XLV. Ueber Brown's Luppen-Zängemaschine. Ueber Brown's Luppen-Zängemaschine. Wir haben die Beschreibung dieser neuen und sehr zweckmäßigen Werkzeug-Maschine bereits im polytechn. Journal Bd. CXXI S. 344 aus dem London Journal of Arts, Juli 1851, mitgetheilt; das Septemberheft derselben Zeitschrift enthält S. 260 etc. weitere ergänzende Mittheilungen über diesen Gegenstand, welche ebenfalls in dem Verein der Maschinenbauer zu Birmingham, von Hrn. Beasley aus dem benachbarten Smethwick vorgetragen wurden, und denen wir das Nachstehende entlehnen. Der Zweck der erwähnten Maschine ist, die aus den Puddelöfen kommenden Luppen schneller, wirksamer und wohlfeiler zu zängen, als dieß nach dem gewöhnlichen Verfahren mit Hämmern oder Quetschmaschinen geschehen kann; der Erfinder dieser Zängemaschine, J. Brown, Walzenabdreher auf den Oak-Farm-Eisenwerken bey Dudley, ließ sich dieselbe unlängst patentiren. Man hat seit einer Reihe von Jahren verschiedene Methoden ersonnen, um das Zängen mittelst Hämmern zu verdrängen, und mehrere derselben sind sehr sinnreich und zweckmäßig; allein so alt, unwissenschaftlich und roh der Zängeproceß mit Hämmern auch ist, so hat man ihm doch bis jetzt immer den Vorzug gegeben, weil man der Meinung war, daß nur auf diese Weise ein möglichst reines Puddeleisen erlangt werden könne. Es mag dieß in Bezug auf die bis jetzt gekannten Zängemaschinen der Fall seyn, aber Brown's Maschine ist in Bezug auf Construction und Wirksamkeit von den bisherigen sehr verschieden und in jeder Beziehung zweckmäßiger als die Hämmer und die gewöhnlichen Quetschmaschinen. Das Zängen der Luppen ist bekanntlich derjenige Proceß, welcher mit dem Eisen vorgenommen wird, sobald es aus dem Puddelofen kommt, und es ist dabei sehr wesentlich, daß das Metall eben so wirksam als schnell in eine gleichartige und von Schlacken freie feste Masse verwandelt wird. Der Haupteinwurf, welchen man gegen das Zängen des Eisens mittelst gewöhnlicher Quetschmaschinen macht, besteht in der Menge von Schlacken, die in demselben eingeschlossen bleiben, wodurch natürlich die Güte, besonders die fadige Textur des Eisens, sehr leidet, indem es stets mehr oder weniger unganz bleibt. Das Zängen bestimmt daher den Charakter und die Güte des Eisens, weil die Unreinigkeiten durch keinen spätern Proceß gänzlich entfernt werden. Aus der a. a. O. gegebenen Beschreibung wird man sich erinnern, daß die neue Zängemaschine aus drei großen spiralförmigen horizontal liegenden Walzen besteht, die sich alle in gleicher Richtung drehen. Die Luppen aus den Puddelöfen werden in den dreiseitigen Raum zwischen den Walzen gelegt und mittelst der drehenden Bewegung mit großer Gewalt zusammengedrückt. Die Maschine übt eine sehr starke knetende Wirkung auf das Eisen aus und preßt die Schlacken aus demselben, welche an den Seiten der untersten Walze frei abfließen können. Wegen der spiralförmigen Gestalt der Walzen wird der Raum zwischen denselben nach und nach enger; sie üben von allen Seiten, und besonders auch an den Enden, eine steigende Zusammendrückung auf das Eisen aus, und dasselbe verläßt die Walzen in demselben Augenblicke, wo eine andere Luppe oben in die Maschine gelangt. Eine von den beiden obern Walzen hat ein verschiebbares Lager, so daß sie zurücktritt, wenn eine größere Luppe in die Maschine gelangt, damit letztere nicht beschädigt werden kann; sie werden durch ein Gegengewicht und durch zwei große Schrauben mit dreifachem Gewinde in ihrer Lage erhalten, so daß eine große sowohl wie eine kleine Luppe, jedoch innerhalb gewisser Gränzen, mit demselben Druck und auf dieselbe wirksame Weise gezängt werden, wie die regelmäßig geformten Luppen. Ein wesentlicher Vortheil dieser Maschine ist die Ersparniß an Zeit, welche damit erzielt wird; sie macht fünf Umdrehungen in der Minute und zängt bei jeder Umdrehung eine Luppe, so daß 12 Secunden für jede Luppe erforderlich sind; beim gewöhnlichen Zängeproceß unter dem Hammer sind hingegen per Luppe 60–80 Secunden erforderlich, also beiläufig die sechsfache Zeit. Durch dieses schnelle Zängen ist es thunlich, die Luppe mit einer weit höhern Temperatur zwischen die Luppenwalzen zu bringen, und die Rohschienen können daher viel besser bearbeitet werden, als beim Zängen unter dem Hammer, da dieser Proceß und das Auswalzen zu Rohschienen in einer Hitze erfolgt. Eine besondere Berücksichtigung verdient auch die Ersparung an Arbeitslöhnen. Die Maschine ist selbstthätig und bedarf keines Arbeiters zur Bedienung, während zum Zängen unter dem Hammer ein geschickter Schmied erforderlich ist und zuweilen auch zwei. Wegen der größern Geschwindigkeit womit das Zängen bewirkt wird, die beiläufig das Sechsfache des Zängens mit dem Hammer beträgt, kann die Maschine auch eine weit größere Anzahl von Puddelöfen bedienen, und die Puddelarbeit kann weit regelmäßiger fortgehen, als wenn z.B. ein Hammer die Luppen von mehr als acht Puddelöfen zu zängen hat. Mit der neuen Maschine können so viele Puddelöfen verbunden werden, als es der Raum nur immer gestattet, wobei es sich von selbst versteht, daß die Oefen nicht zu fern von der Zängemaschine liegen, weil sonst die Luppen zu sehr abgekühlt werden. Die Maschine behält dessenungeachtet stets viel Zeit übrig, und die Nachtheile eines zu langen Zurückhaltens der fertigen Luppen in den Oefen fallen auf diese Weise weg, selbst wenn nicht alle Puddelöfen gleich regelmäßig arbeiten. Ferner ist der Verlust durch Abnutzung der Werkzeuge viel größer bei Anwendung der Hämmer als bei der Zängemaschine, weil das glühende Eisen fünf- bis sechsmal länger mit dem Hammer und Amboß in Berührung bleibt als mit der Maschine, und weil die Schlacken auf dem Amboß und Amboßstocke liegen bleiben, während sie von der Maschine fortwährend abfallen; weil es ferner unmöglich ist auf den Hammer fortwährend einen Wasserstrahl fallen zu lassen, was bei der Maschine geschieht: so wird der Hammer sehr schnell abgenutzt, besonders wenn er in ununterbrochenem Betriebe ist. Hämmer haben auch noch das Nachtheilige, daß bei ihnen viel Brüche erfolgen, besonders beim Helme, und dieser Nachtheil ist um so bedeutender, weil dadurch längere Stillstände veranlaßt werden. Die Reparaturen welche die Zängemaschine dagegen veranlaßt, sind unbeträchtlich, die geringe Reibung bei ihrem Betriebe und ihre langsame Bewegung lassen nur eine geringe Abnutzung zu; und da die größte Kraft welche sie zu ihrem Betriebe erfordert, nicht größer als die zu einem Hammer nöthige ist, so fallen Brüche nur selten vor, vorausgesetzt daß ihre verschiedenen Theile in einem zweckmäßigen Verhältniß stehen. Die auf dem Eisenwerke des Berichterstatters in Thätigkeit befindliche Maschine, die einzige bis jetzt vorhandene, ist sechs Monate lang in ununterbrochenem Betriebe gewesen, ohne daß irgend eine andere Reparatur nothwendig war, als die durch mangelhafte Einrichtung einiger Theile veranlaßte. Hr. Beasley ist daher der Meinung, daß die Reparaturkosten und die Abnutzung sich jährlich auf 20 bis 30 Pfd. Sterling belaufen, während ein Hammer mit der Hälfte der Leistung die zehnfachen Kosten verursacht. Zunächst kommt auch die Kraftersparung, welche die Maschine veranlaßt, in Betracht; ein Hammer erheischt fortwährend dieselbe Triebkraft. Bei der Maschine ist aber das Maximum derselben nur während des sechsten Theils der Zeit, d.h. kurz vor dem Austreten der Luppe erforderlich. Da ferner die gezängten Luppen weit wärmer zwischen die Walzen kommen, so erfordern sie auch nicht so viel Triebkraft als unter den gewöhnlichen Verhältnissen des Zängens mit dem Hammer. Um die zu der Zängemaschine erforderliche Triebkraft zu bestimmen, machte man eine Reihe von vergleichenden Versuchen mit derselben und mit dem Hammer, und nahm die Indicatoren-Curven von der Dampfmaschine nicht nur dann ab, als die Dampfmaschine sowohl Hammer und Zängemaschine, als auch Luppenwalzwerk zusammen betrieb, sondern auch dann als die Zängemaschine allein im Betriebe war. Diese Versuche stellten die Ingenieure Siemens und Marshall an. Während der Versuche wurde die Dampfmaschine in einem gleichförmigen Gange von 20 bis 21 Kolbenhüben in der Minute erhalten, und zwar auch dann, als der Hammer und die Luppenwalzen ausgerückt waren. Nach den durch die Indicatoren-Curven ausgedrückten Resultaten entsprach die mittlere Kraft, welche der Betrieb der Maschine erforderte, einem Druck von 0,84 Pfd. per Quadratzoll oder 8 3/4 Pferdekräften; wogegen der mittlere Kraftverbrauch beim Betriebe des Hammers sich auf 2,40 Pfd. Druck per Quadratzoll oder auf 24 3/4 Pferdekräfte belief. Die Zängemaschine vollendete aber jeden Proceß in 12 Secunden, während der Hammer 60 bis 80 Sec. dazu gebrauchte. Folglich ist das Verhältniß der Gesammtkraft 105 (8 3/4 × 12) zu 1732 (24 3/4 × 70) = 1 : 16 1/2. Die zum Betriebe des Hammers erforderliche Kraft ist also 16 1/2 mal größer als diejenige welche mit der Zängemaschine dieselbe Leistung gibt. Eine ähnliche Vergleichung wurde auch zwischen der Zängemaschine und dem Hammer angestellt, als jene oder dieser mit dem Luppenwalzwerk zusammen im Betriebe war, wie es gewöhnlich der Fall ist. Es wurde eine Reihe von fünf Indicatoren-Curven während des vereinigten Betriebes der Zängemaschine und des Luppenwalzwerks abgenommen, während zehn Luppen in ununterbrochener Reihe unmittelbar von der Maschine zu den Walzen kamen und zu Rohschienen ausgestreckt wurden. Die Walzen konnten aber nicht rasch genug die gezängten Luppen verarbeiten, obgleich deren stets drei auf einmal zwischen den Walzen waren, weil eine Maschine stets drei Walzenpaare mit gezängten Luppen zu versehen im Stande ist. Es wurde dann eine entsprechende Reihe von fünf Indicatoren-Curven während des vereinigten Betriebes des Hammers und des Luppenwalzwerks abgenommen, und zwar während sich eine Luppe unter dem Hammer und die vorhergehende unter den Walzen befand. Diese Curven zeigten, daß während des Processes der stärkste Dampfdruck stattfand, weil der Indicator immer wieder auf die unterste Linie zurückkam, nachdem die oberste gezeichnet war. In diesem Falle zeigten die Indicatoren-Curven, daß die zum Betriebe der Maschine und Walzen verbrauchte mittlere Kraft 7,13 Pfd. Druck per Quadratzoll oder 64 Pferdekräfte betrug, die mittlere Kraft aber zum Betriebe des Hammers und der Walzen 9,43 Pfd. Druck per Quadratzoll oder 84 3/4 Pferdekräfte. Diese Resultate lassen sich nicht auf dieselbe Weise vergleichen wie in dem obigen Falle, wo Maschine und Hammer für sich allein betrieben wurden. Die Zeit eines jeden Walzprocesses war nämlich verschieden (sie betrug etwa 40 Secunden) und das Eisen konnte nicht so rasch ausgewalzt werden als es gezängt worden war; jedoch muß bemerkt werden, daß die ganze Steigerung der Kraft zum Betriebe der Walzen wirklich beim Mitbetriebe der Maschine geringer war als beim Mitbetriebe des Hammers, obgleich im erstem Falle drei Stäbe zwischen den Walzen waren, im zweiten aber nur einer. Er läßt sich hieraus die große Kraftersparung beim Auswalzen der mit der Maschine gezängten Luppen im Vergleich mit der Kraft folgern welche beim Auswalzen der mit dem Hammer gezängten Luppen erforderlich ist, weil sie im ersten Falle viel wärmer zwischen die Walzen kommen als im zweiten. Hr. Beasley bemerkte ferner, daß er seit dem früheren Vortrage über die Zängemaschine noch einige Versuche über die Festigkeit des Eisens angestellt habe, welches auf die beschriebene Weise fabricirt wurde. Diese Versuche seyen vollkommen genügend ausgefallen. Es wurden vier Stäbe von 1 1/8 Zoll Durchmesser auf gleiche Weise und von demselben Eisen aus Luppen angefertigt, von denen die einen unter dem Hammer und die andern mit der Maschine gezängt worden waren. Diese Stäbe wurden mit der hydraulischen Presse von Parkes probirt, welche in Tipton zum Probiren des Ketteneisens angewendet wird. Der erste Stab von der Maschine zeigte eine Festigkeit von 26 1/2 Tonnen, ehe er zerbrach. Der erste Stab von dem Hammer trug 27 1/2 Tonnen; der zweite von der Maschine 26 Tonnen, und der zweite von dem Hammer 25 1/2 Tonnen. Er probirte dann auch zwei Stäbe von 1 1/8 Zoll Durchmesser, welche gebogen worden waren; derjenige von der Maschine trug 25 1/2 Tonnen, und der eine von dem Hammer ebensoviel. Dann kamen zwei Stäbe von 1 1/2 Zoll Durchmesser, welche übereinander gebogen worden waren, zur Probe; derjenige von dem Hammer zeigte 38 Tonnen, und der von der Maschine 40 Tonnen. Es ergab sich daher, daß kein wesentlicher Unterschied in der Festigkeit des Eisens stattfindet, welches auf die eine oder die andere Weise fabricirt wurde. Hr. Beasley ist jedoch der Meinung, daß für andere Eisensorten das Zängen mit der Maschine zweckmäßiger ist als dasjenige mit dem Hammer; er zeigte einige Stücke Reifeisen vor, die sehr zähe waren, ferner mehrere andere Eisensorten, deren Luppen sämmtlich mit der Maschine gezängt worden waren. Hinsichtlich der relativen Productionskosten des auf beide Weisen fabricirten Eisens bemerkte Hr. Beasley, daß er darüber noch keine genauen Berechnungen aufstellen könne. Jeder Eisenhüttenmann wisse aber, daß die Kosten welche ein Zängehammer wegen seiner bedeutenden Abnutzung und seiner häufigen Brüche veranlasse, wenigstens 1 Shilling per Tonne betragen. Er habe gefunden, daß durch die Maschine etwa eine Ersparung von 15 Pence per Tonne erzielt werde, außer der Ersparung an Kraft und Reparaturkosten; in größeren Werken werde aber die Ersparung noch bedeutender seyn, denn er besitze nicht die hinlängliche Anzahl von Puddelöfen um die Maschine in ununterbrochenem Betriebe zu erhalten, und dieß müsse natürlich von bedeutendem Einfluß auf die Productionskosten seyn. Ein Mitglied des Vereins bemerkte, er habe gesehen, daß eine von der Maschine gezängte Luppe bei einigen Hammerschlägen die sie auf ihre Enden erhielt, noch Schlacke fahren ließ; er glaube daher, daß es zweckmäßig sey, die von der Maschine gezängten Luppen sofort unter den Hammer zu bringen, um die übrigen Schlacken noch fortzuschaffen. Darauf erwiederte Hr. Beasley, daß in dem erwähnten Falle die Luppe höchst wahrscheinlich eine geringere als die vorschriftsmäßige Größe und Schwere gehabt habe. Diese betrage 90 Pfund, allein 20 Pfd. darüber und darunter könne der beste Puddler nicht vermeiden, und es seyen daher die Stellschrauben an der Zängemaschine angebracht, um die dadurch entstehenden Nachtheile mehr oder weniger zu verhindern. Wenn nun die gezängten Luppen unter die Walzen kommen, so ist die Schlacke noch so flüssig, daß zwischen den Streckwalzen die noch in dem Eisen befindliche Schlacke gänzlich herausgepreßt wird, und die Walzen daher dasselbe verrichten, was mit einem Hammer bewirkt werden könnte. Es wurde noch von mehreren Seiten für und wider die Zweckmäßigkeit gesprochen, auf das Zängen mit der Maschine ein Schmieden unter dem Hammer folgen zu lassen. Hr. Beasley bemerkte aber, daß er sich durch polirte Eisenstücke überzeugt habe, daß das in der Maschine gezängte Eisen eben so rein von Schlacken sey, als das unter dem Hammer gezängte, ja er ist der Meinung, daß bei dem letztern Verfahren weit eher ein Stückchen Schlacke in dem Eisen bleiben könne als bei dem erstern. Ein anderes Mitglied war ganz seiner Ansicht; er bemerkte, daß man sich durch eine genaue Betrachtung der Wirksamkeit der Maschine, die er durch ein Modell derselben nachwies, leicht überzeugen könne, daß sie das Ausquetschen der Schlacke bei weitem besser bewirken müsse als ein Hammer, weil ein solcher bei manchem Schlage weit eher eine kleine Schlackenmasse in dem Eisen so einschließen könne, daß es durch die spätere Bearbeitung nicht zu entfernen sey. Hr. Beasley bemerkte über die Wärme womit die Luppe aus der Maschine kommt, daß er bei derselben zwei Luppen unter dem Hammer habe zusammenschweißen können, und zwar eben so leicht als wenn sie eben erst aus dem Ofen gekommen wären. Er ist der Meinung, daß dieses Verfahren die gezängten Luppen zusammenzuschweißen ehe sie zu Rohschienen ausgewalzt werden, besonders bei der Schienenfabrication sehr zweckmäßig sey und man dadurch in den Stand gesetzt werde, die Schienen weit billiger als nach dem jetzigen Verfahren herzustellen. Auf die Bemerkung des Vorsitzenden, daß es wünschenswerth wäre vergleichende Proben mit dem mittelst der Maschine gezängten Eisen und dem in andern Hütten auf die gewöhnliche Art fabricirten anzustellen, erwiederte Hr. Beasley: vergleichende Proben können nur mit solchen Eisenstäben angestellt werden, die von Luppen herrühren, welche in demselben Ofen gemacht worden sind, weil unter andern Umständen die ursprüngliche Qualität des Eisens zu verschieden seyn könne und man folglich keine sicheren Resultate erlangen würde. Der Verein beschloß diesem wichtigen Gegenstande ferner seine Aufmerksamkeit zu widmen.