschiedenen Gewebenummern des Siebes sind dem Apparate mehrere solche Reife beigegeben. Wenn der Bronzereif sich an seiner Stelle befindet, so liegt das Gewebe unmittelbar auf dem oben erwähnten Gitter so, daß es unter dem atmosphärischen Drucke keine Spannung erleidet, durch welche seine Haltbarkeit beeinträchtigt würde. Da es endlich wichtig ist, das Leinwandsieb rasch herausnehmen zu können, um es zu reinigen oder durch ein anderes zu ersetzen, so ist sein Reif an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen mit senkrechten Handhaben versehen.

Der Aspirator B besteht aus einem 0,55 Met. hohen, oben offenen cylindrischen Behälter von Eisenblech, an dessen oberen Rand ein breiter gußeiserner Kranz k, k festgenietet ist. In diesem Kranz ist eine kreisrunde Rinne gedreht, in welche sich der erwähnte Stahlring des Siebträgers ohne Reibung legt. Den Boden der Rinne bedeckt ein vulcanisirtes Kautschukband, welches mittelst einer Auflösung natürlichen Kautschuks in Benzin festgeklebt ist. Diese Rinne mit elastischem Boden bildet einen Verschluß, der unter dem Einflusse des atmosphärischen Druckes und des hinzukommenden Siebträgergewichtes durch einfachen Contact hergestellt wird. Zwischen dem Aspirator und dem Reservoir C ist ein Hahn g angebracht. Um die Manipulationen zu vereinfachen, ist der Aspirator befestigt und nimmt die gesiebte Farbe nicht direct in Empfang; diese fällt in ein 80 Liter fassendes Gefäß aus verzinntem Kupfer, welches ohne Reibung in den Aspirator paßt, und mittelst zweier Handhaben leicht herausgenommen werden kann.

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Nachdem wir im Vorhergehenden den Apparat selbst beschrieben haben, wollen wir nun erläutern, wie das Vacuum hergestellt wird. Ich hatte zwischen mehreren Mitteln die Wahl. Ich konnte die Wassersäule anwenden, wie sie von Bunsen für Laboratorien und von Scheurer-Kestner für industrielle Etablissements empfohlen worden war; aber diese verlangt einen mindestens 10 Meter über dem Boden angebrachten Wasserbehälter, eine Bedingung, die sich nicht realisiren ließ. Ich konnte mich auch einer Luftpumpe bedienen, wie man sie in Zuckerfabriken anwendet, um in den Abdampfapparaten einen luftverdünnten Raum zu erzeugen; allein dieses System erfordert eine specielle Einrichtung, welche für den beabsichtigten Zweck zu kostspielig erachtet werden möchte. Dem Rathe des Hrn. William Grosseteste folgend, entschloß ich mich, den Kondensator einer Dampfmaschine von 25 Pferdekräften zur Herstellung des Vacuums zu benutzen, eine sehr vortheilhafte Anordnung, da sie nicht die Anschaffung eines neuen Apparates erfordert. Und die Erfahrung hat mich belehrt, innerhalb welcher Grenzen man sich der Condensatorpumpe, unbeschadet der Arbeit des Motors, bedienen kann.

Die Luftkammer des Codensators wurde durchbohrt, an dieser Stelle ein kleiner Hahn von 3 Millimet. Oeffnung eingefügt, und an den letzteren eine dünne Bleiröhre befestigt, welche sich auf 70 Meter Entfernung nach einem Reservoir C aus Eisenblech erstreckt, das unmittelbar neben dem Siebapparat aufgestellt ist. Ein in der Nähe des Condensators angeordneter Vacuum-Indicator, und ein neben dem Reservoir befindliches Quecksilbermanometer dienen zur Anzeige der Druckveränderungen während der Arbeit. Der Stand der Quecksilbersäule beträgt gewöhnlich 62 bis 66 Centimet. Dieser Grad der Luftverdünnung ist für alle Fälle ausreichend.

Das Reservoir C ist ein Cylinder aus Eisenblech von 280 Liter Rauminhalt, und besitzt drei durch Hähne verschließbare Oeffnungen: eine oben am Deckel angebrachte Oeffnung communicirt mit dem Condensator, eine Seitenöffnung mit dem Siebapparat, während die dritte am Boden des Cylinders befindliche zum zeitweiligen Ablassen des allmählich sich ansammelnden Wassers dient. Das Reservoir hat den Zweck, den allzu raschen Druckveränderungen im Condensator vorzubeugen, während es selbst eine augenblickliche Herstellung der erforderlichen Luftverdünnung unter dem Sieb gestattet. Dasselbe könnte größer seyn; um jedoch die Einrichtungskosten zu vermindern, bediente ich mich eines bereits vorhandenen Apparates, welcher keine sonstige Verwendung fand. Die Condensatorpumpe |450| erzeugt im Reservoir das Vacuum in 10 Minuten. Damit der Gang der Dampfmaschine im Momente wo die Arbeit beginnt, keine Störung erleide, muß man den Hahn der Röhrenleitung sehr langsam öffnen; sobald einmal der innere Druck nur noch etwa 30 Centimet. beträgt, kann man ihn ganz öffnen. So lange der Motor in Bewegung ist, läßt man die Communicationen offen, damit das Reservoir permanent luftleer, und der Apparat stets in gebrauchsbereitem Zustande ist.

Neben dem Siebapparate ist ein Wasserhahn h (Fig. 6) und unter diesem ein hölzerner Dreifuß angeordnet. Hier wird das Sieb, und wenn es nöthig ist, der Siebträger gereinigt.

Ich will jetzt annehmen, eine Operation sey beendigt, und der Arbeiter im Begriff, eine neue vorzunehmen. Während er das Sieb reinigt, steigt die Quecksilbersäule, welche in dem Reservoir (nicht in dem Condensator) auf 0,40 Met. gefallen war, wieder auf 0,64 Met. Man stellt ein leeres Gefäß in den Aspirator, deckt den Siebträger darüber, und bringt das Sieb an seinen Ort. Zwei Männer gießen hierauf direct aus einem Zuber ein Volummaximum von 80 Litern Farbe in den Rumpf. Sobald die Leinwand des Siebes bedeckt ist, schließt man den Hahn m der Zuleitungsröhre, um den Condensator von dem Reservoir abzusperren, öffnet hierauf den mit dem Aspirator communicirenden Hahn g und schließt ihn sogleich wieder. Sofort ergießt sich die Farbe unter dem Einflusse des Luftdruckes mit solcher Geschwindigkeit in das untergestellte Gefäß, daß die Arbeiter öfters Mühe haben, rasch genug nachzugießen; kurz, man braucht mehr Zeit, um den Zuber in das Sieb zu entleeren, als das Durchsieben der Farbe selbst in Anspruch nimmt. Sobald der Inhalt des Siebes durch die Maschen gegangen ist, stürzt sich die Luft mit Geräusch in's Innere des Apparates. Der Hahn zwischen dem Aspirator und dem Reservoir muß daher für gewöhnlich geschlossen seyn, weil sonst das letztere selbst mit Luft gefüllt und dadurch der Motor mit einer unnöthigen Arbeit belastet würde. Nachdem die Luft den Apparat wieder gefüllt hat, nimmt man den Siebträger mit dem Sieb ab, und reinigt ihn unter dem neben der Maschine befindlichen Wasserhahn. Das mit der durchgesiebten Farbe gefüllte Gefäß nimmt man aus dem Aspirator und ersetzt dasselbe durch ein anderes. Mittlerweile ist das Vacuum im Reservoir wieder hergestellt, und der Apparat in Bereitschaft seine Function von Neuem zu verrichten.

Eine mehrmonatliche Erfahrung hat gelehrt, welche Dienste man von dieser Maschine verlangen kann. Ich habe oben erwähnt, mit welcher Raschheit durch sie das Sieben von statten geht; nun will ich |451| aber auch ihre Mängel nicht unerwähnt lassen. Sie eignet sich weniger zum Durchsieben der mit Gummi oder Eiweiß verdickten Farben, indem diese den Uebelstand mit sich führen, das Sieb durch Sandkörner, Häutchen und andere unlösliche Stoffe schnell zu verstopfen; da aber diese Farben im Allgemeinen hinreichend flüssig sind und sehr leicht aus freier Hand gesiebt werden können, so ist jener Uebelstand von geringer Bedeutung. Man darf auch nicht eine noch heiße Farbe in das Sieb gießen; denn bei dem schwachen Druck welchem sie im Inneren des Aspirators ausgesetzt ist, geräth sie in's Sieden, welches einen so tumultuarischen Character annehmen kann, daß das Gefäß überläuft und die Verbindungsröhren leicht verstopft werden. Aber auch dieser mit dem Princip der Maschine selbst zusammenhängende Uebelstand ist ohne große Bedeutung, da man sehr selten in den Fall kommt, eine heiße Farbe durchsieben zu müssen. Dagegen werden in den Druckereien enorme Massen mit Stärkemehl, sogar mit Traganthgummi und Caseïn verdickte Farben consumirt, deren Durchsiebung aus freier Hand ein sehr langwieriges Geschäft ist. Mit der neuen Maschine sieben sich diese Farben mit der größten Leichtigkeit, und hierin liegt eben ihr reeller Nutzen. Aber das Sieb darf sich durchaus nicht verstopfen. Wäre z.B. eine Farbe wenig homogen, voll Klümpchen oder voll jener dichten Häute, welche sich durch die theilweise Eintrocknung einer der Luft längere Zeit ausgesetzten Farbe bilden, so müßte man die Vorsicht gebrauchen, entweder diese Haut vorher zu entfernen, oder sie mit Hülfe folgender Anordnung zu zertheilen. Man bringt in den Rumpf oberhalb des Siebes ein zweites Sieb von einer gröberen Nummer, welches über einen Ring gespannt ist, dessen Durchmesser etwas größer ist, als der des eigentlichen Siebes. Die conische Form des Rumpfes erleichtert dieses Uebereinanderlegen. Auf diese Weise ist die Farbe genöthigt, durch zwei Siebe hintereinander ihren Weg zu nehmen; sie wird also in einer einzigen Operation zweimal gesiebt, und eine Verstopfung der beiden Siebe durch die Klümpchen, welche das erste Sieben zertheilt, kann nicht stattfinden.

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