Sternstunden des Kraftmaschinenbaus

[Mechanikus]

Liebes Forum,
mir kam vorhin bei der Konservierug eines regelrechten Artefaktes eine Idee. Wir alle hier schaudern uns gerne mal bei der Betrachtung der Einträge in der "Hitliste der schockierendsten Zustände" und bei anderen Gelegenheiten, wo mal wieder Murks abgeliefert wurde. Leider selten ist der Ausgleich, also eine Rubrik, wo exzellenter Maschinenbau und feine technische Lösungen vorgestellt werden, sodaß sich Auge und Seele daran erfreuen können. Darum möchte ich jetzt hier Maßnahmen ergreifen und hoffe auf rege Anteilnahme.

Vor bald zwanzig Jahren habe ich eine alte Schraube aus dem Schrott gerettet. Vor kurzem bin ich im Rahmen technikgeschichtlicher Recherche wieder über dieses unscheinbare Detail gestolpert und habe selbst nicht schlecht gestaunt.
Es handelt sich hier um eine der ältesten Normschrauben überhaupt, darüber hinaus war sie ca. 165 Jahre vor Ort bis sie ausgetauscht werden mußte.
Hergestellt wurde sie 1841 von der damals höchst angesehenen Maschinenfabrik John Penn & Son aus Greenwich und war in einer Schiffsdampfmaschine eingebaut, die heute noch im Raddampfer DIESBAR in Dresden ihren Dienst verrichtet (mein heutiger Arbeitsplatz). Bemerkenswert ist, außer der Tatsache, daß die Schraube so dermaßen lange gehalten hat, daß sie bereits nach Whitworth-Gewindenorm gefertigt ist. Joseph Whitworth brachte seine fertig entwickelte Norm gerade erst 1841 an die Öffentlichkeit, da setzte John Penn, den er aus der Arbeit beim Institution of Mechanical Engineers kannte, diese fortschrittliche Idee als einer der Ersten (vielleicht auch als Erster?) um. Diese unscheinbare Schraube ist also ein großes Stück Technikgeschichte. Aus heutiger Sicht besticht neben den Gebrauchsspuren, die trotz allem für eine stets pflegliche Behandlung sprechen, weiterhin die feine, handwerkliche Verarbeitung und das hervorragende Finish, was damals freilich nicht nur bei Penn selbstverständlich war. Es ist mir einfach wichtig, Euch soetwas nicht vorzuenthalten.
Das letzte Bild zeigt die Herren Penn und Whitworth gemeinsam. Das Bild stammt aus der Onlineausstellung des Londoner Sience-Museums, übrigens sehr empfehlenswert.

[Ysengrin]

Sehr schöne Idee! Aber bitte noch ein paar Infos zu der Schraube: Woher weißt Du, dass sie von John Penn ist? Was bedeutet die Aufschrift "LS"? Warum der eigenwillige, außermittige Kopf? Ist der Kopf angelötet oder sieht das nur so aus?

[Jürgen Stiehl]

Das ist eine gute Idee.
Zu Zeiten meiner ES 150 habe ich immer, wenn jemand von einer von Marketingfritzen gehypeten Bude wie Zollverein in Essen sprach, auf den Motor der ES hingewiesen.
Mit seinen Wurzeln in den 30er Jahren, den vielen Kopien aus aller Herren Länder, ist er ein wahres Weltkulturerbe.

[starke136]

Wenn wir schon bei Sternstunden und Motoren sind,
würde ich noch die alten Reihensechs- und Achtzylinder von BMW in den Raum werfen im PKW.

Sowie die japanischen Vierzylinder in Motorrädern, dabei denke ich vorallem an Honda und die CB/CBR Baureihen.

[Ysengrin]

Mag alles sein, aber dann zeigt mal Fotos, erläutert Details und Hintergründe.

Wenn hier jeder nur ein paar Schlagworte in den Ring wirft, ist der Thread in 3 Tagen tot.

[Mechanikus]

Sehr schöne Idee! Aber bitte noch ein paar Infos zu der Schraube: Woher weißt Du, dass sie von John Penn ist? Was bedeutet die Aufschrift "LS"? Warum der eigenwillige, außermittige Kopf? Ist der Kopf angelötet oder sieht das nur so aus?

Ah, es gibt Interesse am Detail. Das freut mich sehr. Die Schraube kann der John Penn Maschinenfabrik anhand der verwendeten Schlagzahlen und aufgrund der Tatsache zugeschrieben werden, daß die gesamte Baugruppe, die sie zusammehielt, nachweislich aus dem Baujahr der Maschine stammt. Theoretisch hätte sie ja auch schon früher einmal ausgetauscht sein können. Diese Schrauben erkennt man aber sehr leicht. Die Nachfertigungen aus späteren Epochen weisen bei näherer Betrachtung immer auch auf ihre Entstehungszeit. Handgefertigte Schrauben der Nachkriegszeit bis etwa 2000 fallen sofort durch ihre Grobschlächtigkeit auf. Bis in die 30er Jahre dominierte saubere Handwerksarbeit, die jedoch nicht das Finish der frühen Industrialisierung erreicht. Einzig die Reparaturteile der früheren Schiffswerft Dresden Blasewitz aus den 1860er bis 90er Jahren sind von derselben Qualität wie die
Penn'schen Originale. Man kann diese aber gut am abweichenden Schriftbild der Schlagstempel ausmachen. So kann man mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit von original Penn'scher Provinienz ausgehen. Falls der Gedanke aufkommt: Zulieferteile sind es mit fast absoluter Sicherheit nicht. Es galt als äußerst unseriös oder unschicklich eine Maschine abzuliefern, an der die Fabrik nicht alles bis zur letzten Schraube selbst erzeugt hat. Bestenfalls ließ man große Schmiede- oder Gußstücke auswärts fertigen, aber mindestens die Bearbeitung und erst recht die Kleinteile entstanden unter der Fuchtel des Chefs persönlich. Ein kleines Restrisiko für Zulieferteile besteht dennoch. Aufgrund der extrem kurzen Zeitspanne zwischen der Vorstellung der ersten Gewindenorm und der Herstellung dieser Schraube könnte sie möglicherweise, wenn auch eher unwahrscheinlich, bei Whitworth direkt gefertigt worden sein. Allerdings kannte Penn die Ideen Whitworths sicherlich schon vor der Veröffentlichung.
Was die Schraubenkennung aussagt: Stand der Technik im damaligen Maschinenbau war, jede einzelne Schraube, jeden Bolzen nach einem logischen System zu kennzeichnen und ihm damit den vom Konstrukteur vorgesehenen Platz zuzuweisen. Dieses traditionelle Prinzip wurde auch bis teilweise in die 30er Jahre des 20. Jahrhunderts weiter beibehalten, obwohl zumindest die kleinen Schrauben austauschbar gewesen wären. Konkret sagt die Kennung "4-LS" Die Schraube ist nicht in der Peripherie des Backbordzylinders (L), auch nicht in der des Steuerbordzylinders (S), sondern mittig am Zylinder der Kondensatpumpe zu verorten. Da ist es dann die 4. Schraube von links am Zylinderdeckelflansch.
Hier erklärt sich auch die eigenartige Form der Hammerköpfe. Man scheute sich zu dieser Zeit noch, Stehbolzen am Zylinderflansch einzusetzen. Vermutlich gab es Vorbehalte gegenüber etwaiger Kerbwirkung an den Gewindeausläufen. Dieses Thema wurde damals noch in der Fachwelt diskutiert und so baute man recht umständlich lieber solche
Hammerkopfschrauben ein. Die Köpfe befanden sich dann notgedrungen asymmetrisch der Zylinderwand abgewandt. Die Schrauben sind aus Schmiedeeisen und selbstverständlich aus einem Stück geschmiedet und dann in Form gefeilt und in Bimssteinpulver poliert. Man sieht keinen einzigen Feilstrich.

-- Hinzugefügt: 9. Juli 2025 10:22 --

Wenn wir schon bei Sternstunden und Motoren sind,
würde ich noch die alten Reihensechs- und Achtzylinder von BMW in den Raum werfen im PKW.

Sowie die japanischen Vierzylinder in Motorrädern, dabei denke ich vorallem an Honda und die CB/CBR Baureihen.

Prima, dann arbeite doch mal eine kleine Vorstellung aus. Das interessiert sicherlich Viele.

[der janne]

Wenn wir schon bei Sternstunden und Motoren sind,
würde ich noch die alten Reihensechs- und Achtzylinder von BMW in den Raum werfen im PKW.

Sowie die japanischen Vierzylinder in Motorrädern, dabei denke ich vorallem an Honda und die CB/CBR Baureihen.

Das ist in sich kalter Kaffee, das war und ist zwar kult,aber keine Sternstunde,sorry.
Schnöde Massenprodukte.

Der L60 Motor von DKW mit der Ladepumpe ust etwas hochinteressante, oder der 6 Liter V16 von Auto Union, das war noch etwas, alles am Zeichenbrett entwickelt und auf Grund der Stückzahlen noch handgefertigt

[Ysengrin]

@Mechanikus: Danke für die ausführliche Beschreibung! Jetzt hab ich erst verstanden, dass das eine Hammerkopfschraube ist, die irgendwo eingehängt/eingesetzt wird.

[motorradfahrerwill]

Wenn das Schraubengewinde gefeilt ist wie wurde das dann in der Mutter hergestellt?
Und hatten die in der Firma auch einen eigenen Feilenhauer?

[Mechanikus]

Wenn das Schraubengewinde gefeilt ist wie wurde das dann in der Mutter hergestellt?
Und hatten die in der Firma auch einen eigenen Feilenhauer?

Nein. Das Gewinde selbst ist bei solch alten Schrauben meist gestrehlt, also quasi auf einer alten Drehbank, damals noch ohne Vorschub, gewissermaßen gedrechselt, das trifft es wohl am Ehesten. Darauf deuten auch die Zentrierbohrungen an den Enden der Schraube hin. Natürlich gab es damals aber auch schon Schneideisen. Ob es bei Penn Feilenhauer gab, läßt sich nur schwer sagen. Sicher wurde es aber zu Ausbildungszwecken oder für Spezialanwendungen gemacht. Immerhin war zu dieser Zeit die Feile noch das wichtigste Werkzeug. Es gab sogar gerundete Feilen, um Zylinder innen bearbeiten zu können. Die Mutterngewinde wurden mit Gewindebohrern hergestellt. Speziagewinde und nicht genormte Muttern wurden im Mutterngewinde fertig gedreht und dann die Mutter als Prüfkaliber für die herzustellende Schraube benutzt. Am Ende war jede Schraube ein individuelles Produkt. Hier setzte dann Whitworth mit seiner Norm an.

[starke136]

Ich finde Massenproduktion können durchaus auch eine Sternstunde sein.

Ein gutes bewährtes technisch ausgereiftes Produkt eignet sich doch besonders als Massenprodukt. Das muss ja nichts schlechtes heißen 😁

[Fit]

Wenn wir schon bei Sternstunden und Motoren sind,
würde ich noch die alten Reihensechs- und Achtzylinder von BMW in den Raum werfen im PKW.

Sowie die japanischen Vierzylinder in Motorrädern, dabei denke ich vorallem an Honda und die CB/CBR Baureihen.

Das ist in sich kalter Kaffee, das war und ist zwar kult,aber keine Sternstunde,sorry.
Schnöde Massenprodukte.

Der L60 Motor von DKW mit der Ladepumpe ust etwas hochinteressante, oder der 6 Liter V16 von Auto Union, das war noch etwas, alles am Zeichenbrett entwickelt und auf Grund der Stückzahlen noch handgefertigt

Veto rufe ich Veto....ich gehe da mit starke136 konform. (Ich schreibe nur diesen Beitrag, da OT)

Wenig Handarbeit, aber dennoch einen Sternstunde..

Klick



PS: Linkhinweis: https://c7.alamy.com

[berndy]

Naja, ohne Herrn Whitworths Idee Schrauben zu normieren, wären viele Sachen und Fahrzeuge nur unter hohen Kosten herstellbar. Jeder Hersteller müsste für teuren Arbeitslohn jede Schraube einzeln herstellen. Deswegen sehe ich da schon eine Sternstunde drin. Auch wenn die Idee aus heutiger Sicht naheliegend ist, man muss sie erstmal haben und umsetzen.

[FrankfurterJung]

Das sind die Beiträge wofür ich dieses Forum so gerne mag (auch wenn ich seit einigen Monaten keine MZ mehr habe )

Ein faszinierendes kleines Stück Geschichte hast Du da ausgegraben. Mit der Diesbar würde ich zu gern mal mitfahren.
Ohne Herrn Whitworths Normung wäre die Entwicklung von Geräten jeder Art vermutlich deutlich langsamer verlaufen bis irgendjemand anders dann eine solche Normung entwickelt hätte.
Die Welt bestand in den 1840er Jahren auch noch aus deutlich weniger Schrauben als heute...
Vielleicht eine blöde Frage - aber wie hat man diese Schraube denn angezogen? Mit einem speziell geformten Schraubenschlüssel? Sonst kann man ja nur die beiden schmalen Seiten des Schraubenkopfs packen?

viele Grüße,
Victor

[Mechanikus]

Die Schraube hält am Einbauort durch Formschluß (direkt an der Zylinderwand). Angezogen wird nur die Mutter, was man der ja nach den vielen Jahren auch deutlich ansieht.

[Guzzi44]

Hallo Mechanikus!
Ein sehr informativer Beitrag! Den sollten sich mal die Leute aufmerksam durchlesen, die meinen, Schraube sei Schraube. Man muß kein Ingenieur sein, um dieses umfangreiche Thema komplett zu verstehen, ein gewisses Grundwissen ist jedoch nicht verkehrt, wenn man am fahrbaren Untersatz schraubt. Da gibt es nämlich unterschiedliche Festigkeitsklassen, die man für den jeweiligen Zweck beachten sollte! Aber das werden wohl die Meisten wissen.
Jetzt der Anlass zu diesem Beitrag: Mich würden die Maße der Schraube interessieren: Der Durchmesser und die Gewindesteigung in Zoll. (Metrisch gab es damals ja wohl noch nicht. Das haben die Franzosen eingeführt.) Ich halte übrigens das metrische System für viel logischer, die Amerikaner und ein paar Entwicklungsländer halten bis heute am zölligen System fest. Selbst die Japaner und Chinesen richten sich heute nach dem metrischen System, die Engländer haben sich vor ein paar Jahren umgestellt. Dennoch war es für die damalige Zeit ein enormer Fortschritt.
MfG Guzzi44

[Greif]

Liebes Forum, mir kam vorhin bei der Konservierug eines regelrechten Artefaktes.. also eine Rubrik, wo exzellenter Maschinenbau und feine technische Lösungen vorgestellt werden, sodaß sich Auge und Seele daran erfreuen können...

klare Ansage und sehr gute Idee, was Mechanikus mir bisher bewiesen hat, ist gutes Fachwissen, gutes Handwerk und Interesse an bewährter Technik. Ich habe einige Erfahrungen mit Dampfturbinen in Kraftwerken sammeln dürfen, tatsächlich ist die Idee zur Technik, Steuerung, Lagerung , Hydraulik usw. über 130 Jahre alt und hat sich kaum verbessern lassen, also bleiben wir mal beim Thema KRAFTMASCHINENBAU

[Mechanikus]

Hallo Mechanikus!
...
Jetzt der Anlass zu diesem Beitrag: Mich würden die Maße der Schraube interessieren: Der Durchmesser und die Gewindesteigung in Zoll.

MfG Guzzi44

Diese Frage machte mich stutzig. Guzzi44, Du bist ein sehr guter Beobachter, soviel schonmal vorweg.
Ich ging also mit Gewindelehre und Meßschieber hin und wollte nur nochmal bestätigen, daß die Schraube 3/4 Zoll Gewinde trägt... So zumindest der Anschein. Daß die Messung nicht so ganz genau werden würde, dachte ich, weil die Schraube im unteren Gewindebereich schon etwas gestreckt war.
Doch dann: 18,3 mm Durchmesser. Hm. Da fehlt aber schon noch bisschen was zu den 19,05 mm vom 3/4" Gewinde. So ausgeleiert ist sie nun nicht. Nächste Überraschung: 8 Gang/Zoll statt 10 Gang. Na hoppla. Das hatte ich nicht erwartet. Da aber alle (noch original vorhandenen) Zylinderdeckelschrauben dieses Gewinde haben (die Muttern sind untereinander tauschbar und im übrigen auch nicht gestempelt), ist es also (hiermit bewiesen) aus der Zeit vor der Einführung der Whitworth'schen Gewindenorm und somit definitiv von 1841, dem Baujahr der Maschine. Weitere Forschungen könnten nun klären, ob es sich um einen älteren Vorschlag der Normung von Whitworth oder um ein eigenes Gewinde von Penn oder (nicht unwahrscheinlich) Maudslay handelt.

-- Hinzugefügt: 10. Juli 2025 21:12 --

Nachtrag: Soeben habe ich nachgelesen, daß die Festlegung des Flankenwinkels von 55° am Gewinde auf Whitworth zurückgeht. Da diese Kenngröße an der Schraube vorhanden ist, handelt es sich also um einen unveröffentlichten, älteren Normungsvorschlag von Joseph Whitworth.