Titel: | Ueber einige Einrichtungen an Werkzeugmaschinen, welche entweder bei der Anfertigung derselben oder bei dem Gebrauche von Vortheil sind; von W. Jeep, Ingenieur in Köln. |
Autor: | W. Jeep |
Fundstelle: | Band 156, Jahrgang 1860, Nr. LXXXIV., S. 337 |
Download: | XML |
LXXXIV.
Ueber einige Einrichtungen an Werkzeugmaschinen,
welche entweder bei der Anfertigung derselben oder bei dem Gebrauche von Vortheil sind;
von W. Jeep, Ingenieur in
Köln.
Mit Abbildungen auf Tab.
V.
Jeep, über einige Einrichtungen an Werkzeugmaschinen.
Der Schreiber dieses hat während eines mehrjährigen Betriebes einer Maschinenfabrik,
in welcher nur Werkzeugmaschinen angefertigt wurden, mehrfache Vorkehrungen
construirt, welche demselben in ihrer Zusammenstellung und Anwendung neu oder
unbekannt waren und welche sich theilweise als gut ausgewiesen haben.
Das Hauptbestreben war es, die in der gedachten Maschinenfabrik gebauten
Werkzeugmaschinen so herzustellen, daß die Anfertigung derselben so billig als
möglich zu bewerkstelligen war; aber an Stellen, an denen es für den Gang und die
auf der Maschine gefertigte Arbeit erforderlich, selbst die complicirtesten
Combinationen nicht zu scheuen, um die Maschinen möglichst zweckentsprechend zu
machen.
1) Das Vorschieben der Bohrspindel an verticalen Bohrmaschinen, welche selbstthätig
arbeiten, wird meistens dadurch bewerkstelligt, daß eine Welle parallel zu der Welle
gelegt wird, durch die mittelst conischer Räder die Bohrspindel ihre Bewegung
erhält. Beide Wellen sind durch Riemen, welche auf Classenscheiben laufen,
verbunden, um die Größe des Vorschubs zu reguliren. Von dieser Welle wird mittelst
Schnecke und Schneckenrades die Bewegung auf eine parallel zur Bohrspindel liegende
Welle übertragen und zuletzt durch ein Paar Stirnräder und eine Schraube die
Bohrspindel niedergedrückt.
Das Aufziehen der Bohrspindel muß sodann aus freier Hand erfolgen, oder die
Bohrmaschine muß nach der anderen Seite laufen können, wo sodann das Aufziehen durch
die Maschine erfolgen kann, aber nur mit der Geschwindigkeit, mit welcher auch das
Niederdrücken erfolgt ist, oder mit anderen Worten äußerst langsam und
zeitraubend.
Es ist nun aber sehr einfach, die Bewegung des Niederdrückens durch Excentric und
Sperrrad, und die des Aufziehens durch Riemscheibe zu bewerkstelligen, und zwar wie
folgt:
Auf die Nabe des conischen Rades, welches auf der Bohrspindel befindlich, wird ein
Excentric mit dem für die Maschine entsprechenden Hube gesteckt, welches durch eine
Stange mit einer Kurbel in Verbindung steht, die ihrerseits auf einer parallel zur
Spindel stehenden Welle lose aufsitzt. Dieselbe trägt in einem Schlitze einen
verstellbaren Zapfen, an welchem die Excentricstange angreift und gleichzeitig einen
Sperrkegel, welcher in das auf die zuletzt erwähnte Welle direct über der Kurbel
festgekeilte Sperrrad greift, und auf diese Weise wird bei Bewegung der Bohrspindel
auch die parallele Welle allmählich mit bewegt. Mittelst zweier Stirnräder und einer
Schraube wird dann diese Bewegung, nicht abweichend von der frühern Methode, auf die
Bohrspindel übertragen und diese vorgerückt oder niedergedrückt.
Um ein verschiedenes Vorschieben der Bohrspindel, resp. des Bohrers zu erzielen, ist
es dann nur nöthig, den erwähnten verstellbaren Zapfen in der Kurbel zu versetzen,
wo sodann das Greifen des Sperrkegels in dem Sperrrade ein größeres oder kleineres
wird.
Die Verschiedenheit in dem Vorschieben läßt sich auf diese Weise bedeutend
mannichfacher herstellen, als bei der gewöhnlichen bisherigen Einrichtung, und wenn
die Anordnung des Sperrrades, sowie die Räderübersetzungen der Stirnräder mit der
Steigung der Schraube in gutem Verhältniß stehen, auch mit bedeutend kleineren
Intervallen, was unter Umständen von großem Vortheil seyn kann.
Noch ein anderer Vortheil ist der, daß wenn alle Theile in der gehörigen und
zweckentsprechenden Stärke angefertigt sind, der Bohrer nothwendig das fortnehmen
muß, was dem jedesmaligen Vorschieben entspricht, während bei der Vorrichtung mit
Riemen häufig ein Gleiten der verhältnißmäßig schmalen Riemen eintritt, wodurch das
Vorschieben kleiner wird als es seyn soll, und außerdem unregelmäßig.
Um nun auch einen schnellen Rückgang oder ein schnelles Aufziehen der Bohrspindel
durch die Maschine selbst zu erzielen, ohne deren Gang zu verändern, hat man nur
nöthig, über dem Excentric eine kleine Riemscheibe anzubringen, und auf der
verticalen Vorgelegewelle über dem Sperrrade eine zweite, welche durch einen Riemen
verbunden werden. Damit dieser bei dem Vorschieben nicht hinderlich wirkt, muß
derselbe schlaff auf der mit Rändern versehenen Scheibe liegen, und durch eine
Spannrolle anzuspannen seyn.
Soll die Bohrspindel, nachdem dieselbe das Loch auf die bestimmte Tiefe gebohrt hat,
aufgezogen werden, so ist es nur erforderlich den Sperrkegel aus dem Sperrrade
auszurücken, und mit Hülfe der Spannrolle den Riemen anzuspannen, wonach die
Rohrspindel sofort mit genügender Geschwindigkeit aufgezogen wird.
Diese Vorrichtung erfordert weniger Arbeit, als die bisher meistens gebräuchliche;
ferner wird bei der spätern Bohrarbeit viel Zeit erspart, sobald der angestellte
Arbeiter genügend mit der Einrichtung der Maschine vertraut ist, welche bei ihrer
Einfachheit demselben leicht begreiflich zu machen ist.
Auch wird bei dieser Einrichtung an Schmiere und Riemen gespart, da der stark
angespannte Riemen, durch welchen der Vorschieber bewegt wurde, häufig zu erneuern
war, und die Maschine kürzere Zeit in Schmiere zu erhalten ist.
2) Das Aufziehen des Supports, namentlich an größeren Hobelmaschinen, welches
mittelst Kurbel oder Kreuzhebel durch einen oder mehrere Arbeiter mit den Händen
bewerkstelligt wird, läßt sich einfach auf folgende Weise durch die Maschine, durch
welche die Hobelmaschine bewegt wird, bewerkstelligen, wodurch die Hobelmaschine
allerdings dann etwas theurer bei der Anschaffung wird, was aber mit den
Ersparnissen an Zeit und Arbeitslohn in keinem Verhältnisse steht, und die
Vorrichtung ist der Art, daß dieselbe fast an allen Hobelmaschinen angebracht werden
kann.
Die Vorkehrung, welche sich so ziemlich an allen Hobelmaschinen befinden wird, um den
Support aufzuziehen, besteht aus zwei Schrauben, deren Muttern an dem Support
befestigt sind, und die durch conische Räder von einer lothrecht zu den Schrauben
liegenden Welle bewegt werden. Um nun mit Hülfe der Betriebsmaschine den Support
aufzuziehen, muß diese Welle um etwas höher gelegt werden, um Platz für Riemscheiben
zu erhalten, welche der Größe und dem Gewichte des Supports entsprechen. Es kommen
dann drei Riemscheiben neben einander, von denen die mittlere lose auf der Welle
läuft, und reichlich die doppelte Breite der zwei äußeren auf der Welle festen
Riemscheiben hat. Ueber eine zweite Welle, welche an einer geeigneten Stelle der
Decke befestigt ist, und von der Hauptwelle der Fabrik oder Betriebsmaschine
Bewegung erhält, läuft ein offener und ein gekreuzter Riemen auf die oben erwähnten
drei Riemscheiben, welche durch einen Riemenführer so gehalten werden, daß dieselben
entweder beide auf der breiten losen Scheibe laufen, wo sodann der Support still
steht, oder daß ein Riemen auf einer der seitlichen festen Riemscheiben läuft,
während der zweite auf der losen Scheibe bleibt. In dieser Stellung wird sodann der
Support, je nachdem der offene oder gekreuzte Riemen auf einer der festen Scheiben
läuft, auf- oder niederbewegt.
Die Zeit, in welcher diese Arbeit ausgeführt wird, fällt sehr kurz aus, und ist nur
der Hebel erforderlich, um den Riemführer resp. den Riemen in die richtige Stellung
zu bringen, ohne daß derselbe andere Hülfe nöthig hat.
Der Vortheil, welchen diese Vorrichtung gewährt, ist gegen die Kosten gerechnet zu
wesentlich, als daß noch viel darüber gesagt zu werden braucht, und es sey hier nur
noch bemerkt, daß die Zeitersparniß so bedeutend ist, daß in einer Fabrik, in
welcher die Hobelarbeit mit drei Hobelmaschinen kaum geschafft werden konnte, jetzt
zwei derselben ausreichend sind.
3) Die Bewegung der Rundhobelmaschinen, sowie der kleinen Planhobelmaschinen, welche
nur mit kurzem Hube arbeiten, läßt sich auf einfache Weise mittelst eines Hebels und
Kurbel erzielen und zwar so, daß ein schneller Rückgang des Supports, resp. des
Meißels bei den Rundhobelmaschinen und des Tisches, resp. des Arbeitsstückes bei den
Planhobelmaschinen erreicht wird.
Diese Vorrichtung ist der Deutlichkeit wegen, wie dieselbe an einer Rundhobelmaschine
von 15'' Hub ausgeführt wurde, in Fig. 2 skizzirt.
Es bezeichnet A die Betriebswelle, welche an einer Seite,
die in der Zeichnung nicht zu ersehen ist, die Riemscheiben trägt, welche zur
Uebertragung der Bewegung erforderlich sind, sowie um einen regelmäßigen Gang zu
erzielen, ein Schwungrad, welches ein entsprechendes Gewicht erhält; an der andern
Seite aber eine Kurbel mit verstellbarer Warze, welche so eingerichtet seyn muß, daß
die größte Länge, auf welche der Zapfen aus der Mitte gestellt werden kann, dem größten
Hube des Meißels entspricht.
Auf dem Zapfen B ist ein prismatisches Gleitstück C angebracht, welches sich in dem in dem Hebel
angeordneten Schlitze D, D bewegt.
Damit nach längerem Gebrauch der Maschinen mit derartiger Bewegung die Fehler, welche
durch Abschleifen der einzelnen Theile entstehen können, auszugleichen sind, ist
dieser Schlitz mit zwei verstellbaren Schienen E, E
ausgerüstet, welche durch die Schrauben F, F gehalten
und festgestellt werden können.
Der Hebel sitzt an seinem untern Ende auf einer Welle (3, welche in entsprechenden
Lagerstücken ruht.
Das obere Ende des Hebels ist mit dem Prisma, an dem der Support und Meißelhalter
angebracht ist, so verbunden, daß der Angriffspunkt auf der Länge des Prismas
verstellt werden kann, so daß der Meißel an die richtige Stelle des zu bearbeitenden
Stückes zu bringen ist.
Dieß ist auf folgende Weise erzielt:
Das aus Schmiedeeisen gefertigte Stück H bewegt sich in
der Längenrichtung des Prismas in einer Nuth, und wird durch die Schrauben J, J an der bestimmten Stelle festgehalten, während der
an demselben befestigte Zapfen K mittelst eines
Gleitklotzes in den Hebel, welcher zur Aufnahme einen Schlitz hat, greift.
Wie die Bewegung des Prismas mit dem daran befestigten Meißel bei Umdrehung der
Kurbel erfolgt, wird keiner Erwähnung bedürfen, da dieselbe Jedem durch das Gesagte
und die zugehörende Zeichnung klar seyn wird.
Auf welche Weise durch diese Vorrichtung ein langsamer Vorwärtsgang für den Schnitt,
und ein schneller Rückgang, wenn der Meißel nicht schneidet, erzielt wird, wird
durch Betrachtung der hiezu gehörenden Fig. 3 erhellen.
Es stellt in dieser Figur a, a die Mittellinie des Hebels
dar, während b den Drehpunkt desselben bezeichnet, und
c den Angriffspunkt an das Prisma. Ferner bezeichnet
d die Mitte der Betriebswelle, und e, e den Kurbelkreis bei irgend einem Hube der Kurbel,
resp. des Meißels. Noch ist a', a' die Mittellinie des
Hebels bei Ende des Hubes nach der einen Seite, und a², a² dieselbe bei Ende des Hubes
nach der andern Seite.
Es wird nun klar seyn, daß, während der Kurbelzapfen sich in dem Kreise e, e von f nach g unten herum bewegt, der Rückgang des Meißels erfolgt,
und während derselbe sich in gedachtem Kreise von f nach
g oben herum bewegt, der Vorwärtsgang oder die
Bewegung für den Schnitt, und daß, da das Kreisstück, welches der Kurbelzapfen
während des Rückganges beschreibt, kleiner ist als dasjenige, welches derselbe für den Vorwärtsgang zu
beschreiben hat, die Zeit für die Bewegung in ersterer Richtung eine kürzere ist als
die für die letztere.
Daß diese Vorrichtung bei der Anfertigung gegen andere derartige Einrichtungen
bedeutende Vortheile gewährt, wird einleuchtend seyn, und liegt noch ein
Hauptvortheil darin, daß die Maschine bedeutend kürzer und compendiöser herzustellen
ist als andere, wodurch das Gewicht ein bedeutend geringeres wird, und also auch die
Kosten der Anfertigung geringer ausfallen werden.
Für den Fall, daß die Kurbel bei Maschinen mit derartigen Einrichtungen zu klein
ausfallen sollte bei Anwendung eines einarmigen Hebels, so kann dasselbe durch einen
zweiarmigen und auch durch einen Winkelhebel erreicht werden, wo man dann die Länge
der Kurbel beliebig nehmen kann, und das Ende des Hebels, an welchem die Kurbel
wirkt, darnach richtet.
Das Verhältniß der Bewegungsunterschiede für Rück- und Vorwärtsgang kann durch
näher oder ferner Legen der Drehpunkte des Hebels und der Kurbel geändert werden,
und ist in ziemlich weiten Gränzen beliebig zu bestimmen.
Bei Planhobelmaschinen muß, da der Angriffspunkt des Hebels an den Schlitten unter
den letzteren fällt, eine Zugstange zwischen dem Hebel und dem Schlitten angeordnet
werden, was aber sonst in der Einrichtung nichts ändert.
4) Das Ausrücken der Mutter der Leitspindel an Drehbänken kann einfach und sicher auf
die in Fig. 4
angedeutete Weise angeordnet werden, und werden sich die Kosten der Anfertigung etwa
auf die Hälfte der Kosten stellen, welche angelegt werden müssen, um die sonst
einfachsten Vorkehrungen auszuführen.
Es ist A, A eine runde aus Gußeisen zu fertigende Büchse,
welche mittelst der Flantschen oder Ränder B, B an den
Muttertheil des Supports geschraubt wird und zwar so, daß dieselbe in die richtige
Lage zu der Leitspindel kommt. Am untern Rande ist diese Büchse in C, C ausgenommen, um die Leitspindel durchzulassen. In
dieser Büchse, welche ausgebohrt ist, liegt die außen abgedrehte Mutter für die
Leitspindel und ist, damit dieselbe sich nicht drehen kann, ein Keil angebracht,
welcher zur Hälfte in die Mutter, zur andern Hälfte in die Büchse tritt. Die Mutter
ist in der zugehörenden Zeichnung mit D bezeichnet und
der Keil mit E.
Damit nun die Mutter gehoben und gesenkt, oder ausgerückt und eingerückt werden kann,
ist die Scheibe F angeordnet, welche mit Nasen auf dem Umfange in der
Weise ausgerüstet ist, daß dieselben von der Dicke der Scheibe auslaufend allmählich
ansteigen bis zu einer Höhe, welche der Höhe entspricht, um welche die Mutter bei
dem Ausrücken aus der Leitspindel gehoben werden muß. Diese mit G, G bezeichneten Nasen liegen an der untern Seite der
Scheibe an einer quer über die Mutter gehenden Erhöhung H, während dieselben an der oberen Seite gegen einen parallel zu der
Erhöhung H mit der Mutter verbundenen Rundstab J drücken. Die Form der Nasen ist derart, daß dieselben
bei Drehung der Scheibe stets oben an dem Rundstab und unten an der Erhöhung der
Mutter anliegen.
Die Scheibe selbst ist an der äußeren Kante abgedreht und in eine Erweiterung der
Büchse A eingepaßt, woselbst sie eine richtige Führung
erhält.
Ein an dieser Scheibe befestigter Griff K, welcher
seitwärts durch einen Schlitz der Büchse A geht, dient
zur Drehung derselben.
In der hiezu gehörigen Skizze ist die Mutter in Eingriff mit der Leitspindel
gezeichnet, und wird dieselbe außer Eingriff kommen, sobald mit Hülfe des Griffes
K die Scheibe so gedreht wird, daß der Rundstab J auf die Höhe der Nase G
gelangt, und durch umgekehrte Drehung wieder in die gezeichnete Stellung kommen, so
daß die Mutter im Eingriff steht.
Es ist nicht erforderlich, daß diese Ausrückvorrichtung so gegen den Support
geschraubt wird, daß die Mutter vertical gehoben und gesenkt wird, sondern es kann
dieselbe unter jedem beliebigen Winkel befestigt werden, wie es die Construction des
Supports und die Lage der Leitspindel zu demselben bedingen.
Der Vortheil, welchen diese Vorkehrung gegen andere derartige Einrichtungen hat,
liegt in der leichtern und schnellern Anfertigung derselben, indem alle zu
bearbeitenden Theile auf der Drehbank angefertigt werden können, und die
langwierigere Arbeit des Hobelns vermieden ist.
5) Der Vor- und Rückwärtsgang des Supports an Drehbänken mit Leitspindeln wird
auf mannichfache Art bewerkstelligt, aber fast immer mit Einrichtungen die der
Leitspindel sehr nahe liegen, und so, daß bei dem Ein- und Ausrücken dieser
Vorrichtungen die Leitspindel, resp. der Support längere Zeit stillsteht, und der
Meißel nach erfolgtem Rückgange jedesmal eine andere Stellung zu dem Arbeitsstück
hat, als derselbe bei dem vorhergegangenen Vorwärtsgange eingenommen hat.
Jeder, welcher Gelegenheit gehabt hat, die Arbeit auf Drehbänken zu beobachten, oder
es nicht vernachlässigt hat, die für gewöhnlich als einfache Maschine angesehenen
Drehbänke einer nähern Beobachtung zu würdigen, wird gefunden haben, daß häufig
Stücke zu bearbeiten sind. bei denen es auf eine genaue Zurückführung des Meißels an
die ausgegangene Stelle ankommt.
Man hat nun zwar durch Riemenübersetzungen an den Vorgelegewellen Unordnungen
gemacht, um durch die Riemführer einen Rück- und Vorwärtsgang des Supports zu
erzielen und auch erreicht, auf diese Weise den Support, resp. den Meißel genau
rück- und vorwärts zu führen, aber meistens die Anordnung der Riemscheiben so
getroffen, daß der Rückgang bedeutend schneller vor sich geht als der Vorwärtsgang,
weßhalb es schwer ist den Support bei Bearbeitung kurzer und kleiner Stücke genau an
der richtigen Stelle anzuhalten und in umgekehrte Bewegung zu setzen, wozu auch die
Riemenwellen noch beitragen, indem es dem Dreher unmöglich ist die Zeit zu
bestimmen, wann der von der losen Scheibe auf die feste gehende Riemen zu wirken
anfängt.
Es ist demnach unter allen Umständen wünschenswerth, an Drehbänken welche zu
genaueren Arbeiten verwendet werden sollen, eine Vorrichtung zu haben, durch welche
ein genauer Rück- und Vorwärtsgang der Leitspindel, resp. des Supports
erzielt werden kann, und muß diese Umstellvorrichtung der Hauptspindel des
Spindelbockes möglichst nahe gebracht werden, um etwaige Fehler, welche dabei
vorkommen, für die Leitspindel und den Support unmerklich zu machen.
Eine diesem Zwecke entsprechende Vorrichtung ist nun die folgende:
Es ist A in Fig. 5 die Spindel der
Drehbank, auf welcher hinter dem zweiten Lager das Rad B
befestigt ist. C ist ein um den Punkt D welch letzterer fest an dem Bocke ist, drehbarer
Hebel, auf welchem die zwei Rädchen E und F so angeordnet sind, daß dieselben in Eingriff stehen
und die Drehpunkte derselben von dem Drehpunkte des Hebels nach Rechts und Links
gleich weit abstehen, oder daß der Eingriff über dem Drehpunkte des Hebels
erfolgt.
Es sind noch G und H zwei
Räder, welche auf Stiften J und K, die an dem Spindelbock befestigt sind, und mit dem Rade B gleiche Größe haben, lose laufen. Das Rad H ist jedoch mit einer Büchse verbunden, auf die das
erste Wechselrad oder veränderliche Rad zur Bewegung der Leitspindel gesteckt
wird.
Die Punkte, um welche sich der Hebel C sowie die Räder
G und H drehen, sind an
dem Spindelbocke so angebracht, daß einestheils die Räder G und H unter sich im Eingriff stehen,
anderntheils mit keinem der Räder auf dem Hebel in Verbindung kommen, wenn derselbe
in der horizontalen oder mittleren Stellung steht. Eben so wenig steht dann eines
der Räder des Hebels mit dem Rade auf der Spindel in Eingriff. Wird aber der Hebel
gehoben, also das rechts an dem Drehpunkte desselben sitzende Rad dem auf der Spindel befindlichem
Rade genähert, während das links auf dem Hebel angebrachte Rad dem Rade G näher, und schließlich in Eingriff kommt, so wird eine
Verbindung der Räder hergestellt, welche durch die Wechselräder der Leitspindel
mitgetheilt wird, und zwar durch die Räder B, E, F, G
und H.
Wird dagegen der Hebel gesenkt, so kommen die Räder E und
F auf dem Hebel mit dem Rade B auf der Spindel, und dem Rade H an dem
Spindelbock in Eingriff, und wird dann durch die Räder B, E,
F und H, so wie durch die Wechselräder die
Bewegung der Leitspindel hervorgebracht, und da hier das Rad G ohne Wirkung nur lose mitläuft, also ein Rad weniger in Thätigkeit ist,
wird die Bewegung der Leitspindel die umgekehrte seyn als die vorher angegebene, wo
das Rad G als Zwischenrad im Eingriff stand.
Bei dem Rück- und Vorwärtsstellen des Ganges des Supports kann bei dieser
Vorkehrung allerdings durch Unaufmerksamkeit des Drehers noch ein Fehler vorkommen,
welcher darin besteht, daß derselbe beim Einrücken des Rades für die der
vorhergehenden entgegengesetzte Bewegung einen oder zwei Zähne des betreffenden
Rades verpaßt, was, da das Rad B auf der Spindel, sowie
die Räder G und H an dem
Spindelbock, ohne zu groß zu werden, 35 bis 40 Zähne erhalten können, 1/17,5 bis
1/20 der Umdrehung der Spindel betragen wird.
Da nun nur bei stark steigenden Gewinden die Leitspindel eine größere
Umdrehungsgeschwindigkeit erhält als die Drehbankspindel, diese Vorkehrung aber
hauptsächlich für kleinere Gegenstände als vortheilbringend bezeichnet ist, so wird
der entstehende Fehler, da die Bewegung der Leitspindel ohne dieß schon langsamer
ist als die der Drehbankspindel, und die Steigung der ersteren gewöhnlich 1/2 Zoll
beträgt, an dem Support, resp. dem Meißel nicht wahrnehmbar seyn, und bei den
meisten Theilen, welche auf den Drehbänken bearbeitet werden, nicht schädlich
wirken.
Um nun noch dem Hebel C eine sichere Stellung zu geben,
wenn derselbe in die richtige Lage gebracht ist, wird derselbe mit einem Riegel
versehen, der durch eine Feder in entsprechende Einschnitte des Riegels L gedrückt wird, wodurch der Hebel fest genug gehalten
wird.
Diese Vorrichtung ist vielfach ausgeführt und hat sich bisher noch überall als gut
und hinreichend zuverlässig bewiesen, so daß die entstehenden Mehrkosten bei
Anfertigung dieser Vorkehrungen nicht in Betracht gezogen werden können.