Die im Jahre 1784 durch Cort erfundene Stahlerzeugung durch das Puddelverfahren erforderte keine maschinentechnischen Hilfsmittel, führte daher auch zu keiner weiteren Entwickelung dieser Mittel. Eine großzügige Gestaltung erhielt die Stahlerzeugung erst durch das Verfahren von Bessemer, das von diesem im Jahre 1855 erfunden wurde, und das nach Einführung der basischen Auskleidung durch Thomas und Gilchist im Jahre 1878 auch in Deutschland sich allgemein einbürgerte. Die Anforderungen, welche das Bessemerverfahren an die Transportmittel stellt, werden sofort erkennbar, wenn man die Anordnung eines Bessemerwerks sich vor Augen hält.

Fig. 51 (entnommen aus Frölich S. 25) stellt einen Schnitt durch das Bessemerwerk der Gutenhoffnungshütte dar. Man erblickt rechts die drehbare Birne, die ausgezogen in der Blasstellung, gestrichelt in der Gießstellung gezeichnet ist. Die Zufuhr des flüssigen Roheisens zur Birne wird durch fahrbare Gießkübel auf dem Geleis der Roheisenbühne bewirkt. In der Mitte der Halle ist das Geleis für den Gießkran angeordnet, in dessen Kübel die Birne nach Beendigung des Prozesses den flüssigen Stahl ausgießt. Unbedingtes Erfordernis für die erfolgreiche Durchführung des Verfahrens sind rasch arbeitende und betriebssichere Gießkrane. Die Stahlwerks-Gießkrane haben mannigfache Wandlungen durchgemacht; ihre Gestaltung war maßgebend für die Anordnung des Stahlwerks.

Neben schneller und sicherer Bewegung des Gießkübels in lotrechter und wagrechter Richtung sind größte Einfachheit und Unempfindlichkeit gegen Staub unerläßliche Betriebsbedingungen für Gießkrane. Der Dampfbetrieb mit seinen mehrfachen Getrieben und seiner umständlichen Bedienung ist für diesen Zweck kaum geeignet.

Um so mehr kam der einfache und sichere Druckwasserantrieb den Anforderungen des Stahlwerkbetriebs entgegen.

Den Vorläufer des Druckwasserkrans bildet die hydraulische Presse, die von Bramah im Jahre 1796 erfunden wurde. Aus dem Jahre 1826 liegt eine Veröffentlichung vor, aus welcher hervorgeht, daß Bramah bereits einen Kran mit Druckwasserantrieb konstruiert hat, wenn auch zunächst in einer Form, die dem gewöhnlichen Handantrieb gegenüber kaum einen Vorteil bot.

Fig. 52 (entnommen aus Nicholson »Der praktische Mechaniker«, Fig. 386) stellt diesen ersten Versuch dar. Durch eine Handpumpe wird Druckwasser in einen Treibzylinder gepreßt, dessen Kolben mit einer Zahnstange gekuppelt ist, die ihrerseits die Seiltrommel durch ein Stirnrad in Umdrehung versetzt.

Im Jahre 1846 setzte Armstrong in Newcastle einen Kran in Betrieb, der durch das der städtischen Leitung entnommene Druckwasser gespeist wurde.

Das Grundsätzliche dieses Betriebes ist aus Fig. 53 zu erkennen. Das Wasserwerk pumpt Wasser aus einem Brunnen in einen Hochbehälter. Von diesem strömt das Wasser in das Leitungsnetz und zwar mit einem Druck, welcher der Höhenlage des Behälters über den Verbrauchsstellen abzüglich der Reibungswiderstände im Leitungsnetz entspricht. Durch eine geeignete Steuerung — Schieber oder Ventil — wird entweder das Druckwasser in den Treibzylinder geleitet, um die Last zu heben, oder es wird der Treibzylinder abgesperrt, um die Last in gehobener Stellung festzuhalten, oder es wird schließlich der Treibzylinder in die Abwasserleitung entleert, um die Last zu senken.

Da die Wasserpressung in der städtischen Wasserleitung wegen der unregelmäßigen Entnahme stark schwankt, so stellte Armstrong später in Grimsby einen besonderen Wasserturm auf.

Der Einfachheit des Hochbehältersystems steht der Nachteil gegenüber, daß der Wasserdruck von der Höhenlage abhängig ist, daher meist nicht größer als zwei Atmosphären sein kann, daß infolgedessen große Querschnitte des Treibzylinders und der Leitungen erforderlich sind, und daß hierdurch die Anlagekosten außerordentlich hoch werden. Infolge der hohen Besitzkosten wird der Preis des Druckwassers aus städtischen Leitungen in den meisten Fällen so hoch, daß die Verwendung desselben zu Kraftzwecken unwirtschaftlich erscheint.

Armstrong suchte nun die Wirtschaftlichkeit dadurch zu verbessern, daß er den offenen Hochbehälter durch einen geschlossenen Windkessel ersetzte, in den durch die Pumpe Wasser gepreßt wird, Fig. 54. Da bei diesem System der Wasserdruck nicht durch das Eigengewicht des Wassers, sondern durch die Spannkraft der eingeschlossenen und zusammengepreßten Luft erzeugt wird, so muß naturgemäß mit steigendem Wasserstand im Windkessel die Pressung zunehmen, mit fallendem Wasserstand abnehmen. Der Wasserdruck wird daher um so veränderlicher sein, je kleiner der Windkessel ist.

Dieses System gestattet, Pressungen bis zu 10 Atm. anzuwenden, ermöglicht daher eine weitgehende Verkleinerung der Leitungsquerschnitte und der Treibzylinder, so daß die Anlagekosten wesentlich verringert werden. Für noch höhere Pressungen ist das System nicht verwendbar, weil bei höherem Druck die Luft im Windkessel sehr bald vom Wasser absorbiert wird.

Armstrong gab den Versuch mit Windkessel sehr bald auf, weil er den Wasserdruck allzu veränderlich fand; vermutlich war der Windkessel zu klein ausgeführt. Dagegen wurde dieses System später in Amerika für den Betrieb von Aufzügen sorgfältig durchgebildet und viel verbreitet.

Im Jahre 1851 kam Armstrong auf den Gedanken, den Wasserdruck dadurch zu erhöhen, daß an Stelle des Hochbehälters ein Treibzylinder verwendet wurde, dessen Kolben durch ein Gewicht belastet war. Es entsteht dann eine Anordnung, wie sie in Fig. 55 schematisch dargestellt ist. Ein Pumpwerk preßt Wasser aus einem Vorratsbehälter in einen Akkumulator, d. h. in einen Zylinder mit gewichtsbelastetem Kolben. Der Wasserdruck entspricht dem Querschnitt und der Belastung dieses Kolbens. Aus dem Akkumulatorzylinder strömt das Druckwasser in das Leitungsnetz und wird aus diesem den Kranen durch geeignete Steuerungen zugeführt. Sind alle Krane abgesperrt, so steigt der gewichtsbelastete Kolben des Akkumulators unter der Einwirkung des Pumpwerks. Sobald ein Kran dem Leitungsnetz Druckwasser entnimmt, sinkt der Kolben des Akkumulators wieder herab; das Wasser steht stets unter gleicher Pressung. Eine besondere Vorkehrung sorgt dafür, daß bei höchster Stellung des Akkumulatorkolbens die Pumpe selbständig stillgesetzt wird, damit der Kolben nicht aus dem Zylinder herausgetrieben wird; sobald der Kolben wieder sinkt, setzt sich die Pumpe selbsttätig wieder in Gang. Die Belastung des Akkumulators wird in der Regel so bemessen, daß die Wasserpressung 50 Atm. beträgt; ausnahmsweise steigert man die Pressung bis auf 100 Atm.

Für Stahlwerke fand der Druckwasserantrieb mit Akkumulator schon vor der Mitte des 19. Jahrhunderts Anwendung. Die Gießkrane erhielten durch Cockerill in Seraing eine eigenartige Gestaltung, die allgemein Verbreitung fand.

Fig. 56 (entnommen aus Ernst »Hebezeuge«, Taf. 82) stellt diesen Typ dar, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der Treibzylinder gleichzeitig als Krangerüst dient. Der Zylinder ist im Boden verankert; der Tauchkolben führt sich in dem Grundring der Stopfbüchse und in einem zweiten in Zylindermitte eingefügten Halsring und ist dadurch befähigt, in jeder Hubstellung ein Biegungsmoment auf den Zylinder zu übertragen. Starr mit dem Tauchkolben verbunden ist ein Ausleger, der auf der einen Seite den Gießkübel von 11 t Inhalt, auf der andern ein Gegengewicht trägt, welches das Moment der Nutzlast zur Hälfte ausgleicht. Durch Einleiten von Druckwasser in den Zylinder wird der Tauchkolben mit Ausleger und Kübel gehoben; die Schwenkung des Auslegers wird durch ein Handtriebwerk bewirkt, die Entleerung des Kübels wird ebenfalls von Hand besorgt. Die Anordnung ist durch ihre außerordentliche Einfachheit bemerkenswert.

Der Druckwasserzuleitung wegen mußten die Gießkrane stets feststehend angeordnet werden. Der Gießkübel konnte daher nur die Ringfläche bestreichen, in deren Mittelpunkt der Kran gestellt war. Die Gießformen mußten infolgedessen in dieser Ringfläche angeordnet werden, die Bessemerbirne am Rande der Ringfläche. Die Eigenart des Krans bedingte daher die Anordnung des Stahlwerks. Naturgemäß entstanden zwischen den Ringflächen tote Ecken, die nicht ausgenutzt werden konnten.

Diesem Nachteil suchte man später in der Weise abzuhelfen, daß man den flüssigen Stahl aus der Birne nicht unmittelbar dem Gießkran übergab, sondern daß man zwischen den Birnen und den Gießkranen ein Geleise anordnete. Auf diesem Geleise lief ein Gießwagen mit Dampfbetrieb, der den Stahl von den Birnen zu den einzelnen Gießkranen förderte; der Gießwagen goß den Stahl in die Kübel der Gießkrane aus, es war ein zweimaliges Ausgießen erforderlich. Die Gießkrane selbst wurden nun so gestaltet, daß sie die Grundfläche so viel wie irgend möglich freiließen, und daß sie anderseits eine möglichst breite Ringfläche bestrichen. Diese Forderungen führten zu der in Fig. 57 dargestellten Anordnung von Stuckenholz in Wetter a. Ruhr, bei welcher der Treibzylinder von dem Krangerüst getrennt ist. Das Gerüst ist aus Walzeisen so gebildet, daß möglichst wenig Raum verloren geht. In einem feststehenden, aus Walzeisen genieteten Unterbau ist drehbar die Kransäule gelagert, die als Kastenträger ausgebildet ist. Hinter ihr ist der Hubzylinder stehend montiert, der mittels Drahtseilflaschenzugs den Gießkübel hebt. Liegend auf dem Ausleger ist ein doppelt wirkender Treibzylinder angeordnet, dessen Kolbenstange die Laufkatze verschiebt. Neben ihm liegt ein dritter Zylinder, dessen gleichfalls doppelt wirkende Kolbenstange als Zahnstange ausgebildet ist und vermittelst Ritzel und Zahnkranz die Schwenkbewegung des Auslegers herbeiführt. Alle Triebwerksteile liegen frei zugänglich und so hoch, daß sie dem Einfluß des Staubes möglichst entzogen sind.