Titel: | Herstellung einer hohlen Schiffskurbelwelle. |
Fundstelle: | Band 264, Jahrgang 1887, S. 484 |
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Herstellung einer hohlen
Schiffskurbelwelle.
Mit Abbildungen.
Whitworth's Herstellung hohler Schiffskurbelwellen.
Die Zusammensetzung und das Herstellungsverfahren für die Schiffskurbelwelle des
Dampfers City of Rome, wie diese in den Werken von Josef Whitworth in Manchester durchgeführt wurde,
erscheint darum besonders beachtenswerth, weil die dreifach gekröpfte Kurbelwelle
vielleicht die schwerste ist, die es gibt; zusammengeschraubt wiegen die drei
Kurbeln 62t. Fig. 1
gibt nach Industries, 1886 Bd. 1 * S. 52 ein Bild der
ganzen Kurbelwelle, während Fig. 2 bis 5 die Hauptabmessungen angeben und die Zusammensetzung
der Kurbelwelle erläutern.
Fig. 1., Bd. 264, S. 484
Die Kurbelwelle ist ganz aus Flursstahl und sind sämmtliche Stücke
auf J. Whitworth's Schmiedepresse mit WasserdruckVgl. hierzu auch Berry 1886 262 * 252. Tweddell
1886 260 * 362. Davy
1886 259 * 489.hergestellt. Die Zapfen
wurden hohl geschmiedet, abgedreht und ausgebohrt, in Oel gehärtet und dann auf der
Drehbank mit Schmirgelscheiben auf das richtige Maſs abgeschliffen, die Lagerflächen
polirt; die Zapfen waren also vollständig fertig, bevor sie in die Kurbelarme
eingezogen wurden. Die Kurbelarme wurden durch Ausschmieden von sehr schweren
Stahlblöcken in Platten hergestellt, deren Enden dann gelocht und auf einem Dorne
rund geschmiedet wurden. Die Arme wurden hierauf abgehobelt, paarweise zusammen
ausgebohrt, seitlich bestoſsen und fein geschliffen. Die Wellenschafte wurden ebenfalls
hohl geschmiedet und die Flanschen auf das gehörige Maſs gestreckt; sie wurden
schlieſslich in den Theilen, welche in die Kurbelarme kamen, fertig gedreht, im
Uebrigen nur ausgebohrt und so abgeschrappt, daſs noch reichlich 1mm für das Abschlichten nach dem Zusammensetzen
übrig blieb.
Fig. 2., Bd. 264, S. 485
Fig. 3., Bd. 264, S. 485
Fig. 4., Bd. 264, S. 485
Fig. 5., Bd. 264, S. 485
Da die Kurbelarme sowohl warm aufgezogen, als auch
aufgekeilt wurden, war die nächste Aufgabe die Herstellung der Keilnuthen. Zu diesem
Zwecke wurde eine ringförmige Lehre R (vgl. Fig. 4) auf die Schaftenden aufgepaſst und die
Keillöcher in dieselbe eingeschnitten. Die Schaftenden wurden dann nach derselben
vorgezeichnet und die Nuthen genau nach der Lehre R
gehobelt. Hierauf wurde eine zweite Lehre S in die
erste eingepaſst und mit den Marken für die Keilnuthen versehen. Diese zweite Lehre
wurde so viel abgedreht, daſs sie in das Kurbelloch paſste, welches Loch ja wegen
des Warmaufziehens um etwas kleiner ist, als dem Schaftdurchmesser entspricht; der
Grund der Keillöcher wurde natürlich in demselben Maſse nach innen gerückt und
hiernach die Keilnuthen eingestoſsen, so daſs die Nuthen in Schaft und Arm genau
zusammenpassen.
Das Zusammenbauen der einzelnen
Theile erfolgt nun nach der in Fig. 2 und 3 veranschaulichten Weise: A sind 4 abgehobelte Balken, welche zu einander parallel und wagerecht
gerichtet sind. Ueber die beiden unteren sind wiederum 2 gleich starke Querhölzer
B gelegt, auf welche das eine Schaftstuck so gelegt
ist, daſs sein Stirnende über die beiden Balken A um
einen Betrag herausragt, der genau der Dicke des glühend gemachten Kurbelarmes (vgl.
Fig. 5) entspricht. Es wird alsdann, wenn der Arm
quer über die Balken gelegt wird, seine Oberfläche genau mit der Schaftstirnseite
übereinstimmen. Da beim Schwinden der Kurbelnabe auſserdem das oberste Ende des
Schaftes zuerst gefaſst wird, weil es jedenfalls zuerst heiſs wird und sich etwas
mehr ausdehnt als das untere Zapfenende, welches die eingestrahlte Wärme durch das
untere Schaftende rascher ableitet, so werden nach dem Erkalten auch die beiden
Oberflächen bündig sein. Dasselbe tritt ebenfalls beim Einsetzen des Kurbelzapfens
ein, dessen unterstes Ende aus demselben Grunde zuerst gefaſst wird, so daſs hier
auch die unteren Flächen bündig bleiben. Um ein Verdrehen und schiefes Aufziehen zu
verhindern, wenn die Kurbel den Zapfen zu fassen beginnt, werden zu Anfang nur ein
Paar Hilfskeile lose in die Nuthen gesteckt, welche, sobald der Zapfen fest gefaſst
ist, entfernt und durch die eigentlichen Keile ersetzt werden, die fest eingetrieben
werden können. Der andere Kurbelarm ist nun so aufzubringen, daſs die beiden Schaftstücke dieselbe
Mittellinie bekommen. Zu diesem Zwecke ist ein Guſseisenblock C hergestellt, ungefähr 5mm dünner, als der Kurbelzapfenlänge entspricht, welcher an der unteren
Kurbel mit den Schrauben E festgeklemmt wird. Der Block
hat oben 2 Nuthen für die beiden Keile D, mit deren
Hilfe der Abstand der beiden Kurbelarme sich genau regeln läſst. Die Keile D werden mittels der Schrauben an ihren Enden so
verschoben, daſs die Stirnfläche der erhitzten Kurbel mit der Stirnfläche des
Kurbelzapfens bündig ist. Nachdem auf diese Weise die Höhenlage der Kurbel bestimmt
ist, wird dieselbe entfernt und das obere Wellenstück auf die Keile D aufgesetzt, dessen Mittellinie noch in die
Mittellinie des unteren Wellenstückes einzurichten ist. Es wird eine Kreisplatte J, welche den Dreharm H
trägt, leicht in das Zapfenende eingetrieben. Mit Hilfe des an H befestigten Lothes G
wird nun das obere Stück so gerichtet, daſs der Abstand T überall derselbe ist. Für die Entfernungen K und L werden hierauf je eine Voll- und eine
Hohllehre gemacht, während zugleich ein Paar Lehren hergestellt werden, welche den
Nabendicken M und N
entsprechen. Unter Zugrundelegung dieser Lehren lassen sich folglich Lehren für die
Abstände P und Q
anfertigen, es wird P = K – M
und Q = L – N. Diese Abstände gelten aber nur
für die kalte Kurbel, während sie für die heiſs
gemachte Kurbel zu groſs sind; es wurde deshalb noch ein Taster hergestellt mit
einer Weite gleich dem Unterschiede der beiden Spielräume P und Q. Nachdem nun die Kurbel heiſs gemacht
und über den Kurbelzapfen übergeschoben worden war, wurde das obere Wellenstück
wieder eingesetzt und der Kurbelarm mittels der Schraube F so verschoben, daſs der Unterschied der beiden Abstände P und Q sich der
Tasterweite gleich erwies. Zuerst wurden auch hier wieder nur Hilfskeile lose
eingesteckt, welche, sobald die Kurbelnabe fest gefaſst hatte, durch die
eigentlichen fest einzutreibenden Keile ersetzt wurden.
Dieses Verfahren hat sich bewährt; als die so vereinigten Kurbeln in die Drehbank
behufs des Fertigdrehens eingespannt wurden, schlugen die Wellenstücke um noch nicht
einmal 0mm,1. Die Löcher in den Kurbelnaben waren
um 0,001 des Durchmessers kleiner gedreht, als den Zapfendurchmessern entsprach. Vor
dem Aufziehen wurden die Kurbelarme auf ungefähr 325° erhitzt und begannen
dieselben, bei einer Abkühlung auf etwa 200° Zapfen und Welle zu fassen.