Titel: Taylor's Dampf- und hydraulische Presse.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1878, Band 229 (S. 122–127)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj229/ar229038

J. F. Taylor's direct wirkende Dampf- und hydraulische Presse für Baumwolle, Oel u.a.

Mit Abbildungen auf Tafel 9.

Nach Mittheilungen, welche von R. H. Tweddell in der Institution of Mechanical Engineers gemacht und im Engineering 1878 Bd. 25 S. 92 veröffentlicht |123| worden sind, wird die Zahl der im vergangenen Jahre von Indien gelieferten Baumwollballen auf 1434000 geschätzt und, alle Quellen inbegriffen, die Einfuhr nach Europa auf 5290000 Ballen im durchschnittlichen Gewichte von 186k,5 der Ballen. Ein Ersparniſs von nur 1 Penny Kostenaufwand zum Pressen des Ballens würde hierfür schon in runder Summe 440000 M. betragen, in Wirklichkeit aber dürfte es das 4 bis 5fache erreichen. Es geht daraus der hohe Werth zweckmäſsiger Vorrichtungen speciell zum Pressen der Baumwollballen unzweideutig hervor, und ist deshalb jede Vereinfachung der zu diesem Zwecke dienenden hydraulischen Pressen schon beachtenswerth, wenn man nur den europäischen Baumwollhandel in Betracht zieht; dieser aber bildet nur einen Theil der ausgedehnten Geschäfte, welche vom glücklichen Erfolge der hydraulischen Presse abhängen. Eine solche Vereinfachung weist die im Nachstehenden beschriebene direct wirkende Dampf- und hydraulische Presse auf. Um die Vortheile derselben hervortreten zu lassen, ist es nothwendig, vorerst die bisher gebräuchliche Methode, das Druckwasser unter den Preſskolben zu bringen, näher in Betracht zu ziehen.

Am gebräuchlichsten ist die Anwendung von Druckpumpen mit verhältniſsmäſsig kleinem Kolbendurchmesser und Hub, durch Uebersetzung getrieben und mit bedeutender Tourenzahl laufend. Abgesehen davon, daſs in diesem Falle eine groſse Anzahl von Pumpen erforderlich ist, geht die Arbeit nur langsam von statten, indem für jeden einfachen Hub des Preſskolbens oft einige hundert Pumpenhübe nothwendig sind. In einem der günstigsten Fälle sind beispielsweise 1000 bis 1200 Pumpenhübe erforderlich, um einen einzigen Ballen zu pressen. Bei jedem Hub des Pumpenkolbens aber schlagen Saug- und Druckventil auf ihren Sitz auf, daher die Schwierigkeit der Erhaltung dichter Ventile begreiflich ist. Dazu kommen noch die Arbeitsverluste in Folge der Reibung und die durch letztere bedingte Abnutzung der Antriebsmechanismen. Diese Gründe veranlaſsten schon vor einiger Zeit die Einführung mehr directer Wirkung mit entsprechender Reduction der Anzahl der arbeitenden Bestandtheile. Von einigen Constructeuren wurden Accumulatoren angewendet, manchmal in Verbindung mit Vorrichtungen zur Druckerhöhung, welche die Pumpenventile bei Eintritt des höheren Druckes entlasteten; von anderen wurden direct wirkende Dampfmaschinen mit Pumpen von gröſseren Dimensionen zur Anwendung gebracht, um die durch den schnellen Gang bedingte Abnutzung zu vermeiden. Noch andere haben directen Dampfdruck bis auf einen gewissen Weg des Preſskolbens und nur zum Schluſse hydraulische Kräfte angewendet.

Die direct wirkende Dampf- und hydraulische Presse von J. F. Taylor in Charleston (Nordamerika) vermeidet alle die genannten Uebelstände und schlieſst überdies noch den Vortheil beschleunigter Arbeit und verminderten Kostenaufwandes in sich. Fig. 1 Taf. 9 zeigt die Ansicht der direct wirkenden Dampfpumpe in Verbindung mit der Baumwollpresse. Beide Maschinen sind hier unmittelbar neben einander gestellt. In Wirklichkeit wird man die Dampfpumpe in die Nähe der Dampfkessel stellen und von hier bis zu den Pressen reichende Druckrohre führen, um die Dampfleitungsrohre möglichst kurz zu erhalten. Fig. 2 zeigt einen Durchschnitt durch die Dampfpumpe. Man ersieht daraus die Anordnung der beiden neben einander liegenden Dampfcylinder A und B und der mit diesen durch Verschraubung verbundenen, in ihrer Verlängerung liegenden Pumpencylinder C und D mit dem Pumpenkolben G und H, welche das Druckwasser durch das Rohr R unter die Preſskolben der Baumwollpresse führen. Die Fig. 3 bis 21 Taf. 9 zeigen die Details einer solchen Maschine nach Engineering, 1878 Bd. 25 |124| S. 190, und zwar Fig. 3 bis 12 die Dampfpumpe und Fig. 13 bis 21 die Baumwollpresse.

Erfahrungsgemäſs kann die Arbeit des Preſskolbens in zwei Theile getheilt werden, wovon der erste mit ⅚ des Hubes geringere Pressung und der zweite mit ⅙ des Hubes groſse Pressung erfordert. Um dies auszunutzen, wurden von Taylor zwei Pumpenkolben und zwei Dampfkolben von gleichem Hube in Anwendung gebracht. Die beiden Dampfkolben haben gleichen Durchmesser, die Pumpenkolben G und H aber sind in ihren Durchmessern verschieden. Die Kolbenflächen derselben erhalten sich wie 5 : 1 und die Summe der Volume der von beiden Kolben bei einem ganzen Hube verdrängten Wasser menge ist etwas gröſser als das zur Vollführung eines Hubes der Preſskolben erforderliche Volum, um Wasserverluste innerhalb gewisser Grenzen unschädlich zu machen. Ein Hub des Kolbens G bewirkt demnach3/6 des Hubes der Preſskolben, ein darauf folgender Hub des Kolbens H die Vollführung des letzten ⅙ des Hubes der Preſskolben und zwar mit bedeutend verstärktem Drucke. Da die Durchmesser der beiden Dampfkolben E und F gleich groſs sind, so wird unter Voraussetzung gleicher Dampfspannung auf den beiden Kolben G und H der gleiche totale Dampfdruck lasten, somit der Wasserdruck auf die Flächeneinheit vor dem Kolben H 5mal so groſs sein als jener vor dem Kolben G. Sind nun die Druckrohre und die beiden Pumpencylinder bei zurückgezogenen Dampfkolben (Fig. 2) und eingeschobenen Preſskolben (Fig. 1) mit Wasser vollständig gefüllt, so wird jede Bewegung der beiden Dampfkolben sofort eine Bewegung der Preſskolben mit sich bringen, und umgekehrt wird der Abwärtsgang der Preſskolben durch deren eigenes Gewicht und das Gewicht der anhängenden Preſstheile auch das Zurückweichen der Dampfkolben zur Folge haben. Es sind daher für die Pumpen keine Saug- und Druckventile nothwendig, weil stets dasselbe Wasser in Gebrauch steht. Um jedoch während des Hubes des Kolbens H den Cylinder C zu entlasten, ist bei S (Fig. 1 und 2) das in Fig. 10 bis 12 näher dargestellte Ventil eingeschaltet, welches mittels eines Hebels geöffnet werden kann, um die Verbindung zwischen den Preiscylindern und dem Pumpencylinder C herzustellen. Beim Abwärtsbewegen dieses Hebels schlieſst sich das Ventil durch sein Eigengewicht.

Die beiden Dampf- und Pumpencylinder können vertical oder horizontal aufgestellt sein; am besten ist es jedoch im vorliegenden Falle denselben eine kleine Neigung wie in Fig. 1 zu geben, um die Abwärtsbewegung der Kolben im Augenblicke des Dampfaustrittes zu erleichtern. Durch die Anwendung von zwei Pumpencylindern werden einerseits kleinere Dimensionen für die auſserordentlich hohen Pressungen und andererseits ökonomische Dampfausnutzung durch Expansion des Dampfes aus dem einen Cylinder in den anderen erzielt. Bei |125| Ingangsetzung der Maschine wird zuerst, ehe noch Baumwolle in die Presse gebracht wurde, das Dampfventil P (Fig. 2) geöffnet und frischer Kesseldampf in den Cylinder B geleitet. Hierdurch wird der Kolben F vorgeschoben und der Cylinder B angewärmt. Ist F am Ende seines Hubes angelangt, wobei die Preſskolben eine Strecke weit leer gehoben wurden, so wird P geschlossen und das Ventil Q geöffnet; durch dieses tritt der Dampf in das Rohr M und von hier auf die andere Seite des Kolbens F wieder in den Cylinder B und treibt im Vereine mit dem Gewichte der Preſskolben und der darauf lastenden Preſstheile den Kolben F wieder in seine Anfangsstellung zurück. Wird jetzt ein Baumwollballen in die Presse gebracht und nach Abschluſs von Q das Ventil T geöffnet, so tritt der Dampf aus dem Cylinder B in den Cylinder A über und treibt hier den gröſseren Pumpenkolben G vorwärts, indem er auf das Volum beider Dampfcylinder expandirt. Sobald der Pressungswiderstand dem Dampfdrucke auf E das Gleichgewicht hält, schlieſst sich das Ventil T selbstthätig durch sein Eigengewicht; darauf wird wieder das Ventil P geöffnet. Es strömt neuerdings frischer Kesseldampf in den Cylinder B und treibt den Kolben F, somit den Kolben H vorwärts, wobei der Dampf von der Gegenseite dieses Kolbens vollständig entweicht. Der verstärkte Druck vor dem Kolben H schlieſst das Ventil S und vollendet die Pressung des Baumwollballens, welche, wenn erforderlich, eine beliebig lange Zeit unterhalten werden kann. Die in den Cylinder B geleitete Dampfmenge tritt nach vollendeter Pressung wieder durch Q und M auf die Gegenseite des Kolbens F. Darauf wird das Auslaſsventil U und das Entlastungsventil S geöffnet, wodurch E in seine Anfangsstellung zurückkehrt. Nun kann der gepreſste Ballen entfernt und ein neuer in die Presse gebracht werden, wobei sich das Spiel der Kolben wiederholt, wie bei jedem später in die Presse gebrachten Baumwollballen.

Die hier gezeichnete Baumwollpresse hat zwei Preſskolben in getrennt gegossenen und nur durch Schrauben verbundenen Preſscylindern. Beide Kolben wirken nach aufwärts. Die Cylinder stehen auf einem Querstücke, welches unterhalb derselben die obere Preſsplatte bildet. Ueber beide Kolben ist ein oben halbkreisförmig abgerundetes Querstück gelegt, das mittels aufgehängter schmiedeiserner Bügel den Druck der Preſskolben auf ein ähnlich geformtes, oben als Preſsplatte gebildetes, unten in die Bügel eingelegtes Querstück überträgt, auf welches der zu pressende Baumwollballen aufgebracht wird. Fig. 14 zeigt einen Preſskolben und Preſscylinder im Durchschnitt und Fig. 13 den Preſskolben im Anschlüsse an das obere Querstück; die Fig. 15 und 16 stellen das obere, Fig. 17 und 18 das untere Querstück dar, endlich Fig. 19 bis 21 das mittlere Querstück, auf welchem die beiden Preſscylinder aufgeschraubt sind. Die Fig. 3 und 4 zeigen das Detail der Dampfkolben und der damit verschraubten Pumpenkolben. |126| In Fig. 3 ist der groſse Pumpenkolben im Durchschnitte dargestellt und der kleine Pumpenkolben punktirt angedeutet. In Fig. 5 bis 7 ist der kleine Pumpencylinder mit dem zugehörigen Kolben im Detail und in Fig. 8 und 9 der groſse Cylinder mit dem zugehörigen Pumpenkolben gezeichnet.

Jeder der beiden Preſskolben hat 560mm Durchmesser, somit 2463qc Kolbenfläche. Die Dampfcylinder haben 1420mm Kolbendurchmesser und dem entsprechend jeder 15837qc Kolbenfläche. Bei einer Dampfspannung von 5k,7 auf 1qc beträgt daher der totale Dampfdruck auf einen Kolben rund 89400k. Der kleine Pumpenkolben hat 248mm Durchmesser, daher 483qc Kolbenfläche. Folglich beträgt der Wasserdruck 89400 : 483 = 185k auf 1qc und der totale Druck auf beide Preſskolben 2 X 2463 X 185 = 911310k. Nach Abzug der zur Ueberwindung der Reibungswiderstände und zum Heben der Last erforderlichen Kraft wird jeder Ballen mit 860000k zusammengepreſst, sobald die Dampfspannung im Cylinder B 5k,7 auf 1qc beträgt.

Die Erzeuger solcher Pressen in Amerika garantiren das Pressen von 75 Ballen in der Stunde mit nicht mehr als 1t Brennmaterialverbrauch auf 300 Ballen. Gewöhnlich überschreitet der Verbrauch an Brennmaterial nicht 2k,7 oder an Kosten hierfür ½ Penny für den Ballen. Mit Zuhilfenahme dieser Pressen hat man in den Vereinigten Staaten von Nordamerika, in Mobile, Augusta, Charleston und anderwärts, bis 80 Ballen in der Stunde gepreſst. Eine Firma hat sogar mehrere Stunden hinter einander deren 93 zu Stande gebracht, und ein Versuch ergab 40 Ballen in 20 Minuten, also 120 Ballen in der Stunde. Es mag noch erwähnt sein, daſs von John F. Taylor bis nun schon ungefähr 35 ähnliche Pressen mit 300 bis 1500t Wasserdruck ausgeführt wurden.

Auſser für die Zwecke des Pressens der Baumwollballen werden solche Pressen auch noch in vielen anderen Fällen, wie z.B. beim Oelpressen mit Vortheil verwendbar sein. In letzterem Falle kommt namentlich der Vortheil dieser Pressen in Betracht, daſs man den Druck beliebig lang erhalten kann, da keinerlei zu Druckverlusten Anlaſs gebende Ventile vorhanden sind und bei geringen Wasserverlusten durch den constant wirkenden Dampfdruck die Pressung dennoch erhalten bleibt. Von Tweddell in Westminster, welcher Mitinhaber des Patentes auf dieses Preſssystem ist, wurde dasselbe auch bereits zum Betriebe der stärkeren seiner hydraulischen Werkzeugmaschinen zur Anwendung gebracht und auf der Pariser Weltausstellung vorgeführt; es steht zu erwarten, daſs diese Pressen mit Rücksicht auf ihre bedeutenden Vorzüge auch anderwärts bald Eingang finden werden.

Wir fügen hier noch eine Bemerkung bei, welche von Tweddell gelegentlich einer Besprechung über die Wilson'sche hydraulische Baumwollpresse, welche im Engineer, 1877 Bd. 44 S. 329 abgebildet und beschrieben ist, nach dieser Quelle in der Institution of Mechanical Engineers bezüglich der Anwendung von Lederstulpen bei hydraulischen Pressen gemacht wurde. Tweddell bemerkte, daſs bei einer Pressung von 140k auf 1qc Lederstulpen keine besonderen Dienste mehr leisten, daſs dagegen Hanfpackung ganz geeignet ist, so hohen Pressungen zu widerstehen. Bei dem Hochdruckkolben der Taylor'schen Presse ist deshalb auch Hanfpackung zur Anwendung gebracht, welche durch die Mutter angezogen wird, die den Kolben auf der Kolbenstange festhält. |127| Das Detail hierfür ist in Fig. 6 ersichtlich. Davey fügte dem bei, daſs bezüglich der Haltbarkeit der Ledermanchetten sehr viel davon abhängt, in welcher Weise diese angewendet werden. Wenn die Lederstulpen durch einen Sattelring gut gestützt und durch einen darüber gelegten ausgehöhlten Ring gut bedeckt werden, wie Fig. 22 zeigt, so können dieselben einer sehr hohen Pressung widerstehen, insbesondere dann, wenn die Fläche unterhalb des Deckringes und zwischen dem Cylinder und Preſskolben groſs ist. Bei anderer Stützung bricht der Lederstulpen gewöhnlich bei L (Fig. 22).

J. P.

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