Titel: Die Presse mit hohem Wasserdruck im Eisenhüttenbetriebe.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1892, Band 284 (S. 221–230)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj284/ar284054

Die Presse mit hohem Wasserdruck im Eisenhüttenbetriebe.

Mit Abbildungen.

In der Versammlung des Vereins deutscher Eisenhüttenleute am 31. Januar 1892 hielt R. M. Daelen einen Vortrag über Pressen mit hohem Wasserdruck im Eisenhüttenbetriebe, den wir seines weitgehenden Interesses wegen nachstehend nach Stahl und Eisen Nr. 4 mit Einverständniss der Redaction und des Herrn Vortragenden auszüglich wiedergeben.

Zum Uebertragen von Kraft ist das Druckwasser schon seit langer Zeit verwendet worden, weil sein Vermögen, ohne Verminderung seines Raumes den Druck zu übertragen, es zu diesem Zwecke besonders geeignet macht. In der Ueberwindung der Schwierigkeiten, welche in der Verwendung von hochgepresstem Druckwasser liegen, sind stetige Fortschritte zu verzeichnen. So lange derjenige Druck nicht überschritten wird, welcher zum Abdichten des Presswassers nur gewöhnliche Stopfbüchsen erfordert, sind alle Einrichtungen zur Benutzung des Druckwassers sehr einfacher Natur; wird aber diese Grenze, welche für die meisten Verwendungszwecke bei 50k/qc liegt, überschritten, so entstehen besondere Bedingungen, welche zunächst die Eintheilung der Pressen in solche für niedrigen und hohen Wasserdruck rechtfertigen. Der erstere findet vornehmlich Verwendung zum Heben und Bewegen von Lasten und geht wohl ausnahmsweise bis zu 100k/qc, die Reibung zwischen Kolben und Hanfpackung wird dann aber schon so erheblich, dass die Abdichtung durch Lederstulpen vortheilhafter erscheint, welche über 100 k zur Nothwendigkeit wird. Die Grenze der Möglichkeit der Abdichtung geht bis zu 1000 k; für den praktischen Betrieb liegt der hohe Wasserdruck zwischen 100 und 600 k, auf den sich auch dieser Bericht bezieht.

Das hochgepresste Wasser kommt in der Regel dann zur Uebertragung der Kraft in Betracht, wenn die Hebel, Daumen, Schrauben und Zahnräder zu grosse Abmessungen erhalten, mithin ungünstige Reibungsverhältnisse in Aussicht stellen würden, und auch den Anforderungen an die Geschwindigkeit der Bewegungen der Arbeitsorgane nicht anzupassen sind. Als Träger der Urkraft kommen meistens Dampfdruckpumpen in Betracht. Die Druckpumpe bildet auch thatsächlich das bevorzugte System für niedrigen Wasserdruck. Die Ansammlung und Leitung zu den Verwendungsstellen, sowie die Steuerung daselbst ist aber für den hohen Wasserdruck mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden, welche namentlich in dem fast unausgesetzt arbeitenden Hüttenbetriebe besonders empfunden werden. Die mit Gewichten belasteten Kolben, welche früher meistens als Sammler dienten, verursachen bei Bewegungswechsel des Wassers heftige Stösse in den Leitungen; letztere werden daher zur Vermeidung von Rohrbrüchen vielfach nur noch aus geschmiedeten und gebohrten Stahlrohren hergestellt. Die Sitze und Kegel der zur Steuerung dienenden Metallventile werden bei grosser Durchgangsgeschwindigkeit durch das Wasser eingeschnitten, so dass nur durch die sorgfältigste Instandhaltung in solchen Fällen Kraftverluste vermieden werden können. In Folge dessen sind für die Erzeugung von hohem Wasserdruck verschiedene, von einander abweichende Einrichtungen entstanden, so dass im Wesentlichen folgende Systeme unterschieden werden können:

1) die Dampfpumpe mit Schwungrad und Sammler,

2) die Dampfpumpe ohne Schwungrad mit Sammler,

3) die Dampfpumpe ohne Schwungrad und ohne Sammler.

Bei diesen drei Systemen liegt die Steuerung der Arbeitsorgane der Pressen im hochgepressten Druckwasser, was bei den folgenden vermieden ist:

4) einfach wirkender Druckübersetzer ohne Sammler,

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5) Dampfpumpe mit Schwungrad ohne Sammler mit Leitung,

6) Dampfpumpe mit Schwungrad ohne Sammler und ohne Leitung.

Die zugehörigen Figuren enthalten eine Anzahl von für diese Eintheilung charakteristischen Constructionen, die folgende Eigenthümlichkeiten haben:

Textabbildung Bd. 284, S. 222
Fig. 1 stellt die Dampfpumpe mit Schwungrad in schematisch er Weise dar, welche meistens für die Erzeugung von hohem Wasserdruck verwendet wird, nämlich diejenige mit Differentialkolben, welcher einseitig saugt und zweiseitig drückt. A Dampfcylinder, B Saug- und Druckkolben, C, D Druckkolben. Die Bewegung der Steuerung wird von der Kolbenstange abgeleitet. Durch die vielfach ausgeführte Verbindung zweier solcher Dampfpumpen wird die Gleichmässigkeit in der Wasserlieferung erhöht.

Zu 1) Die Dampfpumpe mit Schwungrad ist nicht ohne Sammler anwendbar, weil sie sich dem Wasserbedarf der Pressen nicht fügen kann, sie erhält meistens einen möglichst grossen Sammler, um die Arbeitspausen der Pressen zur fortwährenden Erzeugung von Druckwasser auszunutzen, die Abmessungen der Pumpen können daher verhältnissmässig klein genommen werden. Es können auch mehrere Sammler zu einer Pumpe gehören, von welcher dann der ihr zunächst liegende das Stillsetzen nach der Füllung der Pressen, sowie das Anlassen beim Beginn des Pressens selbsthätig ausübt. Um die Zahl der Ventile möglichst zu beschränken, wird der Pumpenkolben nach dem Differentialsystem ausgeführt und hat man gefunden, dass auch der Pumpenstiefel aus geschmiedetem Stahl herzustellen ist, wenn der Druck 300 bis 600k/qc beträgt. Die Kolbengeschwindigkeit wird zwischen 1 und 1,5 m gehalten und könnte für den Dampf grösser genommen werden, was aber wegen der Nothwendigkeit der Einschaltung einer Zahnradübersetzung und des doppelten Ueberganges aus der geradlinigen in die drehende Bewegung vermieden wird.

Zu 2) Wenn von Fig. 1 die Zugstange und das Schwungrad beseitigt werden, so entsteht das zweite System, welches mit kleinerem Sammler versehen werden kann, weil die Maschine mehr geeignet ist, sich dem jeweiligen Wasserbedarf der Pressen anzuschmiegen; die Abmessungen und Kolbengeschwindigkeiten der Pumpen werden entsprechend grösser genommen.

Die Anlage wird billiger als bei 1, der Dampfverbrauch jedoch wegen der geringeren Verwendbarkeit der Expansion grösser. Die übrigen Einrichtungen bleiben dieselben wie bei 1.

Zu 3) Die Dampfpumpe mit dreitheiligem Pumpenbetriebe eignet sich wegen der Gleichmässigkeit der Wasserlieferung besonders zum Betriebe ohne Schwungrad und Sammler, wozu indessen auch die unter 2 beschriebene Anordnung benutzt werden kann. Ihre Abmessungen müssen dem jeweiligen Wasserbedarf angepasst, also grösser werden als bei 2, der Dampfverbrauch wächst dementsprechend, und da der Druck der Rohrleitung während des Betriebes stets hochgehalten werden muss, so entstehen bei etwaigen Undichtigkeiten die gleichen Verluste wie bei 1 und 2, die Anlage wird indessen einfacher und billiger.

Textabbildung Bd. 284, S. 222
Zu 4) Der einfach wirkende Druckübersetzer (Fig. 2) hat einen stehenden Dampfcylinder A mit Eintritt von unten und nach oben getriebenem Kolben, dessen verlängerte Stange B den Treibkolben bildet und in einem Cylinder C das Wasser im Verhältnisse der Uebersetzung der beiden Kolbenflächen presst. Dieses wird durch eine Leitung dem Arbeitscylinder D der Presse zugeführt und bewirkt dort die Bewegung des Presskolbens mit einem, dem grösseren Durchmesser entsprechenden kleinen Hube. Die Steuerung des Dampfes wird vom Führer und, wenn erforderlich, auch selbsthätig bewegt, im Druckwasser liegt ein selbsthätig wirkendes Ventil zur Regelung der Geschwindigkeit der Kolben und ein ebensolches (h) zum Einlassen von Nachfüllwasser nach eingetretenem Verlust. Beide Ventile sind vor Eintritt des hohen Druckes geschlossen. Das gebrauchte Druckwasser tritt aus dem Arbeitscylinder D wieder in den Treibcylinder C zurück. Bei Anwendung dieses Systems wird nicht nur der Sammler, sondern auch die lange Druckleitung vermieden, da im Allgemeinen jede Presse ihren Druckübersetzer erhält, indem Dampfleitungen in den meisten Werkstätten vorhanden |223| sind. Die Uebersetzung von Dampf- in Wasserdruck kann in fast unbeschränktem Verhältnisse gewählt werden, doch sucht man einen Wasserdruck von 400 k nicht zu überschreiten, um die Reibung der Lederstulpen klein zu halten. Es ist vortheilhaft, den Hub des Uebersetzers möglichst gross zu nehmen. Da Hub und Druck des Arbeitskolbens meistens gegeben sind, so wird die Uebersetzung hiernach dem Dampfdruck gemäss bestimmt. Die Kolbengeschwindigkeit kann in Folge der kurzen Leitung von dem Treib- zu dem Arbeitscylinder und des Mangels von darin liegenden, bewegten Ventilen gross genommen werden und dürfte mit 3 m in der Secunde ihre Grenze noch nicht gefunden haben. Je grösser dieselbe ist, um so eher wird der Dampfzutritt während des Hubes geschlossen und um so mehr kann die Expansion ausgenutzt werden, was hier in viel höherem Maasse möglich ist, als bei einer schwungradlosen Pumpe mit genau begrenztem Hube und constantem Gegendruck. Soll der Treibkolben an bestimmter Stelle festgehalten werden, so wird eine massige Geschwindigkeit gewählt, wie denn überhaupt der Uebersetzer jeder, durch das Arbeitsorgan der Presse bestimmten Bedingung angepasst werden muss und wofür derselbe weite Grenzen besitzt.

Textabbildung Bd. 284, S. 223
Textabbildung Bd. 284, S. 223

Derselbe kann auch mit einem Cylinder doppelt wirkend oder mit zwei gekuppelten Cylindern eingerichtet werden, um die Leitung in gegebener Zeit zu vermehren, die Einrichtung der Wasserventile wird dann aber umständlicher. Behufs Erzielung einer gezwungenen Parallelführung mehrerer Arbeitskolben kann nach Fig. 3 eine entsprechende Zahl von Treibkolben mit getrennten Cylindern und Leitungen an einem Dampfkolben angebracht werden. Die Steuerung des Arbeitskolbens kann unabhängig vom Druckübersetzer durch einen besonderen Dampfkolben unter Ein- und Auslassen von Füllwasser, oder durch Auslassen von Niederdruckwasser in den Presscylinder geschehen. Die Sicherheit gegen einen Bruch der Presse ist bei diesem System gross, da der Arbeitsdruck stets durch den vorhandenen Dampfdruck begrenzt wird.

Die Dampfpumpe mit Schwungrad ohne Sammler, wie solche W. D. Allen, Sheffield, zum Betriebe der Schmiedepresse anwendet1), wirkt ähnlich wie der Uebersetzer, indem der Pumpenstiefel mit dem Presscylinder durch eine kurze Leitung ohne Arbeitsventile verbunden ist, der zurückgetriebene Arbeitskolben also stets der Bewegung des Treibkolbens folgt. Die Steuerung desselben von Hand ist in Folge der gleichmässigen Schwungradbewegung ausgeschlossen und wird nur der Presskolben durch das Ein- und Auslassen von Niederdruckwasser in den Presscylinder gesteuert. Es liegt hier das Bestreben vor; die Vorzüge des Druckübersetzers mit denjenigen der Schwungradmaschine zu verbinden, was indessen, abgesehen von den grösseren Anlagekosten, der Raum Verhältnisse wegen nicht überall durchführbar ist, während auch ein Theil der Dampfersparniss durch die unbenutzten Hübe der Schwungradmaschine verloren geht. Die Kolbengeschwindigkeit und die Hubzahl sind durch die Geschwindigkeit des Wassers in der Leitung begrenzt, und da diese in Folge dessen nicht gross genommen werden können, so entstehen um so grössere Abmessungen der Dampfmaschinen, so dass auch |224| hierdurch die Anwendung des Systems eine Beschränkung erfährt.

Dieses ist weniger bei der in Fig. 4 dargestellten wagerechten Schmiedepresse, Patent R. M. Daelen, der Fall, weil hier der Treibkolben sich in dem Presscylinder bewegt, die Leitung also fortfällt und der Presskolben auch bei sehr grosser Hubzahl dem Spiele folgen muss. Die Grösse seines jedesmaligen Vorschubes wird dann dementsprechend klein bemessen, was bei dem Steuern des Niederdruckfüllwassers zur Erzielung seines ganzen Hubes nur vortheilhaft wirken kann. Die Betriebsmaschine kann bei diesem System weit entfernt von der Presse liegen, die Lage des Arbeitscylinders derselben muss aber die unmittelbare Verbindung mit dem Treibkolben und einer gekröpften Welle gestatten, wodurch die Anwendungsfähigkeit gegeben ist, während andererseits hierdurch auch diejenigen Uebelstände beseitigt werden, welche durch die Stösse in den Leitungen entstehen. Die Ueberschreitung des höchsten zulässigen Wasserdruckes wird durch ein Sicherheitsventil verhindert.

Textabbildung Bd. 284, S. 224
Das Anwendungsgebiet der verschiedenen Systeme für die Erzeugung von Druckwasser wächst mit den Erfahrungen und Verbesserungen, durch welche die Betriebsschwierigkeiten überwunden werden, so dass für die Wahl des Systems immer mehr die Anforderungen der vorliegenden örtlichen Verhältnisse bestimmend werden. Das Bestreben, den Sammler möglichst zu umgehen, wird in Folge des Ersatzes der Gewichtsbelastung durch den Luftdruck, welche durch das Patent Prött und Seelhoff2) erfolgreich durchgeführt ist3), theilweise gegenstandslos, indem das bei schnellem Wechsel der Wassergeschwindigkeit die Stösse erheblich verstärkende Moment des Gewichtes fortfällt. Da in der neuesten Zeit auch andere Vorrichtungen zur Verbesserung der Steuerungen des Druckwassers eingeführt worden sind, so ist Anwendung der centralen Druckwassererzeugung mit und ohne Schwungradpumpe jetzt auch für hohen Druck wesentlich erleichtert und wird auch für die grössten bei Schmiedepressen verwendeten Drucke benutzt, während sie vordem meistens bei Anlagen mit weitverzweigtem Betriebe in Aufnahme war, wie solchen die Brücken-, Schiffsbauanstalten und Kesselschmieden besitzen, deren Werkzeuge zum Richten, Schneiden, Lochen, Biegen und Vernieten des Walzeisens mittels Druckwassers bewegt werden.

Für die Pressen der Blechwalzwerke, welche zum Biegen, Kumpeln, Schneiden und Stanzen der Bleche dienen, ist die Pumpe mit Sammler schon mehrfach durch den einfach wirkenden Druckübersetzer (Fig. 2) ersetzt worden, nachdem derselbe sich zu anderen Zwecken, wie zum Betriebe von Blockscheren, vortrefflich bewährt hatte.

Die in der Fig. 2 dargestellte Dampfschere, Patent der Kalker Werkzeugmaschinenfabrik L. W. Breuer, Schumacher und Co. in Kalk bei Köln a. Rh., mit Wasserübersetzung zum Schneiden warmer Stahlblöcke besteht in. der Hauptsache aus dem von unten mit Dampf zu speisenden grossen Dampfcylinder A, dessen Kolbenstange B Wasser oder eine andere Flüssigkeit durch den Pumpencylinder C nach einem Druckcylinder D presst, welcher den dabei erzeugten Druck mit Hilfe des Stössels E direct auf das Messer F überträgt. Ein oberhalb der Messerführung befindlicher kleiner Dampfcylinder G hebt den Stössel E mit dem Obermesser wieder in die Anfangsstellung zurück.

Ein am Cylinder befindliches, mittels Handhebels a bewegbares Dampfsteuerventil b ist so eingerichtet, dass |225| der durch das Rohr c eintretende Dampf abwechselnd durch das Rohr d in den Gegencylinder G, oder durch den Kanal e in den Dampfcylinder A einströmen und auf demselben Wege auch wieder zurück in das Ausströmungsrohr f gelangen kann.

Textabbildung Bd. 284, S. 225
Wird nun durch Niederdrücken des Dampfsteuerhebels a der Dampfzutritt zum grossen Dampfcylinder A geöffnet, so geht der Kolben desselben aufwärts und drückt mittels des durch die Kolbenstange B verdrängten Wassers den Stössel E nebst der damit verbundenen Traverse abwärts. Dabei gleitet die feste Rolle der letzteren an der einen Seite des Säbelhebels l und zieht in Folge der Form dieses Hebels den mit Ueberdeckung arbeitenden Dampfschieber b wieder hoch, drosselt also nach Beginn des |226| Schnittes den nach dem Dampfcylinder A gehenden Dampf, sperrt ihn sodann ab, so dass er nur noch durch Expansion arbeitet, und steuert endlich bei Vollendung des Schnittes selbsthätig ganz um, öffnet also den Dampfkanal für die Ausströmung. Umgekehrt gleitet beim Rückgang der Theile die verstellbare Rolle an der anderen Seite des Säbelhebels l. Ist dieselbe weit gestellt, so wird der Dampfschieber b so weit nach unten gedrückt, bis die Ausströmung geschlossen ist.

Da inzwischen der grosse, durch sein Eigengewicht frei fallende Dampfkolben noch nicht ganz in seiner untersten Stellung angelangt ist, so bildet der durch das Steuerventil b abgeschlossene Ausströmdampf einen elastischen Buffer für den Dampfkolben.

Um den Betrieb von Pressen durch die unmittelbare Uebersetzung der Dampf- und Wasserkolben den verschiedenen Zwecken anzupassen, sind noch eine Reihe von Vorrichtungen construirt und durch Patent geschützt worden. Hierzu gehört die Regelung der Geschwindigkeit der Kolben durch den Wasseraustritt, welche durch das Anbringen eines Gegenkolbens so weit erfolgt, dass beim plötzlichen Aufhalten des Widerstandes, z.B. beim Schmieden von kaltem Eisen, der sonst unvermeidliche Stoss aufgehoben wird. Um nöthigenfalls eine sehr grosse Hubzahl in gegebener Zeit zu erzielen, können mehrere Uebersetzer auf eine Presse wirkend angebracht werden.

Die Firma L. W. Breuer, Schumacher und Co. in Kalk hat die Ausführung desselben nach dem Vorschlage des Vortragenden übernommen und die Einrichtung, sowie den Bau in zweckmässiger Weise den verschiedenen Anforderungen des Eisenhüttenbetriebes angepasst, wie die Darstellungen unter Fig. 5 und 6 zeigen. Die doppelt wirkende Dampfpumpe ohne Schwungrad und Sammler kann, wie bereits erwähnt, in gleicher Weise wie der Uebersetzer zur Wirkung gebracht werden, indessen sind dann mehr Ventile im Druckwasser erforderlich und zwar solche, deren Bewegung durch das Kolbenspiel verursacht wird, deren Verschleiss also mehr Instandhaltung bedingt. Die Hasswell'sche Schmiedepresse, welche bereits vor etwa 25 Jahren in österreichischen Werken zum Schmieden von Stahl und Schweisseisen benutzt wurde, war mit einer solchen Pumpe versehen, deren Unvollkommenheiten die lange Verzögerung in der Einführung dieses Systems theilweise verursacht haben, während andererseits der Umstand, dass die Presse für die Verarbeitung von Stahlblöcken zu schwach construirt war, wohl die Hauptschuld daran getragen hat. Unter Benutzung der jetzt vorliegenden Erfahrungen kann die doppelt wirkende Dampfpumpe wegen ihres geringen Raumbedarfes mancherlei zweckmässige Anordnung ergeben.

Die Schmiedepresse (Fig. 7) nach dem Patent der Duisburger Maschinenbau-Actiengesellschaft ist mit diesem System versehen und für einen Pressdruck von 100 t bei 300 k Wasserdruck in Form eines einständrigen Dampfhammers ausgeführt. Der Ständer A trägt unten den Amboss, oben den Dampfcylinder B, dessen Kolben mit dem hohlen Presstempel C durch eine doppelte Traverse D verbunden ist. An der hinteren Seite des Ständers befindet sich der Dampfcylinder E, welcher die zur Erzeugung des hohen Wasserdruckes erforderlichen Pumpen F und G in Bewegung setzt und mittels Hebel H gesteuert werden kann. Oben auf dem Ständer ist das Wasserreservoir J angebracht, das zur Speisung der Pumpen und zur Aufnahme des gebrauchten Wassers dient. Durch den Schieber K wird der Dampf sowohl für den Hebecylinder, wie auch für den Pumpendampfcylinder vertheilt.

Textabbildung Bd. 284, S. 226
L sind die Rohrleitungen zur Verbindung der Pumpe bezieh. des Multiplicators mit dem hohlen Presstempel.

Die Neuheit der Construction besteht darin, dass der bei der Dampfhebemaschine in dem Dampfcylinder gebrauchte Dampf in den über dem Dampfkolben befindlichen Raum übergeführt werden kann, theils um Dampf zu sparen, theils um die Dampfspannungen auf beiden Seiten des Kolbens auszugleichen oder durch Anwendung verschieden grosser Kolbenflächen einen beschleunigten Rückgang des Stempels zu erzielen, während an der Maschine gleichzeitig zur Steuerung der doppelt wirkenden Druckwasserpumpe ein Differentialhebelwerk vorgesehen ist, um die Bewegung des Stempels derart abhängig von der Bewegung des Steuerhebels zu machen, dass jede Stellung des letzteren einer ganz bestimmten Stellung des ersteren entspricht. Eine fernere Eigenthümlichkeit ist die, dass der hohle Presstempel C sich in besonders starken Führungen zur Aufnahme etwaiger seitlicher Druckkräfte bewegt. Die Presse ist seit einigen Monaten in tadellosem Betrieb.

Die Schmiedepresse, nach der Construction von Trappen, wird durch die Märkische Maschinenbau-Actiengesellschaft in Wetter an der Ruhr mit einer ähnlichen, jedoch von der Presse getrennten Betriebspumpe gleichen Systemes |227| versehen und ist in den Werken der Firma Skoda, Pilsen, in Betrieb.

Die Schmiedepressen sind für die Verarbeitung von Stahlblöcken erst in den letzten Jahren zur allgemeinen Ausführung gelangt, nachdem die Firma Tannet und Walker in Leeds durch Ausführungen in grossen Abmessungen den Beweis geliefert hatte, dass dieselben zum Ersatze der grossen Dampfhämmer vortheilhaft verwendbar sind. Nach dem Vorgehen englischer Werke ist dieselbe nunmehr von den meisten grossen Stahlschmieden in Betrieb genommen worden. Der französische Ingenieur F. Gautier berichtete bereits im J. 1889 über die Ausführungen von Schmiedepressen von Tannet und Walker unter Angabe des Fallgewichts der durch solche zu ersetzenden Dampfhämmer. Danach besitzt Krupp in Essen eine Presse von 2000 t Druck, welche einen Hammer von 75 t ersetzt, während eine solche von 4000 t in der Ausführung begriffen ist. Aus den weiteren Ausführungen geht hervor, dass damals bereits etwa 12 grosse Schmiedepressen in Betrieb oder bestellt waren und solche von 1200 t für Hämmer von 30 t und solche von 4000 t für Hämmer von 120 t angewendet wurden. (Vgl. 1891 279 * 55.)

Der Bochumer Verein für Bergbau und Gusstahlfabrikation ist mit dem Bau von Schmiedepressen in der Weise vorgegangen, dass zuerst mehrere kleinere Pressen mit einem Druck bis zu 1000 t und dann eine solche von 4000 t hergestellt wurden. Diese liefern die Bestätigung dafür, dass durch eine zweckentsprechende Steuerung die Uebelstände der im hohen Wasserdruck sich bewegenden Ventile beseitigt werden können. Dies ist wesentlich dadurch erzielt worden, dass die Ventilkegel mit besonderen, durch Niederdruckwasser bewegten Kolben verbunden sind, welche dieselben entweder voll öffnen oder ganz schliessen. Die Geschwindigkeit des Arbeitskolbens der Presse wird durch eine Drosselvorrichtung geregelt, welche im Hochdruckwasser liegt. Die Schmiedepressen des Bochumer Vereins (Fritz Baare's D. R. P. Nr. 45323 vom 19. April 1888. Fig. 8) sind für drei verschiedene Arbeitsdrucke eingerichtet, welche sich wie 1:2:3 verhalten. Der Durchmesser des unteren Theils des Presskolbens beträgt 930 mm, derjenige des oberen Theils 530 mm. Bei einem Wasserdruck von 600 at würde der grösste Druck demnach 4075 t oder nach Abzug des durch die beiden Hebekolben verursachten Druckes rund 4000 t betragen. Die Hebecylinder stehen mit einem Accumulator von 50 at Druck in Verbindung, so dass nach Oeffnung des Auslassventils der Steuerung der Presskolben nach oben steigt. Der Hub der letzteren von 1500 mm genügt für die grössten vorkommenden Schmiedestücke. Ein Heben und Senken des oberen Theils der Presse; wie solches bei den von der Firma Tannet und Walker gebauten Pressen geschieht, ist bei der Baare'schen Construction nicht erforderlich, da selbst bei der niedrigsten Stellung der Kolben noch immer eine genügende Führung im Cylinder besteht. An dem unteren Kolben ist die Dichtungsmanschette durch eine leicht wegnehmbare Stopfbüchse zugänglich. Ebenso können die Manschetten am oberen Theil des Kolbens nach Entfernung des Cylinderdeckels schnell und mühelos ausgewechselt werden. Es müssen dort zwei Manschetten, eine, welche nach oben, und eine, welche nach unten dichtet, vorhanden sein. Da dieser Deckel ein bedeutendes Gewicht besitzt, so ist ein hydraulischer Krahn angebracht, welcher denselben hebt und zur Seite bewegt. Eine Drehung der den oberen Schmiedesattel tragenden Traverse wird durch die beiden an dem unteren Ende noch 260 mm starken Hebekolben verhindert. Das Auswechseln des unteren Schmiedesattels geschieht dadurch, dass derselbe mittels der Hebekolben bis über Flur gehoben und durch einen der beiden Schmiedekrähne seitwärts gezogen wird. Der obere Holm, welcher in zwei Theilen von gegossenem Stahl hergestellt ist, hat ein Gewicht von 64 t. Der ebenfalls aus Stahlguss gefertigte Presscylinder wiegt in bearbeitetem Zustand 35 t, zum Gusse desselben wurden 57 t Stahl verwandt.

Textabbildung Bd. 284, S. 227
Die Steuerung der Presse, welche in der Patentschrift Nr. 48945 beschrieben ist, hat den grossen Vortheil, dass mittels eines einzigen Steuerhebels der Presskolben mit dem kleineren Druck von 50 at auf das Schmiedestück gesetzt wird, dann den hohen Druck empfängt und schliesslich wieder in die Höhe bewegt wird. Der Ausschlag am Hebelgriff beträgt hierbei nur 600 mm und die aufzuwendende Kraft etwa 5 k, so dass ein Junge bequem die Steuerung bedienen kann. Die Bewegung der Ventile mittels Wasserdrucks anstatt von Hand hat den Vortheil, dass die Grösse und der Hub derselben nicht beschränkt sind. Dadurch kann der Durchfluss des Wassers auf eine verhältnissmässig geringe Geschwindigkeit gebracht werden, was für die Haltbarkeit der Ventile von günstigem Einfluss ist. Neben dem Steuerhebel befindet sich ein kleinerer Hebel, durch den die Querschnitte der beiden Zuflussleitungen zum Presscylinder regulirt werden. In der mittleren Stellung des Hebels sind beide Leitungen geöffnet, so dass die Presse mit grösstem Druck arbeitet. Durch eine Verstellung des Hebels nach links wird ein Ventil in der Leitung zum kleinen Cylinder geschlossen, so dass nur der mittlere Druck zur Verwendung kommt. Ein Ausschlag nach rechts schliesst die Leitung nach dem unteren Cylinder und bewirkt kleinsten Druck. Es kann demnach je nach Bedarf in jedem Augenblick die Grösse des Drucks verändert werden. Hierdurch, sowie durch die Verwendung von Füllwasser von geringerem Druck (50 at) während des Schmiedens wird eine bedeutende Kraftersparniss erreicht, so dass für die Presse von 4000 t bei 600 at Wasserdruck eine Zwillingspumpe mit Dampfcylindern von nur 760 mm Durchmesser und 920 mm Hub genügt. Der hierzu gehörige Accumulator hat einen Durchmesser von 225 mm und einen Hub von 3 in und ist nach dem Patent von Prött und Seelhof (280 * 289) ausgeführt. Das Abstellen und Anlassen der Pumpe wird durch den Accumulator in der höchsten und tiefsten Stellung selbsthätig bewirkt.

Der Betrieb der Krahne erfolgt durch Druckwasser von 50 at, wodurch das Heben und Senken der Last mittels unmittelbar wirkender Kolben, welche in senkrecht stehenden, fahrbaren Cylindern gehen, in einfachster und sicherster Weise ausgeführt wird. Zum Wenden der Schmiedestücke während des Schmiedens dienen zwei Wellenleitungen, auf welchen verschiebbare Kettentrommeln angebracht sind und welche durch Wassermotoren betrieben werden. Dieselben |228| können zum Herausziehen der Schmiedestücke aus den Oefen benutzt werden. Das zum Betrieb der Erahne und der Presse nöthige Druckwasser von 50 at wird durch eine Zwillingspumpe mit Dampfcylindern von 460 mm Durchmesser und 700 mm Hub geliefert. Der dazu gehörige Gewichtsaccumulator hat einen Durchmesser von 450 mm und einen Hub von 3,5 m. Schliesslich ist noch zu erwähnen, dass als Reserve eine zweite 600 at-Pumpe, eine zweite 50 at-Pumpe und ein zweiter Luftaccumulator vorhanden sind. Einer längeren Betriebsstörung der Presse ist demnach möglichst vorgebeugt.

Textabbildung Bd. 284, S. 228
Die Steuervorrichtung Patent Nr. 48945 (Fig. 9a–f) bezweckt, die zum Steuern der Schmiedepresse angewendeten Ventile leicht, schnell und stossfrei beweglich zu machen. Zu dem Zwecke wird jedes derselben mit einem Kolben in Verbindung gesetzt, auf welchen niederer Wasserdruck wirkt, welcher durch einen Schieber von Hand steuerbar ist. Da auf diese Weise sich jedes Steuerventil ganz öffnet, so muss die Geschwindigkeit des Presskolbens auf andere Weise regulirbar gemacht werden, und geschieht dieses dadurch, dass ein entlasteter Drosselschieber in die Druckwasserleitung eingeschaltet wird, welcher ebenfalls von Hand leicht bewegbar die Wasser- und Kolbengeschwindigkeit nach Bedarf regulirt.

Fig. 9a stellt in schematischer Weise die Gesammtanordnung der ganzen Anlage dar, während Fig. 9b den Wasserdruckschieber in drei verschiedenen Stellungen, Fig. 9c eine beispielsweise Ausführungsform des Drosselschiebers, Fig. 9d eine ebensolche für die Steuerventile zeigt, und in den Fig. 9e und 9f der Wasserdruckschieber im Zusammenhang mit dem Drosselschieber, welche beide gemeinsam bewegt werden, zur Darstellung gelangt ist.

In Fig. 9a sind B und C Kraftsammler, aus welchen der Cylinder der hydraulischen Presse A gespeist wird. Der Kraftsammler B enthält Druckwasser von niederem Druck (50 at), welches zum Füllen des Presscylinders oder zum Vordrücken des Presskolbens verwendet wird, während der Kraftsammler C zur Ausübung des eigentlichen Arbeitsdruckes dient und deshalb höher belastet ist (500 at). abc sind die Steuerventile. Durch b gelangt das Wasser von 50 at, durch c das Wasser von 500 at in den Presscylinder, während durch a das gebrauchte Druckwasser wieder aus dem Presscylinder abgelassen werden kann. Die Aufwärtsbewegung des Presskolbens wird dadurch bewirkt, dass der Mantelraum unter einer ringförmigen Fläche desselben mit einem der Kraftsammler fortwährend in Verbindung bleibt. Diese Aufwärtsbewegung kann auch durch einen über dem Presscylinder oder durch zwei neben demselben angebrachte besondere Hebecylinder erfolgen. Die Handhabung der Steuerventile ab c geschieht nicht direct, sondern durch den Vertheilungsschieber d, welcher mittels eines Handhebels h bewegt wird. Das Oeffnen und Schliessen der Steuerventile erfolgt durch den niederen Druck mit Hilfe kleiner Cylinder (Fig. 9d). Dieselben stehen mit dem Vertheilungsschieber d durch die Leitungen uvw in Verbindung. Der Eintritt des zum Steuern benutzten Druckwassers in den Vertheilungsschieber erfolgt durch die Leitung p, der Austritt durch die Leitung q.

Der Vertheilungsschieber d enthält zwei Muscheln, welche hinter oder neben einander angeordnet sein können. In den Schieberspiegel münden drei Kanäle, welche je mit dem Raum m der Steuerventile in Verbindung stehen. Der Eintritt des Steuerwassers in den Schieberkasten des Vertheilungskastens erfolgt bei p, der Austritt bei q.

Zum Steuern der Presse ist es erforderlich, dass jedes der drei Ventile beliebig geöffnet werden kann, während die beiden anderen geschlossen bleiben. Andererseits müssen alle drei Ventile geschlossen bleiben können, sobald der Presskolben unverändert in seiner Lage gehalten werden soll. Die Ventile sind aber geschlossen – es erfolgt also ein Stillstehen des Presskolbens – wenn in den Raum m Druckwasser von 50 at gelangt, und dieses geschieht, sobald der entsprechende Kanal des Schieberspiegels durch den Schieber nicht gedeckt ist, dagegen wird dasjenige Ventil geöffnet, dessen zugehöriger Kanal durch die Schiebermuscheln mit dem Austrittskanal q in Verbindung gebracht wird.

Der Schieber ist in Fig. 9b mit I, II und III in seinen drei Hauptstellungen bezeichnet. Bei der Stellung I ist das Rücklaufventil, bei II das Ventil für 50 at und bei III das Ventil für 500 at geöffnet, während jedesmal die beiden anderen Ventile geschlossen bleiben. Bei einer Zwischenstellung zwischen I und II bezieh. zwischen II und III sind alle drei Ventile geschlossen.

Die Ventile öffnen sich bei ihrer Bewegung jedesmal, der ihnen gestatteten Hubhöhe entsprechend, und es ist schwierig, diese in einfacher Weise während der Bewegung des Presskolbens zu vergrössern oder zu verkleinern. Die Geschwindigkeit des Presskolbens ist deshalb bei gleichem Widerstand nicht veränderlich.

Für die Benutzung der Presse kann es aber wünschenswerth werden, dass eine solche Veränderung der Bewegungsgeschwindigkeit |229| leicht und beliebig erfolgen kann. Dieses wird vollkommen durch einen oben schon erwähnten Drosselschieber g (Fig. 9c) erreicht. Derselbe steht bei r mit den Steuerventilen a, b und c und bei s durch Rohrleitungen mit der Presse in Verbindung. Der Drosselschieber und der Wasserdruckschieber werden beide durch einen Handhebel bewegt, wie dieses durch die Fig. 9e und f verdeutlicht ist. Der Drosselschieber ist vollkommen entlastet und kann deshalb leicht bewegt werden. Derselbe wirkt in der Weise, dass gleichzeitig mit oder auch kurz nach dem Oeffnen eines jeden der Steuerventile a, b oder c eine allmähliche Verbindung mit der Presse A erfolgt. Hierdurch wird es ermöglicht, sowohl das Niedergehen des Kolbens bei einem Drucke von 50 oder 500 at, als auch die Aufwärtsbewegung des Kolbens beliebig schnell oder langsam erfolgen zu lassen. Bei der beschriebenen Anordnung ist besonders darauf Bedacht genommen, dass die an dem Hebel auszuübende Kraft eine sehr geringe sei, damit die Bewegung des Presskolbens mit um so grosserer Sicherheit und Genauigkeit ausgeführt werden kann. Dieser Zweck wird vollkommen erreicht, indem die Abmessungen des Wasserdruckschiebers auf ein sehr geringes Maass reducirt werden können, da die Bewegung des vollkommen entlasteten Drosselschiebers nur geringe Kraftanwendung erfordert.

Die wagerechte Schmiedepresse (Fig. 4) hat der Vortragende von der Ansicht ausgehend construirt, dass diese Anordnung die Zugänglichkeit des ganzen Werkzeuges für die Bewegung des Schmiedestückes, das Auswechseln der Hammer- und Ambosstheile, sowie der Instandhaltung wesentlich erhöht und die Anlagekosten verringert.

A Kurbelwelle mit Schwungrad und Antrieb von einer Dampfmaschine, B Schubstange zur Uebersetzung der Kurbelbewegung auf den kleinen Treibkolben C, welcher, im grossen Presscylinder D gehend, den Vorschub des Arbeitskolbens E bewirkt. Dieser trägt den Hammer F, dem gegenüber der Amboss G befestigt ist. Zwischen beiden hängt das Schmiedestück I in Ketten an den Krahnrollen H. Die Rahmenplatten K bestehen aus gewalztem Stahl, sind auf den Fundamentrahmen L befestigt und tragen den Cylinder D und den Amboss G. Der im Cylinder h gehende kleine Kolben N wird durch einen Handhebel mit niederem Wasserdruck gesteuert und bewegt den Presskolben E, indem gleichzeitig das Rückschlagventil O gehoben wird, wenn E zurückgehen und frei fallen gelassen wird, wenn E vorgeschoben werden soll; P und Q sind die Zu- und Ablassrohre für den niederen Wasserdruck. Das Füllen des grossen Presscylinders D geschieht durch Wasser aus einem Hochbehälter. RR sind Stollen, welche auf Hebetischen angebracht werden, um beim Strecken das Vorschieben des Schmiedestückes in leichterer Weise zu bewirken, als dieses durch die Schmiedekrahne geschehen kann. Die Hammer- und Ambosseinsätze werden mittels letzterer ausgewechselt.

Um die seitliche Schwankung des Gerüstes der Schmiedepressen aufzuheben, welche die senkrechten Säulen gestatten und welche bei jeder seitlichen Druckwirkung des Presskolbens eintritt, hat der Vortragende die Schrägstellung derselben vorgeschlagen, wodurch gleichzeitig der obere Träger fortfällt, indem die Zugbolzen an dem Deckel des Presscylinders angreifen.

Bezüglich der Wirkung der Presse im Vergleich zum Hammer4) hat sich dieselbe für die Verarbeitung von Flusseisen günstiger herausgestellt, weil die Wirkung unbedingt den ganzen, unter dem Presskolben stehenden Theil eines Blockes treffen muss, denn wenn der Druck nicht genügt, um den Widerstand desselben zu überwinden, so muss der Kolben stehen bleiben.

Im Allgemeinen wird angegeben, dass die Presse bei gleichem Dampfverbrauch das Doppelte an Gewicht der Erzeugung von Schmiedestücken in gleicher Arbeitszeit liefert als ein entsprechender Dampfhammer, was dadurch erklärbar wird, dass bei letzterem ein Theil der Schlagwirkung in das Fundament geht, während der Druck der Presse ganz zur Wirkung auf das zu schmiedende Stück gelangt.

Die Frage, ob die Presse als Ersatz für die Blockwalze geeignet sei, ist noch unentschieden. Nach dem Erfolge einer solchen auf den Clarence Works, Middlesborough, scheint die Beantwortung nicht ungünstig auszufallen, da dieselben bei 1200 t Pressdruck etwa 50 bis 60 t rechteckig vorgeschmiedeter Blöcke und Brammen in einer Schicht lieferte. Die Presse hat dagegen den Vortheil, dass sie sämmtliche rechteckige Querschnitte ohne Veränderung der Arbeitsstücke herstellt, während die Anzahl derselben für je ein Paar Blockwalzen beschränkt ist, was namentlich für die Herstellung von Brammen zu Blechen in Betracht kommt; wenn es sich aber um die, im Walzwerksbetriebe meist gebrauchten nahezu quadratischen Querstücke von vorgewalzten Blöcken handelt, so dürfte doch die Blockwalze in Bezug auf Dampfverbrauch und Löhne noch für lange den Vorzug behalten. Besondere Einrichtungen für Schmiedepressen zum Ersatz von Blockwalzen sind in den Pressen von B. Walker in Leeds und Ch. Davy in Sheffield verwendet worden.

Eine Presse von besonderer Bedeutung für den Hüttenbetrieb ist diejenige zum Verdichten von flüssigem Stahl in der Coquille von Witworth, Manchester (Fig. 10), welche der Vortragende in dem Stahlwerk in Bethlehem, Nordamerika, in Betrieb sah. A ist der Presscylinder, B der Tauchkolben, C der Wagen, auf welchem die gefüllte Coquille unter die Presse gefahren wird, mit D sind vier hohle Säulen zur Verbindung von A mit dem senkrecht beweglichen Holm E bezeichnet, welcher mittels von Druckwasser getriebener Kolben gehoben und durch Ringe F an D befestigt wird. G ist der Kolben zum Abschluss der Coquille bei dem von unten erfolgenden Druck auf den flüssigen Stahl.

Textabbildung Bd. 284, S. 229
Der Druck beträgt nach Prof. Howe in Boston 10 bis 30k/qmm des Blockes. Derselbe wird bis zur Erstarrung unterhalten und bewirkt Verdichtung des Stahls in vollkommener |230| Weise. Die Coquille hat Vorrichtungen zum Auslassen der Gase, welche während des Druckes in grosser Menge entweichen.

|223|

1891 282 * 216.

|224|

Vgl. 1891 280 * 289.

|224|

Vgl. 1891 282 * 5.

|229|

Vgl. 1891 279 * 55.

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