Titel: Lewicki's Dampframme.
Autor: Lewicki, L.
Fundstelle: 1875, Band 217 (S. 364–371)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj217/ar217100

Dampframme, construirt von Prof. L. Lewicki in Dresden.1)

Mit Abbildungen auf Taf. VII [a.c/1].

Bei Rammarbeiten in „schwerem“ Boden kann nach gemachten Erfahrungen ein guter Rammeffect nur durch rasch auf einander folgende Schläge von großer Wucht erzielt werden. Von den bekannten Dampframmen können hierbei somit nur solche in Frage kommen, bei welchen |365| der Dampf direct die Hebung des Rammbärs bewirkt. Bei diesen allein ist nämlich bei gleichzeitig großem Bärgewicht eine rasche Folge der Schläge zu erreichen. Die indirect wirkenden Rammen, wobei der Rammklotz, durch ein Dampfwindewerk auf größere Höhen gehoben, frei auf den Pfahl herabfällt, haben große Stoßverluste, welche die große Fallhöhe mit sich bringt; sie können nicht so rasch arbeiten und auch nicht so schwer hergestellt werden, wie die directwirkenden, ohne daß bedeutende Unzuträglichkeiten für den Gang der Dampfwinde herbeigeführt werden. Ganz besonders gilt dies für diejenigen Rammen, wo, wie bei Scott u.a., eine continuirlich laufende Treibkette den Bär erfaßt. Bei großer Geschwindigkeit der Treibkette ist das Auftreten von bedeutenden Stößen, selbst bei Anwendung von Prallkissen, nicht zu vermeiden, in Folge dessen öftere Reparaturen und Betriebsstörungen vorkommen.

Die gewöhnlichen Dampfkunstrammen mit Dampfwinde müssen aber wegen des großen Zeitraumes, welcher während des Herablassens der Kette und der nothwendigen Umsteuerung der Maschine verstreicht, mit großer Fallhöhe arbeiten, soll die totale Leistungsfähigkeit nicht bedeutend beeinträchtigt werden. Die große Fallhöhe hat auch den Uebelstand, daß die Pfahlköpfe mit eisernen Ringen armirt werden müssen, um nicht völlig „umgebürstet“ oder zerstampft zu werden. Es kommt nicht selten vor, daß selbst die Eisenringe platzen. Wie nachtheilig eine solche „Bürste“ aber auf den Rammeffect wirkt, ist genugsam bekannt. Ebenso ist die Gefahr des Abtreibens des Pfahles (das Abweichen von der vorgeschriebenen Richtung in Folge eines einseitigen Hindernisses, auf welches die Pfahlspitze trifft), durch einen Schlag, welcher auf ein Mal viel eintreibt, größer als bei kleineren und dafür rascher folgenden Schlägen. Beim Rammen von dichten Spundwänden muß man kleine Schläge anwenden. Um die Leistung der Ramme aber möglichst groß zu machen, muß auf große Schlagzahl und continuirliche Thätigkeit gesehen werden.

Es folgt hieraus, daß unter den erwähnten Verhältnissen directwirkende Rammen, wie die Nasmyth'sche, vorzuziehen sind. Die Anwendung der letzteren bietet jedoch vielerlei Schwierigkeiten, weil sie theuer in der Anschaffung und mit großen todten Gewichten behaftet, also schwer transportabel ist. Besonders aber läßt deren Steuerung viel zu wünschen übrig; dieselbe wird in Folge der Stöße, welche beim Umsteuern durch den Rammbär den Steuertheilen mitgetheilt werden, oft schadhaft, und es treten Betriebsstörungen ein, welche die sonst große Leistungsfähigkeit der Maschine bedeutend herabziehen.

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Das unter dem Namen Riggenbach bekannte Dampframmensystem weist allerdings bedeutend geringeres todtes, d.h. nicht schlagendes Gewicht auf; allein da diese Ramme eine pneumatische Dampframme ist, also mit starkem Luftkissen arbeitet, muß sie mittels eines besonderen Befestigungsapparates an den Pfahl geschraubt werden, was etwas zeitraubend ist und während des Rammens öftere Nachhilfe nothwendig macht.

Um nun all diesen Uebelständen zu begegnen, hat Verfasser die vorliegende Ramme construirt, welche, indem sie sich an die Riggenbach'sche im Princip anlehnt, nämlich bei feststehendem Kolben den beweglichen Cylinder als Rammbär aufweist, geringes todtes Gewicht hat, andererseits aber eine Steuerung besitzt, deren Theile keinerlei Stößen ausgesetzt sind, somit hieraus etwa entspringende Schäden nicht eintreten können.

Die Ramme (Fig. 11 bis 14) besteht aus dem Führungsrahmen B, B und C, C, welcher mit seiner unteren Traverse C auf dem Pfahl G ruht und sich durch die Hände d in den Leitruthen des Rammgerüstes führt, und aus dem durch die Leitstangen B, B geführten Dampfcylinder A, welcher den Bär bildet.

Der Dampfcylinder, mit Deckel und Stopfbüchse versehen, ist unten geschlossen und führt sich auf der hohlen schmiedeisernen Kolbenstange. Letztere, mit dem Kolben aus einem Stück geschmiedet, ist in der oberen Traverse C conisch eingebaut und mit Mutter gesichert.

Ueber der Bohrung der Kolbenstange F sitzt der Steuerkasten D, welchem der Dampf durch einen Kautschukschlauch2) oder ein Gelenkrohr3) bei P (Fig. 12 und 13) zugeführt werden muß, weil die ganze Maschine bei jedem Schlage dem Pfahle nachsinkt. Der Dampf, welcher durch die hohle Kolbenstange und die Bohrungen α im Kolben, in den Raum zwischen letzterem und dem Deckel des Rammcylinders tritt, hebt den Cylinder. Die Luft aus dem Raume unter dem Kolben entweicht durch die Luftlöcher b; die unter den letzteren durch den Kolben eingeschlossene Luft hingegen bildet ein Kissen und begrenzt so den Hub des Bärs beim Steigen.

Der Austritt des Dampfes erfolgt ebenfalls durch die Kolbenstange (Fig. 16), und müssen die entsprechenden Ausströmungsöffnungen i₁ im Steuerkasten so lange durch die Steuerung offen gehalten werden, bis der Bär seinen Schlag an den Pfahl abgegeben hat. Während des |367| Falles muß Luft durch die Oeffnungen b eingesaugt werden. Die Hubbegrenzung nach unten bildet der Pfahl. Im Boden des Rammcylinders ist noch ein Entwässerungsventil c (Fig. 12) angebracht, welches beim Auftreffen auf den Pfahl sich öffnet.

Die Steuerung (Fig. 15 und 16) besteht aus dem Dampfkasten D und dem seitlich ganz entlasteten Steuerkolben K Letzterer wird, wenn über ihm der Vorsteuerkolben k das Luftloch i offen hält, durch den auf seine Unterfläche wirkenden Dampfdruck emporgeworfen, gestattet dann den Dampfeintritt in den Cylinder durch die Canäle e₁, und schließt gleichzeitig die Dampfaustrittsöffnungen i₁. Der Bär hebt sich und steigt so lange, bis Ausströmung erfolgt. Die hierzu nöthige Umsteuerung wird dadurch eingeleitet, daß der Vorsteuerschieber k gegen Ende des Hubes eine kleine Bewegung macht, somit aus der Stellung in Fig. 15 in die Position, welche Fig. 16 angibt, übergeht, in welcher das Luftloch i geschlossen und die Dampföffnung e über dem Steuerkolben offen ist.

Durch das Dampfrohr h zugeleiteter Dampf tritt nun auch auf die Oberseite des Steuerkolbens; derselbe sinkt rasch, da die obere Fläche größer ist als seine untere, schließt, indem er in den Topf f des Steuerkastens eindringt, den Dampfzuströmungscanal und stellt (durch e₁ und i₁) die Ausströmung her (Fig. 16).

Der verbrauchte Dampf tritt plötzlich, unter starkem Knall, aus dem Cylinder; der Bär fällt.

Der Wiedereintritt findet erst statt, nachdem der Rammbär, im letzten Moment seines Falles, den Vorsteuerschieber durch die Steuerstange M wieder in die Anfangsstellung (Fig. 15) gebracht hat, und der Steuerkolben darauf wieder nach oben geworfen wurde.

Es muß hier bemerkt werden, daß der Steuerkolben beim Fallen durch ein Dampfkissen f aufgefangen wird, damit er nicht hart auf den Boden des Topfes schlägt. Obwohl der Steuerkolben deswegen ziemlich dicht im unteren Theile des Gehäuses schließen muß, braucht man nicht zu befürchten, daß der Dampf nicht schnell genug auf der Unterseite des Kolbens zur Wirkung kommen könne. Der beim Einschleifen entstehende Spielraum ist für den Dampfzutritt hinreichend.

Die Bewegung des ebenfalls total entlasteten Vorsteuerschiebers k geschieht durch die Steuerstange M. Der Kolben k zeigt zwei Paare auf seiner Kolbenstange gegen einander verschraubte Muttern m₁ und m₂, an welche der gegabelte Daumen L der Steuerstange stößt, nachdem jedesmal das Spiel oder der todte Gang zwischen Mutter und Daumen durchlaufen ist.

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Der Steuerhebel M hat seinen Drehpunkt o an der oberen Traverse C und wird durch eine im Horn O um o₁ drehbare Hülse N beim Auf- und Abgehen des Rammcylinders in sanfte, schwingende Bewegung versetzt, da seine Anfangsstellung (Fig. 15) schräg gegen die Bewegungsrichtung des Bärs gewählt ist.

Die Schnelligkeit der Umsteuerung hängt, wie leicht ersichtlich, ganz von der Größe der Eröffnungen ab, welche der Vorsteuerschieber in den äußersten Stellungen gibt. Gestattet man, indem man die Muttern m₁ etwas vom Daumen abrückt, nur eine sehr kleine Luftöffnung i, so kann man es dahin bringen, daß der Bär sogar einen Augenblick auf dem Pfahle ruht, bevor er wieder aufsteigt.4)

Bringt man dagegen die Muttern m₂ näher gegen den Daumen, so wird derselbe früher den Kolben k verschieben, und der Rammbär steigt nicht so hoch. Man kann aber auch Conterdampf geben, wenn man, durch Verschiebung der Muttern m₁ gegen den Schieberkasten hin, die Umsteuerung entsprechend früher eintreten läßt. Der Bär tanzt endlich nur wenig auf und ab, wenn beide Mutternpaare dicht an den Daumen des Hebels heranrücken.

Die Steuerung eignet sich auch für Dampfhämmer; denn man kann Hubhöhe und Oscillationsmittel, oder beide gleichzeitig verändern. Man braucht nur, um die Veränderung des Spieles zwischen den Muttern m₁ und m₂ jederzeit leicht und schnell bewirken zu können, einen entsprechenden Stellmechanismus anzubringen. Die beschriebene Steuerung zeigte während des Ganges keinerlei Uebelstände und functionirte fast unhörbar, während die Steuerung einer Riggenbach'schen Ramme ein Gerassel und Geklirre vollführte, das alle Augenblicke ein Auseinanderfliegen der Steuertheile befürchten ließ. Auch die Nasmyth'sche Steuerung arbeitet unter sehr hörbaren harten Stößen.

Aus Obigem geht hervor, daß die Ramme nur beim Aufgang mit Admissionsdampf arbeitet und, wegen der Schnelligkeit der Bewegung des Steuerkolbens, fast ohne Expansion5) arbeitet. Der Niedergang erfolgt sehr ungehindert, indem sämmtliche schädlichen Widerstände ganz unbedeutend sind.

Die Steuerung wird so justirt, daß eine Luftcompression unter dem Kolben nicht stattfindet; dieselbe tritt nur ausnahmsweise, bei zu plötzlichen, unvorsichtigem Anlassen auf, und verhindert ein Aufschlagen des |369| Rammcylinders auf den Kolben. Wie die Steuerung, so haben sich auch Cylinder und Kolben sehr gut gehalten und die etwaige Befürchtung,6) es wäre dem Cylinder zu viel zugemuthet, gleichzeitig Rammbär zu sein, hat sich als total unbegründet erwiesen. Der Schlag des Rammbärs auf den Pfahl ist ja ein weicher und kann auf keinen Fall mit dem Aufschlagen des Dampfhammers (wie es bei Condié der Fall ist) auf schon kalt gewordenes Eisen, oder gar auf den Ambos, verglichen werden. Bedenkt man, daß der Cylinder Wandstärken besitzt, die über 1/3 seines lichten Durchmessers betragen, so kann man sich auch völlig, von vornherein schon beruhigen. Auch ist die große Trägheit des Rammcylinders für die Erhaltung des Kolbens und der Kolbenstange gerade günstig; die Prellwirkung eines excentrischen Auftreffens auf den Pfahl wird nicht so rasch ersterem mitgetheilt. Die gedrungene und massige Anordnung dieser Ramme ist der Natur der Verhältnisse mehr angepaßt, als die der Nasmyth'schen. Durch die erwähnte Anordnung wird auch die Constructionshöhe der Ramme bedeutend herabgezogen und, wie schon erwähnt, eine beträchtliche Reduction des todten Gewichtes erreicht. Die Nasmyth'sche Ramme zeigt an 7/10 todtes Gewicht, während die vorliegende Construction nur 5/10 aufweist.

Bezüglich des Rammgerüstes sei noch auf die Fig. 20 hingewiesen; dieselbe zeigt die Gesammtanordnung der Ramme, wie sie bei den von der k. russischen Regierung im Verein mit der Kaufmannschaft zu Riga unternommenen Regulirungsarbeiten an der unteren Düna angewendet wurde.

Die Laufruthen H des Gerüstes J dienen sowohl der Rammmaschine als auch dem Pfahl zur Führung. Erstere kann durch den Rollenzug EF und die Dampfwinde Q auf einen untergestellten und vorher geknebelten Pfahl niedergelassen, nach jeder Hitze7) wieder gehoben werden. Vor der Hitze wird natürlich jedesmal der Rollenzug abgehängt, damit die Ramme ungehindert dem Pfahle folgen kann und die Kette nicht ruckweise nachgezerrt wird.

Das Rammgerüst ist mit Rädern r versehen, um es auch auf Schienen gebrauchen zu können, ruhte aber bei den Arbeiten an der Düna auf einem aus Balkenlagen hergestellten Flosse K. Die möglichst |370| weit von dem Gerüste aufgestellte Locomobile P war eine 10 pferdige Zwillingsmaschine mit Umsteuerung, und erhielt nachträglich das Rädergetriebe k und eine Triebwelle w, um die Winde bedienen zu können. Hauptsächlich diente die Locomobile aber dazu, der Ramme den Dampf zu liefern.

Um die Stabilität des Floßes noch zu vermehren, wurde dasselbe durch zwei Verbindungsbalken M mit einem Nebenfloß L gekuppelt. Die so ausgerüstete Ramme hatte die Spundwand zu schlagen, und war dazu mit einer für rechteckige Pfähle vorgerichteten unteren Traverse C₁, C₁ (Fig. 17) versehen; die zu zweien, durch Bolzen zusammengeschraubten Pfähle wurden zwischen die Zangen N, N (Fig. 20) eingeschoben und nach dem Einrammen über letzteren abgeschnitten, so daß die Querbäume des Floßes über den abgeschnittenen Pfahlköpfen hinweggehen und somit die nothwendige jedesmalige Verschiebung des ganzen Rammwerkes um eine Pfahlbreite geschehen konnte. Die Zangen waren an vorher geschlagenen Leitpfählen befestigt und dienten gleichzeitig dem Floße zur Führung wie zur Feststellung während der Hitze. Die Verschiebung wurde in sehr einfacher und sicherer Weise durch zwei Flaschenzüge bewirkt, welche man oberhalb und unterhalb des Floßes an den Zangen durch spitze Haken verankerte. Die freien Enden der Flaschenzüge aber wurden vom Floße aus gehandhabt und an demselben befestigt, sobald die Verstellung bewerkstelligt war.

Das Aufziehen eines neuen Pfahles geschah gleichzeitig mit der Ramme durch die Dampfwinde.

Die Bedienung des Rammwerkes bestand aus dem Rammmeister, dem Maschinisten, einem Gehilfen und drei Handlangern, welche letztere hauptsächlich bei der Leitung des Pfahles während des Rammens Verwendung fanden. Um die Leistungsfähigkeit einer Dampframme gehörig ausnützen zu können, muß die Mannschaft tüchtig eingeübt werden, und müssen die einzelnen Operationen gut Hand in Hand gehen, damit die Maschine nicht lange unthätig bleibt.

Im vorliegenden Falle hatte sich die folgende Arbeitsordnung bald herausgebildet. Nachdem ein Pfahl gerammt war, erfolgte sofort das Anhängen der Ramme an die lose Rolle und die Befestigung eines neuen Pfahles – der je nach der Tendenz, welche der vorige beim Eindringen in Bezug auf die Richtung zeigte, schnell vom Rammmeister entsprechend zugespitzt wurde, – durch Kettenschleife an der Ramme. Hierauf folgte Ingangsetzung der Winde, Dampfaufmachen und Speisung des Kessels durch den Maschinisten und den Gehilfen, und gleichzeitige Verschiebung des Floßes durch die Handlanger; dann Ablösen, Aufstellen |371| und Knebeln des Pfahles, Niederlassen und Aufsetzen der Ramme, Abhängen des Rollenzuges und schließlich Anlassen des Bärs. Während der Hitze mußte der Maschinist allmälig den Anfangs nur wenig geöffneten Hahn aufdrehen, um die Schlagzahl und Hubhöhe des Bärs gleichmäßig zu erhalten. Der Rammmeister hatte das Eindringen des Pfahles zu überwachen und demselben die Richtung zu geben. Die Operationen zwischen den einzelnen Hitzen wurden oft von den Arbeitern in 7 bis 8 Minuten ausgeführt, obwohl gewöhnlich die doppelte Zeit verstrich.

Leistung. Die tägliche Leistung der Ramme stieg mit der Einübung der Bedienungsmannschaft, besonders aber, als man das Emporwinden nach dem Rammen durch die erwähnte Dampfwinde, welche erst später statt einer Handwinde hinzutrat, bewirkte, und nach Aussetzung einer Prämie pro Pfahl für die Arbeiter. Es wurden durchschnittlich 50 Pfähle pro Tag geschlagen. Dabei hatten die Pfähle (2 × 0,28 × 0,18) = 0qm,1 Querschnitt und bei durchschnittlicher Länge von 8m ein Volum von 0cbm. Die durchschnittliche Rammtiefe war 6m,43 (incl. des Eindringens durch das Aufsetzen der Ramme). Das Maximum der in 12 Stunden gerammten Pfähle betrug 66, im täglichen Durchschnitt 35 Pfähle.

Einen Maßstab zur Beurtheilung dieser Leistungen, welche als sehr groß anzusehen sind, erhält man jedoch erst, wenn man die Tagesleistung der gleichzeitig und unter ganz denselben Umständen arbeitenden beiden gewöhnlichen Rammen zu Grunde legt.

Es rammte eine Handramme von gewöhnlicher Schlagstärke (440mk) mit einer Bedienung von 27 Mann in 12 Stunden in denselben Boden wie obige Dampframme nur 5,5 Pfähle im Durchschnitt; eine Kunstramme mit Handwinde und 4 Mann, dicht neben der Dampframme arbeitend, bei einer Schlagstärke von etwa 700 bis 800mk, bewältigte nur 1,75 Pfähle.

Mit besonderer Genehmigung auszugsweise aus dem Civilingenieur, 1875 Heft 1.

D. ReD.

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Siehe Fig. 18: Verbindung von Schlauchstücken durch Kupferstutzen und Bindfaden.

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Siehe Fig. 19: Gelenkrohrelement aus Rothguß mit aufgeschliffenen Rändern und Verbindungsbolzen.

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Man kann unter Umständen auch ein-, zwei- bis dreimaliges Aufhüpfen beobachten, wenn mit Nacheilung gearbeitet wird.

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Die Zeit, während welcher Expansion stattfinden kann, beträgt ungefähr 1/100 Secunde, und der Expansionsweg ist dann etwa 6mm .

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Professor Rühlmann sagt in seiner Allgemeinen Maschinenlehre, die Riggenbach'sche Ramme hätte sich nicht recht des Beifalls der Praktiker erfreuen können, weil „wahrscheinlich“ bei ihr der Cylinder, als das theuerste Stück, mehr dem Zerbrechen ausgesetzt sei, als bei Nasmyth. Es wäre interessant, einen solchen Cylinderbruch constatiren zu können; dem Verfasser ist ein derartiger Fall bisher nicht bekannt geworden.

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„Hitze“ heißt beim Rammen bekanntlich eine Anzahl hinter einander folgender Schläge. (Bei obiger Ramme ca. 850.)

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