PRESSLUFTNIETMASCHINEN. Von Ingenieur W. Wolfmüller, Mannheim. WOLFMÜLLER: Pressluftnietmaschinen. Inhaltsübersicht. Arbeitsweise der Preßluftnietmaschinen. Beschreibung verschiedener Arten Preßluftmaschinen. Betriebskostenberechnung. –––––––––– Jedes industrielle Unternehmen, das heutzutage vorwärtskommen und konkurrenzfähig bleiben will, muß sich zur Herstellung seiner Erzeugnisse eine zweckentsprechende maschinelle Einrichtung und rationelle Arbeitsmethoden schaffen. In nur ganz seltenen Fällen ist die handwerksmäßige Herstellung eines Artikels rentabel; vielmehr kann nur noch mit Nutzen gearbeitet werden, wenn man die Fabrikation spezialisiert, den aufgenommenen Artikel als Massenartikel herstellt, so daß zur Anschaffung von teueren, aber hinsichtlich Leistung alles andere übertreffenden Spezialmaschinen übergegangen werden kann. Zu den Apparaten und Maschinen, die den Bearbeitungsprozeß eines Werkstückes beschlennigen, also verbilligen, gehören solche, die Preßluft als Treibmittel verwenden. Preßluftwerkzeuge findet man heutzutage in jedem nur einigermaßen modernen Betrieb. Man verwendet Preßluft zum Stemmen, Meißeln, Bohren, Einschneiden von Gewinden, Einwalzen von Siederohren und zum Nieten. Gerade beim Nieten lassen sich durch Verwendung von Preßluft als Treibmittel in der Nietmaschine bedeutende Vorteile erzielen. Nicht nur, daß sich stärkere Nieten, sofern man nicht mit den allerbescheidensten Ansprüchen an die Qualität der Niehtnaht vorlieb nimmt, überhaupt nur mit der Maschine und nicht mit der Hand herstellen lassen; man erzielt durch die Verwendung der Preßluftnietmaschine gegenüber der Handnietung auch ganz bedeutende Ersparnisse. Der praktische Vorteil, den die maschinelle Nietung gegenüber der Handnietung bietet, besteht in der Qualität der geleisteten Arbeit. Infolge des bei der Preßluftnietmaschine angewandten Kniehebelsystems wächst der Druck auf die zu bildende Niete genau entsprechend ihrem Widerstand. Der allmählich sich steigernde Druck bewirkt ein Stauchen des Nietschaftes, so daß die Bohrung stramm ausgefüllt wird. Eine auf diese Weise hergestellte Niete stellt sowohl die Reibung der Köpfe an den zusammengepreßten Blechen wie auch den Nietschaftquerschnitt einem Verschieben der Bleche entgegen. Man hat dabei nur den Nietstempel mit vollem Druck so lange auf dem gebildeten Kopf ruhen zu lassen, bis die Niete sich genügend abgekühlt und das Material wieder die nötige Festigkeit erlangt hat, um der Spannung der zusammengepreßten Bleche zu widerstehen. Fig. 1 veranschaulicht die druckverstärkende Wirkung des Kniehebelsystems. Der Druck auf den Kolben bleibt während des ganzen Kolbenweges konstant; bei gleichen Wegen des Preßluftkolbens werden die Stempelhübe immer kleiner, während die Stempeldrücke beständig wachsen, um in der Endstellung, also beim Schluß des Nietkopfes, den größten Wert zu erreichen. Der Arbeitsvorgang vollzieht sich dabei folgendermaßen: Der Druck auf den Kolben a (Fig. 2) wird durch die Kolbenstange b auf das den Stempel d bewegende Druckstück c und die Kreislenker und von diesen auf den Stempel d übertragen. Der Nietstempel drückt auf das Ende des gut angewärmten Nietschaftes, bildet aus diesem zunächst den Schließkopf und trifft dann auf die Bleche auf, wodurch diese zusammengepreßt werden. Der Nietschaft wird, wie bereits oben erwähnt, im Nietloch gestaucht, so daß er letzteres vollkommen ausfüllt und die Niete wird geschlossen. In der Schlußstellung läßt man die Maschine stehen, bis die Niete erkaltet ist. Schneidet man eine solche Nietung auf, so zeigt sich die Trennungsfuge zwischen Niete und Blech nur als ganz feiner Haarriß. Die Handhabung der Preßluftnietmaschine ist äußerst einfach. Die Steuerung geschieht mittels des Drehschiebers g (Fig. 2), der durch den Handhebel A (Fig. 3) betätigt wird. Bei Beginn der Nietarbeit wird zunächst die Entfernung der Döpper h und i durch Verdrehen des Stempels d für die jeweilige Blechstärke eingestellt, und zwar derart, daß bei der Schlußstellung des Kniehebels (vordere Endlage des Kolbens) die Entfernung zwischen den beiden Döpperkanten gleich ist der Summe der jeweils zu nietenden Blechstärken, vermindert um die Durchfederung des Bügels. Der Kolben wird nun in seine hintere Endstellung gebracht und die Niete in die Bleche eingeführt. Durch Drehen des Handhebels A nach vorn nimmt der Drehschieber eine derartige Stellung ein, daß er frische Preßluft in den Zylinder einströmen läßt, die den Kolben langsam nach vorwärts schiebt, worauf sich dann der oben beschriebene Arbeitsvorgang abspielt. Der Kniehebel muß beim Nieten stets bis zum Anschlag k (Fig. 3) vorgeschoben werden. Dreht man den Handhebel wieder zurück bis zur Mittelstellung, so wird zwischen der hinteren und vorderen Kolbenseite Verbindung hergestellt. Die Preßluft strömt nach der vorderen Kolbenseite über, bis Druckausgleich stattfindet. Durch Weiterdrehen des Hebels kann die Luft auf der hinteren Kolbenseite entwelchen, während diejenige vor dem Kolben diesen langsam nach rückwärts schiebt, bis er seine hintere Endlage erreicht hat. Das Spiel kann wieder von neuem beginnen; beim Vorwärtsdrehen des Hebels kann auch die Luft vor dem Kolben entwelchen. Als ortsfeste Maschinen werden die Nietmaschinen selten ausgeführt. Meistenteils sind sie mit einer einfachen Bügelaufhängung versehen, mittels der sie an einem Kran aufgehängt werden. Fig. 3 zeigt eine Maschine mit einfacher Bügelaufhängung, bei der die Lage des Werkstückes im allgemeinen der Lage des Bügels angepaßt werden muß. Kann das Werkstück nicht bewegt werden, ist also die Lage der Maschine jenem anzupassen, so wird die Nietmaschine mit Drehzapfenaufhängung (Fig. 4) oder mit Universal-Aufhängevorrichtung (Fig. 5) versehen. Textabbildung Bd. 327, S. 213 Fig. 1.a = Schubstange, b = Kreislenker, c = Druckhebel. Bei der Drehzapfenaufhängung kann die Maschine um ihre Längsachse in einem vollen Winkel gedreht werden. Bei einer Maschine mit Universal – Aufhängevorrichtung ist sowohl eine wagerechte wie eine senkrechte Verstellung möglich, so daß die Maschine beim Nieten in jede beliebige Lage gebracht werden kann. Handelt es sich um die Herstellung besonderer Apparate oder Teilen solcher, so werden dazu vorteilhaft Spezialmaschinen gebraucht. Fig. 6 und 7 zeigen z.B. eine Maschine zum Nieten von Gasbehältertassen. Charakteristisch an dieser Maschine ist die Ausbildung der unteren Bügelhälfte, deren Form vom Längsschnitt der Tasse und der Vorschrift der Festigkeit abhängig ist. Textabbildung Bd. 327, S. 214 Fig. 2. Eine Maschine zum Nieten von Feuerloch- und Fußringen an Lokomotiv- und Lokomobilkesseln veranschaulichen Fig. 8 und 9. Diese Maschine hat nur eine kleine Ausladung, etwa 120 bis 160 mm, und ist mit Drehzapfenaufhängung versehen. Ihre Lage zum Werkstück kann beliebig eingestellt werden. Es ist möglich, die Maschine so zu stellen, daß sich der Stempel in wagerechter Lage wie in Fig. 8 oder in senkrechter wie in Fig. 9 befindet; außerdem kann jede gewünschte Zwischenlage eingenommen werden. Textabbildung Bd. 327, S. 214 Fig. 3. Fig. 10 zeigt eine Maschine zum Einnieten der Flammrohre in Dampfkessel. Das Arbeiten mit diesen Maschinen an engen Stellen verbietet die Ausführung der Stempelführung wie bei den anderen Maschinen. Die beiden Bügelhälften sind durch ein Gelenk miteinander verbunden. Das Druckstück greift an der oberen Bügelhälfte an und drückt diese gegen die untere. Textabbildung Bd. 327, S. 214 Fig. 4. Gegenüber den hydraulischen Nietmaschinen besitzt die Preßluftnietmaschine folgende Vorzüge: Der Druck des Treibmittels beträgt bei dieser 6 bis 8 at gegenüber 50 bis 60 at des Preßwassers bei jener. Textabbildung Bd. 327, S. 215 Fig. 5. Infolgedessen sind die Verluste an aufgewandter Arbeit durch undichte Rohrleitungen nicht so groß wie bei hydraulischen Nietmaschinen. Das verbrauchte Treibmittel pufft frei in den Raum aus und braucht nicht wie bei der hydraulischen Maschine fortgeleitet zu werden. Textabbildung Bd. 327, S. 215 Fig. 6. Textabbildung Bd. 327, S. 215 Fig. 7. Dadurch wird die Anlage nicht nur billiger, sondern die Maschine wird auch beweglicher und somit verwendungsfähiger. Die Gefahr des Einfrierens des Treibmittels fällt ganz weg. Eine wesentliche Ersparnis im Treibmittelverbrauch gegenüber der hydraulischen Nietmaschine entsteht dadurch, daß infolge des Kniehebelsystems der Druck auf die Niete genau entsprechend ihrem Widerstand zunimmt, während bei der hydraulischen Maschine der Druck auf die Niete von Anfang bis Schluß der Nietung gleich bleibt. Auch kann noch der Hub des Stempels begrenzt werden, so daß mit einer großen Maschine auch kleine Nieten geschlossen werden können. Textabbildung Bd. 327, S. 215 Fig. 8. Welche Ersparnisse beim Nieten mit der Preßluftnietmaschine gegenüber der Handnietung erzielt werden können, zeigt nachstehende Betriebskostenberechnung. Textabbildung Bd. 327, S. 215 Fig. 9. Anlagekosten: 1 Preßluftnietmaschine, 2000 mm Ausladung,mit Drehzapfenaufhängung für 28 mm Nietenbei 75000 kg Enddruck M 4500 1 Luftkompressor von 1,25 cbm minutl. Saug-leistung, mit Zwischenvorgelege. Riemen,Regulator, Zwischenkühler und Fundament,auf 8 at komprimierend M 3300 Rohrleitung, Panzerschläuche M   450 –––––––––––––– Zusammen M 8250 Die Anschaffungskosten für Nietfeuer sind weggelassen, da sie beim Preßluftbetrieb ungefähr die gleichen sein dürften wie beim Handbetrieb. Betriebskosten: Für Abschreibung und Verzinsung 15 v. H.    von obiger Summe beträgt f. d. Tag bei    240 Arbeitstagen im Jahr M 5,20 Kraftbedarf des Kompressors inkl. Verlust in    Transmission und Vorgelege 10 PS, Kosten    der Stundenpferdestärke 4.5 Pf., angenom-    men die Anlage ist tägl. 7 Std. im Betrieb M 3,15 Bedienung drei Mann 15, – Kosten für Schmierung der Anlage, Ersatz    für Riemen, Schläuche und Schelleisen für    den Tag 2, – ––––––––––––– Zusammen M 25,35 Ist die Maschine 7 Std. täglich im Betrieb, so können mit derselben in dieser Zeit etwa 1100 Nieten von 28 mm ∅ hergestellt werden; demnach Kosten für 100 Nieten 25,35: 11 = ∾ 2,3 M. Kosten bei Handnietung: Tägliche Leistung einer Nietkolonne von 5 Mann = à M 4,5 etwa 350 Nieten von 28 mm ∅; also brauchen sie zu 1100 Nieten 3,14 Tage à M 22,5, demnach Ersparnis bei 1100 Nieten: M 70,65 – 25,35 = 45,30 M. Die Maschinenanlage macht sich also nach Herstellung von \frac{8250\,.\,1100}{45,3}=\,\sim\,200000 Nieten bezahlt; diese Nieten werden aber in \frac{200000}{1100}=\,\sim\,180 Arbeitstagen hergestellt. Textabbildung Bd. 327, S. 216 Fig. 10.