Hammer [2]

Hammer (hierzu Tafel »Mechanische Hämmer I u. II«), das bekannte, zum Schlagen dienende, aus dem Hammerkopf und Hammerstiel (Helm) bestehende Werkzeug. Der pyramidale Hammerkopf besteht gewöhnlich aus verstähltem Eisen oder Stahl, oft aus Holz, mitunter aus Blei, Kupfer, Horn oder Elfenbein und besitzt in der Regel zwei Schlagseiten (Bahnen), wovon die schmale, abgerundete Finne genannt wird; die eine Bahn ist oft durch eine Klaue (zum Ausziehen von Nägeln) oder eine Spitze (zum Einschlagen von Löchern, z. B. in Schiefer zum Dachdecken) ersetzt. Durch die mannigfaltige Größe und Form der Bahn (viereckig, rund-länglich, kugelig, konkav, rinnenförmig etc.) sowie durch sehr verschiedenes Gewicht des Kopfes entsteht eine große Verschiedenheit von Hämmern. Die Schmiedehämmer zur Bearbeitung von Eisen, Stahl und Kupfer werden mit Einer Hand geführt (Handhammer, Bankhammer, 1–3 kg schwer) oder mit beiden Händen geschwungen (Vorschlag-, Zuschlaghammer, 3–12 kg).

Zur Bearbeitung großer Stücke dienen mechanische Hämmer. Diese bestanden früher aus einem Hammerkopf mit Helm, der sich mit zwei horizontalen Zapfen zwischen zwei Ständern (Gerüst) in senkrechter Ebene wie ein Hebel auf und nieder bewegte (Hebelhämmer), und zwar durch Daumen an einer drehenden Welle (Daumenwelle), die den H. hoben, beim höchsten Stand aber losließen, so daß er frei auf den Amboß niederfallen konnte. Ein elastischer Balken (Reitel) über dem Gerüst begrenzte den Hub und schleuderte den H. durch seine Federkraft zurück. Bei Stirnhämmern greifen die Daumen am Hammerkopf selbst an, bei Brusthämmern (Aufwerfhämmern) seitwärts zwischen Kopf und Drehzapfen und bei Schwanzhämmern an einem über die Drehzapfen hinausgehenden Stück (Schwanz) des Helmes. Man hat die erstern am schwersten, bis 5000 kg Fallgewicht, mit geringer Geschwindigkeit (bis 100 Schläge in der Minute), die letztern von 25 kg Fallgewicht abwärts mit größter Geschwindigkeit (bis 400 Schläge in der Minute) gebaut. Da sie früher ausschließlich mit Wasserkraft betrieben wurden, so heißen sie auch Wasserhämmer. Zweckmäßiger bewegt sich der Hammerkopf (Bär, Klotz) vertikal im Rahmen (Vertikal- oder Rahmenhämmer), um jede beliebige Fallhöhe, also auch Wirkungsgröße, und bei jeder Stellung eine parallele Lage zwischen H. und Amboßbahn zu erzielen (Parallelhämmer). Das Hebemittel des Hammerkopfes ist entweder Dampf, eine Riementransmission oder ein Elektromotor (Dampfhämmer, Transmissionshämmer und elektrisch angetriebene Hämmer).

Schon Watt, der Erfinder der Dampfmaschine, hatte 1784 das Projekt eines Dampfhammers unter seinen Patenten, das nicht zur Ausführung gelangte, weil damals ein Bedürfnis nach dieser Werkzeugmaschine noch nicht bestand, und so gilt Nasmyth in Patricroft bei Manchester als der Erfinder des Dampfhammers, der 1839 Zeichnungen herstellte, nach denen 1842 zu Creusot in Frankreich der erste Dampfhammer gebaut wurde. Das Wesen dieses Dampfhammers besteht in der direkten Verbindung des Hammerklotzes mit der Kolbenstange eines vertikal darübergestellten Dampfzylinders, in den unten Wasserdampf eintritt. Dieser hebt den Kolben nebst Klotz, der dann infolge der Schwerkraft niederfällt; bis heute ist dieser Grundgedanke derselbe geblieben, trotzdem die Konstruktion der Dampfhämmer sonst fast alle Wandlungen der Dampfmaschine mitgemacht und sich den mannigfaltigsten Bedürfnissen angepaßt hat. Namentlich konstruiert man sie oft doppeltwirkend, d. h. mit Oberdampf, so daß auch beim Niedergang der Dampfdruck mitwirkt, und außerdem sind die verschiedensten Steuerungsmechanismen (Schieber-, Hahn-, Ventilsteuerung), sowohl mit der Hand als selbsttätig beweglich, zur Verwendung gekommen.

Ein Dampfhammer besteht demnach aus dem Hammerklotz mit H., dem Dampfzylinder mit Kolben und Kolbenstange zum Heben des Klotzes nebst dem Steuermechanismus, dem Amboß unter dem Hammer zum Tragen des Arbeitsstückes, aus dem Amboßstock oder der Schabotte (franz. chabotte) zur Aufnahme des Stoßes und dem Gestell zum Tragen des Dampfzylinders sowie der Führungen für den Hammerklotz. Die Umsteuerung, wodurch nicht nur der H. überhaupt in Tätigkeit gesetzt, sondern auch von dem kleinsten, kaum bemerkbaren bis zu dem schwersten Schlag reguliert wird, findet mittels eines Steuerhebels durch die Hand eines Arbeiters statt, der sich auf dem Wärterstand aufhält. Nur wenn der H. zur höchsten Stellung emporsteigt, verschließt er selbst die Zuströmung, indem er gegen einen Hebel stößt, der die notwendige Umsteuerung bewirkt. Die Gewalt des Schlages richtet sich nach dem Gewicht der fallenden Masse und der Fallhöhe. Das Gewicht wechselt von 75–80,000 kg, die Fallhöhe zwischen 0,8 und 5 m.

Ein H. bei Krupp in Essen z. B. hat ein Fallgewicht von 50,000 kg und eine Fallhöhe von 3 m und entwickelt demnach bei einem Schlag eine Wirkung von 150,000 Kilogrammeter. Ein andrer in Creusot besitzt ein Fallgewicht von 80,000 kg und eine Fallhöhe von 5 m und demnach eine Schlagwirkung von 400,000 Kilogrammeter. Seine Schabotte hat ein Gewicht von fast 800,000 kg, und sein Gesamtgewicht beträgt 1,280,000 kg. Vier Krane, die zusammen 460,000 kg zu heben und beliebig zu wenden, zu drehen etc. vermögen, stehen zur Bedienung um den 18,5 m hohen und 12 m weiten H. Die Ventilsteuerung wird durch die Hand vorgenommen. Die ganze Hammeranlage mit sechs Bessemerbirnen und vier Glühöfen kostet 3 Mill. Frank. Der größte, aber wieder abgebrochene H. der Welt war ein Dampfhammer der Bethlehem Iron Company in Pennsylvanien, dessen Fallgewicht 113,4 Ton., also 113,400 kg betrug mit einer Maximalfallhöhe von 6 m, also einer Schlaggewalt von 680,400 Kilogrammeter. Kleinere Dampfhämmer sind unentbehrlich bei Herstellung kleinerer Arbeitsstücke, z. B. zur Massenfabrikation, für diesen Zweck aber so zu konstruieren, daß ihre Anwendung zwischen sehr weiten Grenzen, d. h. mit kleiner und großer Schlaggewalt und Geschwindigkeit (Anzahl von Schlägen), möglich ist. Diesen Bedingungen genügt in hervorragender Weise der in Fig. 5 der Tafel I im Vertikalschnitt dargestellte H. von Eulenburg und Wintersbach in Mülheim a. Rh., der demgemäß eine schnelle Verbreitung namentlich für Gesenkarbeit in der Fabrikation von Scheren, Meißeln, Waffen, Nähmaschinen, landwirtschaftlichen Geräten etc. gefunden hat. Ausgeführt wird dieser Universalhammer für Fallgewichte von 50–1500 kg, auch für Druckluftbetrieb.

Hauptsächlich um die Dampfhämmer mit großer Stabilität zu versehen, d. h. ihren Schwerpunkt tief zu legen, sind mancherlei Systeme in Vorschlag und Ausführung gebracht. Bei Morrisons H. liegt der Zylinder vor den Ständern und das Fallgewicht zum größten Teil in einer sehr dicken Kolbenstange, die auch im Zylinderdeckel eine Stoffbüchsenführung hat, wodurch eine Führung des Hammerklotzes entbehrlich wird. Bei Daelen ist eine dicke Kolbenstange ohne eine zweite Stopfbüchsenführung und außerdem die Anordnung mit Oberdampf vorhanden. Das Morrisonsche System hat sich besonders für kleine Dampfhämmer bewährt, die ein leichtes, einseitiges Gestell besitzen und wegen ihrer großen Bequemlichkeit zum Schmieden kleinerer Gegenstände außerordentlich in Aufnahme gekommen sind. Der Compound-Dampfhammer von Reinecker besitzt zwei Zylinder übereinander. Während die großen Hämmer nur wenig Schläge (50–100 in der Minute) machen, steigert sich die Zahl der Schläge bei den kleinsten Hämmern mit 75 kg Fallgewicht auf 400–500 in der Minute (Schnellhämmer).

Der große Vorteil, den die Vertikalhämmer darbieten, war Veranlassung, kleinere Hämmer von Transmissionen aus in Tätigkeit zu setzen und zwar vermittelst Hebedaumen, wie bei gewöhnlichen Stampfen (Daumenhämmer), Kurbeln mit eingeschalteten Federn oder Luftkissen (Federhämmer, Lufthämmer), Reibungsrädern (Reib- oder Friktionshämmer) und Luftdruck (pneumatische Hämmer). Nach dem Prinzip der Gasmotoren hat man seit 1885 für kleinere Betriebe, in denen Dampfkraft nicht zur Verfügung steht, Gashämmer nach Art der Dampfhämmer gebaut, die aber nicht zur ausgedehnten Verwendung gekommen sind. Sehr beliebt sind für kleine Schmiedestücke (Schraubenbolzen, Muttern, Niete etc.) die Tritthämmer.

Fig. 1 der Tafel I zeigt einen Tritthammer. Man erkennt in A den H., der mit dem Stiel B um die Achse a schwingt, in F einen Fußtritt, der durch b c mit a verbunden ist, und in G eine unter der Decke angebrachte Holzfeder, die durch die Zugstange d mit Schraubenhülse H ihre Verbindung mit B erhält.

Bei dem Reibhammer (Fallhammer, Fig. 2) wird der an einem Lineal g hängende H. a dadurch gehoben, daß das Lineal zwischen zwei Reibrollen b, b durchgeht, die von zwei Riemenscheiben S aus in der Pfeilrichtung gedreht werden. Eine dieser Rollen liegt fest, während die andre (linke) eine exzentrische Lagerung hat, in der sie vermittelst des Hebels c, der Zugstange d und des Handhebels e durch Drehung so gegen das Lineal gepreßt wird, daß die erforderliche Reibung entsteht, um den H. zu heben. Mit dem Hebel e kann der H. vollständig regiert werden, da die Hubhöhe von der Zeit der Rollendrehung abhängt und die Rollen zugleich als Bremse die Fallgeschwindigkeit regeln. Zur Vermeidung der schnellen Abnutzung des Lineals g ist dieses aus drei Schichten zusammengeleimt, mit einer großen Menge Löcher durchbohrt, in die Hirnholzpflöcke eingeleimt sind. Die Hubbegrenzung erfolgt durch Anstoßen des Hammers gegen den auf d sitzenden Klotz f. Dieser H. wird vielfach durch einen Elektromotor angetrieben, der in den Fuß eingebaut ist und eine Welle mit Riemenscheiben umtreibt, von denen die Riemen direkt auf die Scheiben S geführt werden.

Der Luftdruckhammer (Fig. 3) von Breuer u. Schumacher in Kalk wird von einer Transmission mittels der Riemenscheibe k, der Kurbelscheibe k und der Kolbenstange a angetrieben. An der Kolbenstange a sitzt in dem Zylinder C ein Kolben, der sich mit a auf und ab bewegt. In dem untern Teil des Zylinders befindet sich ein Kolben mit dem H. h. Zwischen beiden Kolben bleibt ein entsprechender Luftraum, der durch einen Hahn bei v mit der Außenluft in Verbindung zu setzen ist. Ist der Hahn v geschlossen, so entsteht beim Aufwärtsbewegen des Treibkolbens in dem Zwischenraum eine Luftverdünnung, die cm Heben des Hammers zur Folge hat, der dann bei der Abwärtsbewegung des Treibkolbens kräftig zur Schlagwirkung gelangt. Bei geöffnetem Hahn bleibt der H. liegen. Durch geringeres oder stärkeres Öffnen des Hahnes kann man die Stärke der Schläge genau regeln und mittels des Handhebels m und des Riemenführers n den Riemen auf die Festscheibe f zum Antreiben oder die Losscheibe l zum Ausrücken bringen. Dieser H. wird in sehr verschiedenen Größen ausgeführt, auch als Schnellhammer bis 450 Schläge in der Minute, und dient hauptsächlich als Schmiede-, Spann- und Richthammer für Eisen-, Kessel- und Kupferschmiede.

Bei dem Gashammer (Fig. 4) ruht auf dem Gestell G der Zylinder C, in den durch die Öffnung a ein Gemisch von Gas und atmosphärischer Luft eingeführt und durch eine Flamme n entzündet und zur Explosion gebracht wird. Der mit dem Hammerkopf A durch eine Stange verbundene Kolben B schleudert bei jeder Explosion den H. auf den Amboß V, während die zwischen Kolben und Stangenführung angebrachte Doppelspiralfeder F den H. hebt. Die mit dem Handhebel H verbundene Stange K dient zur Regulierung der Schläge, indem der Hebel i einen mit Ventilen versehenen Kolben m in Bewegung setzt, der bei seiner Aufwärtsbewegung das Gasgemisch ansaugt, das den Raum zwischen B und in füllt. Befindet sich m in der gezeichneten Stellung, so wird durch einen von der Stange K bewegten Keil die Zündflamme freigelegt und die Explosion veranlaßt. Senkt man sodann den Hebel H, so wird die Flamme wieder abgesperrt, der Kolben m von dem Hebel i gesenkt und die Öffnung u für den Austritt der Verbrennungsprodukte frei, die nun durch Hebung des Arbeitskolbens B vermittelst der Feder F durch die Ventile in m und ein Rohr an u aus dem Zylinder hinausgepreßt werden. Zur Änderung der Schlagstärke dient eine Einrichtung, die während oder unmittelbar nach der Explosion den Eintritt des Gemisches in einen größern Raum Z im Innern des Gestelles gestattet. Hierzu ist an der Seite des Zylinders ein Rohr angebracht, das oben in den Zylinder C, unten in den Hohlraum Z eintritt und mit einem Ventil versehen ist, das durch den Handhebel N regiert wird. Bei einem Hammergewicht von 36 kg, einer Fallhöhe von 152 mm und 180 mm Zylinderdurchmesser betrug der Verbrauch an Leuchtgas für 100 Schläge nur 30 Lit., wobei jedem Schlag ein Arbeitsvermögen von 56 mkg innewohnt.

Fig. 5 zeigt den Dampfhammer von Eulenburg u. Wintersbach. Man erkennt in a den Hammerklotz, b den Hammerstiel, c den Kolben im Dampfzylinder C mit Schiebersteuerung bei d, in f f die Führung für den Klotz an dem Gestell, das seitwärts des Ambosses A mit der Schabotte B verbunden und an dem obern Teil zum Tragen des Zylinders etc. ausgebildet ist. Der Dampf tritt durch das Rohr e in den Schieberkasten d und von hier je nach der Schieberstellung wie bei einer gewöhnlichen Dampfmaschine über und unter den Kolben c (Dampfhammer mit Oberdampf). Der Schieber i hat nach unten einen Zylinderansatz t, auf den der Dampf derart wirkt, daß der Schieber stets nach unten, also in eine Stellung gedrückt wird, bei welcher der Dampf über den Kolben tritt, also den Hammer abwärts bewegt. Die untere Schieberstellung gibt somit die Größe der Einströmung, und die Wirkung des Dampfes wird durch einen Schiebkeil, auf den die Schieberstange sich aufsetzt, mit Handgriff g geregelt. Die Umsteuerung erfolgt durch den Hebel n, gegen den die am Hammerklotz sitzende Rolle r wirkt, so daß im Augenblick des Aufschlagens der Schieber i nach oben rückt und der Dampf unter den Kolben gelangt. Der Ruhezustand wird durch einen Hebel h erhalten, indem dieser, durch eine Spiralfeder angezogen, mit dem obern Teil gegen einen Vorsprung von t tritt und die Abwärtsbewegung des Schiebers verhindert, und zwar in einer Stellung, die so viel Dampf in den Zylinder treten läßt, daß der H. in der höchsten Stellung beharrt. Die Auslösung dieses Hebels hat ein sofortiges Arbeiten des Hammers zur Folge und wird in sehr zweckmäßiger Weise mittels eines Fußtritts m bewirkt, der durch Zugstangen und Hebel mit h verbunden ist und von dem Arbeiter in Tätigkeit gesetzt wird, der dadurch ohne Beihilfe eines zweiten den H. vollständig in seiner Gewalt hat, da dessen Tätigkeit sofort aufhört, wenn der Tritt m freigegeben wird. Als Prellung dient die Spiralfeder F und zum Öffnen und Schließen der Dampfleitung der Hebel k.

Fig. 6 zeigt einen Dampfhammer von ebenso einfacher wie praktischer Anordnung von Breuer, Schumacher u. Komp. in Kalk nach dem System Daelen mit Oberdampf für Bärgewichte von 75–1000 kg. Der Hammerklotz K gleitet zwischen Führungen F an zwei das Gestell bildenden Ständern G, G, die oben den Dampfzylinder C tragen, dessen Kolben durch die dicke Kolbenstange S mit dem Klotz K verbunden ist. Die Schabotte A mit Amboß geht durch die Fundamentplatte P und steht auf einem besondern Holzfundament schräg zu den Ständern, um Arbeitsstücke jeder Länge schmieden zu können. Die Dampfeinströmung erfolgt bei D entweder vom Hammerbär aus selbsttätig durch Anstoßen an einen säbelartig gebogenen, zwischen den Ständern liegenden Hebel oder auch von der Hand durch den Hebel H.

Besonders bemerkenswert ist die Ausstellung der Dampfhämmer (Brückenhammer) der Märkischen Maschinenbau-Anstalt in Wetter a. d. Ruhr mit einem Bärgewicht von 1250–12,000 kg bei einer Fallhöhe von 2,4 m, indem der Dampfzylinder C von zwei Ständern G, G mit Führungen für den Hammerklotz K getragen wird, die auf der Blechbrücke B stehen, die auf vier Säulen S S ruht (Tafel II). Die Schabotte a ist aus mehreren Gußstücken zusammengesetzt und trägt den Amboß b. Die gußeisernen Fußplatten c, die durch Queranker d gegenseitig versteift sind, tragen den schmiedeeisernen Unterbau des Hammers; e ist eine Lage von Holzbohlen, f sind Quadersteine, das übrige Fundament g besteht aus Ziegelmauerwerk, h sind Einsteigkanäle, durch die man zu den Fundamentankern i gelangt.

In der germanischen Mythologie ist der H. das Attribut des Gewittergottes Donar und heißt als solches Donner- oder Blitzhammer, Donneraxt. Da Donar aber zugleich als Hort des Landes und Schützer der Rechtsgeschäfte verehrt wurde, so diente der H. auch vielfach als Symbol und war ein heiliges Gerät, durch dessen Wurf z. B. das Recht auf Grund und Boden oder andre Befugnisse bestimmt werden konnten (vgl. Hammerwurf). Mit dem H. wurden bei den Skandinaviern Becher geweiht; durch ihn, als das Symbol des Gewitters und somit der Fruchtbarkeit, geschah die Brautweihe (vgl. Hammerweihe und Hammerwurf). In Obersachsen wurde durch einen herumgetragenen H. Gericht angesagt, und noch heute geschieht ein öffentliches Ausgebot von Gegenständen unter dem Zeichen des Hammers, der durch Aufschlagen den Meistbietenden in den Besitz der Sache symbolisch einweist (daher die Redensart »unter den H. kommen«, soviel wie öffentlich versteigert werden). Auch bei den Freimaurern spielt der H. als Zeichen der Autorität eine Rolle. Eine ähnliche symbolische Bedeutung hat er in Rom, wo die Päpste die Jubeljahre (s. d.) durch Hammerschläge auf die vermauerte Pforte von St. Peter eröffnen. Für das Jubeljahr 1550 wurde zum Gebrauch des Papstes Julius III. ein kostbarer Jubiläumshammer angefertigt (s. Tafel »Goldschmiedekunst«, Fig. 2, mit Text). Bei Grundsteinlegungen von Denkmälern und öffentlichen Gebäuden bedient man sich gleichfalls eines Hammers, mit dem der Bauherr und andre hervorragende Personen drei von Sprüchen begleitete Schläge tun (vgl. Goethes »Wahlverwandtschaften«, 1. Teil, 9. Kapitel).