Titel: Putnam's Herstellung schwerer Schraubenrahmen für Dampfschiffe.
Autor: Putnam, T.
Fundstelle: 1887, Band 263 (S. 363–366)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj263/ar263135

Ueber Herstellung schwerer Schraubenrahmen für Dampfschiffe; von T. Putnam.

Mit Abbildungen.

Ueber ein Verfahren beim Schmieden schwerer Rahmen für Schiffsschrauben hat J. Putnam in Darlington vor der Cleveland Institution of Engineers einen Vortrag gehalten, welchem nach Engineering, 1885 Bd. 40 * S. 504 die folgenden Mittheilungen entnommen sind.

Fig. 1., Bd. 263, S. 363
Fig. 2., Bd. 263, S. 363
Putnam hebt hervor, daſs gerade bei Herstellung solcher Rahmen die peinlichste Sorgfalt geboten sei, weil bei einem Bruche desselben sofort die Steuerfähigkeit des Schiffes aufhöre. Die Zusammensetzung des Rahmens erfolgt, wie aus Fig. 1 zu entnehmen ist, aus 3 einzelnen Schmiedestücken: dem Schraubensteven A, dem Ruder- oder Hintersteven B und dem Kielstück C. Der Schmied verfährt bei.

Bildung des vorderen Stückes, des Schraubenstevens, in der Weise, daſs er zunächst an dem Rundschafte D (Fig. 3), welcher als Träger des Werkstückes dient, einen quaderförmigen Körper E formt; auf die obere Fläche des letzteren wird eine Anzahl von Schweiſsplatten gelegt, welche von einander durch kleine Eisenbrocken getrennt werden, damit die für das Schweiſsen nothwendige gleichmäſsige Durchhitzung eintreten und die Schlacke leicht ausflieſsen kann.1)

Die Platten werden niedergehämmert und auch auf die andere Seite ein gleiches Stück angeschweiſst. Dieses Aufschweiſsen wird abwechselnd wiederholt, bis genügende Masse vorhanden ist, um die Nabe zu bilden, welche unter dem Dampfhammer gerundet wird. Hierauf wird ein Stahldorn durch die Mitte der Masse getrieben (vgl. Fig. 4). Der zur Herstellung des oberen Bogens des Vorderstückes dienende Theil wird alsdann ausgestreckt und ähnlich wie vorher verstärkt, wie es Fig. 4 zeigt. Für sehr groſse Rahmen, welche 2 Pfosten haben, wird der obere Theil geschmiedet, wie in Fig. 2 angedeutet ist, ferner der Bogen durch Aufhauen abgetrennt und rückwärts von dem Schmiede |364| in den gewünschten Halbmesser gebogen. Dies ermöglicht auch die gröſsten Rahmen aus 3 Stücken herzustellen, anstatt der vielfach üblichen 4, ja sogar 5 Stücke. Nachdem das obere Ende fertig ist, wird der Fig. 3. Halter bei A (Fig. 2) abgeschrotet, das Stück gewendet und der untere Theil ausgestreckt.

Fig. 3., Bd. 263, S. 364
Fig. 4., Bd. 263, S. 364
Fig. 5., Bd. 263, S. 364
Beim Schmieden des hinteren Theiles, des Ruderstevens, wird in gleicher Weise an den Schaft Eisen aufgelegt, genügend, um den Flügel für den Bogenansatz F (Fig. 5) herausschroten zu können. Der Pfosten selbst wird wieder ausgestreckt und die Ruderschmiegen gleichzeitig mit geformt.

Das Kielstück C wird in ähnlicher Weise geschmiedet: die Seitenansätze für den Schrauben- und Rudersteven werden aus der Masse durch Abschroten gebildet. Nachdem auch noch das Anschluſsstück für den Kiel ausgestreckt worden ist, wird der Tragschaft abgeschnitten und die unterste Ruderschmiege geformt. An den Enden und den Ansätzen für die Seitentheile sind natürlich die für das Zusammenschweiſsen nöthigen Stöſse ausgebildet worden.

Für gewöhnlich werden nun diese groben Schmiedestücke noch weiter in der Feinschmiede auf das nöthige Mals herabgeschmiedet. In gut geleiteten Werkstätten ist man jedoch von diesem Verfahren zurückgegangen und bearbeitet die Werkstücke gleich einzeln vollständig auf den Maschinen. Man erzielt hierdurch eine Genauigkeit in den Abmessungen, welche bei der Handarbeit nicht zu erreichen ist. Hierzu kommt noch, daſs das beim Ausschmieden wiederholt nöthige Erwärmen jedenfalls nicht günstig für das Gefüge des Eisens ist, da dasselbe hierdurch leicht körnig wird.

Zur Erzielung einer guten Schweiſsung sind als Bedingungen nöthig: auſser der richtigen Schweiſstemperatur die Anordnung der beiden Theile in einer Weise, daſs die Schlacke ausflieſsen kann, und ein Druck in der Schweiſsfuge, welcher genügt, die Schlacke auszuquetschen, so daſs die Umformung und metallische Berührung der beiden zu vereinigenden Theile eintritt. Das Zubringen der Fluſsmittel ist nothwendig, um mit dem Glühspan, dem oxydirten Eisen, Glasflüsse zu bilden, welche hierdurch die Oberfläche reinigen und dieselbe mit einem schützenden Ueberzuge gegenüber dem Angriffe der Luft versehen. Die Schmelztemperatur der Schlacke muſs natürlich der Schweiſshitze des betreffenden Eisens angepaſst sein. Bei zu niedriger Temperatur ist die Schlacke |365| zu dickflüssig und kann nicht genügend ausflieſsen, es würden also beim Hämmern nur die äuſsersten Ränder des Stoſses geschweiſst, während bei zu hoher Temperatur das Eisen leicht verbrennt, um diesen technischen Ausdruck zu gebrauchen.

Fig. 6., Bd. 263, S. 365
Fig. 7., Bd. 263, S. 365
Fig. 8., Bd. 263, S. 365
Fig. 9., Bd. 263, S. 365
Die ältere Methode des Schweiſsens ist die des Handschweiſsens unter Anwendung von Schrauben. Der Schmied beginnt mit der Herstellung von verhältniſsmäſsig stumpfen Stöſsen. Die zu vereinigenden Stücke werden durch Zuganker und durch Ketten verbunden, welche stetig durch Schrauben zusammengezogen werden, während die Schweiſsstelle im Feuer ist. Fig. 6 zeigt die Anordnung der Ketten mit den Schrauben und den Steifen, um die Schweiſsung im Bogen zu bewirken, während Fig. 8 und 9 die Anordnung für das Anschweiſsen des Kielstückes verdeutlichen.

Gewöhnlich schraubt man um 2cm zusammen und nimmt an, daſs, sobald dieses Maſs erreicht ist, die Schweiſsung vollendet ist. Der Rahmen wird hierauf vom Feuer auf den Ambos gebracht und es werden einige Schläge auf die Seite der Schärfen mit einem dreihelmigen sogen. Johnny-Hammer gegeben, Schläge, welche bei solchen Abmessungen, wie sie hier in Betracht kommen, natürlich nicht ausreichen, um den Druck tief in das Innere fortzupflanzen. Ferner ist noch Folgendes in Rücksicht zu ziehen. Wendet man einen stumpfen Stoſs an, so läuft man leicht Gefahr, daſs durch Abbrand der äuſseren Kanten das richtige Maſs unterschritten wird, bevor die Hitze bis in das Innere eingetreten ist; es wird deshalb vielfach aus Furcht, nach Ausführung der Arbeit zu geringe Abmessungen an der Schweiſsstelle zu erhalten, nicht gewartet, bis die nöthige Schweiſshitze auch im Inneren erreicht ist. Die Schweiſsung findet dann nur an den äuſseren Kanten statt und im Inneren ist die Schlacke gefangen; denn der Druck, welchen die Schraube auszuüben im Stande ist, genügt bei den hier in |366| Frage kommenden Flächen allein nicht zum Ausquetschen. Für die Abnahme genügt aber meist diese Schweiſsung, während zahlreiche Brüche der Rahmen während der Fahrt die Unzulänglichkeit dieser Schweiſsung erkennen lassen.

Putnam wendet deshalb in richtiger Weise für die Stöſse Schärfen an, wie sie in Fig. 7 dargestellt sind, welche nach der ausgeführten Schweiſsung groſse Berührungsflächen ergeben und der Schlacke einen leichten Austritt gestatten, da die Berührung zuerst nur in der Mitte in einer Linie stattfindet; auſserdem benutzt Putnam nicht mehr Handhämmer, sondern einen schweren Dampfhammer, welcher vermöge seiner groſsen Masse im Stande ist, den Druck bis in das Innere des Schmiedestückes fortzupflanzen. Das Hammergestell hat eine lichte Weite von etwas über 9m zwischen den Ständern, das Bärgewicht beträgt 2t und die Fallhöhe rund 1m,2; die dem Bär innewohnende Arbeit beim Aufschlagen aus der gröſsten Höhe beträgt mit Oberdampf in der betreffenden Ausführung 9000mk.

Die Schrauben und Zugstangen werden bei Seite gelassen und nur Riemen bezieh. Taue zum Zusammenhalten angewendet, um ein Abschleifen und Verdrücken der schon bearbeiteten Theile zu vermeiden. Mit den auf diese Weise geschweiſsten Rahmen sind Biege- und Biegebruch-Proben angestellt worden, welche die durchaus befriedigende Wirkung dieses Schweiſsungsverfahrens ergaben. Auch aus dem Inneren der Schweiſsstellen sind einzelne Theile herausgearbeitet worden, welche bei den damit angestellten Biegeversuchen gleichfalls die gelungene Schweiſsung erkennen lieſsen.

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Vgl. McLean, über Herstellung geschmiedeter Kurbelwellen, 1882 243 * 102.

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