Dampfhämmer und die damit verbundenen Fähigkeiten ermöglichten im Industriezeitalter große Fortschritte. Das Erfassen der Größe dieser Aufprallmaschinen durch Text oder Bild ist schwierig, aber sie übertrafen andere Geräte der Zeit bei weitem.
Diese massiven Fallkolben ermöglichten es Besatzungen von Männern, unter anderem unglaublich große Metallstücke zu schmieden. Während die Erfindung, Dampf als treibende Kraft zu verwenden, bis James Watt im Jahr 1784 zurückreicht, erschien der erste Dampfhammer nichtbis in die 1840er Jahre. Zu diesem Zeitpunkt veränderte es die Schmiedeindustrie.
Den Mechanismus verstehen
Während Dampfhämmer rudimentär erscheinen mögen, waren ihr Mechanismus und ihre Fähigkeit für viele Innovationen in der industriellen Revolution von grundlegender Bedeutung. In einem modernen Licht regieren sie immer noch als massive Brute-Force-Maschinen, die in einigen Anwendungen eingesetzt werden. Bevor sie ihre Geschichte fortsetzenund genau das, wozu Dampfhämmer fähig sind, müssen wir die Grundprinzipien ihrer Funktionsweise verstehen.
[Bildquelle : Popular Science Monthly Volume 38 / Wikipedia ]
Ein Dampfhammer ist im Wesentlichen genau das, ein großer Hammer oder Kolben, der zum Schmieden von Metall verwendet wird. Die meisten Dampfhämmer wurden einfach durch Dampfmaschinen angehoben und dann fallen gelassen, wodurch die Schwerkraft die gesamte erforderliche Kraft auf das zu schmiedende Metall ausübt. Der eigentliche HammerEin Teil des Mechanismus ist normalerweise an einem Kolben befestigt, der in einem Zylinder gleitet. In selteneren Fällen ist der Hammer jedoch an einem Zylinder befestigt, der auf einem festen Kolben gleitet. In jedem Fall verwendeten diese massiven Maschinen einfache mechanische Prinzipien, um beispiellose Mengen zu verleihenvon Energie auf Objekten.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Dampfhämmer die gesamte Energie in Druckdampf aufnahmen und in einem Kolben in eine lineare Bewegung umwandelten, wodurch ein schwerer Hammer über eine Distanz angehoben wurde und die potentielle Energie in der Masse gespeichert wurde. Diese potentielle Energie war danndurch Loslassen des schweren Hammers mit Hilfe der Schwerkraft in kinetische Energie umgewandelt, wobei an dem zu schmiedenden Metall gearbeitet wird, wodurch ein vorteilhaftes und gewünschtes Ergebnis erzielt wird.
Dampfhämmerleistung
Nachdem wir einige grundlegende Mechaniken aus dem Weg geräumt haben, schauen wir uns an, wozu diese leistungsstarken Maschinen in der Lage waren.
Ein 1891 gebauter Dampfhammer konnte in jedem Durchgang einen Schlag von 125 Tonnen ausführen. Das entspricht 41 afrikanischen Elefanten.
[Bildquelle : James Nasmyth, herausgegeben von Samuel Smiles / Wikimedia Commons ]
Im Bereich der Dampfhämmer gibt es einfachwirkende und doppeltwirkende Mechanismen. Ein einfachwirkender Dampfhammer wurde durch den Dampfdruck im unteren Zylinder des Mechanismus angehoben. Durch Ablassen des Drucks fiel der Hammer ab. Doppelwirkende Hämmer, die üblicher waren, verwendeten Dampfkraft, um die Abwärtskraft des Hammers zu erhöhen. Die Gewichte all dieser verschiedenen Hämmer konnten reichen von 500 bis 50.000 Pfund oder 225 bis 22.500 Kilogramm. Normalerweise wurde das geschmiedete Metall auf einen großen Amboss unter dem Hammer gelegt, damit die Besatzungen es effektiv bearbeiten konnten.
Probleme und Unterstützungen
Wie Sie wahrscheinlich vorhersagen können, sind Dampfhammermechanismen ständig Erschütterungen und hohen Kräften ausgesetzt. Alle diese wiederholten Kräfte belasten die Metalle des Hammers, umso mehr, wenn Sie den Wärmeschock des zu schmiedenden heißen Metalls berücksichtigenAufgrund dieser Probleme wurden die meisten Hämmer aus einer großen Anzahl von Schraubteilen hergestellt. Im Wesentlichen konstruierten die Ingenieure die Hämmer so, dass sie brachen, machten sie aber auch leicht zu reparieren und zu ersetzen. Die Erhöhung der Schraubverbindungen ermöglichte auch eine größere Elastizität der Hammerkomponentenwas den wiederholten Erschütterungen der Hämmer besser standhielt.
[Bildquelle : FA Brockhaus, Berlin und Wien / Wikipedia ]
Was das Halten des eigentlichen Rahmens des Dampfhammers angeht, wurde viel Arbeit sowohl in den Rahmen als auch in das Fundament jedes Hammers gesteckt. Mit Einzelrahmenhämmern konnten die Bediener die Matrizen leichter bewegen, aber das bedeutete allesder Stütze musste von einem Arm kommen. Doppelrahmen wurden normalerweise für größere Hämmer verwendet, die die Spannung gleichmäßig auf viele Mitglieder verteilten.
In Bereichen einer Produktionshalle, in denen ein Dampfhammer installiert werden sollte, wurde hochfester Beton bis zu einer Tiefe gegossen, die viel größer als das umgebende Gebäudefundament war. Dadurch konnte der Stoß absorbiert werden, jedoch nur geringfügig. Gebäude, in denen größerer Dampf vorhanden warHämmer wurden immer noch bei jedem Schlag geschüttelt.
Die Geschichte der Dampfhämmer
Die Bedeutung von Dampfhämmern aus mechanischer Sicht und für die industrielle Revolution wurde bewiesen, aber das war nicht immer so.
Der Fritz-Dampfhammer, einer der frühesten, erhielt seinen Namen von einem Maschinisten, der mit einem manuellen Hammer so genau sein soll, dass er die perfekte Kontrolle hatte. Kaiser Wilhelm, der König von Preußen, soll seinen Diamanten platziert haben-gefüllte Uhr auf dem Amboss vor Fritz, die ihm sagte, er solle weiterarbeiten, ohne die Uhr zu zerbrechen. Fritz beendete die Arbeit und ließ die Uhr unversehrt, was der Kaiser Fritz als Geschenk überreichte.
Ob diese Geschichte wahr ist oder nicht, Maschinisten und Hersteller sahen bald einen Bedarf an Hämmern von kolossalen Größen. Die Creusot Dampfhammer wurde 1877 in einer kleinen französischen Industriestadt gebaut. Dieser Hammer war in der Lage, einen Schlag zu versetzen 100 Tonnen das zu dieser Zeit das mächtigste der Welt war.
Dampfhammer, Savile Street East, Sheffield . [Bildquelle : Chris Allen / Geograph ]
1891 erwarb eine amerikanische Eisenfirma, Bethlehem Iron, das Patent für den Dampfhammer und skalierte das Design auf 125 Tonnen
In den späten 1800er Jahren waren die praktischen Anwendungen für massive Dampfhämmer auf ihrem Höhepunkt. Sie ermöglichten die Verwendung präziser Matrizen und Stempel in der massiven Metallurgie. Sie ermöglichten die präzise Umformung hochfester Teile. Sie übernahmen im Wesentlichen die Metallbearbeitungein kleiner Ein-Mann-Prozess und machte es zu einer großen Fertigungskapazität.
Als die 1900er Jahre brüllten, wurden Dampfhämmer langsam veraltet. Sie wurden durch hydraulische und mechanische Pressen ersetzt, die eine gleichmäßigere und kontrollierte Kraftausübung ermöglichten. Viele Dampfhämmer, einschließlich des berühmten 1877 Creusot Dampfhammer stehen als Denkmäler für ihre historischen Industriestädte.
Trotz dieses Rückgangs der Nützlichkeit für die massiven Maschinen werden sie heute noch in einigen Anwendungen verwendet. Ingenieure verwenden Dampfhämmer, um Pfähle für Fundamente oder eigenständige Stützen in den Boden zu schlagen. Überall dort, wo sich ein Pfahl in irgendeiner Form befindetNeben dieser industriellen Anwendung werden Dampfhämmer immer noch von Fälschern und Metallarbeitern verwendet, die ihre Fähigkeit nutzen, Metall schnell und genau zu schmieden.
Geschrieben von Trevor English