Titel: | Nietmaschinen. |
Autor: | Th. Pregél |
Fundstelle: | Band 316, Jahrgang 1901, S. 757 |
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Nietmaschinen.
Von Prof. Th. Pregél,
Chemnitz.
Nietmaschinen.
Nach der Arbeitsweise unterscheidet man Nietmaschinen, die mit stetigem Druck
und solche, die mittels Schlagwirkungen arbeiten, ferner wird nach dem Arbeitsmittel
geschieden, ob Presswasser, Pressluft, elektrische Energie bezw. motorische Kraft
angewendet wird und endlich nach der Betriebsweise gegliedert, ob die Maschinen eine
feststehende Anordnung oder einen tragbaren Bau aufweisen. Endlich kann darauf
hingewiesen werden, ob die Maschine bloss zum einfachen Nietkopfschluss eingerichtet
ist, oder ob damit noch eine besondere Vorrichtung zum Schliessen der Platten vor
dem Vernieten vorhanden ist, also unter Umständen die Nietmaschine doppeltwirkend
ist.
Zuletzt kann noch Erwähnung geschehen, ob die Nietmaschine befähigt ist, mittels
glatter Stifte die Nietverbindung herzustellen, also gleichzeitig Setz- und
Schliesskopf zu bilden.
Bevor auf das Wesen dieser Maschinen eingegangen wird, mögen einige
Versuchsergebnisse über den Arbeitsaufwand beim Hand- und Maschinennieten angeführt
werden, die seiner Zeit von M. Ch. Frémont angestellt
worden sind und welche nach Engineering, 1898 I S. 279,
in abgerundeten Werten hier wiedergegeben sind.
Handhammernietung
Maschinennietungmit Druckwirkung
Nietstift-durch-messerin cm
Nietstift-querschnittin qcm
Gesamt-arbeitin mkg
SpezifischeArbeit inmkg/qcm
SpezifischeArbeit inmkg/qcm
Enddruckin t
1,2
1,13
110
100
15
18
1,4
1,54
180
120
16
25
1,6
2,00
280
140
17
34
1,8
2,55
400
160
18
44
2,0
3,14
580
180
19
53
2,2
3,80
760
200
20
66
2,5
3,91
1130
230
21
100Hoch, gewöhnlich wird zur Schonung der Bleche nur 80 t
Schlussdruck angenommen.
Ein ausgedehnter, drei Wochen Arbeitszeit umfassender Vergleichs versuch über die
Kosten der Handhammer- gegen die Presslufthammernietung wurde nach Engineering, 1900 I S. 336, auf der Chicago-Schiffswerft unternommen und dabei 93479 Nieten
von 25 bis 16 mm Stärke in sämtlichen Teilen des Schiffskörpers geschlossen.
Bemerkenswert ist das mittlere Schlussresultat (1 Cent = 4 Pf. gerechnet).
Maschinenarbeit
Gesamtkosten
5613 M.
Kosten für eine Niete
6 Pf.
Handhammernietung
Gesamtkosten
11947 M.
Kosten für eine Niete
12,75 Pf.
––––––––––––––––––––––––––
Ersparnis
insgesamt
6334 M.
für eine Niete
6,75 Pf.
oder
6,00 : 12,75 = 0,47
bezw. die Kosten der Maschinennietung betragen bloss 47 vom
Hundert der Handhammernietung.
Interessant sind die Ergebnisse einzelner Hauptgruppen.
Niet-stiftZollengl.
AnzahlderNieten
Hand-arbeitPf.
Niet-maschinePf.
Unter-schiedPf.
Arbeitslage imSchiffskörper
1
6217
18
10
8
Kielplatten
⅞
21628
14
7
7
Schiffshaut
¾
24632
11
5
6
Schiffshautlängsnaht
¾
12723
12
4
8
Vertikalnähte
Der Pressluftbetrieb der Nietmaschinen hat in Amerika die weiteste Ausbildung
erfahren. – Vorerst waren Nietmaschinen mit Kniehebelübersetzung fast allgemein in
Gebrauch (vergl. D. p. J., Allen, 1889, 271 * 438). Diese Maschinen erfordern aber einen schweren
Rahmen, der mit der Maulweite des Gestellbügels immer wuchtiger wird und dadurch die
Beweglichkeit des Werkes stark beeinträchtigt. In Erkenntnis dessen wurden später
die Nietmaschinen mit Schlagwirkung bevorzugt, nachdem die Bauweise der
Presslufthämmer immer weitere Fortschritte machte. Diesen Hammernietmaschinen genügt
aber ein ganz leichter Rahmenbügel, wodurch die Manövrierfähigkeit der Nietmaschine
ganz ausserordentlich erhöht wird. Dieser Vorteil, die Billigkeit der Anlage, sowie
die Wirtschaftlichkeit des Betriebes, namentlich aber die Verwendbarkeit des
Hauptwerkes zu anderen Nebenzwecken sind der Hauptgrund der Verbreitung dieser
neuesten Maschinengattung in Werken von grosser räumlicher Ausdehnung, wie es
Brückenbau-Eisenkonstruktionswerkstätten, Schiffswerften und Kesselschmieden sind.
Doch scheint es, dass für Kesselvernietungen der Vorzug bis auf weiteres den mit
steigendem Druck arbeitenden Nietmaschinen gegeben wird.
Nietmaschinen mit Hammerbetrieb.
Boyer's Nietmaschine.
An einem schmiedeisernen Bügel a (Fig. 1) wird nach Engineering, 1900 I * S. 336, ein Cylinder b angesetzt, in welchen ein federnder Setzstockkolben c spielt. Derselbe wird mittels Pressluft bis an
den eingeschobenen Nietkopf vorgedrückt und angehalten. In einer Klemmschelle
d des zweiten Gestellarmes wird ein
Pressluftwerkzeug f, dem Werkstück angepasst,
befestigt. Zur Bethätigung des Hammerwerkes dient der Drücker g für das bekannte Einlassventil. Nun ist am
Bügelknie ein besonderes Ventilgehäuse h
angeschraubt, aus welchem Zweigrohre i und k nach dem Setzstock c
und nach dem Hammerwerk f führen. Wird nun mittels
des Drückers l das Einströmventil m geöffnet, so tritt Pressluft zuerst hinter dem
Setzstock c, so dass der Maschine vorerst die
richtige Anlage an das
Werkstück gegeben wird. Ist dies erfolgt, so wird der Hamm erbe trieb durch
den Drücker g eingeleitet und der Nietkopf
geschlossen. Nachdem dies geschehen, wird nach Freigeben des Drückers l der Setzkolben c
durch die Windungsfeder zurückgelegt, wodurch die Nietmaschine vollständig vom
Werkstück freigemacht wird.
Textabbildung Bd. 316, S. 758
Fig. 1.Boyer's Nietmaschine.
Kinman's Hammernietmaschine mit Blechschluss.
Am Nietbügel a (Fig. 2 bis 4) ist der feste
Setzkopf b eingesetzt, welcher die Arbeitslage
(Fig. 2) zum
Werkstück c einnimmt. Am Bügelarm d ist ein zweiter Bügelrahmen f angeschraubt, der einen cylindrischen Kolben g trägt. Ueber diesen ist nun das Hammergehäuse h geschoben, welches den Steuerschieber i enthält. Um dieses Gehäuse gegen seitliche
Verdrehung zu sichern, übergreifen zwei Leisten den inneren Gurt des kleinen
Bügels f. In dieses Gehäuse ist mit konischem
Ansatz der Arbeitscylinder k eingesetzt, welcher
durch eine aufgeschraubte Rohrbüchse l am Ort
gehalten wird. Ueber den Arbeitscylinder k und in
der festen Rohrbüchse bewegt sich unter Federkraft stehend die
Blechschlussbüchse m. Wird nun vermöge eines
Verteilungshahnes n Pressluft in den Raum zwischen
g und h geleitet,
so rückt das ganze Hammergehäuse h gegen das
Werkstück an. Da nun gleichzeitig Pressluft in den Raum hinter dem Bord der
Blechschlussbüchse m fliesst, so wird diese Büchse,
die Kraft der Windungsfeder überwindend, an die Blechplatte anrücken und diese
an das Gegenstück c anpressen, wie Fig. 3 es zeigt. Da
nun damit gleichzeitig ein Andruck des Hammerstöckels o an den Nietstift erfolgt, so wird dadurch ohne weiteres der
selbstthätige Hammerbetrieb eingeleitet. Nach dem U. S. P. Nr. 663124 vom Jahre
1900 finden die Steuerungseinrichtungen der Hammernietmaschine von Kinman in Chicago (Fig. 5 bis 14) eine besondere
Erläuterung.
Textabbildung Bd. 316, S. 758
Kinman's Hammernietmaschine mit Blechschluss.
Der Hauptkörper a, das Hammergehäuse schiebt
sich mit der Rückenkammer über den im Bügel befestigten Kolben b. In dieses ist mit konischem Zapfen der
Hammercylinder c eingesetzt, welcher vermöge eines
Zwischenringes r durch die Rohrbüchse g an das Gehäuse a
verschraubt wird. Im Cylinder c spielt der
Hammerkolben d, welcher auf den als Gesenk
ausgebildeten Bolzen f schlägt. In der Rohrbüchse
g, dicht geführt und über den Arbeitscylinder
c geschoben, bewegt sich unter Federdruck die
Blechschlussbüchse h nach rückwärts, sobald hinter
dem Ringkolben h die Pressluft ins Freie entwichen
ist.
Textabbildung Bd. 316, S. 758
Steuerungseinrichtungen der Hammernietmaschine von Kinmann.
Dagegen treibt Pressluft in der Kolbenkammer ab die
ganze Vorrichtung gegen das Werkstück, zu welchem Zweck die Rohrbüchse g sich in einem Auge des Bügels führt. Tritt
hierauf Pressluft hinter die Büchse h, so wird nach
Ueberwindung der Federkraft eine Anpressung der zu vernietenden Teile
statthaben. Dass diese Blechschlusskraft nur verhältnismässig klein sein wird,
ist bei der geringen Ringkolbenfläche und der niedrigen Luftspannung
selbstverständlich. Dagegen gibt diese Blechschlussvorrichtung der ganzen Maschine
eine sichere Arbeitslage dem Werkstück gegenüber, so dass diese Einrichtung
zweckmässig erscheint.
Durch den Hahn k (Fig. 9) wird
Pressluft nach dem Schieberkasten geführt, in welchem eine Steuerbüchse l (Fig. 6) eingeschoben
ist, in welcher ein Kolbenschieber i spielt. Dessen
Kammerteil wird hinten durch den Deckel m
verschlossen, während in der Vorderwand n eine
siebartige Löchergruppe (Fig. 12) für die Luftausströmung dient.
Aus dem Schieberkasten führt ein Winkelkanal 1 in
dem Cylinderraum hinter dem Hammerkolben (auch Fig. 9), in dessen
hinterem Endstück eine Ringnut (Ringmuschel) eingedreht ist (Fig. 9). Nach vorne
zu abständig führt der Kanal 2 (Fig. 11) aus dem
Cylinder nach der Ausströmung. Im Gehäuseteil a ist
ferner eine Ringnut ausgedreht, welche mit Kanal 3
in die Ausströmung führt (Fig. 12). Dieser Ringkanal 3 ist durch
zwei Längskanäle 4 mit dem Cylindervorraum in
Beziehung gebracht, so dass freie Ausströmung so lange herrscht, bis 4 4 durch den vorlaufenden Hammerkolben d nicht verschlossen wird. Ist dies geschehen, so
wird komprimierte Vorluft durch den Längskanal 5 5
nach der hinteren Schieberkammer getrieben, wodurch der Schieber i vorgesteuert wird (Fig. 10). Ist aber
dies erfolgt, so strömt die Vorluft durch Längskanal 6
6 (auch Fig.
13) ins Freie. In der Schlagstellung des Hammers d verbindet der Längskanal 7 vermöge der kleinen Seitenmuschel (Fig. 9) die
Einströmung durch Loch 8 mit dem Längskanal 5, welcher nach dem Schieber i führt.
Durch den Längskanal 9 tritt Pressluft aus der
inneren Schiebermuschel nach dem Cylindervorraum ein und treibt den Hammerkolben
d in die Rücklage. Damit dies möglich werde,
muss hinter dem Hammer d ungehinderte Ausströmung
durch 2 herrschen, was auch in der Schieberstellung
(Fig. 6) der
Fall ist. Endlich wird durch Längskanal 10 eine
ständige Verbindung zwischen der durch k geöffneten
Einströmung und der Blechschlusskammer rh aufrecht
erhalten. Ebenso wird durch den kurzen Winkelkanal 11 (Fig.
7) eine Kommunikation zwischen Einströmung und hinteren Cylinderstellraum
ab sofort nach Eröffnung des Hahnes k herbeigeführt, so dass Anstellung, Blechschluss
und Hammerbetrieb sich unmittelbar folgen.
Textabbildung Bd. 316, S. 759
Fig. 15.Douglas Earl's Nietmaschine für Stehbolzen.
Wird nun durch die Einstellung ab auch der
Arbeitscylinder c an den Nietstift angestellt, so
kann der Hammerbetrieb erst dann eingeleitet werden, sobald der Schieber i in seiner Linkslage (Fig. 5) sich
eingelegt hat, was durch den feinen Kanal 12 (Fig. 6) ermöglicht
wird, der Pressluft nach dem inneren Schieberraum führt. Doch kann eine
Linkssteuerung des Schiebers i nur dann erfolgen,
wenn hinter dem Schieber i freier Atmosphärendruck
herrscht, was durch Kanal 5 und 4 oder 6 ermöglicht
wird. Erst nach Verlauf dieser Umsteuerung tritt Pressluft hinter dem
Hammerkolben ein, während vor dem Kolben Ausströmung durch 9 stattfindet.
Douglas Earl's Nietmaschine für Stehbolzen.
In der Eisenbahnwerkstätte in Crewe, England, ist
eine Pressluft-Hammernietmaschine in Betrieb, welche dazu dient, die
vorstehenden kurzen abgefrästen Enden der kupfernen Stehbolzen in den
Feuerbüchsen der Lokomotivkessel genau anzustauchen.
Nach Revue de Mécanique, 1897 * S. 1105 trägt der
aus Stahlblechen gefertigte Bügel a (Fig. 15 bis 17) als Gegenhalter
eine Schraube b und als Führung für das Werkzeug
eine konische Schale c, an welcher ein Dreifuss d angeschraubt ist, mit welchem der Nietbügel
anden Stehbolzen centrisch angestellt wird, wozu eine angenietete
Ringscheibe vorgesehen ist.
Nach erfolgter Einstellung des Nietbügels wird mit der Handradspindel f der eigentliche Presslufthammer g an den Stehbolzen entsprechend abständig
angestellt. Ist auch dies geschehen, so kann der Hammerbetrieb eingeleitet
werden, wobei die kegelförmige Führungsscheibe h in
der Trichterschale c langsam herumgedreht wird.
Nach einem vollen Umlauf ist der Stehbolzenkopf nietkopfförmig angestaucht, ohne
dass hierbei das innere Gewindstück verletzt wird.
Textabbildung Bd. 316, S. 759
Douglas Earl's Nietmaschine für Stehbolzen.
Nietmaschinen mit stetig steigender Druckwirkung.
A. Nietmaschinen mit
Pressluftbetrieb.
Die älteste und verbreitetste dieser Maschinengattung ist jene von Allen. Vergl. D. p.
J., 1889 271 * 438.
Allen's tragbare Nietmaschine.
Am Nietbügel g (Fig. 18) dieser
Maschine ist ein Cylinder angeschraubt, in welchem ein Rohrkolben f spielt, der mittels Pressluft nach aussen
getrieben und dessen Schubstangenkopf c durch
den Kreislenker ac von c nach d geführt wird. Am Bolzen c dieses Schubstangen köpf es ist ein
Druckhebel cb angelenkt, dessen Kreuzkopf b in einer Geradführung des Gestellbügels sich
bewegt, an welchem der Nietstempel angebracht ist. Wird nun in dieser
Anfangsstellung aus b als Mittelpunkt durch c ein Kreisbogen geschlagen, so wird in der
verlängerten Führungsrichtung ein Stück hd
abgeschnitten, welches der Kreisbahn cd
entsprechend, den Stempelhub bi vorstellt. Denn
da a ein fester Drehpunkt am Gestellbügel ist,
so wird c nur nach d gelangen können, es muss daher der Kreuzkopf b von seiner Höchstlage um die Hubstrecke hd nach abwärts geführt werden.
Textabbildung Bd. 316, S. 759
Allen's tragbare Nietmaschine.
Es ist nun in Fig.
19 zeichnerisch nachgewiesen, dass diese Stempelhübe für gleiche
Wege des Treibkolbens um so mehr abnehmen, je mehr sich der Schubstangenkopf
c der Führungsvertikalen nähert, dass daher
in dieser Lage die Kraftübersetzung am grössten wird. Diese Stempelstellung
entspricht aber dem endgültigen Schluss des Nietkopfes, während bei
beginnender Arbeit die am frei vorragenden Nietstift wirkende Kraft am
kleinsten ist. Dieser Arbeitsgang entspricht sinngemäss am besten der
Nietkopfbildung. Wird vorerst von den Reibungsverlusten abgesehen, so muss
der Inhalt der durch den Stempelhub bi, den
Schlussdruck ik und die Kurve bk begrenzten Arbeitsfläche gleich dem Inhalte
der Rechtecksfläche von der Längsseite de
gleich Kolbenhub und einer Höhe p sein, welche
die Kolbenkraft in f vorstellt.
Levèque's standfeste Nietmaschine.
Textabbildung Bd. 316, S. 760
Fig. 20.Levèque's standfeste Nietmaschine.
In dieser Maschine ist der Allen'sche Kniehebel
acb (Fig.
20) angewendet, der Nietbügel g und der
Pressluftcylinder an einem Bock k angeschraubt.
Doppelte Nietstempel i sind im
Kreuzkopfschlitten l angeordnet, welche gegen
die Setzstempel m wirken. Mit dem
Handsteuerhebel n wird ein gewöhnlicher
Muschelschieber o bethätigt, welcher die durch
p einströmende Pressluft bei der Rücklage
des Hebelwerkes vor dem Kolben einleitet. Naturgemäss ist mit Rücksicht auf
den Luftverbrauch die wirksame Fläche ein Ring von gerade zureichender
Grösse, während für den Arbeitsgang die volle Rückfläche des Kolbens in
Betracht kommt.
Ch. Bidwell Albree's tragbare Nietmaschine mit
Zangenbügel.
Textabbildung Bd. 316, S. 760
Fig. 21.Bidwell Albree's tragbare Nietmaschine mit
Zangenbügel.
Bei tragbaren Nietmaschinen hat sich die Gestellanordnung mit schwingendem
Zangenschenkel namentlich beim Vernieten der Knoten an Eisenkonstruktionen
gut bewährt. Die ganze Maschine wird zwar doppelt so gross, dafür sind aber
die beiden Nietstempel freiliegend und können bequem in Eckverbindungen
eingeführt werden. Eine solche tragbare Nietmaschine von Chester Bidwell Albree in Alleghany City, Penn., ist in Fig. 21 dargestellt (vgl. D. p. J. 1898 309 *
185). Am Bügel a ist eine gerade Führungsleiste
b und ein Hängebügel c angegossen, während der Arbeitscylinder d an der Innenseite angeschraubt ist. Um ein
Mittelgelenk f schwingt der zweite Doppelhebel
g dadurch aus, dass eine Lenkerschiene h durch die Schubstange i aus der punktierten Schräglage in die Normalstellung gebracht
wird. Um die Reibung in diesem Gelenkknie zu ermässigen, ist eine Rolle l eingeschaltet, welche an der Führungsleiste
entlang rollt. An den freien Hebelenden sind die Nietstempel m und n
vorgesehen. Ein Uebelstand dieser Zangenhebel ist die Bogenbewegung der
Nietstempel, welche aber wohl bei Kesselnietungen, nicht aber bei
Eisenkonstruktionen als besonderer Nachteil empfunden wird.
Fielding's tragbare Nietmaschine.
Während die vorbeschriebenen Nietmaschinen beim Vorrücken des Arbeitskolbens
arbeiten und zur Rückstellung des Hebelgestänges frische Pressluft
erfordern, welche an der vorderen Ringfläche des Kolbens, also an der
Stopfbüchsenseite wirkt, wird diese Pressluft in Fielding's Nietmaschine (Fig. 22)
dadurch erspart, dass die Stopfbüchsenseite des Kolbens zur Arbeitsseite
gemacht wird, und diese Pressluft nach vollendetem Arbeitsgange in den Raum
hinter den Kolben geleitet wird. Es findet hiernach Spannungsausgleich vor
und hinter dem Kolben statt und wegen der grösseren Hinterfläche des Kolbens
eine entsprechende Kraftäusserung beim Vorrücken desselben,wodurch das
Hebelwerk zurückgestellt wird. Zudem wird auch durch Anwendung einer
Druckrolle die gleitende Reibung, sowie der starke Führungsdruck, der in Allen's Maschine vorkommt, durch eine
geschickte Anordnung der Drucknase bedeutend herabgesetzt.
Textabbildung Bd. 316, S. 760
Fig. 22.Fielding's tragbare Nietmaschine.
Am Gestellbügel a (Fig.
22) ist der entsprechend grosse Pressluftcylinder b angeschraubt, in welchen der Kolben mit
seiner Vorderseite im Arbeitsgange wirkt, indem die Kolbenstange c mit dem Kreuzkopf d nach rechts geschoben wird. In diesem Kreuzkopf ist eine untere
Rolle f vorgesehen, welche auf einer zur
Cylinderachse parallel liegenden Gleitbahn des Gestellbügels a sich stützt, während die zweite obere
Druckrolle g am Führungsschenkel eines
Doppelhebels h wirkt. Dieser um einen
Gelenkbolzen i schwingende Hebel h drückt nun mit seinem kürzeren Schenkel
unmittelbar auf den in der Gestellführung gleitenden Nietstempelkolben k, welcher gegen den aufgeschraubten
Gegenstempel l sich bewegt. Schwache
Gelenkschienen m dienen zum Zurückheben des
Stempelkolbens k, sowie eine kleine Rollennase
den Hebel h zurückdreht, sobald der Kreuzkopf
d nach links in die Rücklage gelangt.
Mittels der Hängeöse o, welche möglichst in der
Schwerachse der Maschine angreift, wird das Nietwerk mittels Kran am
Werkstück verlegt. (Feilden's Magazine 1900 *
S. 400.)
B. Nietmaschinen mit gemischtem
Pressluft- und Presswasserbetriebe.
Bei diesen Nietmaschinen ist an Stelle der Gelenkhebelübersetzung eine
Uebersetzung mittels Pressflüssigkeit eingesetzt, indem der mittels Pressluft
bethätigte Arbeitskolben auf eine Presspumpe wirkt, deren Flüssigkeit den
eigentlichen Stempelkolben treibt (vgl. Winans. D. p.
J., 1898 309 * 185).
Caskey's tragbare Nietmaschine.
Textabbildung Bd. 316, S. 760
Caskey's tragbare Nietmaschine.
Bei einer älteren Ausführung (Fig. 23 und 24) ist der
Pressluftcylinder b an der Rückseite des
Gestellbügels a unmittelbar aufgeschraubt.
Mittels eines Drehschiebers c (Fig. 24) wird
die aus d zuströmende Pressluft entweder durch
den rechtsseitigen Kanal g vor dem Kolben f im Arbeitsgange eingeleitet, wobei die hinter
dem Kolben befindliche, schwächer gespannte Luft durch h und k ins Freie
abströmt, oder es gelangt bei einer Verdrehung des Steuerhahnes c um 90° ein Verbindungskanal, eine Muschel
über den Auslauf der Kanäle g und h, wodurch ein Uebertritt der Pressluft vor dem
Kolben in den Raum hinter dem Kolben stattfindet. Weil nun die Hinterfläche
des Kolbens f um annähernd den Betrag des
Kolbenstangenquerschnittes i grösser als dessen
Vorderfläche ist, so findet trotz des Spannungsausgleiches eine Rücklage des
Kolbens f statt. Die in einer Bohrung des
Gestellbügels geführte Kolbenstange i bildet
aber den Cylinder zu einem Rohrkolben l, der im
Cylinderboden in fester Lage eingesetzt ist. Im Arbeitsgange des
Pressluftkolbens f wird die im Cylinder i befindliche Pressflüssigkeit durch die
achsiale Bohrung des Kolbens f und durch das
angeschlossene Rohr o nach dem Presscylinder
q geleitet, in welchem der Stempelkolben
p niedergetrieben wird. Zur gegensätzlichen
Einstellung der Nietstempel m und n behufs Abminderung des toten Ganges ist die
Regulierschraube r vorgesehen und während zur
Abdichtung der Pressluft an der Kolbenstange i
eine einfache Führungsbüchse aus Messing genügt, muss der Stempelkolben
mittels Lederstulpringen abgedichtet sein.
Caskey's hydro-pneumatische Nietmaschine.
Diese in Fig. 25
und 26 nach Modern Machinery, 1899 Bd. 6 Nr. 4 S. 162 von
Pedrick und Ayes in Philadelphia, Pa., in 22 Grössen gebaute tragbare Nietmaschine
wird mit Pressluft betrieben, während Kohlenwasserstoff als übersetzende
Pressflüssigkeit im Hilfs- und Presscylinder gebraucht wird.
Textabbildung Bd. 316, S. 761
Caskey's hydro-pneumatische Nietmaschine.
Da diese Pressflüssigkeit frostsicher ist, wird diese Nietmaschine an freien
Bauplätzen selbst im strengsten Winter zu Betriebsstörungen keine
Veranlassung geben. Am Bügel a (Fig. 25 und 26) ist der
Führungscylinder b unmittelbar angegossen, an
welchem als Deckelstück der eigentliche Presscylinder c aufgeschraubt ist. In diesem bewegt sich der
mit Scheibenkolben ausgestattete Stempelkolben d und zwar nach abwärts im Arbeitsgange unter der Wirkung der
Druckflüssigkeit und in die Rücklage, nach aufwärts unter Druckluft, welche
während der Rückstellung des grossen Arbeitskolbens k aus dem vorderen Cylinderraum durch das Verbindungsrohr f nach dem Führungscylinder b überströmt. Der Hauptcylinder g besitzt einen Muscheldrehschieber h zur Steuerung der Pressluft direkt vor und
hinter dem Kolben k. Wird Pressluft vor dem
Kolben eingelassen, so bewegt sich dieser in die Rücklage (Fig. 25). Wenn
jedoch Pressluft hinter dem Kolben einströmt, so treibt diese die als
Pumpenkolben wirkende Stange i durch die
Zwischenkammer l in den als Pumpencylinder
ausgebildeten Zwischenteil o, welcher an dem Presscylinder c eingeschraubt ist. Da aber dieser Hub der
Pumpenstange i den eigentlichen Arbeitshub des
Nietstempels d erzeugen soll, so ist mit
Rücksicht auf die Oekonomie des Kraftmittels noch ein kleinerer
Hilfscylinder p vorhanden, in welchem ein
freier Kolben q beständig unter Druckluft
stehend, die Pressflüssigkeit in die vorerwähnteKammer l leitet, sobald der Nietstempelkolben d im toten Gange, also ohne Widerstand zu
finden, an den Nietstift anläuft. Diese, der Nietarbeit vorangehende Füllung
des Presscylinders c mittels eines Hilfskolbens
q erhöht wesentlich die Wirtschaftlichkeit
des Betriebes. Selbstverständlich kann diese Hilfsfüllung nur stattfinden,
wenn im Hauptcylinder g vor dem Kolben bezw. im
Führungscylinder b Ausströmung bezw.
Atmosphärendruck herrscht, was vor Beginn des Arbeitshubes auch eintreten
muss. Weil aber die untere Ringfläche des Stempelkolbens d wesentlich grösser als jene des Hilfskolbens
q ist, wird nach beendeter Rücklage des
grossen Kolbens k auch der Stempelkolben d mittels Pressluft weitergehoben, so dass die
darüber befindliche Pressflüssigkeit durch die freigewordene Zwischenkammer
l nach dem Hilfscylinder p zurückgeleitet werden kann, was nur dann
möglich ist, wenn der unter stetiger Pressluft stehende Hilfskolben q durch den steigenden Stempelkolben d nach links in die Rücklage getrieben
wird.
An dieser Nietmaschine ist ausser dem Nietstempel nur der Steuerhebel r frei, sonst befinden sich sämtliche bewegten
Teile in geschützter Lage. Wie bei allen tragbaren Nietmaschinen ist auch
dieser Nietbügel frei beweglich in einem Kugellager des Krangehänges
eingesetzt.
C. Nietmaschinen mit
Presswasserbetrieb.
Ueber diese Maschinen, die standfest und tragbar ausgeführt werden, ist in D. p. J. früher schon ausführlich berichtet worden.
Vergl. Tweddel 1895, 297
* 271, H. Smith
297 * 272, Wood
297 * 273, Arrol * 274,
Schönbach * 289, Walson-Stillmann * 290, Loss * 291, Prött * 291, Niles *
293, Payne-Gallwey * 294, Berry * 294, Kalk 1898, 309 * 186.
Es erübrigt noch, zur Ergänzung eine einfache kleine standfeste, eine tragbare
und eine grosse standfeste Nietmaschine neuester Bauart, welche sämtlich mit von
Akkumulatoren geliefertem Presswasser bethätigt werden, hier anzuführen.
H. Berry's standfeste Nietmaschine mit
Zangenbügel.
Textabbildung Bd. 316, S. 761
Berry's standfeste Nietmaschine mit Zaugenbügel.
In einem Lagerständer a (Fig. 27 und 28) schwingt uni
einen Bolzen b ein Hebel c, welcher mit einer angegossenen seitlichen
Nase d zwischen festen Anschlagknaggen f des Ständers eine begrenzte
Schwingungsfähigkeit besitzt. Um aber in der Druckrichtung (Rechtsdrehung)
dieser freien Schwingung einen stetigen Widerstand entgegenzusetzen, drückt
eine zweite Nase g auf einen kleinen Kolben h, der unter Presswasser steht. In der Pfanne
i des einen Hebelendes stützt sich der
Kolben k, welcher aus dem Cylinder durch
Presswasser getrieben wird. Dieser Cylinder ist an dem oberen Hebel l anmittelbar angegossen, schwingt gleichfalls
um den Bolzen b und trägt den Nietstempel m, welcher gegen den Setzstempel n des unteren Hebels c wirkt. Diese einfache Maschine findet auf Schiffswerften, in
Brückenbauanstalten und auch in Kesselschmieden eine zweckmässige Verwendung
für glatte Arbeit in geraden Werkstücken.
Grace's tragbare Nietmaschine.
Bemerkenswert an dieser Nietmaschine (Fig. 29
bis 32) ist die
vollständig mittelrichtige Lage des Stempels zum Kolben, eine Anordnung, die
bei grösseren Nietmaschinen verhältnismässig selten anzutreffen ist. Dadurch
werden die schädlichen Kippmomente und die damit zusammenhängende einseitige
Abnutzung der Liderungsringe vermieden, damit aber auch eine Beschränkung
der Zugänglichkeit in den Kauf genommen. Um diesen Uebelstand zu
beschränken, wird der Arbeitscylinder im Nietbügel möglichst hoch gelegt und
die den Nietstempel tragende Kolbenstange nach abwärts beträchtlich
verlängert.
Textabbildung Bd. 316, S. 762
Fig. 29.Grave's tragbare Nietmaschine.
Am Nietbügel ist der Cylinder a (Fig. 30) unmittelbar angegossen und mit einer
Messingbüchse ausgelegt. Im Deckel b ist ferner
eine Handradspindel c in einer Stopfbüchse
drehbar gelagert, durch deren Längskeil eine Hohlschraube d zu einer Drehung gezwungen wird, während eine
Längsschiebung erforderlich ist, weil sich diese Hohlschraube in einer
festen Mutterbüchse f einschraubt. Zweck dieser
stellbaren Hohlschraube ist eine Begrenzung der Rücklaufstellung des
Stempelkolbens g durch die zwei seitlichen
Hebekolben h, die vermöge einer Brille i den Stempelkolben unterstützen und in die
Rücklage heben. Bei den meisten Pressen wirken diese stetig unter
Presswasser stehenden Hebekolben dem Arbeitskolben entgegen und vermindern
seine Kraftwirkung. Diese Hebekolben h nicht
nur zum Heben, sondern in nützlicher Weise auch zum Blechschluss
heranzuziehen, ist ein Vorzug dieser Nietmaschine von Grave. Um aber dieses Verfahren in einfacher
Weise und schneller Gangart zu ermöglichen, bedarf es doppelter
Steuerungsorgane, die vermöge eines gemeinschaftlichen Steuerhebels k voneinander abhängig gemacht werden. Die
Hauptanordnung dieser Organe ist in der Fig.
29 angedeutet, während die Einzelheiten (im Spiegelbild zu Fig. 29 stehend) in den Fig. 31 und 32 erläutert
sind.
Textabbildung Bd. 316, S. 762
Fig. 30.Grave's tragbare Nietmaschine.
Beide Ventilkörper l sind von gleicher
Einrichtung, jedoch verschiedener Grösse, ihre Anordnung in gegensätzlicher
Lage ist durch den Steuerhebel k und die
Bohrleitungen bedingt. Die stärkeren Rohre bedienen den Hauptcylinder a, und zwar ist m
Zuleitung, n Verbindung zwischen dem unteren
Ventil l (Fig. 32) und dem
Cylinder ab, während o die Ableitung vorstellen soll. Es sind ferner p und q je
doppelte Zweigrohrleitungen nach den beiden Seitencylindern hh, und zwar ist p
offene Zuleitung unter die Kolben (Hebewerke) hh, dagegen q Verbindungsleitung vom
oberen Ventil (Fig.
31) nach den beiden Cylinderräumen über Kolben h, durch welche der Blechschlussring i niedergestellt wird. Endlich ist r und s Zu- und
Ableitungsrohr zum oberen Ventil (Fig. 31). Beim
Heben des Steuerhebels k wird das Kolbenventil
t gehoben, dafür aber das Ventil u gesenkt. Diese Ventilverschiebungen erfolgen
nicht gleichzeitig, sondern es ist wahrscheinlich, dass das kleinere Ventil
t dem grösseren voreilt.
Alsdannbildet, nach durchgeführtem Ventilhub, t den Drehpunkt für das Ventil u.
Dies hat zur Folge, dass der Blechschlussring dem Nietstempel vorangeht, was
technisch auch richtig ist. Befindet sich das Ventil t in der Hochlage und das Ventil u in
der Tiefstellung, so findet ungehinderte Presswasserzuleitung von m nach n und von
r nach q
statt. Beim Niedersteuern des Handhebels k
findet dagegen eine Kommunikation von n nach
o (Fig. 32) und von
q nach s (Fig. 31), d. i.
es findet Ableitung des verbrauchten Presswassers statt.
Textabbildung Bd. 316, S. 762
Grave's tragbare Nietmaschine.
Jedes Ventil besteht aus zwei getrennten Kolben, die vermöge eines
Mittelringes zwei gegensätzliche Liderungsringe einklemmen, die nur im
mittleren Gehäuse laufen. Dagegen treten die Seitenkolben auch in die
eingeschraubten Deckelstücke ein, welche mittels Liderungsringen eine
besondere gegenseitige Abdichtung erhalten, wodurch Stangenstopfbüchsen
erspart werden.
Diese Steuerventile mit zusammengesetzten, abgedichteten Kolben sind bei
neueren Nietmaschinenanlagen häufig in Anwendung (Revue de Mécanique, 1899 S. 291).
E. W. Naylor's standfeste Nietmaschine.
Für die Kesselschmiede der Pennsylvanier Eisenbahn in Altoona ist nach American Machinist, 1900 Bd. 23 Nr. 33 S. 790,
die in Fig. 33
bis 39
dargestellte, standfeste Nietmaschine von 120 t Kraftstärke und 5200 mm
Maulweite von der Pennsylvania Iron Works
Company gebaut worden.
Die beiden stählernen Ständerverbindungsschrauben haben 203 mm Durchmesser
und geteilte Muttern. Diese Schrauben werden im warmen Zustande in das
Nietgestell eingezogen, die Muttern angepasst, so dass die eigentliche
Verbindung der drei Gestellteile durch das Schrumpfen der Schraubenbolzen
erfolgt. Am Kopf des Hauptständers a ist ein
besonderer, den Nietcylinder enthaltender Teil b aufgeschraubt, nach welchem das Zuleitungsrohr c für das Presswasser angeschlossen ist. Das
vom Akkumulator gelieferte Druckwasser hat eine durchschnittliche Spannung
von 106 kg/qcm. Diese Spannung wird durch einen Druckübersetzer d derart gesteigert, dass die am Nieter
ausgeübte Kraft von 45 auf 75 und 120 t gesteigert werden kann. Der Kolben
von d ist zu einem Kreuzkopf f erweitert, auf dem die drei Kolben des
Uebersetzersystems in der folgenden Weise einwirken. Wird bloss Druckwasser
nach dem grösseren Mittelcylinder g geleitet,
so wirkt
nur der untere mittlere Presskolben auf den Kreuzkopf f ein, und man erhält damit 45 t Nietkraft.
Textabbildung Bd. 316, S. 763
Naylor's standfeste Nietmaschine.
Wird dagegen der mittlere Presscylinder g
abgestellt, dagegen Druckwasser nach den beiden gleich grossen, äusseren
Cylindern hh geleitet, so folgt eine Nietkraft
von 75 t. Wenn aber sämtliche drei Cylinder des Systems mit Druckwasser
belegt werden, so folgt 75 + 45 = 120 t maximale Kraft am Nietstempel bei
einer maximalen Wasserspannung von 428 kg/qcm.
Textabbildung Bd. 316, S. 763
Fig. 35.Naylor's standfeste Nietmaschine.
Die zu dem Druckübersetzer führenden Zweigleitungen sind mit
Abschlussventilen i (Fig. 35) ausgerüstet, die, unter der Murlinie liegend, nur vom
Kesselschmiedemeister gehandhabt werden. Der Ventilsitz i ist im Gehäuse eingesetzt, das
Niederschraubventil k geht durch eine glatte
Stopfbüchse l, welche am Deckelstück m angeordnet ist.
In Fig. 36 bis
39 ist
einer der Vierwegsteuerschieber vorgeführt und zwar jener für den Betrieb
der Nietmaschine durch Vermittelung des vorbeschriebenen Druckübersetzers.
Von den in Fig.
34 sichtbaren vier Steuerschiebern dienen drei für den Hebe-,
Quer- und Längsbetrieb des über der Nietmaschine angeordneten
Laufkranes.
Im unteren Schiebergehäuse mündet das Zulaufrohr n, welches sich in die äusseren Kanäle 2 und 3 gabelt. Das Loch 1 dient nur zum Druckausgleich bezw. zur
Belastungdes dreifachen Muschelschiebers s, indem Presswasser (ohne Abfluss) nur den oberen Schieberkastenraum
ausfüllt. Von den beiden inneren Seitenkanälen 4 und 5 mündet 5 in das Rohr o,
welches nach dem Cylinder vor dem Nietkolben leitet und die Rücklage
desselben besorgt. Kanal 4 führt durch p nach dem Zweigrohr zu i und zum Druckübersetzer, liefert daher die eigentliche
Arbeitsflüssigkeit. Mittelkanal 6 leitet nach
dem Ablaufrohr q. Auf einer eingesetzten
stählernen Schieberplatte r gleitet der
Muschelschieber s durch die Kurbelwelle t, mit Gleitstück u bethätigt. Steht die Muschel I über
2 und 4, so
fliesst Presswasser im Arbeitsgang hinter den Nietkolben. Wird die Muschel
III über 4 und
6 gestellt, so läuft die Arbeitsflüssigkeit
durch q ab. Wenn aber Muschel II über 3 und 5 zu liegen kommt, so strömt einfaches
Druckwasser vor dem Nietkolben und treibt diesen in die Rücklage. Die
Stellung II, 3, 5 entspricht der
Schieberstellung III, 6, 4, also Einlauf vor
und Ablauf hinter dem Nietkolben, besorgt also die Rücklauflage des
letzteren.
Ebenso entspricht die Rechtslage des Schiebers I, 4,
2 der Schieberlage III, 5, 6 im
Arbeitsgange des Nietkolbens, wobei ungehinderter Ablauf der Flüssigkeit vor
dem Kolben stattfinden muss.
D. Nietmaschinen mit elektrischem
Betriebe.
Piat's Nietmaschine.
Textabbildung Bd. 316, S. 763
Naylor's standfeste Nietmaschine.
Diese tragbare Nietmaschine, die bei verschiedenen Brückenbauten in
Frankreich Anwendung gefunden hat, ist nach Le Génie
civil, 1893 Bd. 22, S. 172, in Fig.
40 vorgeführt. Der Nietbügel a,
welcher 1220 mm Maultiefe und 560 mm lichte Weite besitzt, schwingt um den
Zapfen b
und kann
vermöge des Schneckenradwerkes c beliebige
Winkelstellungen zum lotrechten Hängearm d
erhalten. An einem Winkel f ist die eigentliche
Kranrolle g angebracht, durch welche die ganze
Maschine im Raum verlegt wird.
Textabbildung Bd. 316, S. 764
Fig. 40.Piat's Nietmaschine.
Zum Betriebe ist ein Elektromotor h mit allen
Ausrüstungen vorgesehen, wobei mittels Zahnräder i und Winkelräder k eine
Schraubenspindel l in der Längsrichtung
bethätigt wird, deren Fortsetzung als Kolben m
in dem Presscylinder n wirkt und das
Druckwasser durch das Rohr o und die achsiale
Bohrung des Zapfens h mittels Seitenrohr v nach dem Arbeitscylinder q führt, wobei derNietkolben r gegen den festen Setzstempel s rückt und den Kopf des Nietstiftes
schliesst.
Vgl. D. p. J., Delaloë-Piat, 1891 279 * 14; 1893
280 * 249; Piat
1898; 309 * 184.
v. Kodolitsch's Nietmaschine.
Nach dem D. R. P. 104385 läuft der Elektromotor a (Fig.
41 bis 43) ununterbrochen mit seiner Scheibe b fort, während seine glatte Welle in die mehrgängige Hohlschraube
c lagert. An diese Scheibe b wird eine federnde Scheibe durch den
Elektromagneten angezogen und damit die Motorwelle mit der Hohlschraube c verkuppelt. Alsdann bewegt sich die am
Kreislenker f sitzende Spindelmutter d nach vorn und drückt vermöge des Hebels g den Nietstempel h nach abwärts. Nach beendetem Nietkopfschluss wird der die
Magnetkuppelung erregende elektrische Strom unterbrochen und durch den
Handhebel i die Kuppelung zwischen Motorwelle
und Hohlschraube endgültig gelöst. Bei rechtzeitiger Auslösung genügt der
Rückstoss beim Nietkopfschluss, um die Hohlschraube c rückläufig zu machen und das Hebelwerk in die Rücklage zu
bringen und den Nietstempel auszuheben.
Textabbildung Bd. 316, S. 764
v. Kodolitsch's Nietmaschine.