Titel: | Der mechanische Puddler von Dumény und Lémut. |
Fundstelle: | Band 168, Jahrgang 1863, Nr. CI., S. 375 |
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CI.
Der mechanische Puddler von Dumény und Lémut.
Mit Abbildungen auf Tab.
VI.
Dumény's und Lémut's mechanischer
Puddler.
Ueber diese Maschine wurde bereits im polytechn. Journal Bd. CLXV S. 155 im Allgemeinen berichtet; wir
lassen nachstehend die specielle Beschreibung derselben nach den Annales des mines, 1862, t.
II p. 135 folgen.
I. Einfacher Puddler (Fig. 1–11). –
Der einfache Puddler arbeitet in einem gewöhnlichen Ofen. Die Bewegung wird von der
Maschine durch eine der Scheiben B auf die Scheiben C und D, und hierdurch auf
die Kurbelscheibe F übertragen, welche mittelst der
Stange G, die mit zwei Universalgelenken (Fig. 9, 10, 11) versehen
ist, den großen Balancier H, H in Bewegung setzt, an
welchen das im Ofen arbeitende Werkzeug (der Rührhaken) befestigt ist. Das
Zapfenlager der Kurbelscheibe F befindet sich auf dem
oberen Theile eines Balancier M, N, O, dem ein
Excentricum Q (Fig. 7 und 8) eine langsame
Schwingung um die horizontale Achse O ertheilt, welche
Bewegung durch das Getriebe I auf das Zahnrad J (Fig. 2) übertragen wird.
Es hat also der Balancier H, H und mithin des Werkzeug
eine Bewegung, welche von der Drehung einer Kurbel um eine sich langsam verrückende
Achse herrührt.
Außerdem befindet sich der Balancier H, H zwischen zwei
Armen R, R, durch welche seine Schwingungsebene geleitet
wird, indem sie sich um die verticale Achse S drehen,
wodurch also mittelbar die Richtung des Werkzeuges im Ofen verändert wird. Die
Bewegung der Leitungsgabel R, R erfolgt durch die Stange
T, die einerseits mit dem Arm U und andererseits mit der Kurbelscheibe L in
Verbindung steht, welche auf derselben Welle wie Q
sitzt.
Jedes der Bewegungselemente des Werkzeuges kann in wenig Augenblicken regulirt
werden:
1) Man wählt unter den Scheiben bei B diejenige, welche
die passende Geschwindigkeit gibt (Fig. 1, 2, 3).
2) Die Maschine wird augenblicklich durch die Steuerung E
mittelst der Schnüre f, f (Fig. 3) gehemmt oder in
Bewegung gesetzt.
3) Um die Schwingungsweite des Balancier nach Wunsch verändern zu können, ist die
gußeiserne Kurbelscheibe F mit einer großen Anzahl von
Löchern versehen, von denen man dasjenige auswählt, welches der Bewegungsweite entspricht,
um die Zapfen μ (Fig. 7 und 8) daran zu
befestigen.
Zwischen gewissen Grenzen kann man denselben Zweck dadurch erreichen, daß man in
einer größeren oder geringeren Höhe am Balancier einen Läufer festkeilt, der aus
einem Ring mit Stellschraube besteht und das Ende der Bleuelstange G trägt.
4) Die beiden äußersten Stellungen, welche das Werkzeug im Ofen einnehmen kann,
werden regulirt: a) durch den Halbmesser welchen man der
Kurbel gibt, die wie die vorher beschriebene aus einer Scheibe L mit verschiedenen Löchern besteht; b) durch die Länge der Stange T, welche auf den die Leitung bildenden Kniehebel R, U wirkt; c) durch den Halbmesser dieses
Hebels. In einigen Secunden kann der Arbeiter diese beiden Längen durch Verbauschung
der Löcher an der Verbindung zwischen Stange und Hebel verändern.
5) Auch die Verschiebung der Kurbelscheibe L kann je nach
Erforderniß abgeändert werden. Zu diesem Zweck ist die excentrische Scheibe, welche
diese Verschiebung bewirkt, nicht direct auf die Betriebswelle, sondern mit kleinen
Bolzen an der auf dieser Welle sitzenden Kurbelscheibe L
befestigt. Das längliche, in dieser Scheibe befindliche Loch gestattet durch
Verstellung der Bolzen den Mittelpunkt mehr oder weniger der Drehungsachse zu nähern
(Fig. 7
und 8).
6) Die in Fig.
7 und 8 dargestellte Anordnung gestattet ferner, zwischen dem Halbmesser des
Excentricums Q und demjenigen der die Leitungscoulisse
R, U regierenden Kurbel diejenige Winkeldistanz
herzustellen, welche dem zweckmäßigsten Verhältniß zwischen der Richtung des
Werkzeuges und dessen Versenkung in den Ofen entspricht.
7) Je nach der Länge der in den Ofen eingeführten Werkzeuge bringt man den Balancier
in größere oder geringere Entfernung von der Thüre, indem man die denselben durch
die Anordnung Fig.
11 regierende Stange G verlängert oder
verkürzt.
Endlich kann man auch die Neigung des Werkzeuges je nach dessen Gestalt und der Höhe
der Sohle abändern; dazu bedient sich der Arbeiter eines Läufers, ähnlich dem weiter
oben auf demselben Balancier angebrachten, und befestigt ihn unter der Hülse, in
welche der Rührhaken Z gesteckt ist, der dann durch eine
Druckschraube in der gewünschten Lage erhalten wird.
Rotirender mechanischer Puddler. – Fig. 23 und 24 stellen
eine kleine Maschine dar, welche die Combination dreier Bewegungen bewirkt, nämlich
die Umdrehung einer Kurbel A, die Verschiebung ihrer Achse B und diejenige der Schwingungsebene des das Werkzeug
führenden Balancier.
Die Drehungswelle D, I trägt zwei Zahnräder; das erste
D macht 12 Umdrehungen, während das eingreifende Rad
F nur eine macht, und das zweite Zahnrad E treibt ein viermal kleineres Getriebe. Letzteres sitzt
auf der schmiedeeisernen Welle H, N, die sich in dem
Lager P und in der hohlen gußeisernen Welle R, R dreht, und welche an ihrem Ende ein in das innen
gezahnte Rad A, B eingreifendes Zahnrad N trägt. Die auf dem Lager Q
laufende hohle Welle R, R. ist in einem Stück mit der
excentrischen Scheibe K gegossen, welche mittelst einer
Stange auf die Richtung der Schwingungsebene einwirkt; sie bildet auch ein Ganzes
mit dem Zahnrade F, F, in dessen Scheibe die kleine als
Zapfen für das innere Zahnrad A, B dienende Welle B, B befestigt ist.
Angenommen, die Welle D, I mache 36 Umgänge in der
Minute; dann macht das Zahnrad F und somit das
Excentricum K drei Umdrehungen, und der Zapfen B der Kurbel also drei Umgänge in der Minute um die
Achse H, N. Zugleich empfängt letztere durch die
Zahnräder E und G eine
Geschwindigkeit von 144 Umdrehungen, und wenn das Verhältniß von N zu dem innern Zahnrad A, B
2/5 ist, so macht das letztere 57,6 Umdrehungen.
Während nun das Werkzeug diese 57,6 Schwingungen macht, bewegt es sich, in Folge der
gleichzeitigen Verstellung der Achse B und der
Schwingungsebene, dreimal im Ofen herum, mit anderen Worten: es macht dreimal nach
einander 19 über die ganze Fläche der Sohle vertheilte Schwingungen.
Die Achsen der Maschine sind in horizontaler Lage dargestellt; sie könnten natürlich
ebenso gut vertical seyn, wozu nur die Lager P und R' durch Spuren für die Zapfen I und H ersetzt zu werden brauchen.
Die Dimensionen der Puddelöfen sind durch die Länge der Werkzeuge beschränkt, welche
sich mit einem nicht allzu großen Kraftaufwand regieren lassen müssen; ohne Zweifel
wäre es aber sehr vortheilhaft, wenn man diese Dimensionen und somit den Betrag der
jedesmaligen Charge vergrößern könnte. Bekanntlich wird in den Doppelöfen, wo zwei
Arbeiter zugleich an zwei Thüren arbeiten, das Roheisen in der Regel besser
verpuddelt als in dem einfachen Ofen, und zwar mit einem geringeren Kostenaufwand.
Hieraus folgt, daß ein kräftiges Rühren des Eisens dessen Reinigung begünstigt und
daß dadurch zugleich die Dauer der Arbeit und folglich auch der Brennstoffverbrauch
vermindert wird.
Da nun der mechanische Puddler den Arbeitern den mühsamsten Theil ihres Geschäfts
abnimmt, so gestattet er sowohl die Construction viel größerer Oefen, als auch
die wünschenswerthe Beschleunigung des Puddelns. Da außerdem das Verhältniß zwischen
der inneren Oberfläche und der darin enthaltenen Metallmenge ein kleineres ist, so
wird auch die schädliche Einwirkung des flüssigen Eisens auf die Wandung verringert;
man kann sie sogar gänzlich dadurch vermeiden, daß man einen Wasserstrom um die
Sohle circuliren läßt, was für diese großen Oefen nicht im gleichen Verhältniß mehr
Brennmaterialaufwand erfordern würde wie unter den gewöhnlichen Umständen.
Mechanischer Puddler für einen großen Doppelofen, Fig.
12–22. – Die Bewegung der Rolle D bewirkt
die Schwingungen der Rührhaken, wie in dem vorerwähnten Falle, mit Hülfe der
Kurbelscheibe F, der Stangen G und der Balanciers H, H; die
Schwingungsebene jedes Balancier bewegt sich um eine verticale Achse S, und zwar mittelst der Stange T, welche durch die Kurbel L und die endlose
Schraube I bewegt wird. Eine Steuerung, welche den
Riemen der Scheibe D regiert, bringt die Maschine in
Gang oder zum Stillstand. Es ist aber auch nothwendig, daß der Arbeiter nur einen
Balancier ohne Störung für den andern still stellen kann, um frei an einer der
Thüren zu arbeiten.
Hierzu endigt die den Balancier bewegende Stange G (Fig. 22) mit
einer Gabel, deren Schenkel je einen den kleinen Zapfen des Läufers h entsprechenden Einschnitt haben. Diese Stange wird
durch einen Eisendraht am Ende eines an dem Gebälk befestigten Balancier getragen,
von dessen anderem Ende eine Kette herabhängt, an welcher man nur zu ziehen braucht,
um das Ausrücken zu bewirken. Die andere Stange T,
welche die Bewegung der Coulisse auf die Leitstange überträgt, wird sofort
ausgerückt, wenn man sie aus dem Stift, welcher sie mit der Coulisse R, R verbindet, aushebt; sie bleibt dann an einer Kette
frei hängen und setzt in der Luft ihre Hin- und Herbewegung fort.
Die im Ofen enthaltene halbflüssige Masse muß bei jedem Hakenzug nach der Mitte zu
gestoßen werden. Der Puddelofen enthält nämlich am Anfang der Operation
halbgeschmolzene Roheisenstücke, und in der Mitte des Ofens, wo die Temperatur am
höchsten ist, wird deren Schmelzung am besten erfolgen. Etwas später schwimmen
Eisenbrocken in der Schlacke, welche sich zu vereinigen streben; diese muß das
Werkzeug von der Arbeitsthür entfernen, damit sie nicht von der abfließenden
Schlacke mitgerissen werden und von dem durch die Thür einziehenden Luftstrom nicht
oxydirt werden. Um auch diese Bedingung zu erfüllen, erhält der Aufhängepunkt V des Balancier H, H eine
stoßweise Bewegung durch den Daumen X (Fig. 15, 20 und 21) und die in
entgegengesetzter Richtung wirkende Feder ρ .
Dadurch beschreibt der Griff des Hakens eine Curve abc
(Fig. 14). Das andere Ende
wird, während das Werkzeug nach der Thüre zurückgeht, über die Sohle emporgehoben
und streift die Oberfläche des Metalles. Ist das Werkzeug an der Thüre angelangt, so
kommt die Feder plötzlich zur Wirkung, der Rührhaken taucht in das Metall bis zur
Sohle ein und stößt bei seiner Weiterbewegung alles Nichtflüssige nach der
Ofenmitte.
Fig.
15–22 stellen zwei Anordnungen für die an der Treibwelle befestigten Daumen
dar. Fig. 16
und 17 zeigen
die Hebel V, V, an denen die Balanciers aufgehängt sind
und welche ihre Bewegung von den Daumen X mittelst der
Zwischenstangen Y erhalten.
Die gemeinschaftliche Wirkung der zwei Stangen, des Daumens und der Feder erzeugt mit
großer Genauigkeit die Bewegungen, welche bisher die Arme des Puddlers dem Werkzeug
im Ofen ertheilten. Man kann daher die Maschine nicht nur während der Periode des
Umrührens anwenden, sondern auch während das Aufkochen stattfindet und das Eisen
zäher wird.
Mechanischer Puddler für einen großen Ofen mit mehreren
Thüren. – Die eben beschriebene Einrichtung paßt auch, mit wenig
Abänderungen, für größere Oefen mit zahlreichen Thüren. Man braucht nur an so vielen
Stellen wie erforderlich, an der Treibwelle excentrische Scheiben anzubringen,
welche die mit Rührhaken verbundenen Balanciers in den verschiedenen Theilen des
Ofens bewegen. Ist einmal die Bewegung der einzelnen Werkzeuge so geordnet, daß sie
sich beim Rühren nie begegnen, so kann jeder in Thätigkeit oder Ruhe versetzt
werden, je nachdem es die Arbeit oder das Auswechseln des Werkzeuges erfordert.
Schlußbemerkung. Der Preis eines einfachen mechanischen
Puddlers (Fig.
1–3) beträgt nicht über 350 Franken; ein doppelter Apparat (Fig. 12–14) kommt
nicht höher zu stehen.
Die Anwendung dieser Maschine vermindert zum großen Theil die Handarbeit und mithin
die Kosten; sie erleichtert zugleich den beschwerlichen Dienst des Puddelarbeiters.
Die Benutzung einer unbeschränkten Kraft gestattet die Puddelöfen zu vergrößern, das
Product zu verbessern und den Brennstoffverbrauch zu vermindern.
Endlich gestatten die beschriebenen Apparate dem Puddler in gewöhnlicher Weise
fortzuarbeiten, wenn die mechanische Construction irgendwie gestört und ihre
Bewegung zeitweise unterbrochen seyn sollte.