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Schmerse: Anforderungen der Werkstatt an das Konstruktionsbureau.
2) es gibt die Zeichnungen und Bestellstücklisten zur Werkstatt und beschafft die Materialien,
3) es setzt die Lieferfristen fest.
Das Bestellbureau hat die Berechtigung, Konstruktionen zurückzuweisen, die der Vereinheitlichung zuwiderlaufen. Die Erteilung einer solchen Machtbefugnis an das Bestellbureau ist wichtig, denn nicht jeder Konstrukteur erkennt von vornherein Zweck und Bedeutung der Vereinheitlichung. Das Bestellbureau stützt und entlastet mit dieser Arbeit den Konstruktionschef, es bewahrt die Werkstätten vor konstruktiven Willkürlichkeiten.
Da sich das Bureau so eingehend mit der Zeichnung zu befassen hat, liegt es nahe, ihm auch die Herausgabe der Zeichnungen und damit die Bestellung an die Werkstatt zu übertragen.
Die mechanische Werkstatt erhält mit der Bestellstückliste den Auftrag zur Bearbeitung, die Eisengießerei oder Stahlgießerei den Auftrag zur Herstellung der Gußstücke, die Schmiede unter Hinzufügung besonderer durch das Bestellbureau hergestellter Schmiedestückzeichnungen den Auftrag
Zeitschrift des Vereines deutscher Ingenieure.
und auf der Baustelle von der mit dem Empfänger vereinbarten Lieferfrist ab, so bekommt man den Tag, an dem sämtliche Hauptteile zur Aufstellung von den mechanischen Werkstätten angeliefert sein müssen. Die schweren Stücke müssen dann im Fertiglager, die kleineren im Zwischenlager bereitliegen.
Trägt man von dem Zeitpunkt des Beginns der Werkstattaufstellung an rückwärts die Bearbeitungszeiten, die Zeit für die Herstellung der Gußstücke, Modelle und Schmiedestücke, ferner die für die Anfertigung der Zeichnungen notwendigen Zeiten auf, so bekommt man den geringsten Liefertermin bei störungsloser Herstellung.
Soweit ist die Sache ganz einfach. Man darf jedoch nicht den Schluß ziehen, daß hiernach die Zeiten für die Werkstattausführung endgültig festgelegt werden können. Die dargestellte Liste gibt nur an, welche Ablieferungsfristen unbedingt eingehalten werden müssen, damit der Auftrag fristgerecht erledigt werden kann.
Der Betriebschef hat seinerseits zu prüfen, ob seine großen Werkzeugmaschinen zu den bestimmten Zeiten für die Arbeit
auf Lieferung der Schmiedestücke usw. Der Rest der Teile, der nicht in den eigenen Werkstätten hergestellt werden kann, ist vom offenen Markte zu beschaffen. Das Bestellbureau erläßt die Anfragen, legt sie zur Prüfung der technischen Bedingungen dem Konstruktionsbureau vor und bestellt schließlich nach Einholung der Entscheidung der Werkleitung. Ob die Materialbeschaffung dem Bestellbureau oder besser einem besonderen Einkaufbureau zu übertragen ist, hängt von der Größe des Werkes, seinem Zusammenhange mit anderen Unternehmungen und dergleichen ab.
Jedenfalls ist das Konstruktionsbureau von diesen Arbeiten, die mit dem Wesen seiner Tätigkeit nichts zu tun haben, zu entlasten.
Da nun das Bestellbureau die Aufträge an die Werkstatt und an auswärtige Firmen herausgibt, muß es sich notwendig klar werden über die Lieferfristen, die es in den einzelnen Fällen bewiligen kann. Es übernimmt damit die weitere Aufgabe eines Termin- oder Fristenbureaus. Abb. 6 zeigt die Terminliste einer Schiffsmaschinenanlage. Die Anlage ist zur bequemeren Verfolgung der Lieferfristen in Gruppen unterteilt.
Die Aufstellung derartiger Terminlisten ist an sich einfach, wenn einmal die Herstellungszeiten der Werkstücke festliegen. Zieht man die Aufstellungszeit in der Werkstatt
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frei sind, Gießerei und Schmiede müssen die gleiche Prüfung hinsichtlich der Besetzung der Formplätze, der Hämmer und Pressen vornehmen. Erst danach kann die Zeiteinteilung für die Werkstatt erfolgen. Aber die Terminlisten des Bestellbureaus liefern dem Betriebsleiter die wertvolle Angabe der für die einzelnen Stücke äußerst zulässigen Ablieferungsfristen, dem Bestellbureau selbst die Zeitgrenzen für die auswärtigen Lieferungen., Der Betrieb kann nach dieser allgemeinen Terminliste seine Kartei für Anmahnungen anlegen.
Dem Konstruktionsbureau werden für die Lieferung der Zeichnungen ebenfalls bestimmte Zeiten vorgeschrieben.
Das Bestellbureau ist dem Betriebe gegenüber für die rechtzeitige Herausgabe der Zeichnungen und Materialbestellungen verantwortlich. Es wird deshalb notgedrungen der Mahner des Konstruktionsbureaus, eine Stellung, die nicht immer angenehm ist. In den Fällen, wo das Konstruktionsbureau mit den ihm gewährten Fristen nicht auskommt, weist das Bestellbureau auf die Notwendigkeit beschleunigter Herstellung in der Werkstatt durch Herausgabe farbiger Stück- listen, sogenannter Eilstücklisten, hin.
In kleineren Betrieben werden in der Regel die Arbeiten des Bestellbureaus, wie ich sie skizziert habe, teils vom Konstruktionsbureau, teils vom Betrieb erledigt. Sehr zu Unrecht!
3. Mai 1919.
Konstruktionsbureau und Betrieb
Ich gestehe zu, daß es schwer ist, sowohl das Konstruktionsbureau wie den Betrieb davon zu überzeugen, daß sie mit Abgabe derartiger Arbeiten nichts von ihrem eigenen Werte einbüßen. Man kann aber regelmäßig beobachten, daß sowohl das Konstruktionsbureau wie der Betrieb nach einigen Jahren diese Arbeitsteilung als angenehm und im Interesse des Ganzen liegend ansehen.
Konstruktive Durchbildung.
Ich komme nunmehr zu den Anforderungen der Werkstätten an die Konstruktion. Einleitend erwähnte ich bereits, daß die konstruktive Durchbildung erfolgen muß unter Be
Abb. 7.
achtung von Festigkeit, Formänderung und Wärmewirkung, guter Schmierung, Zugänglichkeit usw. Diesen Ansprüchen muß eine Konstruktion vorab genügen. Erst dann kommt die Rücksicht auf die Werkstattforderungen.
Auch diese sind wieder mannigfaltiger Natur, je nachdem es sich um Herstellung von Guß- oder Schmiedestücken, um die Bearbeitung in den mechanischen Werkstätten oder den Zusammenbau der Maschinen handelt.
Alle diese Forderungen stehen im engsten Zusammenhang miteinander. Häufig löst eine Forderung des Betriebes eine neue Forderung der Gießerei, der mechanischen Werkstatt oder anderer Betriebe
aus.
Ich will versuchen, Ihnen an einigen Beispielen aus
dem Arbeitsbereich der genannten BeModell eines Reglerbockes. triebe zu zeigen, wie mannigfaltig die Ansprüche der Werkstätten sind und wie ihnen der Konstrukteur gerecht werden kann. Ich wende mich zunächst zu der
Eisengießerei.
Sie verlangt, daß sich die Stücke gut und bequem formen und richtig gießen lassen: sehr einfache, aber sehr schwerwiegende Forderungen. Die Modelle sollen einfach und handlich sein, keine sperrigen Auswüchse tragen und möglichst vielseitige Verwendung zulassen; die Massen der Gußstücke sollen richtig verteilt sein, so daß Lunker- und Saugstellen vermieden werden. Die Kerne sollen gut entlüftet werden können, der Guß muß möglichst spannungsfrei herstellbar sein. Einige Beispiele mögen diese Forderungen der Gießereien erläutern. Abb. 7 stellt das Modell eines Reglerbockes dar. Es be
darf keiner besonderen Erläuterung, daß die Konstruktion mit ihren Auswüchsen nach allen Seiten für das Formen möglichst unglücklich ist. Abhilfe ist nur zu schaffen, wenn alle Auswüchse des Modelles, die nicht in einer Ebene liegen, besonders angeschraubt werden.
In Abb. 8 und 9 sind die Vorder- und Mittelrahmen einer Zweitaktgasmaschine veranschaulicht. Die Rahmen sind in vier annähernd gleiche Teile zerschnitten. Manche Firmen haben demgegenüber eine Vorder- und eine Mittelrahmenhälfte zusammengegossen. Das Modell bekommt dann bei einer Maschine von 1400 mm Hub eine Länge von 13 bis 14 m. Es liegt auf der Hand, daß diese Modelle äußerst kostspielig sind und sich leicht abnutzen. Beim Einformen verbiegen sie sich, so daß krumme Gußstücke entstehen.
Teilt man die Rahmen jedoch in vier annähernd gleiche Stücke, wie auf dem Bilde dargestellt, so wird für jedes Stück annähernd der gleiche Formplatz nötig. Wir haben seiner Zeit zwei solche Formplätze nebeneinander gelegt und eine
Ansicht von A
Kolonne gebildet, die beide Formplätze bediente. Die Kerne wurden in besonderen Kernbüchsen hergestellt, also nicht in den Rahmen gestampft. Es konnte auf verhältnismäßig kleinem Raum ein ganz ungewöhnlich hoher Umschlag erzielt werden.
Die Forderung der Werkstatt, daß Modelle möglichst vielseitig verwandt werden sollen, ist äußerst wichtig und wird doch vom Konstrukteur häufig wenig beachtet.
Abb. 10 und 11 geben zwei Vorderrahmen von Kleinkompressoren wieder. Der eine hat nur ein Hauptlager, der zweite zwei Hauptlager, die durch einen Gabelrahmen miteinander verbunden sind. Bei letzterer Ausführung kann das Modell ohne weiteres für Links- und Rechtsmaschinen verwandt werden. Die Anzahl gleicher Gußstücke dieser Art verdoppelt sich damit. Nebenbei wird, worauf an anderer Stelle noch zurückzukommen ist, die Zahl der kleineren Maschinenelemente, wie Lagerdeckel, Kernlochdeckel, Schmierrohranschlüsse usw., ebenfalls verdoppelt.
Einzelne Firmen des Großmaschinenbaues sind bereits dazu übergegangen, diese Konstruktion auch für schwere Maschinen zur Anwendung zu bringen.
Die Herstellung spannungsfreien Gusses gehört zu den schwierigsten Kapiteln im Gießereiwesen. Wohl keine Anforderung der Gießerei ist von so einschneidender Wirkung auf die konstruktive Durchbildung und so schwer zu erfüllen. Häufig muß man sich bescheiden, das Beste gewollt zu haben, ohne es erreichen zu können. Einige Beispiele mögen dies erläutern.
Abb. 12 und 13 stellen den Zylinderkopf einer Zweitaktmaschine von 600 PS dar, wie er vor etwa 18 Jahren zur Ausführung gelangte. Der Wassermantel dieses Zylinderkopfes ist fast vollständig geschlossen. Die Kerne werden aus dem Mantel durch Kernlöcher am Flanschund Stopfbüchsenhals entfernt. Die Bohrungen für den seitlichen Zünder und das Luftanlaßventil liegen zu sammen auf einer Seite und haben verschiedene Durch
Abb. 16 und 17. Viertaktzylinder.
deutscher Ingenieure.
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Abb. 12 und 13. Aeltere Bauart. Abb. 14 und 15. Neuere Bauart.
einfach. Sie wurde auch betriebstechnisch noch dadurch verbessert, daß für den Kern ein besonders durchlässiges Material verwandt wurde.
Die neue Konstruktion stellte einen ganz wesentlichen Fortschritt dar, wenn sie auch noch nicht bewirkte, daß der Guß spannungsfrei war; denn die Verbindung zwischen Verbrennungsraum und Außenmantel durch das Ventilgehäuse bleibt bestehen.
Abb. 16 und 17 zeigen zum Vergleich einen Viertaktzylinder mit aufgeschnittenem Wassermantel. Führende Firmen des Großmaschinenbaues sind in den letzten Jahren zu dieser Konstruktion übergegangen. Sie beseitigt die Zug- und Druckspannungen in der Längsrichtung, die bei zusammengegossenem Außen- und Innenmantel auftreten. Dagegen bleibt die Verbindung des Innen- und Außenmantels durch die Ventil
Abb. 19. Zweitaktzylinder neuer Bauart.
Ein Schulbeispiel für unrichtige Verteilung der Massen ist die Konstruktion des Hauptlagers eines SchiffsmaschinenGrundrahmens, Abb. 20 und 21. Die untere Gurtung des Lagers ist sehr kräftig mit 70 mm Wandstärke ausgebildet, während die Seitenwände und Rippen nur 25 mm aufweisen. An den Uebergängen der Wände zu den Gurtungen bilden sich leicht Saugstellen, mindestens aber ein lockeres Gefüge. Dem Fehler kann abgeholfen werden, wenn die unmittelbar unter dem Hauptlager liegenden Seitenwände oder Rippen so kräftig ausgebildet werden, daß sie nicht vorzeitig erstarren, sondern das Nachfließen von Material beim Guß sicherstellen (in Abb. 20 und 21 strichpunktiert dargestellt).
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3. Mai 1919.
gen, die sich dieser natürlichen Werkstattforderung entgegenstellen, sind jedoch außerordentlich.
Im Handelschiffsmaschinenbau ist es üblich, die Kreuzköpfe nur einseitig zu führen. Damit zerfallen die sechs Ständer bereits in zwei verschiedene Modellgruppen. Diese sind aber wieder unter sich ungleich, da der direkte Antrieb der Luft- und Kühlwasserpumpen von der Hauptmaschine verlangt wird, die Andreh- und Steuermaschinen mit der Hauptmaschine konstruktiv verbunden werden müssen.
Dagegen gibt es nur ein Radikalmittel, indem die Hilfsmaschinen von der Hauptmaschine getrennt aufgestellt und von besonderen Maschinen angetrieben werden.
Sie sehen, m. H., daß der Konstrukteur im vorliegenden Falle in den Aufbau der ganzen Maschinenanlage eingreifen muß, um der Werkstatt zu ihrem Rechte zu verhelfen. Nicht immer wird er das Erstrebte erreichen können. Rücksichten auf die äußerste Raumausnutzung, auf die Zahl der verfügbaren Bedienungsmannschaften, ja selbst auf eingewurzelte Vorurteile stellen sich hemmend in den Weg. Die ersten Jahre der kommenden Friedenswirtschaft werden die äußersten Anforderungen an den deutschen Schiffbau stellen. Es wäre deshalb sehr zu begrüßen, wenn solche Fragen von den deutschen Reedereien einer grundsätzlichen Entscheidung zugeführt werden könnten.
Die Anforderungen der Stahlgießerei an die Konstruktion hat Hr. Dr. Krieger in einer wertvollen in der Zeitschrift >>Stahl und Eisen«) veröffentlichten Arbeit dargelegt, so daß ich mich darauf beschränken möchte, auf diese Untersuchungen zu verweisen. (Forts. folgt.)
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1) s. auch Z. 1919 S. 25.
Nachdem wir die von der Dehnung der Geschoßwand ausgehende Luftströmung sowohl mit Rücksicht auf die damit verbundene Druckänderung als auch wegen des raschen Abklingens der Geschwindigkeit als bedeutungslos erkannt haben, bleibt noch die Frage nach der Ausbreitung der Energie der Sprengstoffgase nach der Zerlegung der Geschoßwandung zu beantworten. Nach den Zahlenbeispielen des § 2 und den Diagrammen Abb. 4 und 5 entfällt von der Gesamtenergie auf den Sprengvorgang ein Betrag von 0,31 bei der Flußeisengranate und von nur 0,06 beim Gußeisengeschoß, so daß also weitaus der größte Teil der Sprengstoffenergie nach dem eigentlichen Sprengvorgang noch verfügbar ist. Dem entsprechen auch die überaus hohen Drücke der Gase im Augenblick der Sprengung, denen, wie wir gesehen haben, ein nur wenig über 1 at gesteigerter Luftdruck entgegensteht. Wir haben es also bei der Berührung zwischen den Sprengstoffgasen und der umgebenden Luft trotz übereinstimmender Geschwindigkeit mit einer Unstetigkeit des Druckes und damit auch des spezifischen Gewichtes und der Temperatur zu tun, deren radiales Fortschreiten und Wirken nach außen wir nunmehr feststellen wollen 2).
Hierzu denken wir uns zunächst in der kegelig erweiterten Stromröhre, Abb. 8, einen Querschnitt F als Träger der
Unstetigkeit nach außen mit der Geschwindigkeit w fortschreitend, während die Luft vor ihm mit der absoluten Geschwindigkeit u' und dem spez. Gewicht y', hinter ihm mit u" und "strömt. Da in dem Querschnitt selbst keine Stoffanhäufung möglich ist, so
1) Sonderabdrücke dieses Aufsatzes (Fachgebiet: Mechanik) werden an Mitglieder des Vereines sowie Studierende und Schüler technischer Lehranstalten gegen Voreinsendung von 55 (Postscheckamt Berlin, Konto Nr. 49405), an andere Bezieher zum Preise von 70 postfrei abgegeben. Zuschlag für Auslandporto 5. Lieferung etwa 2 Wochen nach dem Erscheinen der Nummer.
2) Vergl. hierzu: Riemann und Weber, Die partiellen Differentialgleichungen der math. Physik, 5. Aufl. 1912, Bd. II, S. 509 u. f., sowie die sehr verständlich geschriebene und durch Zahlenbeispiele und Diagramme erläuterte Abhandlung von Rüdenberg: Ueber die Fortpflanzungsgeschwindigkeit und Impulsstärke von Verdichtungsstößen, Artill. Monatshefte 1916.
muß das in der Sekunde ein- und austretende Gewicht übereinstimmen, woraus mit den Relativgeschwindigkeiten u 20 und u'- w der Strömung gegen die Unstetigkeitsfläche die Kontinuitätsgleichung
deutscher Ingénieure.
verhältnis zu beiden Seiten der Unstetigkeitsstelle an Grenzen
gebunden ist.
k + 1 k 1
k
y'
1 k + 1
die
(8a)
Die vorstehende Untersuchung, die sich auf die drei Grundgleichungen (1a), (2a) und (5a) stützt, liefert zwar eine Anzahl wertvoller Beziehungen zwischen den mit fortschreitendem Drucksprung veränderlichen Größen p", y", u und w, nicht aber ihre wirklichen Beträge. Hierzu bedarf es noch der Aufstellung einer weiteren Gleichung, die sich aus der Wirkung der Explosion auf ein Hindernis von der Fläche F normal zur ergibt. Dieses Hindernis im Abstande r vom ruhend gedachten und ruhend bleibenden Schwerpunkt des Hohlgeschosses übt auf jedes Massenteilchen, vergl. (4), der mit der Geschwindigkeit u dem Drucksprung nachströmenden Luft die auf der linken Seite von (3) stehende Beschleunigung q aus, der die Teilkraft Ip dm' d P = q dm' F + ·du др
dt .
ergibt. Setzen wir dies mit dem aus (5a) folgenden Drucksprung p"-p' in die Energieformel (2a) ein, so erhalten wir unter gleichzeitiger Entfernung von (y"—y'): y' mit Hilfe von (1a) nach einigen Kürzungen:
ist, die nicht mit der durch die Unstetigkeitsfläche (relativ) gleichzeitig hindurchtretenden, vergl. (4a), verwechselt werden darf, so wird die Kraft y"
P = F (p” — p' + F(p" -
g
(9a)
a2 kp' (y" — y')
(6b).
几
R.VK
ハケーオ
K+1\
V" V! K+ 1
-7. K-1
K-1
K+1
Abb. 9 b.
lautet. Da der oberen Adiabate stets die größere Entropie zukommt, so übersieht man auch, daß der nicht umkehrbare Entropiezunahme verbundener kann. während Verdünnungsstöße
Uebergang nur ein mit Verdichtungsstoß sein nicht möglich sind.