Titel: Schlickeysen, über die Wirkung der Schraube bei Ziegelmaschinen etc.
Autor: Schlickeysen, C.
Fundstelle: 1876, Band 221 (S. 17–20)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj221/ar221008

Ueber die Wirkung der Schraube bei Ziegelmaschinen auf die Pressform; von C. Schlickeysen.

Die Schraube für plastische Körper kann zwar heute als der verbreitetste Maschinentheil angesehen werden, Ziegelmaterial zu kneten und mittels Durchpressens durch Schablonen zu formen; doch fehlt bis heute jede Erörterung darüber, welche Größe, Drehungsgeschwindigkeit und Lage ihr zu geben ist, wenn die Form und das Quantum des durch sie zu fertigenden Fabrikats gegeben sind.

Die Schwierigkeiten, welche sich der Construction und Verbreitung von Ziegelpressen so lange entgegenstellten: die Verschiedenartigkeit der zu verarbeitenden Materialien, sowie die Veränderlichkeit des Wassergehaltes derselben und das daraus resultirende verschiedene Verhalten nicht nur der verschiedenen Thone, sondern auch jedes einzelnen derselben, je nach seinem Wassergehalt auf die verarbeitenden und formenden Maschinentheile, erschweren in gleichem Grade Beobachtungen an Ziegelmaschinen zum Zwecke theoretischer Erörterungen.

Wenn die nachfolgenden Fundamentalangaben auch nicht das Ergebniß einer Zahl genauer Messungen sind, so entbehren sie doch nicht des Vorzuges, ein Durchschnittsergebniß von Beobachtungen einer großen Zahl praktischer Betriebe zu sein. In diesem Sinne ist das Ergebniß zu constatiren, daß die Ausnützung der Betriebskraft nach den beiden einander entgegenstehenden Anforderungen: möglichst gute Mischung und Knetung einerseits, sowie möglichst große Production anderseits, für die |18| Herstellung von Mauersteinen sich als die günstigste herausstellte bei der Maschine, an welcher die stehende Schnecke bei etwa 8 Touren in der Minute einen obern Durchmesser von 680mm, im Mittel 650mm beschreibt, der Ausfluß am Boden aber aus zwei sich gegenüber stehenden Oeffnungen von je einer Mauersteingröße, durchschnittlich zu 350qc angenommen, besteht. Der Querschnitt des Cylinders ist in diesem Falle 3318qc, wovon als nicht wirkend ein innerer Kern von 200mm Durchmesser für Welle und Messernaben abgeht, also 314qc; es bleiben sonach rund 3000qc wirksame Druckfläche gegen 2 × 350 = 700qc Ausflußöffnung, somit eine Verhältnißzahl von etwa 4 : 1.

Macht man unter Beibehaltung aller sonstigen Umstände eine der beiden Preßöffnungen zu, so kommt keineswegs unter Annahme doppelter Geschwindigkeit das gleiche Quantum Thon aus der andern Oeffnung, sondern nur etwa 2/3 der frühern Gesammtmenge, und wenn man in der Verringerung des Querschnittes der Ausflußöffnungen fortfährt bis zum geringsten praktischen Bedürfniß der Dachsteinform, so wird das Quantum ausgepreßten Thones immer kleiner bei wachsendem Kraftbedarf.

Da eine Dachziegelschablone etwa 35qc Querschnitt hat, beide Seiten zusammen also 70qc, so ergibt dies ein Verhältniß von etwa 42 : 1.

Um Gegenstände geringen Querschnittes auszupressen, wird man also die Schnecke so klein als möglich wählen, wobei man aber der Leistungsfähigkeit halber für den eigentlichen Ziegeleibetrieb kaum unter 400mm obere Weite gehen wird; das würde bei einem innern unwirksamen Kern von 130mm immer noch das Verhältniß 17 : 1 ergeben. Nun ist die Kraft, welche bei stehenden Thonschneidern das Material in die Schnecken treibt, seine Schwere, die jedoch gehemmt wird durch das Ankleben an die umfassenden Trichterwände, an denen der Thon ganz fest anhaften würde, wenn nicht an der Peripherie des obersten Messers ein senkrechter Schaber zu dem Zwecke befestigt wäre, ihn beständig wieder abzutrennen. Die gehemmte Schwere ist sonach das Agens, welches den Thon in die Schnecke befördert, und das Hemmniß verhältnißmäßig desto größer, die Fallkraft also desto kleiner, je kleiner der Durchmesser des Trichtermantels ist, woraus sich wieder ergibt, daß, da mit wachsender Drehungsgeschwindigkeit die Zeit zum Hineinfallen auch kleiner wird, die Leistung bei einer und derselben Maschine mit zunehmender Drehungsgeschwindigkeit nur bis zu einem gewissen Punkt unter wachsendem Kraftverlust steigt, von da ab aber geringer wird, bis sie schließlich ganz aufhört. Für Ziegelpressen von 400mm Trichterweite kann man 10 bis 12 Touren für die höchste, praktisch nützliche Umdrehungszahl pro Minute ansehen.

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Bei den bisher bekannten Ziegelpressen liegender Construction verhielt sich dieses Nachfallen noch etwas ungünstiger, da man bei denselben keine andern Mittel anwendete, das Anhaften des Thones an den Trichterwänden zu verhindern, als möglichst großen Durchmesser der Schnecke und möglichst harte Verarbeitung des Thones, weshalb sie zur Verarbeitung hohler und dünner Waare noch viel ungünstiger als die stehenden sind. Glücklicherweise bietet aber die Wirkung der liegenden Schnecke auf den darauf fallenden Thon ein Mittel, denselben mit beliebiger Geschwindigkeit in das Bereich der Messer zu bringen; sie befördert nämlich bei geringern Dimensionen der Schnecke den aufgeworfenen Thon gegen die Trichterwand, gegen welchen sie sich dreht, woran er dann haften bleibt und sich ansammelt, bis er die Einwurföffnung gänzlich verstopft.

Wenn man diese Trichterwand von oben nach unten beweglich macht, so wird der darauf haftende Thon ununterbrochen, der Geschwindigkeit dieser Wand folgend, in die leeren Räume der Schnecke gelangen, und ist in diesem Falle die Aufnahmsfähigkeit der Schnecke, d.h. die Leistungsfähigkeit der Maschine wesentlich abhängig von der Drehungsgeschwindigkeit der Schnecke und der Fallgeschwindigkeit dieser Zuführungswand. Die günstigste Form dieser Wand ist die cylindrische einer glatten Walze, die sich parallel der Schnecke gegen diese dreht und die ganze Länge des Einwurftrichters einnimmt, bei ungefähr 2/3 des Schneckendurchmessers und gleicher Drehungsgeschwindigkeit mit derselben. Diese sogen. Speisewalze bildet den wichtigsten Theil meiner neuen liegenden Patentziegelpresse.

Maschinen dieser Construction werden in meiner Fabrik bis jetzt, außer kleinern zur Thonwaarenfabrikation, in drei Größen zum Ziegeleibetrieb angefertigt, nämlich mit 200, 300 und 400mm innerm lichtem Durchmesser. Bei 200mm hat man also annähernd 300qc Querschnitt, wovon ein innerer Kern von 100mm mit 70qc abgeht, so daß 230qc wirksame Schraubendruckfläche übrig bleiben. Die 300mm -Maschine hat bei 120mm innerm Kern 675 – 108 = 567qc, die 400mm-Maschine endlich bei 150mm innerm Kern 1200 – 168 = 1032qc.

Die Mauerstein-Schablone hat annähernd 12,7 × 26,5 = 336qc,5; die Dachstein-Schablone 2,0 × 16,0 plus der Nase = etwa 33qc.

Das Verhältniß des wirksamen Schraubenquerschnittes zum Querschnitte des Mauer- resp. Dachsteinstranges ist sonach bei der Maschine von:

200mm für Mauerstein 230 : 336 = 0,7 für Dachstein 230 : 33 = 7,0
300 563 : 336 = 1,6 563 : 33 = 17,0
400 1032 : 336 = 3,0 1032 : 33 = 32,0
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Vergleichende Versuche mit einem ziemlich fetten, so steifen Thone, daß man unmittelbar vor der Maschine 4 Ziegel hochkantig über einander stellen konnte, ergaben nun bei obigen drei Maschinen, wobei die in Anwendung gekommenen Tourenzahlen der Schnecken pro Minute annähernd solche waren, wie sie sich in der Praxis als angemessen erwiesen haben, Folgendes:

200mm bei 40 Touren der Schnecke = 12 Mauerziegel, resp. 12 Dachziegel
300 25 = 25 14
400 19 = 36 14

wobei etwa 2, 4 und 6e zur Verwendung gekommen sein mögen. Das Verhältniß des durch die Mauerziegelform ausgepreßten Quantums Thon zu dem mittels der Dachsteinform aus derselben Maschine war also: 2 : 1, 3,5 : 1 und 5,1 : 1.

Während also ein gleichbleibendes Volum Thon in diesen drei Maschinen bei einer Steigerung des Querschnittverhältnisses von Schnecke zu Schablone, welches ich der Einfachheit halber Preßverhältniß nennen will, von 1 : 1 auf 3 : 1 ohne Kraftvermehrung producirt wurde, brachte dieselbe Kraft bei derselben Maschine bei einem Preßverhältniß von 7 : 1 schon nur annähernd das halbe Volum Thon hervor. Das gleiche Volum Thon würde also die doppelte Kraft gebrauchen; ein Preßverhältniß von 17 : 1 braucht schon nahe die 3 1/2 fache, ein solches von 32 : 1 die 5fache Kraft zur Auspressung der sich gleichbleibenden Menge Thon.

Das Resultat alles Angeführten würde für die Praxis daher sein: Zur Herstellung voller Mauersteine mittels stehender oder liegender Schnecken kann das Preßverhältniß von 1 : 1 bis zu 4 : 1 steigen ohne wesentlichen Kraftverlust; darüber hinauszugehen, würde unzweckmäßig sein. Für hohle und dünne Waare kann es bis 7 : 1 steigen, doch würde eine fernere Steigerung ebenfalls nur Kraftverlust ohne entsprechenden Nutzen bewirken.

Entbehren die angeführten Zahlen nun auch aus im Eingang angeführten Gründen aller Genauigkeit und beziehen sie sich namentlich nur auf die nach heutigen Erfahrungen praktisch vortheilhafteste Steifigkeit des Materials und zweckmäßigste Form und Ausführung der Schablone, so dürften sie doch bis zur Ergänzung dieser Lücke ein brauchbarer Anhalt bei der Auswahl und dem Gebrauch von Ziegelpressen sein. Namentlich wäre es zu wünschen, daß sie dem so oft vorkommenden und kostspieligen Fehler, volle Mauersteine und hohle und dünne Waare auf einer und derselben großen Maschine zu pressen, Einhalt thäten. (Nach einem vom Verfasser gef. eingesendeten Abdruck aus der Töpfer- und Ziegelzeitung, 1876 S. 97.)

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