Titel: | Schrämmaschine mit Benutzung von Wasserdruck, von W. E. Carrett. |
Fundstelle: | Band 179, Jahrgang 1866, Nr. V., S. 11 |
Download: | XML |
V.
Schrämmaschine mit Benutzung von Wasserdruck, von
W. E.
Carrett.
Nach dem Technologiste, August 1865, S. 605; aus dem
polytechnischen
Centralblatt, 1865 S. 1377.
Mit Abbildungen auf Tab.
I.
Carrett's Schrämmaschine.
Diese Maschine, welche in den Steinkohlengruben von Kippar bei Leeds bereits mit
Erfolg angewendet wird, besteht in einem Wassercylinder von 0,114 Met. Durchmesser
mit 0,45 Meter Kolbenhub, dessen Kolben sowohl horizontal als geneigt arbeiten kann.
Die Kolbenstange besteht in einer hohlen Hülse oder in einem massiven Cylinder und
an ihr ist die Stange, welche die drei oder mehr Arbeitswerkzeuge führt, befestigt.
Die Richtung des Schnittes gegen die Richtung des anstehenden Gesteins kann ebenso
wie die Fallrichtung nach Belieben verändert werden. Obschon der Ausschub der
Werkzeuge nur 0,45 Met. beträgt, so kann man doch nur 0,4 Meter als Arbeitslange
eines jeden einzelnen Werkzeuges rechnen, was für drei Werkzeuge zusammen 1,2 Met.
ergibt, so daß mit einem Ausschub die ganze Tiefe des Einschnittes erreicht wird. In
jeder Minute können 25 Hübe ausgeführt werden. Der Cylinder ist mit einer
selbstthätigen Steuerung versehen und der Kolbenhub, sowie die Zahl der Kolbenspiele
kann nach Bedürfniß verändert werden.
Da die Wirkung der Werkzeuge in einem ununterbrochenen Druck ohne irgend einen Schlag
besteht, so muß die Maschine während des Vorrückens der Werkzeuge fest auf den
Schienen erhalten werden; andererseits muß sie aber auch, sobald ein Rückgang
vollendet ist, frei seyn um vorwärts rücken zu können. Die Feststellung der Maschine
auf den Schienen geschieht mit Hülfe eines selbstthätigen Bremsapparates, welcher in
einem Kolben eines Wasserdruckcylinders besteht und einen Theil der Maschine
ausmacht. Die Bewegung dieses Kolbens wird durch dieselbe Steuerung regulirt, welche
für den Betrieb des Arbeitskolbens dient; in Stillstand wird dieser Kolben durch ein
kleines Absperrventil versetzt, welches das Wasser während der Arbeit der Werkzeuge
zurückhält. Beim Rückgang wird in Folge der Schieberbewegung das Absperrventil
geöffnet und der Bremskolben somit zum Niedergang veranlaßt; er drückt nun nicht
mehr gegen die Decke und die Maschine kann um den für den neuen Schnitt
erforderlichen Betrag fortrücken.
Diese vor- und rückgängige Bewegung erfolgt ebenfalls selbstthätig mit Hülfe
einer Kette, welche während des Rückgangs der Werkzeuge in Thätigkeit gesetzt wird.
Sollten die Werkzeuge einmal ihren Hub nicht ganz vollenden können, so tritt die
Fortrückungsbewegung nicht in Thätigkeit und der Betriebscylinder muß erst die
Werkzeuge bis zu ihrem vollständigen Ausschub, also bis zur Tiefe des Einschnittes,
getrieben haben, ehe die Fortrückung erfolgen kann. Es muß daher die hintere Fläche
des Einschnittes stets parallel zu den Schienen seyn, auf welchen die Maschine
fortrückt, die anstehende Kohle also immer nach einer Ebene bearbeitet werden.
Die Werkzeuge selbst sind leicht herzustellen, sehr kräftig und fähig, ohne Gefahr
eines Bruchs in das härteste Gestein einzudringen; die Schneidkante hat beinahe 6
Millimeter Dicke. Sie können leicht einzeln oder zusammen ausgewechselt und die
stumpfen auf einem gewöhnlichen Stein geschärft werden.
Der Wasserdruck, durch welchen man zwei Maschinen in Betrieb setzt, wird durch eine
in der Grube stehende Dampfmaschine erzeugt, welche 0,4 Met. Cylinderdurchmesser und
0,68 Met. Kolbenhub hat und mit 50 Umdrehungen in der Minute arbeitet. Mit dieser
Maschine sind zwei doppeltwirkende Pumpen mit 0,127 Met. Cylinderdurchmesser und
0,30 Met. Kolbenhub verbunden, welche ebenfalls 50 Spiele in der Minute machen.
Diese Pumpen können einen Wasserdruck von 28 Kilogr. pro
Quadratcentimeter constant erhalten. Wenn die Schrämmaschine nicht arbeitet, so
regulirt die Dampfmaschine von selbst ihre Geschwindigkeit und wird dann zum
Wasserheben benutzt. Man kann auch den Wasserdruck durch eine andere bei der Grube
arbeitende Maschine erzeugen oder mit Benutzung der zu den Pumpen gehörigen
Steigrohre herstellen.
Wenn die Schrämmaschine mit 25 Spielen in der Minute arbeitet, so verbraucht sie 180
Liter Wasser, das ihr von der Dampfmaschine durch eine Rohrleitung von 548 Meter
Länge zugeführt wird; die Weite der Leitungsrohre beträgt am Anfang 0,05 Met.,
später 0,038 Met. Mit den letzteren ist die Maschine durch ein Kautschukrohr
verbunden, das einem Druck von 35 Kilogr. pro
Quadratcentimeter widersteht. Die Leitungsrohre bestehen aus Blech und sind auf
denselben Druck probirt. Man zieht die blechernen Rohre den gußeisernen vor, weil
sie weniger Raum einnehmen, sich leicht verbinden lassen und sich leicht den
Krümmungen der Strecken, ohne undicht zu werden, anschließen. Das verbrauchte Wasser
tritt durch ein 0,05 Met. weites Kautschukrohr in eine Leitung aus Gasrohren, durch
welche es nach den Pumpen zurückgeführt wird, so daß man zum Betriebe der Maschine nicht mehr
Wasser braucht, als zum Ausfüllen der Leitungen nothwendig ist.
Der Druck in der Dampfmaschine ist um ungefähr 6 Kilogr. größer, als der in der
Schrämmaschine, wenn diese mit 30 Spielen in der Minute arbeitet. Sobald die
Werkzeuge auf ein Hinderniß stoßen, so gleicht sich der Druck in Folge der
verminderten Geschwindigkeit von selbst bis zu dem Grade aus, daß endlich das
Hinderniß überwunden wird. Der Druck in der Schrämmaschine schwankt nach der Härte
der zu bearbeitenden Steinkohlen zwischen 21 und 50,5 Kilogr. pro Quadratcentimeter.
Die durchschnittliche Production beträgt nach mehreren Versuchen stündlich 9,15 Met.
Stotzfläche, das Maximum der Production unter günstigen Umständen 11,88 Met., in
einem einzelnen Falle hat man sogar 16,45 Met. erreicht. Der Einschnitt wird in eine
dünne Schicht mit Schwefelkies durchsetzten Schiefers gemacht, der sehr hart und
schwerer, als die Steinkohle selbst, zu bearbeiten ist. Die Werkzeuge sind bei der
Maschine in Kippar den localen Verhältnissen angemessen auf 0,975 Met., statt auf
1,2 Met. Arbeitslänge eingestellt. Die Höhe des Einschnittes beträgt vorn 0,0825
Met. und hinten 0,0635 Met. Kolben und Cylinder sind mit Lederstulpen abgelidert,
die leicht zugänglich sind, wenn eine Auswechselung vorgenommen werden soll.
Die Maschine ist hiernach in allen ihren Operationen selbstthätig; sie befestigt sich
selbst zwischen Decke und Sohle, wenn die Werkzeuge arbeiten, und macht sich beim
Rückgang der Werkzeuge von selbst frei, um um den entsprechenden Betrag
fortzurücken. Weder auf die Decke, noch auf die zu bearbeitende Masse wird ein Stoß
ausgeübt, sondern es ist immer nur ein intensiver Druck thätig. Durch unregelmäßige
Gestalt der Decke wird die Bremsung nicht gehindert. Die Maschine arbeitet mit wenig
oder ohne alles Geräusch und macht keinen Staub, ist überdieß auch keiner so starken
Abnutzung ausgesetzt, als die mit Schlag arbeitenden Maschinen. Treffen die
Werkzeuge auf harte Stellen, so ist man nicht der Gefahr des Funkenwerfens
ausgesetzt, was bei Gruben mit schlagenden Wettern von sehr großer Wichtigkeit ist.
Das Wegfallen des Geräusches gestattet dem Arbeiter, welcher die Maschine überwacht,
die geringste Bewegung, welche in der Decke oder in der angegriffenen Masse
entsteht, zu bemerken. Uebrigens kann man den Wasserdruck noch weit über die
angegebenen Werthe hinaus steigern und bei der Unzusammendrückbarkeit des Wassers
dasselbe auch noch auf viel größere Entfernungen fortleiten.
Fig. 21 zeigt
den Grundriß der vollständigen Maschine im arbeitenden Zustande. Der
Betriebscylinder liegt unter dem Wagen und kann zwischen den Grenzen von 0,1 Met. und 0,4 Met. in
beliebiger Höhe über den Schienen arbeiten. Die ganze Höhe der Maschine beträgt
0,675 Met., so daß sie auch in niedrigen Strecken benutzt und dabei noch die
Fallrichtung der arbeitenden Werkzeuge verändert werden kann. Fig. 22 zeigt die
Vorderansicht der in Arbeit befindlichen Maschine, Fig. 23 den Durchschnitt
der selbstthätigen Schiebersteuerung, welche das Wasser sowohl im Betriebscylinder
als im Bremscylinder vertheilt.
Die obigen Angaben beziehen sich auf die erste Maschine dieser Art, welche überhaupt
in Thätigkeit gesetzt worden ist. Bei den späteren Exemplaren wird der
Betriebscylinder einen Messingmantel erhalten und alle arbeitenden Theile werden zur
Erhöhung ihrer Festigkeit und Dauerhaftigkeit aus Stahl hergestellt werden. Der
Rückgang der Werkzeuge wird mit vergrößerter Geschwindigkeit erfolgen und der
Bremscylinder wird, ebenfalls um den Niedergang zu beschleunigen, doppeltwirkend
construirt werden.
Nach dem Berichte des Bergingenieurs Th. Embleton in
Middleton bei Leeds betrug der Aufwand der ersten in Kippar aufgestellten Maschine
in 50 Stunden 0,192 Sgr. per Centner gewonnene Kohle,
wobei die Amortisation und Verzinsung mit 20 Proc. in Anschlag gebracht worden
ist.
Die Einrichtung der Maschine ergibt sich aus den Abbildungen. Ueber dem auf vier
Rädern stehenden Wagengestelle I erhebt sich ein
Ständer, an welchem vermittelst der Stellschrauben Y die
Stange mit den Werkzeugen nach Bedürfniß höher oder tiefer eingestellt werden kann.
Durch das Getriebe Z und den Zahnsector H wird der Winkel regulirt, unter welchem die
Werkzeugsstange gegen die Lage der Stoßfläche arbeitet. A bezeichnet die Werkzeuge, B die
Werkzeugsstange, N eine Laufrolle für die letztere, D den Betriebscylinder mit seiner selbstthätigen
Steuerung. Das Wasser wird abwechselnd gegen die beiden kleinen Kolben geleitet,
welche den Steuerschieber bewegen, und dann geht ein Theil dieses Wassers
abwechselnd in die Röhren, um den Bremskolben J in
Thätigkeit zu setzen und den Schuh F desselben gegen die
Decke anzupressen. Das Betriebswasser geht gleichzeitig in den Betriebscylinder und
in den Bremscylinder.