LXXX. Verbesserungen in der Fabrication der Cylinder, Kolben, Anwellen, Pumpen und Haͤhne fuͤr Dampfmaschinen, worauf sich William Mason, Ingenieur vou Brecknock-Terrace, Camden Town, in der Grafschaft Middlesex, am 7. August 1835 ein Patent ertheilen ließ. Aus dem Repertory of patent-Inventions. Februar 1837, S. 102. Mason's verbesserte Cylinder etc. fuͤr Dampfmaschinen. Meine Erfindungen und Verbesserungen in der Fabrication der oben angedeuteten Gegenstaͤnde beruhen darauf, daß ich die arbeitenden Oberflaͤchen mehrerer Theile der Dampfmaschinen, welche aus Eisen bestehen, mit Kohle cementire und haͤrte, damit dieselben der Abnuͤzung laͤnger widerstehen; und damit die Maschinen folglich nicht so leicht in Unordnung gerathen, als dieß der Fall ist, wenn sie nach der bisher gebraͤuchlichen Methode verfertigt worden sind. Ich will hier die beste Methode, diesen Zwek zu erreichen, beschreiben, und zuerst mit jenem Verfahren beginnen, welches auf die Cementirung und Haͤrtung der inneren oder arbeitenden Oberflaͤche der Dampfcylinder oder auch der Luftpumpenstiefel einer Dampfmaschine anwendbar ist. Gesezt es handle sich um den Dampfcylinder oder Luftpumpenstiefel einer Dampfmaschine, welcher sich in rohem Zustande befindet, so wie er aus dem Gußwerke kommt, so unterwerfe ich denselben, bevor ich zum Bohren seiner inneren, arbeitenden Oberflaͤche schreite, dem Ausgluͤhprocesse, indem ich ihn in einen Reverberirofen oder in einen anderen Ofen bringe, worin er bis zum Rothgluͤhen erhizt werden kann. Hat er diesen Hizgrad erreicht, so loͤsche ich das Feuer aus, und nehme ihn, wenn er ausgekuͤhlt ist, aus dem Ofen, um dann seine innere Oberflaͤche genau auszubohren, und hierauf zur Cementirung oder Haͤrtung derselben zu schreiten. Dieses Ausgluͤhen (annealing) der Cylinder und der uͤbrigen Theile der Dampfmaschine ist zwar nicht durchaus nothwendig, allein es ist sehr zu empfehlen; denn, da der weitere Proceß in der Rothgluͤhhize vorgenommen werden muß, so ist es besser die einzelnen Theile der Maschine vorher auf einen gleichen Grad zu erhizen und dann langsam abkuͤhlen zu lassen, damit das Werfen oder uͤberhaupt jede Formveraͤnderung, die sonst in dieser Hize Statt findet, wenn das Metall ungleich seyn sollte, noch vor dem Bohren eintritt, und dann beim Bohren und durch dasselbe beseitigt werden kann. Es wuͤrde naͤmlich große Schwierigkeiten veranlassen, wenn man nach Beendigung des Cementirungs- und Haͤrtungsprocesses noch irgend eine Unebenheit und Unregelmaͤßigkeit an der Oberflaͤche des Cylinders vorfinden wuͤrde, wie dieß gewiß oft vorkommen wuͤrde, wenn der Cylinder, ohne vorher ausgegluͤht worden zu seyn, gleich gebohrt und dann gehaͤrtet wuͤrde. Wenn der Cylinder diese Vorbereitung erhalten hat, so bringe ich einen cylindrischen Dorn (core) aus Gußeisen, dessen Durchmesser jedoch um 3 oder 4 Zoll geringer ist als jener des Cylinders selbst, in dessen Inneres, so daß zwischen den beiden Cylindern rings herum ein leerer hohler Raum bleibt. Diesen leeren Raum fuͤlle ich mit gemahlenen Knochen, oder mit irgend einer anderen thierischen Substanz, welche in thierische Kohle verwandelt werden kann, oder auch wohl gleich mit thierischer Kohle selbst aus. Wenn der Cylinder hierauf an beiden Enden mit eisernen Ringen verschlossen, und mit Thon oder mit irgend einem anderen entsprechenden Materiale verkittet worden ist, damit weder atmosphaͤrische Luft hinzu treten, noch auch etwas von den aus der thierischen Kohle entwikelten Daͤmpfen oder Gasen entweichen kann, so bringe ich ihn in einen Reverberir- oder anderen Ofen, worin er bis zum Kirschrothgluͤhen erhizt und auch auf diesem Hizgrade erhalten werden kann. Wenn der Cylinder durch und durch kirschrothgluͤhend geworden und 4 bis 5 Stunden lang in diesem Zustande erhalten worden ist, so ist der Cementirungsproceß vollbracht. Ich nehme ihn daher nach dieser Zeit mit sammt seinem Inhalte aus dem Ofen, und tauche ihn in eine Grube, die so viel Wasser enthaͤlt, daß er ganz davon bedekt wird, und in der ich ihn so lange belasse, bis er kuͤhl geworden ist. Das Wasser soll einen geringen Gehalt an Salz haben. Wenn auf diese Weise die innere oder arbeitende Oberflaͤche des Cylinders cementirt und gehaͤrtet worden ist, so nehme ich den Dorn und die thierische Kohle heraus, und reibe ihn dann mit Schmirgel und Wasser aus, um alle Unebenheiten, die sich allenfalls noch auf dessen Oberflaͤche befinden, zu beseitigen. Dampfcylinder und Stiefel von Luftpumpen, welche nach diesem meinem Verfahren verfertigt worden sind, werden durch die Bewegungen des Kolbens in ihnen keine so starke Abnuͤzung erleiden, und mithin nicht nur viel laͤnger dauern, sondern auch eine weit geringere Reibung darbieten, als dieß an den gewoͤhnlich gebraͤuchlichen Cylindern der Fall ist. Zu bemerken ist, daß die ein Mal gebrauchte oder beim ersten Verfahren erzeugte thierische Kohle immer wieder angewendet werden kann, so daß also die durch meine Verbesserungen erwachsenden Kosten, die Arbeit und das Brennmaterial abgerechnet, nur unbedeutend sind. In Hinsicht auf die Anwendung meiner Erfindung auf die Kolben der Dampfmaschinen habe ich Folgendes zu bemerken. Haben die Kolben nicht uͤber 6 Zoll im Durchmesser, so kann man sie massiv aus Eisen arbeiten oder gießen, und sie dann so abdrehen, daß sie beinahe in den gewuͤnschten Cylinder einpassen, und nur wegen des Schleifens noch etwas groͤßer sind. Diese Kolben bringe ich in eiserne Ringe oder Cylinder, welche etwas groͤßer sind, als sie, damit rings herum ein freier Raum bleibt, den ich dann gleichfalls wieder mit thierischer Kohle ausfuͤlle. Das weitere Verfahren ist ganz dasselbe, wie ich es fuͤr die Dampfcylinder und Pumpenstiefel angegeben habe. Haben die Kolben dagegen einen groͤßeren Durchsmesser, und bestehen sie aus mehreren Segmenten und Keilen, wie dieß z. B. an den Barton'schen Patentkolben der Fall ist, so bringe ich diese Theile, sie moͤgen aus Guß- oder Schmiedeisen bestehen, und nachdem sie genau in die fuͤr sie bestimmten Cylinder eingepaßt worden sind, in geeignete Gefaͤße, in denen ich sie dem oben beschriebenen Cementirungs- und Haͤrtungs-Processe unterwerfe. Wenn die Oberflaͤchen zulezt mit Schmirgel abgerieben und die Kolben zusammengesezt worden sind, so wird man finden, daß sie gleich den Cylindern mit weit groͤßerer Leichtigkeit arbeiten, weit laͤnger dauern und auch nicht so leicht in Unordnung gerathen, wie dieß der Fall ist, wenn sie nach dem bisher uͤblichen Verfahren fabricirt worden sind. Die Anwellen, welche meinem Verfahren unterliegen sollen, muͤssen genau gebohrt und vorzugsweise aus Gußeisen verfertigt werden, obwohl man auch Schmiedeisen dazu nehmen kann. Auch sie werden auf die erwaͤhnte Weise mit thierischer Kohle in entsprechende Kapseln gebracht, gegluͤht und zulezt mit Schmirgel abgerieben. Auch die guß- oder schmiedeisernen Stiefel der Kalt- und Heißwasserpumpen der Dampfmaschinen werden, nachdem sie genau gebohrt worden sind, nach dem oben bei den Cylindern beschriebenen Cementirungs- und Haͤrtungs-Processe behandelt. Ich bemerke nur, daß wenn diese Stiefel klein sind, kein Dorn und kein leerer Raum um dieselben oder um irgend einen aͤhulichen Koͤrper herum noͤthig ist; sondern daß man sie in diesem Falle auch ganz mit thierischer Kohle fuͤllen kann. Die innere Oberflaͤche der Stiefel muß am Ende mit Schmirgel ausgerieben werden. Dasselbe Verfahren gilt auch fuͤr die Kolben der Pumpen; eben so findet es auch bei der Verfertigung der Dreh- und Schiebhaͤhne fuͤr die Dampfmaschinen seine Anwendung. Ich habe zwar oben eine Zeit von 4 bis 5 Stunden als zur Vollbringung des beschriebenen Haͤrtungsprocesses noͤthig angegeben; allein ich beschraͤnke mich nicht genau auf diesen Zeitraum; indem der Cementirungsproceß bei kuͤrzerer Dauer offenbar minder tief in die Substanz der behandelten Gegenstaͤnde eindringen wird, waͤhrend bei laͤngerer Dauer gerade das Gegentheil Statt finden muß: was beides unter verschiedenen Umstaͤnden fuͤr mehr oder minder zwekmaͤßig erachtet werden kann.