Alle Rechte, insbesondere das der Uebersetzung in fremde Sprachen vorbehalten.
Bei Bearbeitung vorliegenden Buches bin ich bestrebt gewesen, auf dem Gebiet des Werkzeugmaschinenbaues zu freiem Entwerfen anzuregen, und so dem einfachen Nachahmen gegebener Vorbilder entgegenzuarbeiten. Bekannte bewährte Ausführungen werden zwar immer einen gewissen Ein - fluss beim Neuentwerfen ausüben, und dieser Einfluss ist berechtigt, soweit Aufgaben vorliegen, welche den jener Ausführungen nahe verwandt sind. Er darf aber nicht so weit gehen, dass er blind macht gegen die beson - deren Umstände, welche die neuen Aufgaben begleiten.
Das freie Entwerfen erfordert zunächst richtiges Erkennen der Auf - gabe und ferner Kenntniss der Mittel, durch welche die einzelnen Zwecke erreicht werden können. Ein und derselbe Zweck ist auf verschiedenen Wegen zu erzielen; die Kenntniss der verfügbaren Mittel muss umfassend genug sein, um zum Abwägen ihrer Vortheile, bezw. Mängel gegenüber den besondern, die Aufgabe begleitenden Umständen zu befähigen. Um das zu erleichtern, sind — so viel als möglich — die Arbeitsvorgänge, die den Werkzeugen entgegentretenden Widerstände, die Bewegungs - und Führungs - mittel, sowie der Gesammtaufbau der Maschinen gesondert behandelt. Meines Wissens ist die vorliegende Anordnung des Stoffes neu; es ist deshalb mög - lich, dass sie — wie alles Neue — verbesserungsfähig ist. Es würde mich freuen, wenn die vorliegende Arbeit zu einer erfolgreichen Erörterung der Frage Anlass gäbe, welche Darstellungsform für ein Buch über Werkzeug - maschinenkunde die zweckmässigste ist.
Als Ideal des Entwerfens irgend welcher Maschine ist zu bezeichnen, dass gleichzeitig die zu ihrer Ausführung erforderlichen Hilfsmittel entworfen werden. Manche Formen, manche Einrichtungen der ersteren Maschine fallen einfacher oder herstellbarer aus, wenn der Entwerfende genöthigt ist, auch die zugehörigen Werkzeugmaschinen und dergl. anzugeben, also sich völlige Klarheit über die Ausführung der Maschine zu schaffen, um welche es sich in erster Linie handelt. Der heutige Maschinenbau hat nicht allein bestimmten Zwecken dienende Maschinen in guter Ausführung herzustellen, sondern auch sie möglichst billig zu liefern. Das bedingt, den Entwurf der Maschine im Einklang mit den Mitteln aufzustellen, welche zur Ausführung dienen.
In manchen Fällen wird so vorgegangen, wie vorhin als erstrebens - werth angegeben ist, dass nämlich das Geforderte und das zu seiner Er - zeugung Dienende von derselben Person gleichzeitig entworfen wird. Dann muss dieser Ingenieur den in Frage kommenden Theil des Werkzeug - maschinenwesens voll beherrschen.
IVVorwort.In weit mehr Fällen sind diese beiden Aufgaben von verschiedenen, vielleicht weit von einander entfernt wohnenden Männern zu lösen.
Es übersteigt oft die Kraft des Einzelnen, beide Dinge völlig zu be - herrschen, so dass der nöthige Einklang durch Hand-in-Hand-Gehen zweier oder gar mehrerer Personen, die je für sich einen Theil bearbeiten, ange - strebt werden muss.
Diese nothwendige Verständigung setzt bei Jedem, der in das Bereich seines besondern Fachs fallende Maschinen mit Erfolg entwerfen will, allge - meine Kenntniss des Werkzeugmaschinenwesens voraus, ja verlangt, dass manche Theile desselben ihm ziemlich geläufig sind.
Ich glaube, dass die von mir gewählte Anordnung des Stoffes in beiden Fällen das Herausheben derjenigen Dinge, die im Einzelfalle in Frage kommen, wesentlich erleichtert gegenüber dem Verfahren, nach welchem die einzelnen Maschinen in voller Breite beschrieben werden.
Für Studirende dürfte die Zergliederung des Stoffes unbedingt nöthig sein.
Den Vorträgen über Werkzeugmaschinenbau wird — gegenüber dem gewaltigen Umfange des Gebietes — sehr wenig Zeit gewährt. Es soll nun das Buch zur Ergänzung der Vorträge dienen, einerseits durch seine vorsichtig ausgewählten Abbildungen nebst kurzen Beschreibungen, anderseits durch Unterlagen und Angaben für die Berechnung der Ab - messungen.
Es würden nun die angeführten Zwecke des Buches — als Handbuch für den Werkzeugmaschinenbauer und Ingenieure anderer maschinentechnischer Gebiete, sowie als Ergänzungsbuch für Vorträge über Werkzeugmaschinenkunde zu dienen — am besten durch ausführliche Erörterung aller Zweige des Werk - zeugmaschinenbaues erreicht werden, wenn nicht hierdurch sein Preis ein für die Mehrzahl der Betheiligten viel zu hoher werden würde. Ich habe deshalb, wie in der „ Einleitung “hervorgehoben ist, die Grenzen des be - arbeiteten Gebietes enger ziehen und mich knappsten Ausdrucks bedienen müssen. Ich bitte diejenigen Leser, die eine grössere Breite der Darstellung wünschen, den angeführten, die Kürze gebotenen Umstand berücksichtigen zu wollen.
Der Werkzeugmaschinenbau schreitet rasch vorwärts, Maschinen, welche vor wenigen Jahren in Zeitschriften als neu beschrieben worden sind, findet man zum Theil heute durch andere, noch nicht veröffentlichte überholt. Um möglichst zeitgemässe Beispiele zu bekommen, wandte ich mich an mehrere Werkzeugmaschinenfabrikanten mit der Bitte um Zeichnungen solcher von ihnen ausgeführter neuerer Maschinen, welche sich bewährt haben. Manche verhielten sich ablehnend, aber eine Anzahl der nam - haftesten Firmen hat mich reich unterstützt, wovon das vorliegende Buch Kunde giebt. Ich danke den Inhabern dieser Firmen auch an diesem Orte; ich glaube solches im Namen des deutschen Werkzeugmaschinenbaues thun zu dürfen, da die hochherzige Freigabe der Abbildungen diesem zu Gute kommt.
Im übrigen bitte ich um milde Beurtheilung meiner Arbeit.
Hannover, im Februar 1900. Hermann Fischer.
Der Sprachgebrauch bezeichnet mit Werkzeugmaschinen (machine tools, machines outils) in erster Linie die zur Bearbeitung der Metalle dienenden Maschinen in dem Umfange, wie sie in Maschinenfabriken, Kesselschmieden und dergl. vorkommen. Hin und wieder werden auch die bei Verarbeitung des Holzes zum Ersatz der Handwerkzeuge dienenden Maschinen zu den Werkzeugmaschinen gerechnet, häufiger aber einfach Holzbearbeitungsmaschinen genannt. Die Maschinen zur Bearbeitung der Steine, des Thones, oder gar der Faserstoffe zählt niemand zu den Werkzeugmaschinen.
Da eine genaue Umschreibung dessen, was unter dem Sammelnamen: Werkzeugmaschinen zusammenzufassen ist, fehlt, so ist man berechtigt, nach eigenem Ermessen zu wählen. Ich gedenke zunächst die Metall - bearbeitungsmaschinen, soweit diese nicht ausschliesslich in das Gebiet des Hüttenwesens fallen oder zur Erzeugung der sogenannten Kurzwaaren dienen, zu erörtern und die Holzbearbeitungsmaschinen in einem zweiten Band folgen zu lassen.
Für die Metallbearbeitung gelten im vorliegenden Sinne als Rohstoffe:
Wie die Metallbearbeitung überhaupt, so zerfällt auch die durch Werkzeugmaschinen bewirkte in zwei grosse Gruppen: die eine benutzt die Bildsamkeit, die andere die Theilbarkeit der Metalle. Die der zweiten Gruppe zugehörigen Maschinen zerlegen die Metalle entweder in grössere Stücke (Scheren, Durchschnitte) oder sie erzielen die geforderte Gestalt durch Spanabheben.
Hiernach soll die Haupteintheilung des ersten Bandes vorgenommen werden, in dem behandeln wird der
Der wichtigste Theil der Werkzeugmaschine ist das Werkzeug. Die Maschine hat es dem Werkstück, oder dieses jenem entgegenzuführen und zwar mit einer, zur Ueberwindung der Widerstände genügenden Kraft, oft mit begrenzter Geschwindigkeit, wobei die Gestalt des, bei dieser gegen - sätzlichen Bewegung zurückzulegenden Weges und zuweilen auch seine Länge eine ganz bestimmte ist. Behufs Hervorbringens der gegensätz - lichen Bewegung von Werkzeug und Werkstück ist das Werkzeug an der Maschine zu befestigen, wenn es nicht ohne weiteres in dieser aufgeht (vergl. z. B. die Blechbiegemaschine), wie auch eine geeignete Verbindung der Maschine mit dem Werkstück stattzufinden hat. So gliedert sich der zu behandelnde Stoff weiter wie folgt:
Bei einigen der Maschinengattungen wird diese vollständige Gliede - rung entbehrt, sodass mehrere der Glieder zusammengefasst werden können.
Vorab sollen folgende für den Entwurf fast aller Werkzeugmaschinen — mehr oder weniger — bedeutsamen, allgemeinen Gesichtspunkte erörtert werden.
Sie beziehen sich A. auf den die Maschine bedienenden Arbeiter, B. die Standhaftigkeit und C. den Antrieb der Maschinen.
A. Die Bedienung der Maschine zerfällt in das Vorlegen, bezw. Auf - oder Einspannen und das Fortnehmen der Werkstücke, in dem Be - obachten der Arbeit und dem Steuern der Maschine. Man wird allgemein fordern müssen, dass durch diese Bedienung die eigentliche Arbeitszeit der Maschine möglichst wenig beschränkt wird, dass sie die physischen Kräfte des Arbeiters nicht übermässig beansprucht, mit Leuten mittlerer Befähigung befriedigend durchgeführt werden kann und Gefährdung der Gesundheit oder gar des Lebens der Arbeiter möglichst vermieden wird.
Weiter unten werden an mehreren Stellen die Grundsätze eingehend zur Erörterung gelangen, nach welchen beim Vorlegen, Ein - oder Aufspannen verfahren werden muss, um die erforderliche Genauigkeit der Arbeit zu sichern. Es werden dabei auch Mittel genannt werden, welche die Rasch - heit dieser Arbeiten, sowie des Ablegens zu fördern vermögen. Sie sind verschieden je nach Art der Werkstücke und der zu ihrer Bearbeitung dienenden Maschinen. Das Gleiche gilt von den Mitteln, welche bezwecken, die Werkstücke da hinzubringen, wo sie befestigt werden sollen und den anderen, welche ihrer Hinwegräumung dienen. Diese stehen indessen in loserem Zusammenhange mit den Maschinen als jene, und können deshalb im vorliegenden Buche nicht mit gleicher Ausführlichkeit behandelt werden, weshalb von ihnen nur im allgemeinen die Rede sein soll.
Der Zeitaufwand für das Vorlegen und Abnehmen spielt, ebenso wie der Zeitverbrauch für das Befestigen und Lösen der Werkstücke nament - lich dann eine Rolle, wenn die für die eigentliche Bearbeitung zu verwen -3Einleitung.dende Zeit eine kurze ist. Es können oft geringfügige Einrichtungen zur Abkürzung jener Zeit dienen. Bei kleinen Werkstücken, die ohne weiteres mittels der Hand vor - und abgelegt werden, ist der Ort, von dem die vor - zulegenden Stücke entnommen und der zweite, wohin die bearbeiteten Stücke abgelegt werden, nicht selten von Bedeutung. Liegen diese Orte bequem, handlich, so kann der Arbeiter das Vor - und Ablegen dauernd rasch bewirken, liegen sie unbequem, so ermüdet der Arbeiter vorzeitig, die Arbeit verläuft langsamer oder es werden häufiger Pausen gemacht. Muss der Arbeiter wegen des Gewichts der Stücke seine volle Kraft ein - setzen, so ist noch wichtiger das Vor - und Ablegen möglichst bequem zu machen. Und das ist nicht selten kostenlos zu erreichen, wenn beim Ent - wurf mit der nöthigen Umsicht verfahren wird. Es lassen sich hierfür keine weiteren Anweisungen geben, vielmehr ist die Aufgabe nur dadurch zu lösen, dass der Entwerfende sich ganz in die Rolle des bedienenden Arbeiters hineindenkt, dessen Thätigkeit nach Zeit und Kraftaufwand im Geiste durchführt. Dabei findet er die hinwegzuräumenden Schwierigkeiten.
Bei schweren Werkstücken entstehen oft grosse Zeitverluste dadurch, dass Hilfsarbeiter herbeigerufen werden müssen oder der zur Hilfeleistung bestimmte Krahn zu der Zeit, wo er hier nöthig ist, an anderer Stelle ge - braucht wird. Wie häufig würde es sich in einem Jahr bezahlt machen, wenn man die betreffende Maschine mit eigenem Krahn versähe, sei es, um Hilfsarbeiter entbehrlich, sei es, um sie von den auch anderen Maschinen dienstbaren Hebevorrichtungen unabhängig zu machen.
Das Beobachten der arbeitenden Werkzeuge, beziehungsweise der stattfindenden Bearbeitung ist eine zweite Hauptaufgabe des bedienen - den Arbeiters. Es ist eigentlich selbstverständlich, dass für eine gute Be - leuchtung der zu beobachtenden Stellen gesorgt werden soll, und doch ist — wie man häufig findet — nicht unnöthig hieran zu erinnern. Der Arbeiter soll nach dem, was er beobachtet, die Maschine steuern. Da finden sich denn viele, anscheinend vortrefflich durchgebildete Maschinen, bei denen der Ort, an welchem die Steuerung vorzunehmen ist, weit ab liegt von der Stelle, an welcher der Erfolg dieses Steuerns beobachtet werden kann. Ja, es kommt vor, dass das Steuern an zwei oder drei von der Beobachtungsstelle und von einander ziemlich entfernten Stellen statt - finden muss! Welche Zeitverluste sind hiermit verbunden! Welche Ge - fahren für Maschine und Werkstück! Nicht selten sind die Maschinen über - reich mit Steuerungsmitteln versehen, welche ihr eine weitgehende Ver - wendbarkeit verleihen sollen. Die Benutzung dieser Steuerungsmittel ist dann thatsächlich eine begrenzte, und zwar weil der Arbeiter sie nicht zu behandeln versteht. Es ist zu viel geboten, als dass ein gewöhnlicher Arbeiter, selbst wenn dieser mit gutem Auffassungsvermögen ausgestattet und von dem besten Willen beseelt ist, die gebotenen Möglichkeiten aus - zunutzen vermöchte, oder es fehlt an Uebersichtlichkeit, so dass manche Verstellbarkeiten vergessen und manche Missgriffe gemacht werden.
Um gute Pflege der Maschinen zu sichern, muss grosse Sorgfalt auf ihre Reinlichkeit und auf die Ordnung der Hilfswerkzeuge verwendet werden. Auch hier hat der Entwerfende einzugreifen; er soll dafür sorgen, dass dem Arbeiter die Reinhaltung der Maschine und die Ordnung in den losen Hilfsmitteln leicht wird. Wenn das Schmieröl von den Lagerstellen herabfliesst, wenn rein zu haltende Stellen schwer zugänglich liegen, das1*4Einleitung.Reinigen vielleicht gar mit Gefahren verknüpft ist, so wird nicht gelingen, den Arbeiter zur Reinlichkeit zu veranlassen, und ebenso ist alles Reden und Vermahnen zur Ordnung hinfällig, wenn nicht die Aufbewahrungs - stellen für die Geräthschaften planmässig und bequem zu benutzen vorge - sehen sind.
Ich habe hier die Ordnung unter den Hilfsgeräthen (Ersatzstücke, Schraubenschlüssel, Wechselräder u. s. w.) mit Vorbedacht als zu der Pflege der Maschine gehörig aufgeführt. Sie gehört zunächst hierher wegen ihrer erziehlichen Wirkung, hat aber noch eine zweite Seite, indem sie — oft beträchtliche — Zeitersparniss herbeiführt. Herrscht musterhafte Ordnung, so erfasst der Arbeiter ohne weiteres das was er gebraucht, fehlt die Ord - nung, so muss er überlegen und suchen, was Zeit kostet. Und gelingt ihm nicht bald. aus dem Wirrwarr das Richtige zu finden, so versucht er auch wohl mit einem ihm zufällig in die Hand kommenden anderen, ähn - lichen Stück sein Ziel zu erreichen. —
Der Schutz der Arbeiter gegen Verletzungen kann durch nach - träglich angebrachte Schutzhauben, Umzäunungen und dergl. gewonnen werden; gebührende Berücksichtigung der entstehenden Gefahren schon beim Entwurf der Maschine führen besser zum Ziel. Nicht selten ist für den Zweck der Maschine und für die Herstellungskosten derselben gleich - giltig, ob Zahnräder, Riemenrollen und dergl. in gefahrdrohender Lage oder hinter ruhenden Maschinentheilen versteckt sich befinden. Wird aus Mangel an Umsicht des Entwerfenden der erstere Ort gewählt, so müssen Schutzmittel angewendet werden, die vielfach den Zweck nur zum Theil erfüllen, während der andere Ort die Gefahr gar nicht aufkommen lassen würde. Gar häufig lassen sich gefahrbietende bewegte Theile auf andere Weise von demjenigen Raum fernhalten, in welchen die Glieder oder Kleider des Arbeiters gelangen können, wenn rechtzeitig daran gedacht wird.
Auch hier, wie bei den vorhin erörterten Umständen ist nöthig, dass der Entwerfende sich voll und ganz in die Benutzungsweise der Maschine hineindenkt, sie — obgleich sie noch nicht fertig gezeichnet ist — im Geiste vor sich arbeiten sieht, um die ihr anhaftenden Fehler zu erkennen und dann auszumerzen. Wem ein solches Vorstellungsvermögen abgeht, der ist zum Entwerfen von Werkzeugmaschinen wenig geeignet.
B. Der Standhaftigkeitsgrad der Maschine ist äusserlich zu erkennen durch die Grösse der Schwingungen, welche diejenigen ihrer Theile aus - führen, die eigentlich ruhen, beziehungsweise nur in den ihnen vorge - schriebenen Bahnen sich bewegen sollten. Wenn diese von der elastischen Nachgiebigkeit betreffender Theile herrührenden Schwingungen sehr rasch auf einander folgen, so spricht man vom Zittern der Maschine. Es machen sich solche Schwingungen, bezw. Zitterungen an den Werkstücken durch die Ungenauigkeit der ausgeführten Arbeit mehr oder weniger fühlbar; Auf - gabe des Entwurfs ist, sie soweit wie sie schädigend wirken, zu vermeiden.
Wenn die Beanspruchungen sich langsam ändern, so findet einfaches elastisches Ausweichen statt. Es steigern sich die widerstehenden Span - nungen allmählich, bis sie den angreifenden Kräften das Gleichgewicht halten, und führen den Maschinentheil zurück, sobald die Beanspruchung nachlässt. Anders ist es bei raschem Wechsel in Grösse und Richtung der angreifenden Kräfte, indem dann auch die Masse des betreffenden Maschinen - theils zur Geltung kommt. Die erforderliche Beschleunigung nimmt einen5Einleitung.mehr oder weniger grossen Theil der angreifenden Kräfte für sich in An - spruch und verlangsamt dadurch das Ausweichen, und da die Zeit, während welcher die Kräfte in einer Richtung wirken — wie vorausgesetzt wurde — klein ist, so kann auch der Weg, längs welchem das Ausweichen stattfindet, nur klein sein, und zwar um so kleiner, je grösser die ausweichende Masse ist. Demnach sollen, bei raschem Wechsel der einwirkenden Kräfte, an denjenigen Stellen grosse Massen angebracht werden, wo die Kräfte an - greifen, während bei langsamer Aenderung oder in grösseren Zeitabschnitten vorkommendem Wechsel nur die Steifigkeit der Theile in Frage kommt.
Findet die Ausgleichung der angreifenden und widerstehenden Kräfte in gerader Linie statt, d. h. werden die betreffenden Theile nur auf Zug oder Druck in Anspruch genommen, so steigert sich die widerstehende Spannung so rasch, dass nur eine geringe Nachgiebigkeit vorliegt. Es kann dann der Berechnung die Festigkeit zu Grunde gelegt werden. Muss da - gegen der Biegungswiderstand, vielleicht weit auskragender Theile für den Ausgleich der Kräfte benutzt werden, so fällt die Nachgiebigkeit, oder der Ausschlag oft bei recht kleinen Spannungen schon grösser aus, als zuge - lassen werden kann. In diesem Falle kommt die elastische Nachgiebigkeit allein in Frage, und die aus der Bruchbelastung hergeleitete Festigkeits - werthziffer ist gleichgiltig.
Dieselben Gesichtspunkte kommen auch bei anderen Maschinen vor, sie führen aber dort nicht zu so schroffen Gegensätzen wie bei den Werk - zeugmaschinen, und werden daher im allgemeinen Maschinenbau nicht immer genügend betont, weshalb ich für nöthig hielt, an diesem Orte daran zu erinnern.
C. Der Antrieb der Werkzeugmaschinen erfolgt zuweilen durch un - mittelbar mit ihnen verbundene Dampf - oder Gasmaschinen. Das kommt in Frage, wenn die Grösse der Betriebskraft so bedeutend oder auch der Betrieb so unregelmässig ist, dass die Anlage von Wellen, welche die Kraft von einer grösseren Kraftmaschine herleiten, sich nicht lohnt. Man wählt auch diesen unmittelbaren Antrieb, wenn der Aufstellungsort der betreffen - den Maschine weit entfernt liegt von der allgemeinen Betriebsmaschine. Dieser unmittelbare Antrieb ist jedoch von manchen Uebelständen begleitet. Dahin gehört, dass man die Dampfmaschine nicht so vollkommen ausbildet, wie eine grosse Betriebsdampfmaschine; kann man ihr doch nicht die Pflege angedeihen lassen, welche eine den Dampf möglichst ausnutzende Maschine voraussetzt. Schwierigkeiten verursacht ferner die grosse Menge des in den Dampf-Leitungen sich abscheidenden Wassers, namentlich bei der Inbe - triebsetzung. Im ganzen fällt die Ausnutzung jedenfalls ziemlich gering aus, weshalb lange Kraftübertragungen wohl mit der unmittelbar antreiben - den Dampfmaschine in Mitbewerb treten können. Hinsichtlich der Gaskraft - maschinen gilt Aehnliches.
In der neuerdings vortrefflich entwickelten elektrischen Betriebskraft - Uebertragung ist dem unmittelbaren Antrieb ein starker Mitbewerber er - wachsen. Die Leitung von der stromerzeugenden zur stromverbrauchenden Maschine ist in jedem Falle bequem und billig herzustellen und bedarf fast keinerlei Aufsicht oder Ausbesserung. In dem Augenblicke, in welchem die stromverbrauchende Maschine ausser Betrieb gesetzt wird, hören Ver - luste an Elektricität auf, während mit dem Schluss der Leitung sofort volle Betriebsfähigkeit vorliegt. Das sind Eigenschaften, welche den elektrischen6Einleitung.Antrieb namentlich in den Fällen schätzbar machen, in welchen häufige Betriebsunterbrechungen vorkommen. Es leidet jedoch die Uebertragung der Betriebsarbeit durch elektrischen Strom zur Zeit noch an Mängeln, nämlich der unvollkommenen Regelbarkeit und — bei kleinen Kräften — der grossen Drehgeschwindigkeit der Motoren. Die Regelbarkeit besteht im wesentlichen in der Drosselung des elektrischen Stromes. Der Motor muss dem grössten Kraftbedarf, welcher zuweilen das 2 -, ja 5 fache des gewöhnlich vorkommenden beträgt, gewachsen sein, arbeitet daher für ge - wöhnlich mit geringer Nutzleistung. Man kann diesem Uebelstande durch Verwendung von zwei Motoren abhelfen, welche nach Bedarf gemeinsam, sonst einzeln die Betriebsarbeit zu liefern hätten. Dadurch werden aber nicht allein die Anlagekosten erheblich gesteigert, sondern auch das an zweiter Stelle genannte Uebel: die grosse Umdrehungszahl verschärft.
Wenn man von einer gemeinsamen Welle aus durch Treibriemen oder Seile eine Zahl von Werkzeugmaschinen antreibt, so gleichen sich die wechselnden Bedürfnisse der einzelnen Maschinen einigermassen aus; die eine wird voll beansprucht, während eine andere weniger und eine dritte vielleicht ganz wenig zu leisten hat. Wird sonach diese Welle von einem elektrischen Motor angetrieben, so braucht derselbe nicht nach dem grössten Kraftbedarf sämmtlicher Maschinen bemessen zu sein, sondern hat nur etwas grösser zu sein, als dem mittleren Kraftbedarf entspricht. Dem - gemäss ist seine mittlere Nutzleistung erheblich grösser, als bei dem Einzel - antrieb. Zu gleicher Zeit wird der, eine Gruppe von Maschinen antreibende Motor nennenswerth grösser als die Motoren, welche zum Einzelantrieb passen, weshalb — fast immer — die Geschwindigkeitsübersetzungen ein - facher ausfallen. So zieht man denn den Gruppenantrieb dem Einzelantrieb in den Fällen vor, in denen die Maschinen ohne Anstand in Gruppen zu - sammengefasst werden können. Dann aber ist der Antrieb, soweit es den Werkzeugmaschinenbauer angeht, dem gewöhnlichen, von Triebwerkswellen ausgehenden gleich.
Verlangt eine Werkzeugmaschine grosse Kräfte bei geringer Ge - schwindigkeit, so ist in einer Reihe von Fällen dem Antrieb durch Druck - wasser der Vorzug zu geben. Man verwendet dasselbe mit 50 bis 100 kg für 1 qcm oder noch grösseren Druck, so dass die erforderlichen Druck - flächen verhältnissmässig klein ausfallen. Die Leitung von der Druckpumpe bis zu der anzutreibenden Maschine ist einfach, insbesondere auch durch Um - gehung im Wege stehender Baulichkeiten oder Maschinen auszuführen. Sie ist theurer als die Elektricitätsleitung, wogegen die Mittel, welche die ge - lieferte Betriebsarbeit in die Werkzeugmaschine überführen, billiger aus - fallen als der sogenannte Motor und die zugehörigen Vorgelege. Für Maschinen, welche sehr wechselnd arbeiten, empfiehlt sich der Druckwasser - antrieb noch dadurch, dass er die Aufspeicherung von Betriebsarbeit in Form von Druckwasser gestattet, also die ursprüngliche Kraftmaschine den Wechsel des Arbeitsverbrauchs weniger empfindet als bei allen übrigen Uebertragungsmitteln für Triebkraft.
In manchen Fällen ist auch Druckluft (mit 4 bis 8 kg qcm Ueberdruck) brauchbar. Gegenüber dem Umstande, dass sie grössere Druckflächen ver - langt als Druckwasser, fällt zuweilen in’s Gewicht, dass man die gebrauchte Druckluft einfach ausströmen lassen kann, während für das gebrauchte Druckwasser eine besondere Ableitung vorgesehen werden muss.
7Einleitung.Druckwasser und Druckluft kommen als Antriebsmittel namentlich dann in Frage, wenn es sich um geradlinige Verschiebungen handelt; für ihre Wahl ist aber oft auch der Umstand massgebend, dass sie in ein - fachster Weise auch den Betrieb zur Werkzeugmaschine gehöriger Hebe - vorrichtungen vermitteln.
Es sind hiernach — je nach Umständen — alle die hier genannten Antriebsmittel für Werkzeugmaschinen berechtigt und demgemäss im Ge - brauch. Am gebräuchlichsten ist der Antrieb durch Riemen von Wellen aus, welche entweder unmittelbar von der Kraftmaschine, oder von Elektro - motoren gedreht werden, so dass in dem Folgenden dieser Antrieb vor - wiegend berücksichtigt werden wird.
Die Schneide wird gebildet durch zwei mehr oder weniger ebene Flächen EA und CF, Fig. 1, zwischen denen die Abrundung A C liegt. 3)Vergl. Karmarsch-Fischer, Handbuch der mechanischen Technologie. 6. Aufl. Bd. 1, S. 371. Leipzig 1888. Die vorliegende Auffassung ist, nach Wissen des Verfassers zuerst von ihm, und zwar seit 1876 in seinen Vorträgen vertreten; 1879 veröffentlichte derselbe sie durch Druck in seinem Buche: Die Holzsäge.Die Spanablösung ist daher zu vergleichen mit dem Vorgang, welcher eintritt, wenn ein Flüssigkeitsstrom mit einem Theile seines Querschnittes auf eine abgerundete Kante trifft. Das gegen einen Brückenpfeiler stossende Wasser erfährt eine Anstauung und fliesst nach beiden Seiten desselben ab. So ist es auch bei dem Spanbilden: die Schneide E A C F drückt bei ihrer Bewegung in der angegebenen Pfeilrichtung gegen das Werkstück, dessen Theile eine ge - wisse Anstauung, hier Stauchung genannt, erfahren und zu beiden Seiten der „ Schneidkante “, richtiger der Abrundung A C abfliessen. Es bedarf eines Beweises nicht, dass die Trennung des Werkstückes im wesentlichen gegen - über derjenigen Stelle des Werkzeugs erfolgt, welche in der Bewegungs - richtung am meisten hervorragt; es geht die Trennungsfläche also etwa durch den Mittelpunkt der Abrundung und ist gleichlaufend zur Richtung der gegensätzlichen Bewegung. Es muss daher die Fläche A J D des Werk - stückes, Fig. 1, vorübergehend ausweichen, um der vorwärts schreitenden Schneide den Weg frei zu machen und zwar ist der Höchstbetrag dieses9I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.Ausweichens gleich dem Abrundungshalbmesser ϱ der Schneide, woraus folgt, dass der Widerstand, welchen die Schnittfläche ihrem Ausweichen entgegensetzt, das ist der winkelrecht zur Arbeitsrichtung auf die Schneide wirkende Druck, um so grösser ausfällt, je grösser der Abrundungshalb - messer ϱ ist.
Derjenige Werkstücktheil, welcher als Span über die Brustfläche A E der Schneide abfliesst, gehorcht hiermit nur dem hohen Druck, welcher bei A herrscht und weiter durch die vordringende Brustfläche A E der Schneide hervorgerufen wird; seine kleinsten Theilchen erfahren hierbei eine ziemlich starke gegensätzliche Verschiebung, welche bei spröderem Metall eine Zerbröckelung, bei zähem Metall eine deutlich erkennbare Stauchung oder Verdickung des Spanes herbeiführt, sodass d1 nicht selten zweimal, ja bis dreimal so gross ausfällt, als die Dicke d der abgehobenen Schicht beträgt.
Der Rücken der Schneide, die Fläche, welche sich von A über C nach J erstreckt, erfährt unter dem von ihr gegen das Werkstück ausgeübten hohen Druck einen grossen Gleitungswiderstand, welcher sich als Theil des ge - sammten Arbeitswiderstandes geltend macht. Diese Reibung kann auch folgende Erscheinung hervorbringen: Wenn die Schneide früher den Span bis zur Linie B A D abgehoben hat, löst sie, ein zweites Mal genau in der - selben Weise über das Werkstück geführt, zuweilen einen sehr dünnen, meistens aus Fetzen bestehenden Span ab, indem — nach Fig. 2 — der unter B A D liegende Rücken der Schneide die Oberfläche des Werkstückes zum Theil zwingt, vor der Schneide emporzuquellen. Das erklärt die That - sache, dass Späne abgehoben werden können, die kaum dicker sind als ϱ.
Es bedarf nun keines Beweises, dass die Stauchung des, durch Fig. 1 im Längenschnitt dargestellten Spanes sowohl, als auch die Verdrängung der Schnittfläche um so grösser ausfallen, je grösser der Abrundungshalb - messer ϱ ist. Man sucht daher durch zweckmässiges Schleifen die Ab -10Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.rundung klein zu machen. Sie nimmt jedoch bei dem Gebrauch der Schneide durch Abnutzung zu, weshalb von Zeit zu Zeit wiederholtes Schleifen nöthig wird. Um die hiermit verbundenen Störungen möglichst zu mindern, wird die aus Stahl bestehende Schneide gut gehärtet, in Aus - nahmefällen werden Schneiden aus sehr harten anderen Stoffen (z. B. schwarzer Diamant) hergestellt. Bei dem Spanabheben wird Wärme ent - wickelt, welche, wenn ungenügend abgeführt zum Erweichen der stählernen Schneide, bezw. zum Zersprengen der harten anderen Schneiden führt. Es liegen hier also zahlreiche, zum Theil sich gegenseitig beeinflussende Um - stände vor, welche auf die Grösse jener Stauchung und Verdrängung, also die auftretenden Widerstände einwirken, sodass schon jetzt gesagt werden kann: Diese Widerstände sind im voraus nicht genau zu bestimmen.
Auch mit der Zunahme des Brustwinkels β und der Abnahme des Ansatzwinkels i nehmen die Widerstände zu. Man darf aber den Ansatz - winkel i nicht zu gross machen, weil andernfalls die Gefahr des „ Hakens “entsteht1)Karmarsch-Fischer, Handb. d. mech. Technologie. 6. Aufl. Bd. 1, S. 383., man darf den Schneidwinkel α nicht zu klein wählen, um der Schneide die nöthige Dauerhaftigkeit zu lassen. So hat sich denn als zweckmässig ergeben, diese drei Winkel auf Grund der Erfahrung zu wählen.
Was zunächst den Ansatzwinkel i betrifft, welcher bestimmt ist, die Strecke A J, längs welcher die entstehende Werkstückfläche zurückweichen muss, abzukürzen, so ist derselbe verschieden gross zu wählen nach dem zu bearbeitenden Stoff und der zu ergänzenden Gestalt. Im allgemeinen wird i für zähe Metalle kleiner gewählt als für spröde. Die Gestalt des Werkstückes macht sich in folgender Weise geltend. Ist die Arbeitsbewegung eine geradlinige, so wird i zwischen dem Rücken C F der Schneide und der gebildeten Fläche J D gemessen, ist dagegen die Arbeitsbewegung eine kreisförmige, so wird i von der Tangente A D an die gebildete Fläche A D1, und dem Stichelrücken C F eingeschlossen. Man erkennt nun ohne weiteres aus Fig. 1, dass unter sonst gleichen Umständen bei geradliniger Arbeits - bewegung die Ausweichstrecke A J länger ist, als diejenige A J1, welche bei kreisförmiger Arbeitsbewegung und Bearbeitung von aussen eintritt. Um - gekehrt wird diese Ausweichstrecke grösser bei kreisförmiger Arbeitsbewegung11I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.und Bearbeitung von innen (Ausbohren, Fräsen). Demgemäss wählt man i für das Abdrehen, insbesondere kleinerer Durchmesser am kleinsten, für Ausbohrwerkzeuge und Fräser am grössten, und zwar innerhalb der Grenzen von 2° und 7°.
Der Schneidewinkel α wird für Gusseisen, Schmiedeeisen und Bronze nicht unter 50°, gewöhnlich zu 56° bis 65°, für Hartguss bis zu 80° ge - nommen.
Die Zerspanung einer wegzunehmenden Schicht von der Dicke a und irgend welcher Breite, kann nun auf dreierlei Arten erfolgen: entweder, indem die Schicht in ganzer Breite und Dicke gewissermassen als unge - theilter (wenn man von zufällig eintretender Zerbröckelung absieht) Span auf einmal abgeschnitten, oder streifenweise abgelöst (Fig. 3 bis 6) oder endlich in Spänchen kommaartigen Längenschnitts (Fig. 7) zerlegt wird.
Das erstgenannte Verfahren ist nur möglich, wenn die Dicke und Breite der hinwegzuräumenden Schicht gering sind, weil andernfalls die Widerstände zu gross ausfallen. Das zweite Verfahren bildet die Regel bei Drehbänken, Hobel -, Feil - und Stossmaschinen, Ausbohrmaschinen und Schwärmeranordnungen, sowie bei Lochbohrmaschinen. Das dritte Verfahren nennt man Fräsen.
Bei der streifenartigen Zerspanung muss der Span regelmässig an zwei Seiten abgelöst werden, was anscheinend den Widerstand vergrössert. Versuche haben denn auch ergeben, dass der auf die Flächeneinheit des Spanquer - schnitts bezogene Arbeitswiderstand für Späne quadratischen Querschnitts er - heblich grösser ausfällt, als für flache Späne und von diesen die rechteckigen, Fig. 3 mehr Widerstand leisten als die trapezförmigen, Fig. 4, was sich leicht aus dem Umstande erklären lässt, dass ein verhältnissmässig dicker Span weniger bequem über die Brust der Schneide abzufliessen vermag als ein dünner, und bei dem rechteckigen Span, Fig. 3 auch eine Biegung desselben in der Breitenrichtung stattfinden muss, um ihn vom Werkstück frei zu12Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.machen. Der durch Fig. 5 dargestellte Spanquerschnitt verhält sich, so - weit der Arbeitswiderstand in Frage kommt, ähnlich wie ein trapezförmiger. Der Span Fig. 6 kehrt seine flache Seite der Werkstückfläche zu; er fliesst demnach bequem ab. Man verwendet diese Spanform hauptsächlich für den letzten Schnitt (das Schlichten), um die unvermeidlichen Rauhigkeiten, welche die Schruppstähle, Fig. 3 bis 5, auf der bearbeiteten Fläche hinterlassen, zu beseitigen.
Wenn auch dem Sprachgebrauch nicht ganz entsprechend, ist doch die Schleiffläche den schneidenden Werkzeugen anzureihen. 1)Karmarsch-Fischer, Handb. d. mech. Technologie. 6. Aufl. Bd. 1, S. 397.Sie be - steht aus scharfkantigen Bruchstücken harten Gesteins oder kantigen Körnern anderen Ursprungs (Karborundum), welche durch ein geeignetes
Bindemittel so zusammengehalten werden, dass man sie unter einigem Druck über das Werkstück hinwegführen kann. Die über das Binde - mittel hervorragenden Kanten und Ecken schneiden in ähnlicher — im allgemeinen unvollkommenerer — Weise wie die gewöhnliche Schneide Späne ab, die immer sehr dünn sind. Zwei Eigenschaften der Schleifflächen begründen ihre Verwendungsfähigkeit zum Bearbeiten von metallenen Maschinenteilen: die grosse Härte der Körner und die Möglichkeit, die Schleiffläche mit ungemein grosser Geschwindigkeit (bis zu 30 m sekundlich oder noch mehr) über das Werkstück hinwegführen zu können. Die erstere
Eigenschaft macht das Schleifen zum allein möglichen, oder doch besten Bearbeitungsverfahren der härtesten, oder doch sehr harten Werkstücke, die andere befähigt es zur Erzeugung der genauesten Gestalten. Ersteres bedarf einer Erläuterung nicht; zu letzterem bemerke ich das Folgende: Bei der langsam arbeitenden gewöhn - lichen Schneide findet Werkstück wie Werkzeug Zeit, im ganzen auszu - weichen, bei der etwa 100 mal grösse - ren Geschwindigkeit der Schleiffläche tritt die Massenwirkung einem Aus - weichen mit Erfolg entgegen. Zu gleicher Zeit erlaubt die grosse Ge - schwindigkeit, die Spandicke verschwindend klein zu machen, ohne zu grosse Beschränkung der Leistungsmenge.
Versuche haben ergeben,1)Zeitschr. d. Vereins d. Ingenieure 1897, S. 504. dass man für die eigentliche Schneide unter mittleren Verhältnissen den Widerstand in der Arbeitsrichtung W1, Fig. 8, annehmen kann zu: 〈…〉 ........ (1) wenn δ. b den Spanquerschnitt und K eine Werthziffer bezeichnet.
Diese Werthziffer beträgt je nach der Härte des Metalles und des Zu - standes der Schneide, auf 1 qmm bezogen:
Nach Gleichung 1 ist der Widerstand W1 gleich dem Produkt aus Span - querschnitt und Werthziffer K; die Grösse des Spanquerschnittes δ. b lässt sich aber auch ausdrücken durch Δ. a, d. i. Seitenweg der Schneide oder Schaltung für einen Schnitt mal Schnitthöhe, also durch Grössen, welche bei den Spanformen der Fig. 4 und 5 leichter gemessen werden können als die eigentliche Spandicke und Breite. Man pflegt deshalb all - gemein das letztere Produkt an Stelle des ersteren zu setzen, also: 〈…〉 ........ (2)
Für stetiges Arbeiten, z. B. das Abdrehen, wobei die Schaltung während des Arbeitens stattfindet, ist, wenn ν die Arbeits -, c (Fig. 3 — 6) die Schalt - geschwindigkeit bezeichnet: 〈…〉 , also: 〈…〉 ........ (3)
14Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.Ausser dem, in der Arbeitsrichtung auftretenden Widerstand W1, wirkt auf die Schneide ein Druck W2, Fig. 8, winkelrecht zur Schnittrichtung, welcher von dem vorübergehenden Zurückdrängen der Schnittfläche her - rührt. Wegen des Druckes, welchen der Span auf die Brust der Schneide ausübt, ist ein gewisser Druck gegen den Rücken der Schneide nöthig, um ein Durchbiegen der Schneide gegen das Werkstück, das sogenannte „ Haken “zu verhüten. Dieser Zweck würde zwar erreicht, wenn die beiden Drücke sich gegenseitig aufhöben. Das lässt sich jedoch durch Wahl der Ansatzwinkelgrösse nicht mit Sicherheit erreichen, weshalb man, um jeden - falls das Haken zu vermeiden, den Ansatzwinkel i kleiner macht und hier - durch einen Ueberschuss des Druckes gegen den Schneidrücken erzielt. Nach den bisher vorliegenden wenigen Beobachtungsergebnissen scheint1)Zeitschrift d. Vereins deutscher Ingenieure 1897, S. 504. es zweckmässig zu sein, sich auf eine Grösse W2 dieses Ueberschusses ge - fasst zu machen, welche ebenso gross ist als W1, also für die Berechnung der Abmessungen für die Maschine zu setzen: 〈…〉 ....... (4) Ist der Span verhältnissmässig dünn und breit, Fig. 3, 4, 5 und 6, so wird man W2 als winkelrecht gegen die Breitseite gerichtet annehmen, sind da -
gegen Dicke und Breite des Spanes nicht so sehr von einander unterschie - den, so ist ein Theil von W2 als gegen die Breitseite, ein anderer als gegen die Schmalseite gerichtet anzunehmen. Bei dem Entwurf einer Werkzeug - maschine weiss man meistens nicht mit Sicherheit, welche Spanart von dem Benutzer gewählt werden wird, weshalb man vorsichtshalber die un - günstigsten Lagen und Werthe für W2 einsetzt.
Während die bisher erörterten, den Dreh - und Hobelsticheln u. s. w. zugehörigen Schneiden bei einem und demselben Schnitt regelmässig Späne gleichen Querschnitts abheben, schneiden die Fräserzähne das Metall in sehr verschiedenen Dicken ab. Der bei e Fig. 9 ansetzende Zahn dreht sich um die Fräseraxe und schreitet gleichzeitig mit dieser gegensätzlich zum Werkstück vor, sodass, wenn der Zahn in f eintrifft, die Fräseraxe von m nach m1 gelangt ist. Hierbei ist eine Metallschicht abgelöst, deren Längenschnitt die Figur e b f i a e darstellt. Die krumme, von der Fräserschneide beschriebene Linie e b f ist nun kein Kreisbogen. In allen wirklich vorkommenden Fällen ist aber die Länge m1 m = f i = c a im Ver - hältniss zum Fräserdurchmesser D so klein — bei weitem kleiner als die Figur angiebt — dass man für die Berechnung der Spandicke sie als mit dem Halbmesser D / 2 beschriebenen Bogen ansehen kann.
Es ist dann die Spandicke x = a b, wenn der Winkel e m b = η ge - setzt wird: 〈…〉 a c ist gleich m m1, d. h. dem Zuschiebungswege eines jeden der z Fräser -15I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.zähne. Bezeichnet also ν die sekundliche Zuschiebungsgeschwindigkeit, n die minutlichen Fräserdrehungen, so ist: 〈…〉 , folglich 〈…〉 ........ (5)
Hieraus ergiebt sich die grösste Spandicke δ zu: 〈…〉 .
Es ist aber, wenn d die hinwegzuräumende Schichtdicke bezeichnet: 〈…〉 , also 〈…〉 und daher: 〈…〉 ...... (6) oder auch, wenn u die sekundliche Umfangsgeschwindigkeit des Fräsers bedeutet: 〈…〉 ...... (7)
Einer dieser beiden Werthe (7, bez. 6) kann zur Berechnung des grössten Widerstands, dem der einzelne Fräserzahn begegnet, benützt werden, z. B. wenn es sich um eingesetzte Zähne handelt. Heisst die Span - breite in der Axenrichtung des Fräsers b, so wird: 〈…〉 .. (8)
Ist die Zahl z der Zähne gegenüber der Schichthöhe d so klein, dass immer nur ein Zahn arbeitet, so kann man diesen Ausdruck — Gl. 8 — auch zur Bestimmung des gesammten, auf den Fräser wirkenden grössten Widerstandes benützen. Es sei 〈…〉 , so tritt der grösste Werth des Gesammtwiderstandes dann auf, wenn die grösste Spandicke δ, Fig. 10 er - reicht ist. In diesem Falle ist die Mittelkraft R.
〈…〉 oder 〈…〉 (9)
welcher Widerstand einerseits biegend auf die Fräserspindel wirkt, anderer - seits das widerstehende Moment 〈…〉 liefert. Es ist:16Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung. 〈…〉 〈…〉 ......... (10)
Nun ist es nur eine Annahme, dass W1 = W2 wird; vielleicht fällt W2 infolge eines grösseren Ansatzwinkels kleiner aus, vielleicht ist W2 = 0. Wird nicht in diesem Falle, da der Hebelarm der widerstehenden Kraft zunimmt, das widerstehende Moment grösser? Die Rechnung verneint diese Frage. Ist W2 = 0, so wirkt W1 an dem Halbmesser des Fräsers, d. i. 〈…〉 〈…〉 oder 〈…〉 ...... (10) genau so, wie vorhin.
Der erörterte Fall liegt auch vor bei dem Langlochbohrer mit nur zwei Schneiden, Fig. 11. Die grösste Spandicke tritt auf bei η = 90°, sodass, wenn man bedenkt, dass das 〈…〉 in Frage kommt, nach Gl. 8 wird: 〈…〉 〈…〉 ......... (11) und: 〈…〉 ...... (12) sowie: 〈…〉 ...... (13)
17I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.Arbeitet eine grössere Zahl der Fräserzähne gleichzeitig, oder sind die Zähne spiralig gestaltet, so dass alle möglichen Winkel η gleichzeitig vertreten sind, so gewinnt man für kleinere Schichthöhen d den mittleren Werth W1 auf folgendem Wege:
Es ist der Widerstand W, den ein Zahn findet — vergl. Fig. 9 — gleich dem Produkt aus der zeitigen Dicke x, der Breite b und der Werth - ziffer K, also — wenn x nach Gl. 5 eingesetzt wird: 〈…〉 .
Die zu seiner Ueberwindung erforderliche Arbeit längs des Bogentheils 〈…〉 also: 〈…〉 und die Arbeit für einen Span: 〈…〉 〈…〉 〈…〉 ....... (14)
In jeder Sekunde werden 〈…〉 solcher Späne abgehoben, so dass die sekundliche Arbeit beträgt: 〈…〉 d. i. A = b · d · K · v ........ (15)
Diese Gleichung spricht — beiläufig erwähnt — aus: der Arbeitsauf - wand eines Fräsers, der mit v Meter Zuschiebungsgeschwindigkeit eine Schicht vom Querschnitt b. d zerspant, ist gleich dem eines Einzelstichels, welcher mit v Meter Geschwindigkeit denselben Querschnitt auf einmal oder auch in mehreren Streifen abhebt. Dieser Satz sagt also: die reine Zer - spanungsarbeit des Fräsers ist gleich derjenigen des Einzelstichels, zu welchem Ergebniss man übrigens ohne weiteres aus dem Vordersatz ge - langt, nach welchem der Arbeitswiderstand im geraden Verhältniss zum Spanquerschnitt steht.
Jene Arbeit A (Gl. 15) wird nun mit der Umfangsgeschwindigkeit u des Fräsers verrichtet, so dass das durchschnittliche W1 beträgt: W1 · u = A 〈…〉 ........ (16)
Fischer, Handbuch der Werkzeugmaschinenkunde. 218Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.Es ist hiernach das von der Fräserwelle zu überwindende Drehmoment: 〈…〉 ....... (17)
Der auf die Fräseraxe biegend wirkende Druck W2 lässt sich, an - gesichts des Umstandes, dass die Schichthöhe d gegenüber dem Fräser - durchmesser meistens klein ist, ziemlich genau durch die Annahme ge - winnen: W1 greife in der Mitte zwischen e und f, Fig. 12 an. Da W1 = W2 gesetzt wird, so entsteht hieraus: 〈…〉 ....... (18)
Bei den Keillochfräsern mit zahlreichen Zähnen ist anders zu rechnen, weil die zu zerspanende Schichthöhe d = D ist. Insbesondere, wenn die Zähne spiralig gewunden sind, kann man annehmen, dass einem arbeitenden Zahn a, Fig. 13, ein zweiter arbeitender Zahn a1 symmetrisch gegenüber liegt. Zerlegt man die auf diese Zähne wirkenden Kräfte W1 und W2 in
Bezug auf die Figur in ihre wagrechten und lothrechten Zweige, so findet man, dass die wagrechten Zweige von W1 sich gegenseitig aufheben und ebenso die senkrechten Zweige von W2.
Für einen Zahn a ist — nach Gl. 5 — der Widerstand: 〈…〉 also der senkrechte Zweig P dieses Widerstandes: 〈…〉 .
Befindet sich ein Zahn in e, so ist für den folgenden Zahn 〈…〉 , für den dritten 〈…〉 u. s. w., woraus sich ergiebt: 〈…〉 .
19I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.Ebenso gewinnt man für sämmtliche wagrechte Zweige von W2: 〈…〉 .
Die gleichlautenden eingeklammerten Ausdrücke dieser beiden Glei - chungen bedeuten nun 0,25 · z, so dass die Mittelkraft R von Σ P und Σ w wird: 〈…〉 oder, nachdem 〈…〉 durch 〈…〉 ersetzt ist: 〈…〉 ....... (19)
Es ist die Mittelkraft R, da Σ P winkelrecht, Σ w gleichlaufend zur Schaltbewegung liegen, gegen letztere um 45° geneigt.
Bisher ist nur von den gleichlaufend zur Drehungsebene liegenden Widerständen der Fräser die Rede gewesen, und zwar solcher Fräser, welche auf ihre ganze Länge gleichen Durchmesser haben. Es haben nun selbst diese Fräser meistens auch an ihrer Stirnseite die Späne abzulösen, so dass auch Widerstände in der Axenrichtung auftreten. Fig. 14 ist ein Schnitt durch die Axe des Fräsers und gleichzeitig durch das Werkstück, in welches eine Nuth von der Breite b gefräst wird. In diesem Falle haben die Fräserzähne an beiden Giebelseiten die Späne längs der Fläche e a i f b e, Fig. 9, abzutrennen; die hierbei auftretenden, winkelrecht zur Schnittrichtung, also gleichlaufend zur Fräseraxe liegenden Kräfte W2 heben sich gegenseitig auf. Aber selbst wenn nur eine Giebelseite der Fräserzähne diese seitliche Abtrennung der Späne zu verrichten hat, so spielen die betreffenden Kräfte W2 keine Rolle, weil die Dicke des Spanes gegen seine Breite fast verschwindet. Das gilt auch von den sogenannten Stirnfräsern, welche ebene Flächen erzeugen, die winkelrecht zur Fräser - axe liegen. Es wird hiermit häufig die Auffassung verbunden, diese Fräser arbeiteten ausschliesslich oder doch vorwiegend an ihrer Stirn - oder Giebelseite. Thatsächlich ist die grösste Dicke δ des Spanes, also die2*20Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.grösste Breite der sichelförmigen Trennungsfläche selten grösser als 0,05 mm, dagegen die geringste Abmessung der Späne in der Axenrichtung des Fräsers, d. i. die Breite b, selten kleiner als 1 mm. Es verschwindet des - halb der Einfluss jener Breite im allgemeinen gegen den der letzteren Breite, und ist deshalb überflüssig, zwischen Stirnfräsern und gewöhnlichen Fräsern zu unterscheiden.
Bei manchen Formfräsern kann aber der Seitendruck eine Rolle spielen. Es sei A, Fig. 15, ein Fräser, welcher in dem Werkstück B eine Nuth in dem stumpfen Winkel 90° + γ erzeugt, und zwar bei der durch die Figur dargestellten gegenseitigen Lage der Fräseraxe zum Werkstück. Im vor - liegenden Beispiel ist die Breite b des vom cylindrischen Theil des Fräsers abgehobenen Spantheils geringer als die Breite b1, welche der kegelförmige Theil abhebt. Obgleich nun δ1 kleiner ist als δ, nämlich: δ1 = δ. sin γ, so kann doch δ1 × b1 grösser, oder doch gleich δ. b werden und deshalb das, δ1 × b1 zugehörige W2 der Beachtung werth sein. Das ist in jedem einzelnen Fall zu untersuchen.
Ueber die Widerstände des Schleifens sind mir nur die wenigen Ver - suche Hartig’s1)Versuche über Leistung und Arbeitsverbrauch d. Werkzeugmaschinen. Leipzig 1873. S. 184. bekannt. Leider konnte die Leistung der Schleifsteine nicht festgestellt werden. Nach der Quelle sollen einige bemerkenswerthe Zahlen über die auftretenden Kräfte hier angegeben werden. W1 bezeichne den Schleifwiderstand, W2 die Kraft, mit welcher das Werkstück gegen die Schleiffläche gedrückt würde.
Bei einem grobkörnigen Sandstein wurde gefunden:
Dagegen bei einem feinkörnigen Sandstein:
Die Dauer stählerner Werkzeuge wird bedingt durch vorsichtige Aus - wahl des für sie zu verwendenden Rohstoffs und dem Zweck der Schneide angemessenes Härten des Stahles, worauf hier nicht näher eingegangen werden soll.
21I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.Es wird die Dauer der Schneide ferner beeinflusst durch die bei ihrer Benutzung stattfindende Erwärmung. Die höhere Temperatur des Stahles mindert dessen Härte, wenn sie längere Zeit anhält, weshalb, um das Weich - werden des Stichels möglichst zu verhüten, die unvermeidliche Erwärmung beschränkt werden muss. Das kann geschehen durch Anwendung kleiner Geschwindigkeiten und kleiner Spanquerschnitte, aber auch durch Förde - rung des Wärmeabflusses nach aussen. Der Wärmeabfluss kann nun ein von selbst sich ergebender sein oder durch künstliche Mittel unterstützt werden.
Ersterer findet einerseits statt durch die Wärmeleitung im Werkzeug zu dessen mit der freien Luft in Berührung stehender Oberfläche, aber auch zu der Einspannvorrichtung des Werkzeugs; anderseits durch die Wärmeleitung des Werkstücks. Der Wärmeabfluss durch das Werkzeug ist wichtiger als der durch das Werkstück stattfindende, da dem Werkzeug stets an derselben Stelle Wärme zugeführt wird und zwar gerade an der Stelle, welche kühl gehalten werden soll. Da nun im allgemeinen die Ab - messungen eines Stichels mit dem Spanquerschnitt wachsen, so nimmt auch die Wärmeableitungsfähigkeit mit dem Spanquerschnitt zu, also mit der Steigerung der Wärmeentwicklung, soweit sie vom Spanquerschnitt ab - hängt. Das wird nicht im geraden Verhältniss stattfinden, erklärt aber die Thatsache, dass im allgemeinen die Temperatur der Stichel von dem Spanquerschnitt wenig beeinflusst wird. Etwas anders verhält es sich mit den Sticheln, welche in sogenannten Werkzeughaltern (siehe weiter unten) stecken. 1)Vergl. Ehrhardt i. d. Zeitschr. d. Ver. d. Ingen. 1884, S. 249.Diese Stichel sind oft klein im Querschnitt, wodurch schon die Wärmeleitung erschwert wird; sie müssen ferner die Wärme oft durch kleine Flächen, mit denen sie den Werkzeughalter berühren, weitergeben, so dass die natürliche Wärmeabfuhr mangelhafter ist, als bei den gewöhnlichen Sticheln.
Die Stichelerwärmung ist bei dem Bearbeiten spröderer Metalle (Guss - eisen, Bronze, Messing) erheblich geringer als bei den zähen Metallen (Schmiedeeisen, Stahl, Kupfer), weil die Späne spröderer Metalle vielfach gebrochen werden und daher nicht so lange mit dem Werkzeug unter Druck in Fühlung bleiben als die Späne zäherer Metalle. Letztere pflegt man daher meistens unter Benutzung künstlicher Kühlung zu bearbeiten. Sie findet in erster Linie durch Zuführung von Wasser statt, welches tropfenweise oder, namentlich in neuerer Zeit, in mehr oder weniger starkem Strom auf die Entstehungsstelle der Späne geführt wird. Man verwendet reines Wasser, oder Wasser, in dem Soda gelöst ist (um das Rosten zu verhüten) oder Seifenwasser. In gleichem Sinne werden säurefreie Oele benutzt. Man spricht dann wohl vom Schmieren der Schneiden. Eigent - liches Schmieren der Schneide liegt aber nicht vor; wie leicht einzusehen ist, würde die, auf irgend einem Wege an die Schneide gelangte Schmiere sofort und gründlich einerseits durch den Span, anderseits durch die entstehende Schnittfläche abgewischt werden. Wohl aber kann ein Schmieren des Werkzeugs in einiger Entfernung von der Schneide stattfinden, z. B. um die Reibung an den geführten Theilen (Bohrer, Gewindeschneider und dergl. ) zu mindern.
Sehr wirksam ist das Kühlen mittels Terpentinöls, wohl weil das letztere leicht verdunstet.
22Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.Man hat auch vorgeschlagen, die Werkzeuge hohl zu machen und durch die Höhlung einen Wasserstrom zu treiben. 1)Zeitschr. d. Ver. d. Ingenieure. 1896, S. 997; 1897, S. 271 mit Abbild.
Für den Bau der Werkzeugmaschinen ist die künstliche Kühlung nur so weit von Bedeutung, als die nöthigen Vorrichtungen angebracht werden müssen. Für die Zuführung der Kühlflüssigkeit genügt, wenn nur geringe Mengen derselben verwendet werden, eine geeignet liegende Platte, auf welche ein Gefäss mit Ablaufröhre und Hahn gestellt werden kann. Manche Werke verwenden ein an der Decke der Werkstatt, oder sonst in einiger Höhe angebrachtes Gefäss, von dem eine Röhrenleitung die Kühl - flüssigkeit an die einzelnen Maschinen vertheilt. Alsdann ist auf die Unter - bringung der Röhren Rücksicht zu nehmen. Um die Werkzeugmaschine möglichst unabhängig machen und doch eine grössere Flüssigkeitsmenge verwenden zu können, versieht man jede Werkzeugmaschine mit einer Pumpe und verlegt, von dieser ausgehend, die Röhren bis zur Arbeitsstelle oder lässt durch die Pumpe das Wasser in einen höher belegenen Behälter — vielleicht die Höhlung des Maschinengestelles — heben und von da der Arbeitsstelle zufliessen.
Die zulässigen Arbeitsgeschwindigkeiten ergiebt die Erfahrung.
Folgende Zusammenstellung enthält gängige Werthe: Sekundliche Arbeitsgeschwindigkeiten.
Statt dieser Geschwindigkeiten werden — bei ausgiebiger künstlicher Kühlung — neuerdings nicht selten erheblich grössere angewendet. Ich fand für Drehbänke, welche Schmiedeeisen bearbeiteten, 20 cm, ja sogar bei einer Flusseisen bearbeitenden Hobelmaschine über 30 cm. Bei Nietloch - bohrmaschinen2)Vergl. Z. d. Ver. d. Ingen. 1895, S. 1205. kommt 23 — 24 cm Umfangsgeschwindigkeit zur Anwendung. J. E. Reinecker in Chemnitz empfiehlt in seinem Werkzeug-Preisverzeichniss für Lochbohrer von 1 mm bis 50 mm Durchmesser beim Bohren des Schmiede - eisens 21 cm bis 37 cm sekundliche Umfangsgeschwindigkeit.
Beim Fräsen des Eisens wird nicht selten 30 cm sekundliche Arbeits - geschwindigkeit angewendet.
Als mittlere Spandicken findet man — abgesehen von Lochbohr - und Fräsmaschinen — 0,2 bis 2,5 mm, bei Lochbohrmaschinen aber 0,05 bis 0,4 mm, welche Werthe jedoch in Ausnahmefällen unter - wie überschritten werden. Die Spanbreiten schwanken innerhalb sehr weiter Grenzen; in der23I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.technologischen Sammlung der Techn. Hochschule finden sich neben 280 mm breiten auch Späne, welche weniger als 1 / 10 mm breit sind.
Die Spandicke x, Fig. 9 (S. 14), welche durch Fräser erzeugt wird, schwankt bei jedem Span zwischen o und dem grössten Werth δ; sie wird durch Gl. 5 und 7 (S. 15) ausgedrückt. Die grösste Dicke δ ist nun an - scheinend nicht massgebend für die Zuschiebungsgeschwindigkeit, eher schon die Zuschiebung, welche auf einen Zahn des Fräsers entfällt. Aber auch hieraus lässt sich aus den bekannt gewordenen Zahlen eine bestimmte Regel nicht ableiten,1)Vergl. u. a. Engineering, Oct. 1891, S. 394; Jan. 1892, S. 27. Dingl. polyt. Journ. 1895, Bd. 296, S. 254 ff. American. Machinist, 24. Jan., 9. Mai 1895. man kommt vielmehr bei dem Lesen der Abhand - lungen zu der Anschauung, als ob die Standhaftigkeit der betreffenden Maschinen einen wesentlichen Einfluss auf die angewendeten Zuschiebungs - geschwindigkeiten gehabt habe. Und das ist erklärlich: ist man bei Steige - rung der Leistung an der Grenze angekommen, welche die Widerstands - fähigkeit der Fräserspindel oder der Antrieb nicht zu überschreiten ge - stattet, so ist das etwa vorhandene Vermögen des Fräsers mehr zu leisten gegenstandslos.
Für den Entwurf einer Fräsmaschine, welche ganz bestimmten Zwecken dienen soll, wird man nach Umständen besondere Versuche anstellen
müssen, wenn nicht Ergebnisse von Versuchen mit verwandten Maschinen vorliegen. Im allgemeinen liegt die sekundliche Zuschiebungsgeschwindig - keit v der Fräsmaschinen zwischen 0,25 und 2 mm und das Verhältniss der Schnittgeschwindigkeit u zur Schaltgeschwindigkeit v für Fräser zwischen 150 bis 1000, für Kaltkreissägen zwischen 300 und 1300, bei Kaltbandsägen zwischen 1000 und 3600.
Das Gleiten des Spans längs der Zahnbrust, ebenso das Gleiten des Zahnrückens auf der zurückgedrängten Schnittfläche verursacht Abnutzungen, so dass die ursprüngliche Querschnittsgestalt des Zahns oder Stichels E A J, Fig. 16, in die durch gestrichelte Linien dargestellte übergeht. Es tritt diese Abnutzung selbstverständlich nur da auf, wo der Stichel mit dem Werkstück in Berührung steht, sie ist daher auf dem Rücken — A · J — länger als auf der Brust — A E —; sie ist am stärksten da, wo der grösste Druck herrscht und verläuft, bei J und E. Eine solche abgenutzte, stumpf gewordene Schneide begegnet grösseren Widerständen als eine neue, theils, weil der Abrundungshalbmesser grösser geworden ist, hauptsächlich aber,24Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.weil sie die Schnittfläche weiter zurückdrängen muss — also W2 grösser wird — und der wirkliche Brustwinkel zugenommen hat. Die Erhaltung der guten Eigenschaften der Schneide verlangt deshalb Wiederherstellung der ursprünglichen Gestalt, was meistens durch Schleifen stattfindet. Es liegt nun nahe, dieses Schleifen sowohl auf der Brust, wie auf dem Rücken vorzunehmen. Das ist aber lästig; man pflegt daher meistens nur an einer dieser Flächen, der Brust - oder der Rückenfläche zu schleifen. Aus Fig. 16 geht nun ohne weiteres hervor, dass durch alleiniges Schleifen des Rückens nach der — · — · Linie der ursprüngliche Schneidenquerschnitt zwar nicht ganz wiedergewonnen wird, aber doch nur unwesentliche Abweichungen an der Brust zurückbleiben. Schleift man dagegen nur die Brust nach der durch — · — · — · angedeuteten Linie, so behält der Rücken den Buckel, welcher grosse Reibungsverluste verursacht. Man nennt deshalb das erstere Verfahren nicht selten das rechte, das letztere dagegen das verkehrte
Anschleifen. Das Schleifen beider Flächen, mehr noch des Rückens allein ist allgemein gebräuchlich bei gewöhnlichen Sticheln, Bohrern und solchen Fräsern, welche dreieckigen Zahnquerschnitt, Fig. 17, haben. Man schleift dagegen nur die Zahnbrust bei sogenannten hinterdrehten Fräsern, Fig. 18, sowie bei manchen, in sogenannte Werkzeughalter gespannten Sticheln. Einige Beispiele mögen zur Erläuterung und Begründung der Verfahren angeführt werden.
Der Vortheil, welchen unter Umständen das Schleifen der Brust gegen - über dem Schleifen des Rückens bringt, lässt sich zunächst aus dem Ver - gleich der Fräser, welche Zähne dreieckigen Querschnitts haben mit hinter - drehten Fräsern erkennen. Erstere werden, nach Fig. 17, am Rücken ge - schliffen, und zwar entweder mittels der gewölbten Fläche eines Schleif - steins A, oder besser mittels der ebenen Fläche eines Schleifsteins B. Um den geeigneten Ansatzwinkel i der Schneide zu gewinnen, muss in ersterem Falle der Halbmesser m1 a des Schleifsteins um den Winkel i gegen den25I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.Halbmesser a m des Fräsers geneigt sein, woraus folgt, dass im allgemeinen der Schleifstein A klein sein, also eine grosse Umdrehungszahl haben muss, und dass ferner der geschliffene Theil des Rückens mässig gehöhlt wird. Beide Uebelstände fallen bei Anwendung einer ebenen Schleiffläche B fort. Aber hier wie dort ist nöthig, den Schleifstein genau in der Längenrichtung der Schneiden zu verschieben, was nicht schwierig ist bei dem Schleifen gerader oder einfach spiraliger Schneiden. Es findet dann die gegensätz - liche Verschiebung zwischen Schleifstein und Fräser in gerader Linie statt, während ein gegen die Zahnbrust sich legender Finger C, Fig. 17, die gegensätzliche Lage von m, a und m1 sichert. Es sollte dieser Finger immer gegen die Zahnbrust sich legen, deren Schneidkante zur Zeit geschliffen wird; man kann jedoch auch eine andere Zahnbrust als Führungsfläche verwenden, wenn nämlich der Fräser von vornherein genau hergestellt war.
Ist jedoch die Schneidkante a unregelmässig gekrümmt, nimmt deren Halbmesser wechselnd ab und zu, so kommt die ebene Schleiffläche B, Fig. 17, überhaupt nicht in Frage, und mittels der krummen Schleiffläche A ist nur schwer möglich, den früheren Verlauf der Schneidkante einiger - massen genau wieder zu gewinnen.
Die Brust des hinterdrehten Zahnes, Fig. 18, ist immer eben oder einfach spiralig: sie wird mittels der ebenen Fläche des Schleifsteins A bearbeitet, welche einen Winkel η mit dem Halbmesser m a bildet, oder mit diesem zusammenfällt. Nachdem eine Zahnbrust geschliffen ist, dreht man den Fräser um eine Zahntheilung, um die folgende Zahnbrust zu behandeln.
Unter der selbstverständlichen Voraussetzung, dass die unrunde Ge - stalt, aus welcher der hinterdrehte Fräser hervorgegangen ist, genau war, müssen auf diesem Wege genau gleiche Gestalten der Schneiden entstehen, und zwar den ursprünglichen genau gleiche, wenn die Hinterdrehung nur in der Drehungsebene des Fräsers stattgefunden hat. So ist in sicherster Weise möglich, den genau gleichen Schnittquerschnitt zu erhalten, bis der Fräser verbraucht worden ist. Kommen jedoch im Längenverlauf der Schneiden steil abfallende Stellen vor, so genügt das Hinterdrehen in der Drehungsebene zur Schaffung des Ansatzwinkels i nicht; man muss viel - mehr auch „ seitlich hinterdrehen “und dann ist zur Wiedergewinnung der ursprünglichen Längengestalt der Schneiden eine Theilung des Fräsers und eine Verschiebung der Fräsertheile in der Axenrichtung nöthig. Ebenso ist es aber zuweilen auch bei den nach Fig. 17 zu schleifenden Fräsern. Es sei ein solcher z. B. zur Erzeugung einer Nuth rechteckigen Quer - schnitts bestimmt. Dann wird durch das Schleifen der in der Drehungs - ebene liegenden Schneiden der Fräser schmäler. Um ihm die alte Breite wiedergeben zu können, hat man den Fräser von Haus aus nach Fig. 19 zweitheilig gemacht. Durch Einlegen eines Papierblattes oder eines Bleches zwischen die beiden Hälften, lässt sich die anfängliche Fräserbreite wieder - gewinnen. Es ist die Theilungsfläche schräg gegen die Fräsenaxe gelegt, damit die, durch das erwähnte Einlegen eines Blättchens in den Schneiden entstehenden Lückchen von anderen Schneiden überdeckt werden. Statt solcher ebener Theilfläche wird in geeigneten Fällen eine gebrochene ver - wendet, z. B. nach Fig. 20.
In Bezug auf das Schleifen gleichen die Reibahlen oder Aufräumer den Fräsern.
26Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.Die Vortheile, welche bei Einzelsticheln das Schleifen der Brust gegen - über dem Schleifen des Rückens gewährt, und die nicht selten auf die Vor - züge verzichten lassen, welche dem Schleifen des Rückens allein, mehr noch dem Schleifen von Rücken und Brust eigenthümlich sind, treten am deut - lichsten hervor bei den prismatischen, in sogenannte Werkzeughalter zu
spannenden Sticheln. Diesen soll nur durch Schleifen die richtige Gestalt gegeben werden, während die gewöhnlichen Stichel, von denen in Fig. 21, 22 und 23 einige beispielsweise dargestellt sind, nach stärkerer Abnützung umgeschmiedet, gehärtet und durch Schleifen an der Brust, dem Rücken und der Seite vollendet werden müssen. Das Schärfen dieser gewöhnlichen
Stichel, und zwar bei dem durch Fig. 22 dargestellten am Rücken und Seite allein, bei den Sticheln, welche Fig. 21 und 23 versinnlichen, durch Schleifen an der Brust allein, ist nur in beschränktem Grade möglich. Be - dient man sich solcher Stichel, so muss man also auf das tadellose Schleifen aller drei in Frage kommender Flächen eingerichtet sein, d. h. besonders geschickte und zuverlässige Schleifer anstellen, während die in Werkzeug - halter zu steckenden Stichel leichter genau geschliffen werden können.
27I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.In Fig. 24 bezeichnet a den Werkzeug - oder Stahlhalter, in welchem der Stichel s mittels Druckschraube festgehalten wird. Fig. 25 stellt einen anderen Stichelhalter dar. a ist ein Keil, welcher als Unterlage des Stichels s diesem die richtige Neigung giebt. Eine Kappe b u-förmigen Querschnitts soll den zur Befestigung des Stichels im Stichelhaus erforderlichen Druck aufnehmen. a und b sind mittels Stiftes locker nur so weit verbunden, dass beide beisammen gehalten werden. In Bezug auf das Schleifen gleichen sich die in Fig. 24 und 25 dargestellten Stichel; es findet nur an dem Rücken der Schneide statt. Ist nun dieser Rücken im wesentlichen eben, vielleicht aus zwei, unter irgend einem Winkel zusammenstossenden Ebenen gebildet, so ist das Schleifen nicht schwer; soll dagegen der Stichel eine bestimmte weniger einfache Querschnittsgestalt erzeugen, so verursacht das Schleifen ebenfalls grosse Mühe. Anders ist es bei dem nur an der Brust zu schleifenden Stichel, Fig. 26, weil diese Brust durch eine Ebene gebildet wird. Der Stichel s besteht aus einem im ganzen gehärteten, prismatischen Stahlkörper, welcher von dem Stahlhalter a und dessen Backen b in ge -
eigneter Neigung gehalten wird und stets dieselbe Schneidengestalt hat, wenn nur der ebene Anschliff im richtigen Winkel gegen den Stahlstab ausgeführt ist. Es ändert sich das nicht, wenn man nach Fig. 27 die Zahn - brust nach zwei Seiten schräg liegend anschleift, um ein allmähliches An - greifen des breiten Stichels zu vermitteln (es wird der Stichel s während des Arbeitens in einer geraden Linie verschoben, welche das Werkstück w tangirt und mit der Längenrichtung des Stichels den Ansatzwinkel i ein - schliesst). Es gehören hierher auch die ringförmigen Stichel,1)Nach Zeitschr. d. Ver. d. Ingenieure, 1891, S. 1419, durch v. Pittler schon 1883 ausgeführt. von denen Fig. 28 ein Beispiel in zwei Ansichten darstellt.
Die gebräuchlichen Lochbohrer können nur am Rücken der Schneide geschliffen werden. Sie werden während des Schleifens in eigenthümlicher Weise so gedreht, dass ein gleichförmiger Ansatzwinkel entsteht.
Von den hierzu gehörigen, wie auch dem zum Schleifen der vorher genannten Werkzeuge dienenden Einrichtungen wird weiter unten die Rede sein.
28Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.Die Hauptschneiden der Kaltsägen werden durch Schleifen an der Zahnbrust und am Zahnrücken erneuert. Das Schleifen der Zahnbrust muss auch die Nebenschneiden, die seitlichen Kanten, welche die Späne an den Schmalseiten ablösen, auffrischen. Schwieriger ist die Erhaltung einer grösseren Zahnbreite, als die Dicke des Sägenblattes beträgt. 1)Karmarsch-Fischer, Handb. d. mech. Techn. 6. Aufl. Bd. 1, S. 409.Bei Kalt-Kreissägen ist nicht selten das Sägenblatt hohl geschliffen, so dass es am Rande eine nennenswerth grössere Dicke hat als in der Nähe der Mitte. Alsdann sind besondere Massregeln zur Erhaltung angemessener Länge der Hauptschneide nicht erforderlich. Ebenso häufig entschliesst man sich die Zähne zu stauchen2)Vorige Quelle, S. 411., was eine gewisse Weichheit des Sägenblattes voraus - setzt. Auch bedient man sich eingesetzter Zähne. 3)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1885, S. 830.
Bei Kalt-Bandsägen scheint das Schränken der Zähne am meisten ge - bräuchlich zu sein,4)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1895, S. 1349. wozu auch eine gewisse Weichheit der Sägenblätter gehört.
Die als Theile von Werkzeugmaschinen anzusehenden, meistens aus - gemahlenem, durch ein Bindemittel vereinigtem Schmirgel bestehenden Schleifsteine, sollen ihre Flächen gewissermassen selbst erhalten. Dahin gehört, dass mit den abgängigen Schleifkörnern auch das Bindemittel ab - fällt und zwar so weit, dass tiefer liegende Schleifkörner frei werden. Man erreicht das durch geeignete Wahl des Bindemittels. 5)Karmarsch-Fischer, Handb. d. mech. Technolog. 6. Aufl. Bd. 2, S. 302.Die genaue Flächen - gestalt gewinnt und erhält man durch genaues Hin - und Herschieben des kreisenden Schleifsteins entlang der zu schleifenden Fläche. Es liege z. B. die Drehaxe des Schleifsteins a, Fig. 29, gleichlaufend zu der am Werk -29I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.stück w herzustellenden Fläche; die Welle b drehe sich in festen Lagern, während das Werkstück w in festen Bahnen gleichlaufend zur Axe von b hin - und hergeschoben wird. Alsdann kommen — bei verständigem Arbeiten — nur diejenigen Theile der Schleiffläche mit dem Werkstück in Berührung, welche den grössten Halbmesser haben, und nur sie werden abgenutzt. Das währt so lange, bis alle Punkte der Schleiffläche unter sich gleiche Halbmesser haben. Es ist dann die Schleiffläche genau walzen - förmig. Liegt aber die Drehaxe b b des ringförmigen Schleifsteins a, Fig. 30, genau winkelrecht zur geradlinigen Führung des Werkstücks w,
oder wird die Lagerung genau winkelrecht zur Axe b b hin - und herge - schoben, so greifen nur diejenigen Flächenpunkte von a an, welche in der Axenrichtung b b am meisten nach links hervorragen, so dass allmählich eine genau ebene Schleiffläche entsteht. In ähnlicher Weise sind genau kegelförmige Schleifflächen dauernd zu erhalten. Es ist schon angedeutet, dass die Verschiebung von dem Werkstück oder dem Schleifstein ausgeführt werden kann; beide Verfahren sind gebräuchlich.
Die Oberflächen-Gestalt eines Körpers lässt sich durch die Spuren von Ebenen, welche diese Fläche schneiden, darstellen. Beispielsweise werden sogenannte Höhenkarten gewonnen, indem man durch das darzustellende Gelände eine Zahl wagrechter Schnitte legt und die entstehenden Durch - dringungslinien verzeichnet. Die „ Spantenrisse “des Schiffskörpers sind Zusammenstellungen von Durchdringungslinien, welche quer gegen die Schiffsaxe gelegte Ebenen mit der Oberfläche des Schiffskörpers bilden, und die „ Wasserlinien “ebensolche Durchdringungslinien von Ebenen mit der Schiffsoberfläche.
Diese, zur Darstellung der Flächengestalt bestimmten Schnittebenen brauchen nun nicht zu einander gleichlaufend und in gleichen Abständen aneinander gereiht zu sein; es genügt vielmehr, wenn sie nach einem be - stimmten Gesetz geordnet sind. Ja, es ist nicht nöthig, dass man für den30Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.vorliegenden Zweck Ebenen benutzt; jede gesetzmässig gebildete Fläche kann verwendet werden; die ebene Fläche wird meistens vorgezogen, weil mit ihr bequemer zu arbeiten ist als mit anderen.
Jene Durchdringungslinien geben nun die Oberflächengestalt nur so - weit wieder, wie die Oberfläche mit der sie schneidenden Fläche zusammen - fällt. Diejenigen Oberflächentheile, welche zwischen den Schnittflächen liegen, sind im allgemeinen nur unvollkommen bestimmt, nur durch das Augenmass, welches die Ueberbrückung des Raumes zwischen zwei Durch - dringungslinien vermittelt. Diese Unvollkommenheit macht sich um so mehr fühlbar, je grösser der Abstand zweier benachbarter Durchdringungs - linien ist und je mehr Bewegung die darzustellende Oberflächengestalt zeigt.
Man kann nun die so festgelegte Oberflächengestalt an einem anderen Körper erzeugen, indem man die gleichen Schnittflächen in gleicher An - ordnung hindurch gelegt sich denkt und in jeder Schnittfläche die bekannte Durchdringungslinie erzeugt, vielleicht durch Hinwegschneiden alles des -
jenigen, was ausserhalb der Durchdringungslinien liegt. So entstehen zahl - reiche, vielleicht sich kreuzende Furchen auf dem Werkstück, deren Sohlen in der zu erzeugenden Oberfläche liegen. Die zwischen den Furchen ge - bliebenen Erhabenheiten können dann mehr oder weniger genau nach dem Augenmass entfernt werden, um so eher, je geringer der Furchenabstand ist.
Diese Furchen lassen sich nun durch eine Maschine in folgender Weise hervorbringen:
Es sei ein Vorbild der zu erzeugenden Oberflächengestalt, ein Modell m, Fig. 31, derselben gegeben, und neben dem Werkstück w geeignet be - festigt. Ueber beiden befinde sich ein wagrechter, fester Stab d, an dem entlang der Schlitten c zu gleiten vermag, und in diesem Schlitten sei der Stab b senkrecht frei verschiebbar. An einem Ende des Querarmes von b sei ein Stift a, an dem anderen Ende ein Stichel s befestigt. Verschiebt man nun den Schlitten c in der Pfeilrichtung, während die Spitze von a auf dem Modell gleitet, so erzeugt — soweit der Stichel zu schneiden ver -31I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.mag — s auf w eine Furche, deren Sohle denselben Verlauf nimmt wie der von a bestrichene Flächentheil des Modells m.
Man erkennt aber ohne weiteres aus der Figur, dass der Vorbehalt, soweit der Stichel s zu schneiden vermag, nothwendig ist. Mit dem Wechsel in dem Verlauf der Linie f g ändert sich die Richtung der vom Stichel getroffenen Stelle diesem gegenüber. Bei einigermassen lebhafter Gestalt der Linie f g liegt an einigen Stellen derselben die Gefahr vor, dass der Ansatzwinkel negativ wird, also die Schneide des Stichels von der ihr zu - gedachten Bahn abgehoben wird, an anderen Stellen ergeben sich so grosse Brustwinkel, dass aus diesem Grunde das Schneiden aufhört. Es folgt hieraus, dass — abgesehen von sonstigen praktischen Schwierigkeiten — dieses Verfahren nur dann ausführbar ist, wenn die einzelnen Theile der Linie f g nur wenig gegen die Bewegungsrichtung des Schlittens c geneigt sind. Trotzdem findet man Anwendungen dieses Verfahrens. 1)Zeitschr. d. Vereins deutscher Ingenieure, 1888, S. 1013. American Machinist, 18. Febr. 1892, mit Abb.
Ersetzt man den Stichel durch einen Fräser, wie bei s, Fig. 31, ein gestrichelter Kreis andeutet, und den Führungsstift a durch eine Rolle gleichen Durchmessers, so wird die angegebene Schwierigkeit gehoben, aber es tritt die neue Beschränkung auf, dass die Halbmesser der kleinsten Mulden in der Linie f g nicht kleiner sein dürfen, als der Halbmesser des Fräsers und der Führungsrolle.
Aus der Querschnittsfigur 32 ist erkennbar, dass der Führungsstift a, wenn er nacheinander eine irgendwie gestaltete Fläche k l in den Schnitt - ebenen berühren soll, eine gut zugespitzte Gestalt haben muss; ebenso aber auch der Stichel, wenn man von diesem die ge - naue Wiedergabe der Durchdringungslinien als Furchensohlen im Werk - stück w erwartet. Der Querschnitt des bearbei - teten Werkstückes wird sonach nicht von der glatten, gestrichelten Linie k l, Fig. 33, sondern von einer Zickzacklinie be - grenzt. Und wenn man den Führungsstift a durch eine, je in der betreffenden
Schnittebene e sich drehende Rolle, den Stichel aber durch einen ebenso grossen Fräser ersetzt, so ändert sich in der Natur der Querschnitts - begrenzung nichts. Eine annähernd genaue Wiedergabe der irgendwie gestalteten Modellfläche ist sowohl durch Stichel als auch durch Fräser nur möglich, wenn die Schnittebenen e möglichst nahe aneinander gerückt werden, so dass die freihändige Beseitigung der zwischen den gebildeten Furchen stehen gebliebenen Dämme entbehrt werden kann, oder doch er - leichtert wird.
Das vorliegende, anscheinend zum Erzeugen jeder beliebigen Ober -32Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.flächengestalt geeignete Verfahren stösst somit auf mancherlei Schwierig - keiten und ist deshalb wenig gebräuchlich.
Man sucht die durch Spanabheben zu bearbeitenden Maschinentheile so zu gestalten, dass durch einfache und dauerhafte Führungen möglich wird, die Werkzeuge stets in der gleichen Richtung gegenüber der die augenblicklich zu bearbeitende Stelle tangirenden Ebene zu erhalten.
Um zu erkennen, welche Flächengestalten dieser Forderung genügen, beziehungsweise welcher Art die zugehörigen Führungen sein müssen, soll hier unterschieden werden zwischen den Bearbeitungen durch Einzelstichel, Formstichel, Fräser und Schleifstein.
Es heisse der Weg, welchen der Stichel in der Richtung der Durch - dringungslinien schneidend zurücklegt, der Hauptweg, diejenige Verschie - bung, welche ihn über die folgende Durchdringungslinie bringt, der Seiten - weg oder Schaltweg des Stichels.
Aus den bisherigen Erörterungen folgt nun zunächst die Forderung: der Hauptweg soll derartig sein, dass der Ansatzwinkel sich nicht ändert.
Um diesen Satz für die Folge bequemer ausdrücken zu können, will ich diejenige gerade Linie AB, Fig. 34, welche winkelrecht zur Längenrich - tung der Schneide und ebenso winkel - recht zum Hauptweg liegt, also mit dem Rücken der Schneide den Winkel η = 90° — i einschliesst, die Richt - linie der Schneide nennen. Obiger Satz lautet hiernach: Die Richtlinie soll winkelrecht auf der in Bil - dung begriffenen Fläche stehen.
Dieser Forderung genügt der ge - radlinige Hauptweg leicht. Dem festliegenden Stichel gegenüber wird das Werkstück geradlinig verschoben (Tischhobelmaschine) oder gegenüber dem ruhenden Werkstück beschreibt der Stichel gerade Wege (Grubenhobel -, Feil -, Stoss -, Seitenhobel-Maschine): in beiden Fällen hat der Stichel überall die zutreffende Richtung, wenn sie an einer Stelle vorhanden ist.
Der gerade Hauptweg ist nach Abhebung eines Spanes rückwärts zu durchschreiten, worauf der Seitenweg ruckweise zurückgelegt wird, um mit dem Abnehmen eines neuen Spanes beginnen zu können. Damit jedoch auf diesem Rückwege die Stichelschneide nicht nöthig hat die vorher gebildete Fläche nochmals kräftig zurückzudrängen, zieht man sie vom Werkstück ab oder gestattet ihr selbstthätig ausweichend mit leichtem Druck über sie hinwegzugleiten.
Der kreisförmige Hauptweg liefert ebenfalls einen unveränderlichen33I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.Ansatzwinkel, d. h. die richtige Lage der Richtlinie, wenn entweder das Werkstück w, Fig. 35, gegenüber dem festliegenden Stichel s in der Pfeil - richtung I sich dreht (Drehen oder Abdrehen, auch zuweilen Bohren ge - nannte Arbeitsweise) oder der Stichel s in der Pfeilrichtung II um die Axe des festliegenden Werkstückes w kreist (Bohren, Ausbohren, Abschwärmen genannte Arbeitsweise).
Es unterscheiden sich die Arbeitsver - fahren, welche Fig. 35 darstellt, vom Hobeln wesentlich durch den Umstand, dass die gegensätzliche Hauptbewegung, und daher auch die Nebenbewegung, das Uebergehen des Stichels auf die folgende Durchdringungslinie, stetig sein kann, mit seltenen Ausnahme auch ist. Es verlaufen alsdann die Durchdringungslinie schrauben - bezw. spiralförmig.
Andere als geradlinige und kreis - förmige Hauptwege sind für den Einzel -
stichel wenig geeignet. Man hobelt zwar auch in unregelmässig krummen Linien, allein nur in solchen, welche nur wenig von der geraden Gestalt abweichen; ebenso sind beim Drehen und Bohren nur geringe Ab - weichungen von der kreisförmigen Bahn zulässig. Fig. 36 lässt z. B. er - kennen, dass das Abdrehen eines ellipsenförmigen Querschnittes, wenn nur der Abstand der Schneide und Werkstückmitte geändert wird, an manchen
Stellen ungemein grosse Ansatzwinkel liefert, obgleich der Stichel an anderen Stellen mit sehr kleinem Ansatzwinkel arbeiten muss. Das Haken kann unter diesen Umständen nur dadurch vermieden werden, dass man sich einen grossen Brustwinkel gefallen lässt. Ein Aendern der Stichel - richtung in der Weise, dass die Richtlinie unverändert winkelrecht zur Arbeitsfläche bleibt, dürfte nur bei bestimmten Querschnittsgestalten mög - lich sein. Für das Abdrehen des elliptischen Querschnitts ist ein dement -Fischer, Handbuch der Werkzeugmaschinenkunde 334Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.sprechender Vorschlag gemacht worden,1)The Journal of the Franklin Institute, Febr. 1881, S. 114, mit Abb. allein die betreffende Einrichtung ist nicht allein zu wenig einfach, um weitere Verwendung zu finden — weshalb auch in der Quelle schon ausgesprochen worden ist, man würde vorziehen, sich des Fräsers statt des so geführten Einzelstichels zu bedienen — sondern es liegt ihr auch ein Trugschluss zu Grunde.
Hier ist einer zuweilen vorkommenden Stichelführung zu gedenken, welche zum Erzeugen bogenförmiger Flächen mit grossem Halbmesser dient. Die betreffende Arbeitsweise ist dem Abschwärmen, wie dem Hobeln etwa in gleichem Grade verwandt. In Fig. 37 stellt a den Schlitten einer Seitenhobelmaschine, welcher am Bett b gleitet, im Grundriss dar. An a gleitet der Stichelhausschlitten c, in welchem der Werkzeughalter e um eine senkrechte Axe drehbar ist. Mit e ist der Arm d fest verbunden, der um den einstellbaren Bolzen k schwingt, und auch der — gestrichelt gezeichnete — Stichel s, und zwar so, dass dessen Richtlinie gehörig verlängert durch die Axe von k geht. Wenn daher a am Bett b hin - und hergeschoben wird, so beschreibt die Stichelschneide den Bogen f g, und die Richtlinie des Stichels liegt stets winkelrecht zu diesem Bogen.
Nach Fig. 33 erhält man eine riefige Fläche, wenn ein Spitzstichel die einzelnen Späne abhebt. Es würde die Fläche k l glatt werden bei Ver - wendung einer wenig gekrümmten oder geraden Schneide, deren Breite grösser wäre, als der Abstand der einzelnen Stichelwege beträgt, und eine in k l fallende Richtung hätte. Eine derartige Lage der Schneide lässt sich nun in vielen Fällen erreichen, und zwar wie folgt:
α. Die Spuren sind gleichlaufend zu einander, und der Seitenweg oder Schaltweg des Stichels ist einfach gerade. Die Fläche, in welcher die Durchdringungslinien oder Furchensohlen liegen, ist also eben. Dann kann der, die Furchensohle bildende Theil der Schneide gerade und so35I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.lang sein, dass er den ganzen Raum zwischen zwei Durchdringungsebenen e e ausfüllt, also keine Erhöhung zwischen den Durchdringungslinien zurücklässt.
Die linke Seite der Fig. 38 stellt das Schruppen, das Hinwegräumen des grössten Theils der zu beseitigenden Schicht dar. Die Bildfläche liegt winkelrecht zum Hauptweg des Stichels s1; letzterer rückt nach jedem Schnitt um den Betrag Δ längs des Schaltwegs fort. Da dem Schruppen das Schlichten folgt, so legt man wenig Werth auf die Glätte der entstehenden Fläche k1 l1. Dagegen wird die, in die Richtung k2 l2 fallende Schneide des Schlichtstahles s2 möglichst
genau gerade geschliffen und mit Sorgfalt so eingespannt, dass sie mit k2 l2 zusammenfällt. Das gelingt nicht vollständig, weshalb die Fläche ein ge - streiftes Aussehen bekommt, welches man dadurch zu mildern sucht, dass man die Schneide länger macht als Δ, so dass sie gleichzeitig über zwei Durchdringungslinien hinweg greift.
β. Die Durchdringungslinien sind gleichlaufend zu einander, aber der Schaltweg ist krummlinig, d. h. die entstehende Fläche gehört einem Prisma an. Es gelingt leicht, den Stichel in eine solche Lage dem Werkstück
gegenüber zu bringen, dass die Schneidenrichtung die Fläche berührt, wenn der Schaltweg kreisbogenförmig ist, Fig. 39 und 40. Man lässt entweder den Stichel, ohne im übrigen dessen Lage zu ändern, geradlinig hin - und herschieben, während sich das Werkstück um seine zu dieser Bewegungs - richtung gleichlaufende Axe O ruckweise dreht, oder lässt das Werkstück ruhen, während die Führung des Stichels um die Axe O nach jedem Schnitt um eine Spanbreite weiter rückt. Man nennt das Verfahren Rund - hobeln; es kann bei der Stossmaschine, Fig. 41 u. 42, ohne weiteres angewendet werden. Man befestigt das Werkstück W so auf dem Tisch T, dass die vorhin genannte Axe O mit der lothrechten Drehaxe des Tisches T genau zusammenfällt, nähert W, mittels der sich unter T befindlichen Schlitten dem Stichel s gemäss dem geforderten Krümmungshalbmesser des Werk - stückes, indem gleichzeitig darauf geachtet wird, dass die Stichelschneide winkelrecht zu dem Halbmesser liegt, und lässt nunmehr den Tisch T ruck - weise nach jedem, vom Stichel vollzogenen Schnitt sich so viel um seine3*36Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.Axe drehen, als die Schnittbreite erfordert. 1)Vergl. Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1898, S. 12.Fig. 43 stellt die Befestigungs - weise des Werkstückes, welche bei dem Beispiel der Fig. 41 und 42 an - gewendet ist, in grösserem Massstabe dar, aber in Verbindung mit einer Spindel S, wie bei Hobel - und Feilmaschinen gebräuchlich. Die rund zu hobelnde Hebelnabe W ist vorher gebohrt und ihre ebenen Erdflächen sind bearbeitet, sodass, wenn man sie zwischen den an S festen Kegel a und
den verschiebbaren Kegel b spannt, sie ohne weiteres ausgerichtet ist. Das ruckweise Drehen des Werkstückes vermittelt die Spindel S.
Dasselbe Verfahren ist für das Hohlrundhobeln brauchbar2)Dingler, polyt. Journ. 1888, Bd. 268, S. 87, mit Abb. Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1897, S. 654, mit Abb. und wird auch verwendet zum Hobeln cylindrischer Flächen, wenn deren Krümmungs - halbmesser sehr gross ist,3)American Machinist 28. Jan. 1897, S. 66, mit Schaubild. indem man das Werkstück auf das vom Stoss - maschinenschlitten gestützte Ende einer Aufspannungsvorrichtung befestigt,37I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.während das andere Ende dieser Vorrichtung um einen entsprechend weit entfernten festen Bolzen sich dreht.
Auch andere Quer - schnittsformen prismati - scher Flächen erlauben eine solche gegensätzliche Führung zwischen Werk - stück und Stichel, dass die Schneide des letzteren sich als Berührende an die Querschnittsbegrenzung der Fläche legt, z. B. die Evolvente und die Cy - cloide. 1)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1898, S. 13.
γ. Die geraden Haupt - wege des Stichels schneiden sich, gehörig verlängert, in einem Punkte. Ist in diesem Falle der Schalt - weg geradlinig, so entsteht eine ebene Fläche. Meines Wissens wird von diesem Arbeitsverfahren kein Ge - brauch gemacht, weshalb hier seine Anführung ge - nügt.
Der gekrümmte Schalt - weg liefert eine Kegel - fläche.
Es giebt Stossmaschi -
nen,2)Dingler, polyt. Journ. 1878, Bd. 230, S. 302, mit Abb. auch die, durch die Fig. 41 und 42 dargestellte ist eine solche, welche nach Fig. 44 die Führung des Stichel-Schlittens schräg zu stellen gestatten. Befestigt man nun das Werkstück W auf dem Tisch T so, dass die Axen o beider zusammenfallen, neigt die Bahn des Stichels s um den verlangten halben Spitzenwinkel gegen die Axe o und stellt den Tisch im übrigen so ein, dass die gerad - linige Verlängerung der Stichel-Bahn die Axe o schneidet, so räumt der arbeitende Stichel alles ausserhalb des fraglichen gemeinen Kegels Liegende hinweg, wenn durch ruckweises Drehen des Tisches T die Schaltbewegung hervorgebracht wird. Es ist leicht zu übersehen, dass die Schneide des Stichels bei sämmtlichen Schnitten die Kegelfläche berührt, wenn
38Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.sie für irgend einen demgemäss eingestellt wurde. Bei geradliniger Schneide entsteht auf diesem Wege allerdings keine eigentliche Kegelfläche, vielmehr eine Pyramidenfläche mit sehr zahlreichen Seiten, welche sich jedoch für die Praxis genau genug der Kegelfläche anschliesst. Man könnte die Stichelschneide hohl krümmen, würde damit aber die Eigenart der entstehenden Fläche nicht ändern, weil die Krümmungshalbmesser von dem Fuss des Kegels ab gerechnet, stetig abnehmen.
Es lassen sich auf gleichem Wege Hohlkegelflächen erzeugen. Hierfür sind selbstverständlich gerade Schneiden unzulässig, vielmehr gekrümmte Schnei - den nothwendig, und zwar darf der Krümmungshalbmesser der Schneide höchstens dem kleinsten Halbmesser des Kegelstumpfes gleich sein, d. h. die so zu bearbeitenden Hohlkegelflächen können nur verhältnissmässig niedrigen Kegelstumpfen angehören, wenn sie eine befriedigende Glätte erhalten sollen.
Ausser den Kegelflächen mit kreis - förmigem Querschnitt vermag man auch manche anderen Querschnitts mittels der Hobelmaschine so zu bearbeiten, dass die Stichelschneide berührend sich anlegt. Einige derselben sind sogar für das vorliegende Verfahren von grösserer Bedeutung als die gemeine, mit kreisförmigem Querschnitt, weil letztere, soweit sie ganze Kegelflächen sind, bequemer auf der Drehbank (s. w. u.) erzeugt werden können. Zu jenen gehören die Flächen der Kegelradzähne. 1)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1898, S. 14 bis 16.
δ. Die geradlinigen Hauptwege des Stichels sind nicht zu einander gleichlaufend, schneiden sich auch nicht.
Die hierher gehörenden Flächen haben für die Praxis im allgemeinen nur geringe Bedeutung: man vermeidet sie so viel als möglich, oder stellt sie auf anderen, als hier in Rede stehenden Wegen dar.
Die windschiefe Fläche entsteht, indem eine gerade Linie an einer zweiten geraden Linie gleitet und sich gleichzeitig um sie dreht. Soll eine, sie nur berührende Schneide diese Fläche erzeugen, so muss die Schneide mit jener sich drehenden Linie zusammenfallen; es ist diese Herstellungs -39I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.weise nicht gebräuchlich. Einfacher ist die Erzeugung einer hyperboloi - dischen Fläche, Fig. 45, welche die gerade Linie a b beschreibt, wenn sie um die Axe o o gedreht wird. Die von a nach b sich bewegende gerade Schneide soll winkelrecht zu den zugehörigen Halbmessern liegen, wozu eine Drehung der Stichelführung um a b als Axe auszuführen ist, oder eine gleich grosse entgegengesetzte des Werkstücks um dieselbe Linie.
α. Der geradlinige Schaltweg, gleichlaufend zur Drehaxe des Hauptwegs, liefert die Fläche einer gemeinen Walze, Fig. 46. Dieses ge -
bräuchlichste Arbeitsverfahren ergiebt eine glatte Fläche, wenn die gerade Stichelschneide, welche die Fläche erzeugt, gleichlaufend zum Schaltweg liegt. Mit dem winkelrecht zur Drehaxe des Haupt - wegs liegenden Schaltweg, Fig. 47, gewinnt man unter derselben Bedingung eine glatte ebene Fläche; ebenso erzeugt der die Drehaxe schnei - dende eine glatte Kegelfläche, Fig. 48. Angesichts der Einfachheit dieser Stichelführungen finden diese Arbeitsverfahren weit allgemeinere Anwendung als das Hobeln, sofern die Drehbewegung stetig fortgesetzt werden kann, wobei alsdann auch die
Schaltbewegung eine stetige zu sein pflegt. Es ist nicht allein verwendbar für das Gestalten von Aussenflächen, sondern ebenso für das Erzeugen von Hohlflächen gleicher Art. Liegt der geradlinige Schaltweg a b, Fig. 49, wind -40Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.schief zur Drehaxe o des Werkstücks, so entsteht ein Hyperboloid, aber es muss der Stichel während des Arbeitens um seine Bahn a b eine Drehung machen, damit der Ansatzwinkel unverändert bleibt und zwar so, dass die Richtlinie des Stichels stets durch die Axe o geht.
β. Auch der kreisförmige Schaltweg in Verbindung mit dem kreisförmigen Hauptweg ist, wegen der einfachen Stichelführung, welche ohne weiteres die berührende Lage der Schneide gestattet, zu mancherlei
Anwendung geeignet. Das Werkstück werde um die Axe a a, Fig. 50, gedreht, während der Stichel s um die winkel - recht zu a a liegende Axe o den Schaltweg beschreibt. Dann ent - steht eine Kugelaussen - fläche, oder, nach Fig. 51 eine Hohlkugelfläche. 1)Dingler, polyt. Journ. 1838, Bd. 70, S. 98, mit Abb. Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1891, S. 1315, mit Abb. Dingler, polyt. Journ. 1892, Bd. 286, S. 252, mit Abb.Dreht sich das Werkstück rasch um die Axe a, langsam um die Axe o, Fig. 52, während der Stichel s ruht, oder kreist der Stichel s rasch um die Axe a, Fig. 53 (Schwärmer), während das Werkstück um o langsam gedreht wird,2)Dingler, polyt. Journ. 1892, Bd. 286, S. 251, mit Abb. so entstehen ebenfalls Kugel - Aussenflächen. Nach Fig. 54 hat das Werkstück die Hauptbewegung, und zwar
um die Axe a, während der Stichel, sich um eine seitwärts von a belegene Axe o drehend, den Schaltweg beschreibt. Es entsteht eine Ringfläche mit kreisförmigem Querschnitt. 3)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1891, S. 1315, mit Abb.Ebenso können auf demselben Wege ring - förmige Hohlflächen, z. B. das Globoid, Fig. 55, hervorgebracht werden. Nach aussen gewölbte Globoid-Flächen kommen vor bei Riemenrollen, Fig. 564)Civilingenieur, 1871, S. 340. und bei Geschossen, Fig. 57; ihre Entstehung lassen die ge - gebenen Figuren genügend deutlich erkennen. Es lassen sich solche Globoidflächen auch mittels des Schwärmers darstellen, indem man nach41I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.Fig. 58 die Axe a des Schwärmers um einen geeigneten Betrag A neben die Axe o des Werkstücks legt. 1)American Machinist. 22. Oct. 1891. Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1891. S. 1451, mit Abb. American Machinist, Juni 1896, S. 585, mit Abb.
haben Schneiden, welche sich der Querschnittsgestalt der zu erzeugenden Fläche völlig anschliessen. Es fehlt ihnen der Neben - oder Schaltweg im bisher angewandten Sinne, weil sie die betreffende Fläche gewissermassen in einem Schnitt erzeugen. Allein, wenn die Ausdehnung der Fläche quer zur Arbeitsbewegung von einiger Grösse ist, so lässt sich, um den entstehenden Wider - stand nicht gar zu gross werden zu lassen, nur ein sehr dünner Span abnehmen, was zu folgenden Durchbildungen des Verfahrens führt:
Es soll auf der Drehbank am Werkstück w, Fig. 59, eine Hohlkehle erzeugt werden. Man nähert dann den Stichel s, von der in der Figur gestrichelt gezeichneten Lage ausgehend, dem Werkstück nach jeder Um -
drehung so viel, wie die zulässige Spandicke beträgt, bis die verlangte Tiefe der Hohlkehle gewonnen ist; der letzte Span wird wohl, um die Glätte der Hohlkehle zu sichern, besonders dünn gewählt. Es wird also auch hier eine Schaltbewegung des Stichels angewendet, aber in ganz anderem Sinne als bei den früher angegebenen Arbeitsverfahren.
Bei grösseren Breiten schaltet man auch mehrere Stichel hinter ein - ander, so dass jeder einzelne nur einen Theil des Widerstandes zu über -
nehmen hat, z. B. nach Fig. 60. Es lassen sich diese einzeln hinterein - ander geschalteten Stichel nach Fig. 27, S. 28, auch zu einem Stichel ver - einigen, dessen Schneide von einem bis zum anderen Ende fortschreitend je nur mit einem Stück ihrer Länge zum Angriff kommt.
Da jedoch die Schneiden, welche, wie Fig. 59 insbesondere veran - schaulicht, eine ganze Anzahl von Spänen abzunehmen haben, um die verlangte Gestalt zu schaffen, sich bald abnutzen, oft nachgeschliffen werden42Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.müssen und dabei ungenau werden, wenn man nicht den verkehrten An - schliff nach Fig. 27 und 28, S. 28, anwendet, so wird meistens vorgezogen, das Werkstück mittels spitzen oder mässig gerundeten Einzelstichels zu schruppen und dann erst den Formstichel behufs Schlichtens anzustellen.
Die vorliegenden Verfahren kommen sowohl beim Drehen als auch beim Hobeln zur Anwendung.
Es sind die Formstichel, was kaum zu erwähnen nöthig ist, in Bezug auf den Hauptweg gleichen Bedingungen unterworfen wie die Einzelstichel. Be - sondere Erörterungen be - dürfen die zum Gewinde - schneiden dienenden Form - stichel.
Ein flachgängiges Gewinde schneidet man auf der Drehbank mittels Stichels s, Fig. 61, indem man ihn für jeden Durch - gang dem Werkstücke um eine Spandicke zuschiebt, so lange, bis die Tiefe des Ge - windeganges erzielt ist. In der Richtung der Spanbreite liegt die Hauptschneide des Stichels, rechts und links schliessen sich diesen unter rechtem Winkel Nebenschneiden an, welche die Schmalseiten des Spanes ablösen. Fig. 62 stellt einen Theil des fertigen Gewindeganges in Ansicht dar, und den Stichel s im Querschnitt. Man sieht aus dieser Figur, dass die Mittelebene des Stichels gegen die Axe o o des Werk - stücks geneigt liegen muss, und zwar ebenso wie die Seitenflächen des Gewinde - ganges, so dass wenigstens die Brust -
winkel der beiden Seitenschneiden 90° messen. Um für diese Schneiden Ansatzwinkel zu erzielen, muss man dem Querschnitt des Stichels eine trapezförmige Gestalt geben. Das Anstellen des Stichels erfordert grössere Sorgfalt als gewöhnlich, der Schnitt ist ein weniger voll - kommener und die Abnutzung der Seitenschneiden ist durch Schleifen nicht auszugleichen, es sei denn, dass der Stichel demnächst für Gewinde geringerer Ganghöhe verwendet werden soll.
Um letzteren Uebelstand zu mildern, beseitigt man nach Fig. 62 a zunächst die grösste Menge der Späne mittels Schruppstichels und lässt sodann den rechteckigen Stichel die Flächen des Gewindeganges vollenden.
Bei Herstellung eines scharfgängigen Gewindes kann der Stichel nach Fig. 63 von vornherein vor die Mitte des Gewindeganges gelegt und winkel - recht zur Drehaxe des Werkzeugs diesem genähert werden, oder man schiebt43I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.ihn, nach Fig. 64, in der Richtung der einen Seitenfläche des Gewinde - ganges gegen das Werkstück. Letzteres Verfahren erleichtert den Span - abfluss. Die Neigung der Mittelebene des Stichels zur Gewindeaxe wird durch gleiche Rücksichten wie beim flachgängigen Gewinde bestimmt.
Es ist also beim Gewindeschneiden der Stichel nach jedem Schnitt um die Spandicke gegen das Werkstück vorzuschieben. Er muss aber vorher zum Schnittanfang zurückkehren. Würde letzteres ohne weiteres stattfinden, so würden bedeu - tende, zwischen Stichel und Werkstück auftretende Rei - bungswiderstände zu überwin - den sein und unnütze Abnutz - ungen eintreten. Man zieht daher — wie beim Hobeln — nach jedem Schnitt den Stichel vom
Werkstück zurück, führt ihn in dieser Lage zum Schnittanfang und schiebt ihn hier um den Betrag jenes Zurückziehens, vermehrt um die Dicke des neuen Spanes dem Werkstück wieder näher.
Bei Erzeugung spiralförmiger Furchen auf walzenförmigen Flächen, bezw. in cylindrischen Bohrungen sind die gleichen Umstände wie beim Gewindeschneiden zu berücksichtigen.
Schon bei der Erörterung der Fig. 31 wurde S. 30 hervorgehoben, dass ein Fräser für jede beliebige Längengestalt des Hauptwegs brauchbar sei, wenn sein Halbmesser nicht grösser sei als der kleinste Krümmungs - halbmesser der vorkommenden Mulden. In Bezug auf den Seitenweg unter - liegt der Fräser denselben Beschränkungen wie der Einzelstichel. Ange - sichts des Umstandes, dass jeder einzelne Fräserzahn eine nur sehr dünne Schicht abnimmt, verzichtet man mit seltener Ausnahme (z. B. beim Fräsen von Keillöchern oder dem sogenannten Langloch - bohren) auf die Seitenver - schiebung, und lässt statt dessen den Fräser die ganze zu bearbeitende Flächen - breite auf einmal in Angriff nehmen. Daraus folgt, dass der Fräser durchaus geeignet ist für solche Arbeiten, welche
sonst dem Formstichel zufallen, insbesondere auch deshalb, weil die grössere Zahl hintereinander eingreifender Zähne die Abnutzung des einzelnen mildert.
Die Gestalt des gegensätzlichen Weges zwischen Fräser und Werk - stück ist daher in der Regel einfach. Es finden sich jedoch Ausnahmen.
Hierher gehören die für das Fräsen der Wurmräder erforderlichen44Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.gegensätzlichen Führungen. Es ist die Zahnlücke eines Stirnrades mittels Fräsers in einem Schnitt fertig zu stellen, da man den Fräser, während er die Zahnlücke durchschreitet, beliebig viele Drehungen machen lassen kann. Der Fräser eines Wurmrades, Fig. 65, dessen Gestalt von einer Schraube umhüllt ist, die dem mit dem Wurmrad in Eingriff zu bringenden Wurm gleicht, dreht sich in jeder Zahnlücke je nur einmal um, kann also nur eine beschränkte Spanmenge beseitigen. Man lässt daher den Fräser zu - nächst nur auf mässige Tiefe eingreifen, während das Werkstück genau in dem bestimmten Verhältniss zu den Umdrehungen des Wurmes sich dreht, und nähert den Fräser dem Rade nach jeder ganzen Drehung des letzteren um den Betrag, der nunmehr weggeschnitten werden soll; der Arbeitsverlauf ist also dem durch Fig. 59, S. 41 dargestellten verwandt. Es sind hierfür folgende Führungen nöthig: genaues Drehen des Werkstückes um seine Axe in dem Uebersetzungsverhältniss zu den Drehungen des Fräsers, welches demnächst zwischen Rad und Wurm herrschen soll, und ruckweises Nähern von Fräser und Werkstück nach jedem Umlauf des letzteren. Es leidet dieses Verfahren an folgendem Uebelstande: die Neigungen der Fräser - windungen decken sich mit den Neigungen der Zahnflanken erst dann, wenn erstere in voller Tiefe in die Zahnlücken greifen. Bei weniger tiefem Ein - greifen bewegen sich die vom Fräser getroffenen Theile des Rades rascher, als den betr. Neigungen der Fräserwindungen entspricht, und verursachen dadurch seitliches Drängen gegen den Fräser, was die Genauigkeit der Arbeit beeinträchtigen kann. Es ist der Vorgang verwandt mit dem bei gewissen Gewindeschneidwerkzeugen auftretenden. 1)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1885, S. 200.Man kann diesen Fehler vermeiden, indem man die Entfernung von Fräser - und Werkstück - axe von vornherein der endgiltigen gleich macht und zunächst einen Fräser verwendet, auf dessen Kern nur ein niedriger Rest des Gewindes liegt, diesem dann einen zweiten folgen lässt, dessen Gewinde etwas höher über den Kern hervorragt u. s. w., bis schliesslich ein Fräser mit vollem Gewinde - querschnitt die Arbeit vollendet. Es lässt sich aber dasselbe erreichen,2)Reinecker, D. R. -P. No. 81418. wenn der — verhältnissmässig lang hergestellte — Fräser in ähnlicher Weise zugespitzt wird, wie ein guter Gewindebohrer,3)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1885, S. 198, mit Abb. und während der Arbeit — nach jedem Umlauf des Werkstücks — in seiner Axenrichtung so verschoben wird, dass er tiefer eingreift.
Wegen der starken Abnutzung, welchen die Schleifflächen unterliegen, sind letztere für die genaue Gestaltung von Werkstücken nur dann brauch - bar, wenn für die Gleichförmigkeit ihrer Abnutzung in genügendem Grade gesorgt wird. Es geschieht das durch gegensätzliches Verschieben zwischen Werkstück und Werkzeug in einer Richtung, welche quer zur Arbeits - richtung liegt. Das genaue Gestalten mittels des Schleifens kommt deshalb nur für solche Werkstücke in Frage, welche eine solche gegensätzliche Verschiebung gestatten. Fig. 66 veranschaulicht z. B. die Zustellung für das Schleifen eines walzenförmigen Körpers w mittels des Schleifsteins s. Ersterer dreht sich langsam (minutlich n mal) um seine Axe a a, letzterer sehr rasch (n1 mal minutlich) um seine Axe b b; zu gleicher Zeit verschiebt45I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.sich s gegensätzlich hin und her in der Richtung seiner Axe b b, die zu a a genau gleichlaufend liegt, und zwar mit der sekundlichen Geschwindig - keit u. Vorausgesetzt, dass der Schleifstein auf seine ganze Breite e genau walzenförmig ist, bearbeitet der Schleifstein während seiner gegensätzlichen Verschiebung in der Richtung des Pfeiles 1 eine Fläche des Werkstückes, welche sich als schrauben - förmiges Band mit der Gang - höhe t um das Werkstück w legt. Es ist t gleich der Ver - schiebung des Schleifsteins während einer ganzen Dre - hung von w, also: 〈…〉 .
Um eine befriedigende Bearbeitung zu erzielen, die ganze Oberfläche von w zu schleifen, müssen mindestens die Ränder dieses schraubenförmigen Bandes sich berühren, d. h. es ist die Schleifsteinbreite: 〈…〉 , oder 〈…〉 , ........ (20) oder die Verschiebungsgeschwindigkeit: 〈…〉 ......... (21) zu wählen.
Die genau walzenförmige Gestalt des Schleifsteins — wenn dessen Gefüge gleichförmig ist — ergiebt sich von selbst, so lange b b zu a a gleichlaufend ist. Wäre z. B. der Schleifstein unrund, so würden nur die am weitesten hervorragenden Theile desselben mit dem Werkstück in Be - rührung treten, also nur diese Abnutzung erfahren, und zwar so lange, bis keine hervorragenden Theile mehr vorhanden sind. Es könnte nun ange - nommen werden, dass der Schleifstein an seinen Rändern im Durchmesser kleiner sei als in der Mitte, weil die in jeder Verschiebungsrichtung voran - gehende Randfläche zunächst zur Zerkleinerung der ihr im Wege stehenden, zu beseitigenden Schicht herangezogen werde. Diese Möglichkeit wird da - durch ausgeschlossen, dass man bei jedem Weg des Schleifsteins längs des Werkstückes nur eine ungemein dünne Schicht hinwegräumt, um (S. 20) den Druck auf das Werkstück und die hieraus sich ergebende Federung desselben möglichst zu verhindern und dass, infolge des Hin - und Her - schiebens von s, die bandförmigen Schleifsteinspuren auf dem Werkstück sich vielfach kreuzen, so dass der etwa grösser gebliebene mittlere Durch - messer durch die Ränder des Bandes in erster Linie Abnutzung erfährt, bis er dem Durchmesser der Ränder gleich wird. Eine gewisse Abnahme des Schleifsteindurchmessers findet selbstverständlich auf jedem seiner Wege statt; man macht dieselbe unfühlbar durch dasselbe Mittel, welches die Federung mindern soll: durch äusserst geringe Zuschiebung nach jedem längs des Werkstücks zurückgelegten Wege. Da eine gewisse Federung46Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.der einander gegenüberliegenden Theile unvermeidlich ist, so wird der Schleifstein da die meisten Späne hinwegräumen, wo er am längsten ver - weilt. Es ist daher behufs Erzielung hohen Genauigkeitsgrades nothwendig, dass die Geschwindigkeit der gegensätzlichen Verschiebung zwischen Werk - stück und Schleifstein in der Richtung der Axen a a, bezw. b b in geradem Verhältniss zur Umfangsgeschwindigkeit sowohl des Werkstücks als auch des Schleifsteins bleibt, woraus folgt, dass z. B. unzweckmässig ist, diese Verschiebung durch eine Kurbel oder mittels der Hand stattfinden zu lassen.
Beim Ausschleifen cylindrischer Löcher sind dieselben Gesichtspunkte massgebend, die für das Abschleifen der Aussenflächen walzenförmiger Gegenstände soeben erörtert sind.
Das Abschleifen kegelförmiger Aussen -, Fig. 67, und Innenflächen, Fig. 68, unterliegt denselben Grundsätzen: es muss die Axe des Schleif - steins b b gleichlaufend zu der nächsten Er - zeugenden der Kegelfläche liegen und die Verschiebung zwischen Schleifstein und Werkstück gleichlaufend zu diesen Linien stattfinden. Die Forderung, nach welcher die
Verschiebungsgeschwindigkeit in geradem Verhältniss zur gegensätzlichen Umfangsgeschwindigkeit des in Bearbeitung befindlichen Werkstücktheils bleiben soll, dürfte wegen der abnehmenden Durchmesser nicht zu erfüllen sein. Man kann die hieraus erwachsende Fehlerquelle dadurch mindern, dass man die wegzunehmende Schicht noch kleiner wählt.
47I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.Früher1)Hermann Fischer, Allgemeine Grundsätze und Mittel des mechanischen Auf - bereitens. Leipzig 1888, S. 678 u. f. habe ich nachgewiesen, dass zwei Scheiben w und s, Fig. 69, deren Drehaxen a a und b b genau gleichlaufend sind, sobald w und s an - einander schleifen, beiderseits genau ebene Flächen erzeugen. Von dieser Thatsache wird schon lange Gebrauch gemacht, z. B. beim Schleifen des Spiegelglases. Es findet jener Satz auch Verwendung für die Erzeugung ebener Flächen an Metallgegenständen, z. B. in der Ausbildung, welche Fig. 70 versinnlicht. s ist ein ringförmiger Schleifstein, der mit seiner ebenen Erdfläche arbeitet, w das Werkstück, welches genau winkelrecht zur Axe des Schleifsteins jenem gegenüber geradlinig verschoben wird, also gewissermassen einen Theil einer Scheibe unendlich grossen Durch - messers bildet, deren Axe gleichlaufend zur Axe a a des Schleifsteins s liegt.
Es möge noch angedeutet werden, dass man Kugelflächen auf ähn - lichem Wege genau zu schleifen im Stande ist. Aber auch andere Flächen lassen sich so erzeugen. 2)Vergl. Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1898, S. 16, mit Abb.
Die bisherigen Erörterungen ergeben, dass geradlinige und kreisbogen - förmige Wege für spanabhebende Werkzeuge sich am besten eignen. Sie sind nun gleichzeitig durch mechanische Mittel weit leichter genau hervor - zubringen als sonstige Wege. Der Werkzeugmaschinenbau verwendet des - halb fast ausschliesslich gerade und kreisförmige Wege, oder solche, welche sich aus diesen beiden zusammensetzen lassen; andere Wegesgestalten werden nur in besonderen Fällen gewählt.
Wesentlichste Eigenschaft jeder Führungseinrichtung ist deren Dauer, d. h. deren Vermögen, während längerer Zeit genügend genau zu führen. Durch Gleiten der Führungsflächen aneinander werden diese abgenutzt; ist die Abnutzung eine genügend gleichförmige, so vermag man meistens sie durch Nachstellen der Flächen unschädlich zu machen. Selbst wenn solche Nachstellbarkeit geboten ist, mindert sich die Genauigkeit der Führung durch Abnutzung der Führungsflächen, da die abgenutzten Flächen in ihrer Gestalt mehr oder weniger von den ursprünglichen abweichen; nur wenige Flächen besitzen die Eigenschaft, sich selbst in der anfänglichen Gestalt zu erhalten.
So ist denn allgemein geboten, auf möglichst geringe Abnutzung zu sehen.
Das kann geschehen durch recht harte Führungsflächen, gute Schmie - rung und grosse Flächen, so dass auf die Flächeneinheit ein nur kleiner Druck entfällt. Es hängt die Abnutzung auch von der Geschwindigkeit des Gleitens, oder richtiger von der Länge des gleitend zurückgelegten Weges ab. Diese Länge ist jedoch meistens gegeben, kann also nicht zu Gunsten geringerer Abnutzung vermindert werden.
Sehr harte, insbesondere aus gehärtetem Stahl bestehende Flächen sind ihrer schwierigen Herstellung halber nur in kleinen Abmessungen im Gebrauch. Man vermeidet aber nach Möglichkeit weiche Flächen, wählt also für die Führungsflächen hartes Guss - und Schmiedeeisen oder Stahl, sowie Bronze.
48Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.Der Schmierung wird, soweit möglich, grosse Aufmerksamkeit ge - widmet. Sie muss in manchen Fällen auf das Fettighalten der Flächen beschränkt bleiben, besteht aber sehr häufig in stetiger Oelzufuhr. Von Wichtigkeit ist, die Gleitflächen möglichst vor Staub, insbesondere erdigem Staub zu schützen.
Glasharte Stahlflächen, welche sehr langsam aufeinander gleiten, er - fahren vorübergehend bis zu 20 kg Druck auf 1 qmm; bei den Schlitten der Drehbänke und Hobelmaschinen, sofern deren Gleitflächen nur unvoll - kommen geschmiert werden können, lässt man dagegen höchstens 0,1 kg auf 1 qmm zu, rechnet aber womöglich nur 0,05 kg. Bestimmte, allgemein giltige Zahlen für den auf die Flächeneinheit entfallenden Druck lassen sich wegen der verschiedenartigsten Umstände, welche die Grösse der Flächen beeinflussen, nicht geben; man wird in dem einzelnen Falle prüfen müssen, wie gross die Gleitflächen, ohne Unzuträglichkeiten zu verursachen, gemacht werden können, sowie welchen Werth man auf lang dauernde Genauigkeit zu legen hat, und hiernach bestimmen.
Da man zwischen „ todten Spitzen “selbst unter Verwendung eines Handstichels durch Abdrehen einen genauen Cylinder herstellen kann — während andere zu Führungen brauchbare Gestalten eine gute Werkzeug - maschine zu ihrer Herstellung bedürfen — so liegt nahe, diesen Cylinder als Führungsstab mit kreisförmigem Querschnitt zu verwenden. Leider beeinträchtigen andere Eigenschaften die Brauchbarkeit dieser Stab - form in dem Grade, dass man letztere zur Zeit nur in Ausnahmefällen für geradlinige Führung verwendet. Am unbequemsten ist der Umstand, dass bei gleichförmiger Abnutzung der Führungsflächen der Krümmungshalb - messer bei der Fläche von a, Fig. 71, abnimmt, während derjenige der Hohlfläche, welche zum Schlitten b gehört, grösser wird.
Bei ungleichmässiger Abnutzung infolge einseitiger Inanspruchnahme verlieren beide Flächen ihre Walzenform. Hieraus folgt, dass eine Nach -
stellbarkeit der Flächen nur möglich ist, soweit die Abnutzung in sehr engen Grenzen bleibt. Sie wird erreicht durch elastische Nachgiebigkeit der Hohlfläche. Eine hier - her gehörende Ausfüh - rungsform stellt Fig. 72 dar. Mit dem geführten Stück b ist ein Auge ver - bunden, dessen Wand gegenüber vom Buchstaben b gespalten und dünn genug ist, um mittels Schrauben ein wenig zusammengedrückt zu werden. Man pflegt, um das Zusammen - drücken zu begrenzen, den Spalt sehr eng zu machen, oder mit einem nachgiebigen Stück c — aus Holz oder Leder — auszufüllen. Hiermit verwandt ist die Ausführungsform, welche Fig. 73 in zwei Schnitten dar - stellt. Die hohle Führungsfläche wird durch eine Büchse c geboten, welche49I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.aussen kegelförmig gestaltet, auf einer Seite in der Längsrichtung gespalten und an der Aussenseite mehrfach eingeschnitten ist. Diese Büchse steckt in der kegelförmigen Bohrung des Stückes b und wird, unter Anwendung der Muttern m nach Bedarf in die Bohrung von b hineingedrängt. Der Spalt der Büchse liegt oben; seine Enden werden durch Filzeinlagen ge - schlossen (Fig. 73, rechts) und bietet so Gelegenheit zur Abgabe des Schmiermittels.
Man stellt auch die Büchse c, Fig. 73, aus einzelnen Stücken her, indem die ursprünglich ganze Büchse durch mehrere Längsschnitte zerlegt wird. Das Ein - pressen in die kegel - förmige Bohrung findet in verschiedener Weise statt, wofür bei Er -
örterung der Reitstöcke (s. w. u.) einige Beispiele gegeben werden.
Vielfach zieht man vor, die Führungsflächen zu erneuern, nachdem sie mehr abgenutzt sind, als die betreffende Führung erlaubt. Das ge - schieht durch Nachdrehen der einen Fläche und durch Anbringen von Büchsen in, bezw. auf der anderen Fläche. Fig. 74 stellt eine dement - sprechende Einrichtung für eine Bohrspindel dar. Die eigentliche Bohr - spindel ist mit a bezeichnet; sie soll in der sich drehenden Hohlspindel b verschoben werden. Man hat in die Enden der Hohlspindel Büchsen c gesetzt, welche nach Bedarf durch neue, engere ersetzt werden, während die Spindel a durch Abdrehen berichtigt wird. Nach Umständen befestigt man die — in Bezug auf Fig. 74 — rechts belegene Büchse auf der Spindel a und lässt sie in der Bohrung der Hohlspindel gleiten.
Nicht selten wird einer der Theile, nachdem durch eingetretene Ab - nutzung die Führung zu mangelhaft geworden ist, einfach weggeworfen und durch einen neuen ersetzt, während der andere durch Nachdrehen, bezw. Nachbohren Berichtigung erfährt.
Der zweite wesentliche Fehler der Geradführung am runden Stabe besteht darin, dass besondere Vorkehrungen getroffen werden müssen, um eine zufällige Drehung des geführten Stückes zu hindern. Man legt zu dem Zweck zwei solche Führungsstäbe gleichlaufend nebeneinander oder fügt zwischen den Stab a und das geführte Stück b, Fig. 75, eine recht - eckige Feder c. Das letztere Verfahren ist nur für den Fall brauchbar, dass das Moment, welches b um a zu drehen versucht, immer dieselbe Richtung hat. Es findet wohl Anwendung bei Bohrmaschinenspindeln (vergl. Fischer, Handbuch der Werkzeugmaschinenkunde. 450Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.Fig. 74) oder in ähnlichen Fällen, wo die Feder oder Leiste c lediglich als Mitnehmer wirkt.
Der Führungsstab rechteckigen Querschnitts verhindert ohne weiteres eine Drehung des geführten Theiles. Wie Fig. 76 darstellt, kommen
hierbei nur diejenigen Flächentheile zur Wirkung, welche in der Nähe der Kanten liegen. Hat die Füh - rung erheblicheren Dreh - momenten zu widerstehen, so sind die Mitten der Füh - rungsflächen als solche werth - los, weshalb man sie zurück - springen lässt und lediglich den Flächentheilen, welche den Kanten nahe liegen, Aufmerksamkeit schenkt.
Die Abnutzung der Führungsflächen rechteckiger Führungsstäbe ist, wenn sie auf jeder einzelnen sich gleichförmig vertheilt, auszugleichen mit Hilfe der Nachstellbarkeit zweier derselben, welche rechtwinklig zusammenstossen. In Rücksicht auf bequeme Ausführung werden in der Regel nicht die Flächen des Stabes a, sondern zwei nach innen gekehrte Wände des Schlittens b nachstell - bar gemacht. Fig. 77 stellt als Beispiel einer solchen Führung, diejenige der Bettplatte b auf einem Drehbankbett a dar. Die untere Fläche der Bett -
platte ruht auf der oberen des Bettes. Gegen die senkrechten Flächen des Bettes legen sich zwei Leisten, von denen die eine, rechtsseitige, fest an der Bettplatte sitzt, während die linksseitige c durch Schrauben nachstellbar ist. Die Leiste c greift unter den linksseitig vorspringenden Rand des Bettes und eine zweite Leiste d unter den rechtsseitigen Rand; beide Leisten sind senkrecht nachzustellen, wodurch die zweite Nachstellbarkeit geboten wird. Damit die senkrechten Schrauben die Leisten nicht schief ziehen, legt man in die der Nachstellbarkeit dienende Spalte nachgiebige (Papier, Pappe, Leder) oder auswechselbare (Blech -) Platten. Zu den eingeschrie - benen Maassen ist noch zu bemerken, dass der Abstand von Schrauben - mitte zu Schraubenmitte 240 mm beträgt.
Fig. 78 stellt eine andere Ausführungsform der Leiste c dar. c ist im Querschnitt T-förmig; da, wo die senkrechten Schrauben hindurch gehen,51I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.ist die Mittelrippe weggeschnitten; die wagrechten Schrauben greifen mitten zwischen der senkrechten an.
Um dem Schlitten b eine möglichst breite Stützfläche zu bieten, kann man ihn nach Fig. 791)Nach einer Ausführung von Ernst Schiess in Düsseldorf. gestalten. Die mittels Schrauben anzuziehenden, im Querschnitt keilförmigen Leisten d drängen b nach unten gegen die an a ausgebildeten Gleitflächen, und c dient zur Ausgleichung der an den senkrechten Gleitflächen eintretenden Abnutzung.
Wenn der Schlitten b durch sein eigenes Gewicht jedem möglichen Versuch des Abhebens zu widerstehen vermag, so ist unnöthig, Theile des Schlittens unter herausragende Ränder des Bettes a greifen zu lassen. Man kann eine offene, statt einer geschlossenen Führung anwenden. Das Gewicht des Schlittens macht
auch jede Nachstellbarkeit in lothrechter Richtung entbehrlich.
Die Fig. 80, 81 und 82 stellen in einem Querschnitt, einem Grund -
riss und einem theilweisen Längsschnitt eine, hiernach angeordnete, Tisch - führung einer Hobelmaschine dar. Von dem Hobelmaschinentisch sieht man
in Fig. 80 nur die Querschnitte der mit ihm fest verbundenen Leisten b. Sie greifen in zwei Furchen rechteckigen Querschnitts, welche im Bett a4*52Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.ausgebildet sind. Man bemerkt nun an der linken Seite der Fig. 80, dass die Leiste b die zugehörige Furche nicht ganz ausfüllt, so dass die senk - rechten Wände der letzteren an der Führung sich nicht betheiligen. Die rechtsseitige Leiste b dagegen liegt eng zwischen der einen Seitenwand der zugehörigen Furche und der nachstellbaren Leiste c. Man überlässt die seitliche Führung des Tisches der einen Seite, theils wegen der Schwierigkeit die Theile beiderseitig genau passend zu machen, theils weil bei Temperaturwechseln der freier von der Luft umspülte Tisch früher die entsprechenden Dehnungen erfährt als das Bett, also — wenn auch nur vorübergehend — Klemmungen eintreten würden, wenn beide Leisten von b seitlich vom Bett eng eingeschlossen wären. Die seichten Vertiefungen der Furchensohlen, welche Fig. 81 und 82 erkennen lassen, sollen das Schmieröl zurückhalten und die am Ende der Furchen - sohlen ausgebildeten Näpfe zum Auffangen abfliessenden Oeles dienen. Das Nachstellen der Leiste c findet durch Schrauben d statt, deren Mutter - gewinde in dem benachbarten Furchenrande sich befindet. Um nun jede eigenmächtige Lagenänderung der Leiste c zu verhüten, sind die Schrauben d, Fig. 83, in ihrer Längenrichtung durchbohrt und Bolzen in c geschraubt, welche durch d hindurch reichen und aussen mit einer Mutter und Gegen - mutter versehen sind. Das sogen. spitze Ende jeder Schraube d drückt gegen c, das Kopfende gegen die mit c verbundene Mutter, so dass bei beiden Drehrichtungen von d die Leiste c folgen muss.
Vielfach beliebt ist die Führung am dreikantigen Stabe.
Letzterer verhütet, ebenso wie der Stab rechteckigen Querschnitts ohne weiteres eine Drehung des geführten Stückes um den Führungsstab, auch liegen nach Fig. 84 die Flächentheile, welche versuchter Drehung entgegentreten, in der Nähe der Kanten, so dass die Mitteltheile der Führungsflächen nach Fig. 85 entbehrt werden können. Ist der Querschnitt des Stabes a ein gleichseitiges Dreieck, so treten dem Moment M, welches den Schlitten b um die Axe des Stabes zu drehen versucht, die drei Mo - mente p · r entgegen. Ist nicht bequem, dem Stabe a das ganze Dreieck als Querschnitt zu geben, so kann man sich mit zwei der Momente p · r als widerstehende begnügen, wobei diese selbstverständlich grösser ausfallen. Die Fig. 86 u. 87 deuten zwei derartige Ausführungsformen an; bei ersterer umfasst das geführte Stück b den Führungsstab a, bei letzterer findet das Umgekehrte statt, es ist hier a gewissermassen ein Hohlstab. In diesen Figuren sind die widerstehenden Momente, aus denen die auf die Führungs - flächen wirkenden Drucke berechnet werden, nicht auf die Axe des Stabes, sondern auf Kippaxen bezogen, was die in Rede stehende Berechnung erleichtert.
Der dreikantige — Voll - oder Hohl - — Stab ist als Führungsmittel53I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.besonders deshalb beliebt, weil zur Ausgleichung der Abnutzung eine nachstellbare Fläche genügt. Die mittels der Schraube d nachstellbare Platte c, Fig. 88, ist im Stande, die Abnutzung aller drei Flächen aus - zugleichen, wenn die Abnutzung auf der einzelnen Fläche gleichmässig stattfindet. Die Führungsformen, welche in Fig. 86 und 87 angedeutet sind,
bedürfen demnach nur einer nachstellbaren Leiste, während die andere Leiste mit dem Schlitten — oder dem Hohlstab — fest verbunden sein kann und thatsächlich auch ist. Die folgenden Figuren stellen einige der zahlreichen, im Gebrauch befindlichen Anordnungen für die nachstellbare Leiste dar. Es ist bei der durch Fig. 89 dargestellten die Platte b haken -
förmig umgebogen, um die Leiste c zu tragen, Schrauben drücken c gegen a. Das blosse Festhalten von c, Fig. 90, an b durch Reibung, welche der Schraubenandruck veranlasst, ist unsicher und das eigentliche Nachstellen mangelhaft. Fig. 91 ist mit Fig. 89 verwandt; da die Leiste c verhältniss - mässig dünn gewählt worden ist, so muss eine grössere Zahl Druckschrauben
verwendet werden. Die kugelförmig abgerundeten Schraubenspitzen greifen in Grübchen der Leiste c, um diese vor gelegentlichem Herausfallen zu schützen. Bei der Fig. 92 abgebildeten Ausführungsform hat die Führung zwischen a und b eine grössere Breite als bei der Anordnung nach Fig. 91, ohne mehr Raum zu beanspruchen. Dasselbe bezweckt das durch Fig. 9354Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.Dargestellte. Da der Druck zwischen a und c winkelrecht zur Führungs - fläche liegt, so versucht er c zu kippen, was die Schrauben d zu verhüten haben. Der Nachstellbarkeit halber stecken die Schrauben d in länglichen Löchern von c und die Schraubenköpfe in ovalen Vertiefungen. Wenigen Raum erfordert die Anordnung, welche Fig. 94 wiedergiebt. Die Leiste c ist mit einem in eine Nuth des Körpers b greifenden Rand versehen. Recht -
winklig zur Führungs - fläche wirkt der Druck P, welcher in die beiden Zweige P1 = P · cos α und P2 = P · sin α zerfällt. Der erstere ist die einzige nach oben gerichtete lothrechte Kraft; ihr kann eine nach unten gerichtete nur an dem links unten vor - springenden Rande von c entgegentreten, weshalb letztere ebenso gross sein muss als P1. Beide Kräfte erzeugen das links drehende Moment P1 · e1. Ein zweites, aber rechts drehendes Kräftepaar bildet einer - seits die Kraft P2 und anderseits die zum Andrücken der Leiste c dienende Schraube und zwar mit dem Abstande e1. Das Gleichgewicht erfordert demnach: P · cos α · e = P · sin α · e1 oder: 〈…〉 .
Sonach liegt der in Fig. 94 angenommene Angriffspunkt der Kraft P viel zu hoch; es tritt ein Kippen der Leiste c ein, vermöge dessen die Mitte des Führungsflächendrucks weiter nach unten sinkt, so lange, bis der letzten Gleichung Genüge geleistet wird. Bei den sonstigen Verhältnissen der Figur, und wenn die Leistenhöhe = 30 mm ist, wird i = 5,7 mm, e = 14,75 mm, e1 = 12,3 mm. Hiernach ist die Vertheilung des Druckes auf die Führungs - fläche recht ungleichförmig und die Abnutzung der letzteren findet fast nur in der Gegend statt, wo die Figur den Buchstaben α enthält.
Nach Fig. 95 ist die Leiste c in ihrer Längenrichtung keilförmig und wird, behufs Nachstellens in dieser Richtung, durch eine Schraube ver - schoben, welche durch einen rechtwinklig abgebogenen Lappen der Leiste c ragt.
55I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.Fig. 96 zeigt eine Abart der zuletzt angeführten Anordnung, indem die keilförmige Leiste c nicht durch eine Kopfschraube, deren Mutter - gewinde in den Schlitten b geschnitten ist, eingedrückt wird, sondern durch eine Schraube d, welche in einer Aussparung von b liegt und sich dort festhält, sowie eine ge - wöhnliche Mutter. Das Holzklötzchen e soll zu tiefes Eindrücken hindern. Es verdient die durch Fig. 95 und 96 versinn - lichte Nachstellungsart be - sondere Beachtung, weil sie ungleichförmiges An - drückender Leiste c gegen die an a feste Fläche aus - schliesst. Bei Verwendung mehrerer Druckschrauben wird gar zu leicht die eine stärker als die andere angezogen, die Leiste federnd durchgebogen und einzelne Stellen zu stark, an einigen Stellen zu wenig angedrückt, was hier wegfällt.
Die Anordnung, wel - che Fig. 97 darstellt, findet man zuweilen bei den
Schlitten oder Stösseln der Feil - und Stossmaschinen angewendet; c greift in eine genau passende flache Furche von b; seine schrägen Flächen werden durch Anziehen der in der Figur sichtbaren Schrauben gegen die schrägen Flächen der in a ausgebildeten Nuth schwalbenschwanzförmigen Querschnitts
gedrückt. Man kann Fig. 98 als von Fig. 97 abgeleitet ansehen. Die nachstellbare Leiste c, Fig. 98, liegt rechts von a, während links eine in der Figur nicht gezeichnete an b feste Leiste sich an a legt. Der keil - artige Querschnitt von c füllt den Raum zwischen a und einer rechtsseitig an b festen Leiste aus. Schrauben d dienen zum Anziehen. Es eignet sich diese Anordnung besonders für kräftige Führungen.
Fig. 99, 100 und 101 zeigen eine andere Ableitung von Fig. 97, und56Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.zwar Fig. 99 in kleinerem Massstab in deren Verwendung für den Quer - schlitten einer Drehbank. Aus Fig. 101 ist besonders zu erkennen, dass die Leiste c sich gegen eine senkrechte Fläche von b legt und in eine Nuth des Schlittens b so eingreift, dass sie nicht kippen kann. Fig. 100 zeigt die
Anordnung der zum Anziehen dienenden Schrauben d. Nach Fig. 102 ist die nachstellbare Leiste c gegen die gleich gerichtete Fläche von a und b gelegt. Eine auswechselbare oder nachgiebige Einlage zwischen a und c, welche durch eine dicke Linie angedeutet ist, hindert c am Kippen, Schrauben d dienen zum Anziehen.
Es mögen noch drei Formen angeführt werden, welche nur für be - stimmte Fälle brauchbar sind. In Fig. 103 bezeichnet a den Querschnitt eines Bohrmaschinenständers, b das Halslager der Bohrspindel. Dieses ist nun in der Mitte gespalten, so dass die genügende Nachstellbarkeit durch Anziehen der Schrauben d geboten wird. Die durch Fig. 104 abgebildete Anordnung ist brauchbar, wenn der Schlitten b vorwiegend winkelrecht zu seiner ebenen Grundfläche in Anspruch genommen wird. Die nachstellbare Leiste greift in eine Nuth schwalbenschwanzförmigen Querschnitts, welche in a hergestellt ist. An c ist ein gut abgedrehter Bolzen d ausgebildet, welcher in das gebohrte Loch von b greift. Eine Mutter am oberen Ende von d dient zum Anziehen der Leiste c. Diese Anordnung erlaubt eine Drehung zwischen a und b um die Axe von d und eignet sich aus diesem Grunde für die Verbindung des Drehbankquerschlittens mit der hinter der Drehbank liegenden Führungsleiste, welche der Erzeugung kegelförmiger Gestalten dient (s. w. u.). Fig. 105 endlich giebt eine Führung wieder,57I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzengmaschinen.welche sich für den Fall eignet, dass der Schlitten nur in der Richtung des Pfeiles I, oder durch ein rechts drehendes Moment II in Anspruch genommen wird. Der Körper a hat links eine feste, nach Art der Dreiecks - führung gestaltete Leiste, rechts eine solche, welche nur von oben nach unten gerichteten Druck aufzunehmen vermag. Hackenschrauben d drücken b gegen die erstere Leiste.
Wirkt die Führung vorwiegend tragend und ist das Gewicht des geführten Gegenstandes ent - sprechend gross, so kann man die eine Seite des Dreiecks, welches die Grundform des Leistenquer - schnitts bildet, weglassen und das Nachstellen dem Gewicht des Schlittens überlassen. Bei Hobel - maschinen erhalten z. B. die Bahnen einen soge - nannten schweinsrückenartigen Querschnitt, Fig. 106 links; bei grösserer Breite des Tisches b wird, aus Gründen, welche schon zu Fig. 80, S. 51 genannt sind, nicht selten nur die eine Bahn nach dem Schweinsrücken gestaltet, während die andere — Fig. 106 — eben und wagrecht gemacht wird.
Da, wo nicht zu befürchten ist, dass Späne oder andere Verunreinigungen auf die unten liegende Gleitfläche fallen können, wird für diese
die hohle Gestalt gewählt, so dass sie das Schmiermittel gut zusammen - halten kann, im anderen Falle legt man die hohle Fläche nach oben, da der erhabene nach oben gerichtete Rücken von Verunreinigung bequemer
zu befreien ist als die hohle Fläche. In letzterer Anordnung kommt die Schweinsrückenführung auch häufig für die Bettplatten der Drehbänke in Anwendung mit der Aenderung, dass man das zu geringe Gewicht der Bettplatte durch einen an - gehängten Klotz ergänzt, oder nachstellbare Leisten c, Fig. 107, unter die Ränder des Blattes a greifen lässt. Es werden für Drehbänke regelmässig zwei zu einander gleichlaufende schweins -
rückenartige Führungsleisten angewendet. Man macht zu Gunsten der Schweins - rückenführung den Umstand geltend, dass der vom Stichel herrührende Druck die Führungsflächen zusammendrückt und hierdurch die Genauigkeit der Führung besonders sichert, während bei den sonstigen, vom dreikantigen58Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.Stabe abgeleiteten Führungsanordnungen für Drehbänke die schrägen Gleit - flächen durch den Sticheldruck auseinander gedrängt werden. Dagegen wird für den einfachen Stabquerschnitt nach Fig. 86 bezw. Fig. 87 der Vorzug beansprucht, dass er leichter genau herzustellen, leichter auf seine Genauigkeit zu prüfen sei, auch die Führungsflächen ohne Schwierigkeiten gross gemacht werden könnten.
v. Pittler1)Zeitschr. d. Vereins deutscher Ingenieure 1891, S. 1315, m. Abb. verwendet nicht zwei zu einander gleichlaufende Schweins - rücken zur Führung eines Schlittens, sondern nur einen, dessen Querschnitt durch seine Grösse und durch die Kleinheit des Winkels, welchen die beiden schrägen Flächen einschliessen — er beträgt nur 40° — von dem sonst Gebräuchlichen abweicht. In Fig. 108 bezeichnet a den aussen walzen - förmigen Schlitten und c eine nachstellbare Platte.
Erste Vorbedingung für die Herstellung genauer Führungen ist die Verwendung genau arbeitender Werkzeugmaschinen. Es sollen ausserdem die Führungstheile in möglichst starren Formen ausgeführt werden, und zwar insbesondere aus folgenden Gründen: Es erstarrt die Oberfläche der Gussstücke früher als das Innere, wodurch mehr oder weniger grosse Spannungsverschiedenheiten entstehen. Wird nun ein Theil der Oberfläche behufs Gewinnung genauer Gestalt abgehobelt oder abgefräst, so ändern sich die Spannungsverhältnisse und führen zu merkbarem Werfen des Werk - stückes, wenn dieses seiner Gestalt nach solchem Werfen wenig Widerstand entgegensetzt. Aus diesem Anlass ist man nicht selten genöthigt, das Werkstück zunächst im Groben zu bearbeiten und dann aufs neue behufs endgiltiger Bearbeitung an der Werkzeugmaschine zu befestigen, so dass nach dem ersten Bearbeiten, bei welchem der grösste Theil des Hinweg - zuräumenden zerspant wurde, dem Werkstück Gelegenheit gegeben wird, seine Spannungen auszugleichen. Manche Stücke werden aus gleichem Grunde an allen Seiten geschruppt, dann anders aufgespannt und geschlichtet. Das gilt insbesondere von geschmiedeten Theilen, die starre Gestaltung nicht gestatten, aber durch die Wirkung des Hammers nennenswerthe Spannungsunterschiede zwischen der Oberflächenschicht und dem Innern aufgenommen haben.
Es ist eine starre Form der Theile auch von Werth, wegen des grossen Druckes, welcher beim Spanabheben winkelrecht zur in Bildung begriffenen59I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.Fläche ausgeübt wird. Hierdurch können vorübergehende Durchbiegungen herbeigeführt werden und nach dem Zurückspringen derselben Ungenauig - keiten der Fläche, wenn nicht das Werkstück hinlänglich steif ist. Diesen Uebelstand mildert man übrigens auch durch schliessliche Abnahme eines recht dünnen Spanes.
Die überall genau gleiche Entfernung zwischen den einander gegen - über liegenden Führungsflächen sucht man häufig dadurch zu sichern, dass man — nach sonstigem Abschluss der Bearbeitung — die nachstellbare Leiste einlegt und bei unveränderter Aufspannung von beiden einander gegenüberliegenden Flächen nochmals einen dünnen Span abnimmt, bei Anwendung des Fräsers vielleicht in der Weise, dass zwei Fräser — einer auf der linken, einer auf der rechten Seite — gleichzeitig arbeiten.
Nach dieser Bearbeitung prüft man die erzielte Genauigkeit und bessert sie nach Bedarf durch Schaben. 1)Hermann Fischer, Allgem. Grundsätze und Mittel des mechanischen Aufbereitens, Leipzig 1888, S. 676.Mancherorts begegnet man der Anschauung, dass die angedeutete Prüfung entbehrt werden könne, wenn man durch sorgfältige Ueberwachung der angewendeten Werkzeugmaschinen sich von deren genauer Arbeit überzeugt habe. Das mag richtig sein für die Regel; in Ausnahmefällen wird man sich aber der nachträglichen Prüfung der Werkstücke nicht entziehen können. Die Anführung der Grundzüge der Untersuchungsverfahren an dieser Stelle ist daher berechtigt, zumal sie sich zum Theil auch auf vorhandene Werkzeugmaschinen be -
ziehen. Am einwandfreiesten ist die Prüfung einer walzenförmigen Fläche. Man legt das Werkstück so zwischen zwei „ todte “Spitzen, dass deren Axe mit der des Werkstücks zusammenfällt. Um den Fehler, welcher aus der Durchbiegung des Werkstücks entstehen kann, auszuscheiden, kann diese Axe lothrecht gelegt werden. Nunmehr untersucht man mittels feinfühligen Tasters, ob das Werkstück überall gleiche Dicke hat und dann mittels Fühlhebels, ob diese Dicke überall gleich um jene Axe sich legt. Ein solcher Fühlhebel, kann nach Fig. 109 eingerichtet sein. w bezeichnet das Werkstück, welches man langsam um seine Axe dreht, h einen Winkelhebel, welcher zwischen Spitzen schwingt, an seinem kurzen Ende zur Fühlfläche, an seinem langen Ende zum Zeiger ausgebildet ist, f eine leichte Feder, welche die Fühlfläche gegen das Werkstück drückt und a das Gestell des Fühlhebels. Der am Gradbogen des letzteren abgelesene Ausschlag des Hebels steht nicht in geradem Verhältniss zu den Ungenauigkeiten des Werkstückes, lässt aber erkennen, ob diese gross oder gering sind, und das genügt dem vorliegenden Zweck.
Man prüft nun an verschiedenen Stellen, insbesondere diejenigen ins Auge fassend, welche aus irgend welchen Gründen der einseitigen Lage des Querschnitts gegenüber der Axe verdächtig sind.
60Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.Dieses Verfahren ist umständlich. Steht eine Drehbank zur Verfügung, deren Bett und Spitzen an sich und in Bezug auf ihre gegensätzliche Lage als hinreichend genau bekannt sind, so lässt sich die Dicke und die Ver - theilung derselben um die Axe mittels Fühlhebels zu gleicher Zeit be - obachten, indem man den Fühlhebel am Drehbankschlitten befestigt und mit diesem an dem kreisenden Werkstück entlang führt. Ein einfacher Fühlhebel, wie ihn Fig. 109 andeutet, ist als No. 1 bereits 1831 für die technologische Sammlung der Hannoverschen technischen Hochschule be - schafft, einen handlicheren findet man in unten verzeichneter Quelle be - schrieben. 1)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1897, S. 20, mit Abb.Sehr feinfühlig sind die Fühlhebel, bei welchen der Ausschlag von h, Fig. 109, durch eine Wasserwage angegeben wird; sie leiden aber an dem Uebelstand, dass das Werkstück sich sehr langsam drehen muss, weil anderenfalls durch die Masse der Wasserwage störende Erschütte - rungen verursacht werden.
Für die Prüfung ebener Flächen auf ihre Genauigkeit ist die Richt - platte das geeignetste Werkzeug. Es darf das allerdings keine solche sein, deren Genauigkeit nur auf derjenigen der Hobelmaschine, welche sie erzeugte, beruht, sondern eine wirklich genaue Platte. 2)Vergl. Herm. Fischer, Allgemeine Grundsätze und Mittel des mechanischen Auf - bereitens. Leipzig 1888, S. 676.Ist die Richtplatte grösser oder doch etwa ebenso gross wie die auf ihre Ebenheit zu prüfende Fläche, so ist das anzuwendende Verfahren einfach; man bestreift die Platte sehr dünn mit einer ganz fein abgeriebenen Farbe und führt sie in leichten
Zügen über die zu prüfende Fläche hinweg. Sie bezeichnet dabei die - jenigen Stellen, welche der Nacharbeit durch Schaben bedürfen. Hiernach wird die Richtplatte abermals über das Werkstück geschoben und nach Bedarf wieder geschabt, bis schliesslich die gleichförmige Färbung der Werkstückfläche bekundet, dass sie sich mit der Richtplattenfläche deckt.
Steht nur eine kleinere Richtplatte zur Verfügung, so prüft und be - richtigt man zunächst einen Theil der Werkstückfläche, welcher der Richt - plattengrösse entspricht, und schreitet von dem so genau gewordenen Flächentheil ausgehend schrittweise vor. Beispielsweise soll die obere ebene Fläche des Drehbankbettes a, Fig. 110, auf diesem Wege genau gemacht werden, und zwar mit Hilfe der kurzen Richtplatte b. Man kann zunächst das eine Ende des Drehbankbettes auf die Länge von b vornehmen. Nach - dem der Theil in vorhin angegebener Weise vollendet ist, legt man die Richtplatte zur Hälfte auf das jetzt in Angriff zu nehmende Flächenstück und schabt an diesem so lange, bis es mit dem ersten Stück genau im Einklang steht u. s. w. Dabei kann vorkommen, dass die Richtplatte auf den folgenden Theilen überhaupt nicht verzeichnet, aber auch, dass von diesen mehr abgenommen werden soll als durch Schaben möglich ist, mit61I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.anderen Worten, dass die Richtung des ersten Stückes von der Gesammt - richtung abweicht. Dann bleibt nur übrig, den ersten Theil in zutreffendem Sinne umzuarbeiten.
Für schmale Flächen verwendet man in gleicher Weise genaue Lineale.
Die Prüfungen der Kantenwinkel und der gleichlaufenden Richtung zweier Flächen mittels gewöhnlicher Lehren führen eine gewisse Unsicher - heit mit sich. Für die Schweins - rückenführung der Drehbänke ersetzt die in Fig. 111 abgebildete Lehre b in gewissem Grade die Richtplatte, wenn erstere mit entsprechender Sorg - falt ausgeführt worden ist. Eine ähn -
liche Lehre verwendet man mit Vortheil, wenn bei Hobelmaschinen nicht wie in Fig. 106 angegeben eine der Bahnen schweinsrückenartig gestaltet ist, sondern beide Bahnen.
Für manche Fälle ist eine feinfühlige Wasserwage zur Prüfung der Flächen auf ihre Geradheit recht brauchbar. Heisst der Krümmungshalb - messer der Röhre r und die Fusslänge der Wage l, Fig. 112, so verhält sich der auf der Röhre abgelesene Ausschlag δ zum Abstand x des Punktes b über der durch a gelegten Wagerechten wie r zu l. Man kann somit durch recht grosses r eine unmittelbar nicht erkennbare Grösse x auf der Röhre ablesbar machen. Es sei z. B. r = 100 m, l = 0,5 m dann ergiebt sich: 〈…〉 . Es sind auf der Röhre 0,5 mm noch deutlich abzulesen, also mit vorliegender Wasserwage ein Abstand 〈…〉 , bezw. grössere Abstände auf 0,0025 mm genau zu bestimmen. Legt man nun die zu prüfende Fläche im wesent - lichen wagrecht und vermerkt die an ver - schiedenen Stellen beobachteten Ausschläge δ, so lässt sich hieraus mit einiger Genauigkeit bestimmen, um welche Beträge die einzelnen Stellen von einer mittleren Geraden ab - weichen, und der nöthige Anhalt für die Nachbearbeitung gewinnen. Für Flächen, welche nicht wagrecht gelegt werden können, ist die Wasserwage mit einstellbarer Sohle zu versehen.
Die Gewinnung genauer Führungsflächen ist hiernach umständlich und kostspielig und
schon deshalb nöthig der Erhaltung dieser Genauigkeit vollste Aufmerksam - keit zu schenken.
Insbesondere ist darauf zu halten, dass jede der Flächen sich mög - lichst gleichförmig abnutzt. Das setzt voraus: gleiche Härte der Fläche in62Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.ihrer ganzen Ausdehnung, gleichen Druck auf die Flächeneinheit, gleiche Gleitungslänge. Die erstere Forderung ist am leichtesten zu erfüllen, die beiden anderen aber überhaupt nur in beschränktem Umfange. Um das zu erläutern, mögen die folgenden, einfachen Fälle einer eingehenderen Besprechung unterzogen werden.
Es sei die Bahn a einer Tischhobelmaschine, Fig. 113, doppelt so lang als die Gleitfläge am Tisch b; der Stichel befinde sich bei s. Ferner sei
der Weg des Tisches gleich der halben Bahnlänge, d. i. gleich A. Bewegt sich der Tisch von seiner äussersten linksseitigen Lage ganz nach rechts, so gleitet jeder Punkt der am Tisch festen Flächen um A längs der Bahnen des Bettes, sodass für erstere — wenn vom Wechsel des Druckes abgesehen wird — gleichmässige Abnutzung erwartet werden kann. Nicht so ist es mit den am Bett festen Bahnen. Der Mitte derselben gehört eine Gleit -
länge = A an, links und rechts von hier wird die Gleitlänge kürzer und an den Endpunkten ist sie gleich Null. Die Abnutzung macht daher, da sie auf der Wechselwirkung der einander gegenüber liegenden Gleitflächen beruht, die Bahn hohl und die Gleitflächen des Tisches nach unten ge - wölbt. Beschreibt der Tisch einen Weg l < A, Fig. 114, so tritt an jedem Ende der Bahnen von a eine Länge 〈…〉 überhaupt nicht in Thätigkeit,
erfährt deshalb auch keine Abnutzung, sodass die allmähliche Aushöhlung noch stärker hervortritt.
Wenn dagegen nach Fig. 115 die Gleitflächen am Tisch b und am Bett a unter sich gleich lang sind und der Tischweg dieselbe Länge hat, so ist, bei der Tischbewegung von links nach rechts die Gleitlänge für die Tischmitte = A, und nimmt von hier nach beiden Enden bis auf 〈…〉 ab. 63I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.Ebenso ist es bei der rückläufigen Bewegung des Tisches b. Die Gleitlängen der einzelnen Punkte der an a festen Bahnen unterliegen genau demselben Gesetz. Macht der Tisch nur Wege von der Länge l < A, Fig. 116, so sind die Gleitlängen für die A — l langen Mitteltheile beiderseits gleich l und mindern sich von da ab nach beiden Seiten bis auf 〈…〉 . Es wird sonach bei gleichen Gleitflächenlängen die Ungleichförmigkeit der Gleitlängen um so kleiner, je kleiner der Tischweg gegenüber der Länge A ist, während bei der Bahnlänge = 2 A (Fig. 114) das Umgekehrte gefunden würde. Bei unter sich gleichlangen Gleitflächen scheinen, nach den obigen Erörterungen beide einander gegenüber liegenden hohl zu werden. Das ist aber nach dem Folgenden unmöglich. Es sei angenommen, eine ganz geringe solche Höhlung sei vorhanden, so würden in der Mittellage, Fig. 117, nur noch die Endkanten zum Anliegen kommen und Abnutzung erfahren. In den
Endlagen befindet sich dagegen je eine Endkante der einen Gleitfläche der Mitte der anderen gegenüber, ähnlich ist es mit den übrigen Lagen, sodass auch die zwischen den Endkanten befindlichen Flächentheile abge - nutzt werden. Man erkennt aber aus Fig. 118, dass die linksseitige End - kante a der oberen Fläche auf dem ganzen Wege von β bis γ mit der unteren, und ebenso die rechtsseitige Endkante ε auf ebenso langem Wege mit der oberen Fläche in Fühlung bleibt. Es wird daher — unter sonst gleichen Verhältnissen — von diesen Kanten der Menge nach ebensoviel abgeschliffen als von den, an sie grenzenden Flächen, also von jenen eine viel grössere Dicke als von diesen. Verfolgt man diesen Gedanken weiter, so kommt man zu dem Schluss, dass selbst bei vorhanden ge -
wesenen gleichen Höhlungen durch die Abnutzung eine geradlinige Gestalt entsteht, sonach ein Hohlwerden solcher Flächenpaare, welche von vornherein gerade waren, ganz ausgeschlossen ist. Es ist also allein richtig, für die vorliegende Führung die Längen der Gleitflächen einander gleich zu machen.
Zur Beurtheilung des Verlaufs der Abnutzungen ist aber noch nöthig, den Einfluss zu prüfen, welchen der Druck des Werkzeugs s ausübt. Das soll hier unterlassen werden, weil der Druck sehr verschieden ausfallen kann, je nach der Druckrichtung und dem Verhältniss zwischen Druckgrösse und Gewicht der bewegten Theile. Man wird dahingehende Erörterungen an die Umstände, welche der einzelne Fall bietet, anknüpfen müssen.
Den Zweck nachzuweisen, dass ungleichförmige Abnutzung nicht zu vermeiden ist, dürfte durch die gegebene Erörterung einfacher Verhältnisse64Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.erreicht, bezw. der Beweis geliefert sein, dass unter allen Umständen er - strebt werden muss, die Abnutzung im ganzen möglichst zu mindern.
Von den hierfür geeigneten, w. o. bereits genannten Mitteln sind dem Schmieren noch einige Worte zu widmen.
Die Wirkung des Schmierens besteht bekanntlich darin, dass eine Flüssigkeitsschicht zwischen die Gleitflächen gelegt wird, diese weit genug von einander entfernt haltend, um eine unmittelbare, metallische Berührung zu verhüten. Je grösser der Druck auf die Flächeneinheit, und je dünn - flüssiger das Schmiermittel ist, um so näher liegen die metallenen Flächen und um so mehr sind sie der Abnutzung unterworfen. Man wird daher dünnflüssige Schmiere nur für kleine, dagegen dickflüssige für grosse Flächendrücke verwenden. Das Schmiermittel wird einerseits durch das Gleiten der Flächen allmählich verdrängt, anderseits durch die abgeschliffenen feinen Metallspäne verunreinigt. Ersteres wie letzteres ist belanglos, wenn das Schmiermittel stetig zugeführt wird. Dünnflüssiges Oel kann unbedenk - lich auch wiederholt verwendet werden, wenn die Schmutztheile — viel - leicht durch Absetzenlassen — inzwischen abgeschieden sind. Anders ist es,
wenn man nur von Zeit zu Zeit schmiert. Alsdann ist dickflüssigere Schmiere fast immer vorzuziehen, weil sie weniger leicht verdrängt wird als dünnflüssige.
Zuweilen, z. B. bei manchen Tischhobelmaschinen, sind die Füh - rungsflächen so umrahmt, dass sie vom Schmiermittel überstaut werden können. Meistens ist jedoch eine besondere Zuführung und Vertheilung des Oeles erforderlich.
Von dahin gehörenden Einrich - tungen für Tischhobelmaschinen führe ich folgende an: Die Mitten der Gleit - bahnen sind, bei regelmässigem Be - trieb immer von den Gleitflächen bedeckt. Lässt man hier eine Röhre münden, welche mit einem höher belegenen Oelgefäss in freier Verbindung steht, so tritt das Oel nur in dem Maasse aus, als es von der Gleitfläche des Tisches fortgestreift wird. Ruht der Tisch, so kann das Oel über - haupt nicht austreten, bei langen Auszügen des ersteren wird mehr, bei kürzeren weniger Oel zwischen die gleitenden Flächen gebracht. Durch höhere oder tiefere Lage des Oelgefässes ist eine weitere Regelung mög - lich. Wegen des Umstandes, dass bei diesem Verfahren den aufeinander gleitenden Flächen die Vertheilung des Oels überlassen bleibt, eignet es sich nicht für sehr lange Hobelmaschinen. Eine gleichförmigere Vertheilung und zugleich den Vortheil, dass das abgelaufene Oel den Gleitflächen aufs neue zugeführt wird, gewähren mehrere von Zeit zu Zeit mit Oel zu füllende Vertiefungen, die in den Bahnen a, Fig. 119, der Hobelmaschine ausgespart sind und eine Rolle i enthalten, welche durch Federn gegen die Gleitflächen b des Tisches gedrückt werden. Die im Oel watende Rolle i überträgt das Oel an die Gleitbahnen b, das überschüssige Oel fliesst in die65I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.Vertiefungen der Bahnen a zurück. Einfacher noch ist es, in jede der Vertiefungen eine Holz - oder Korkrolle i, Fig. 120, zu legen, welche im Oel schwimmt und durch zwei in senkrechte Schlitze der Vertiefungswände ragende Zapfen geführt wird. Man lässt diese Zapfen auch fort, obgleich hierdurch die Drehungen der Rolle unsicher werden. Auch für schweins - rückenartige Führungen, bei welchen die hohlen Flächen unten liegen, werden solche, natürlich anders gestaltete, Holzrollen verwendet. Diese leiden aber allgemein an dem Uebelstande, dass Holz nur wenig leichter ist als Oel und deshalb die Vertiefungen immer gut mit Oel gefüllt sein müssen, um die Rollen mit den bewegten Tischflächen in Berührung zu halten. Das erreicht ohne weiteres für ebene Führungsflächen die durch Fig. 119 abgebildete Einrichtung und für schweinsrückenartige Führungen eine Vorrichtung, welche Fig. 121 darstellt. Die linksseitige Hälfte der letzteren Figur ist ein Schnitt durch die Führung, wie diese im allgemeinen ist, die rechtsseitige Hälfte ein Schnitt durch einen der Schmierbehälter. Eine Scheibe i dreht sich lose um einen Bolzen, der dem Bügel c angelenkt ist. Vermöge ihres Ge -
wichts legt sich die Scheibe i mit ihrem oberen Rande an den oberen Rand des am Tisch festen Führungsstabes b, wird durch diesen in Umdrehung versetzt und versorgt ihn an oberster Stelle mit Oel.
Für die Bettplatten der Drehbänke und andere Schlitten verwendet man mitunter Aehnliches, wie an erster Stelle für Hobelmaschinenführungen angegeben wurde. Man bringt am bewegten Theil, dem Schlitten, einen Behälter an, von dem ab das Oel gegen die feststehende Führungsfläche fliesst und von dieser abgestreift wird. Zu diesem Zweck werden an ge - eigneten Stellen die bekannten Nadelschmiergefässe oder Verwandtes ange - bracht. Meistens aber begnügt man sich mit Schmierlöchern nach Fig. 122, welche mittelst Schräubchen verschlossen werden, nachdem man sie mit Oel gefüllt hat. Diese Schmierlöcher werden, wenn es angeht, so ange - ordnet, dass von ihnen gleichzeitig mehrere Flächen versorgt werden.
Sonst werden die Flächen von Zeit zu Zeit eingefettet; das ist ein Verfahren, dem man nur nachrühmen kann, dass es beim Entwerfen die wenigste Ueberlegung beansprucht.
Fischer, Handbuch der Werkzeugmaschinenkunde. 566Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.Es sei hier noch eines Weges gedacht, welcher bei Drehbänken ein - geschlagen wird, um die Schäden, die durch Abnutzung der am Bett be - findlichen Führungsflächen entstehen, weniger fühlbar zu machen. Das Drehbankbett soll sowohl dem Bettschlitten Führung gewähren als auch dem Reitstock eine genaue Stellung gegenüber dem Spindelstock geben. Verwendet man die Flächen, auf welchen der Schlitten gleitet und welche durch ihn abgenutzt werden, als Stützflächen für den Reitstock, so ist eine genaue Lage desselben nicht zu erwarten. Deshalb bildet man am Bett meistens besondere Flächen für den Reitstock, und andere für die Führung des Schlittens aus. Unter allen Umständen sind solche doppelte Führungen nöthig, wenn die Schweinsrückenform nach Fig. 107 gewählt wird. Die von der Bettplatte herrührenden Abnutzungen der Schweinsrücken machen sich in senkrechter Richtung sehr fühlbar. Eine Abweichung der Höhenlage des Stichels um den Bruchtheil eines Millimeter ist zwar unwesentlich, nicht aber eine gleiche Abweichung der Höhe der Reitstockspitze. Man findet
daher bei Verwendung solcher Führungen immer 4 Stäbe (vergl. Fig. 111), von denen die beiden äusseren für die Bettplatte, die beiden inneren für den Reitstock und auch wohl für den Spindelstock bestimmt sind. 1)Vergl. Drehbank von Fox, Verhandl. des Vereins z. Bef. d. Gewerbfl. in Preussen, 1831, S. 144, mit Abb.Bei den oben ebenen Drehbankbetten ist dieser Umstand weniger wichtig, weil sie der Bettplatte in weit grösserer Breite als jene sich darbieten, also ent - sprechend geringere Abnutzung erfahren. Trotzdem findet man auch bei dieser Führungsform, nach Fig. 123, zwei äussere, wagerechte Flächen für die Bettplatte und zwei innere, etwas tiefer liegende für Reitstock und Spindelstock.
der führenden Theile soll an einigen Beispielen erläutert werden.
Es sei a, Fig. 124, das Bett einer Tischhobelmaschine, b der Tisch derselben und c ein Werkstück, welches auf letzterem befestigt ist. Ein Stichel s, welcher die obere Fläche des Werkstücks bearbeitet, übt auf dieses den Druck P aus, welcher in den wagerechten Theil p und den loth - rechten Zweig q zerfällt. Der wagerechte Druck p wird auf die eine der Leisten, z. B. d, übertragen, und demgemäss ist die Flächengrösse dieser Leiste zu wählen. In lothrechter Richtung drücken q und das Gewicht des Werkstücks und Schlittens Q auf die Gleitbahnen.
Der wagerechte Druck p hat nicht allein Einfluss auf die Flächengrösse von d, sondern auch auf die Vertheilung des lothrechten Druckes auf die Gleitbahnen; er kann unter Umständen sogar den Tisch aufkippen. Letz -67I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.teres tritt ein, sobald das rechtsdrehende Moment p · H grösser ist als die Summe der linksdrehenden Momente q · e + Q · E. Man muss daher, wenn: p · H > q · e + Q · E ist, oder diese Beziehung gelegentlich einmal eintreten kann, statt der offenen eine geschlossene Führung anwenden.
Was die Vertheilung des lothrechten Drucks auf die Gleitbahnen an - betrifft, so hat — in Bezug auf die Figur 124 — die rechtsbelegene Bahn alles, die linksbelegene nichts zu tragen, wenn p · H = q · e + Q · E ist. Erst
wenn p · H erheblich kleiner als q · e + Q · E ausfällt, übernimmt die links - seitige Bahn einen nennenswerthen Theil der lothrecht nach unten wirken - den Drücke.
Da man beim Entwurf der Maschine in den seltensten Fällen bestimmt weiss, wie sie benutzt werden wird, so ist nöthig, alle möglichen Ein - wirkungsweisen und zugehörigen Spanquerschnittsgrössen in der hier an -
gegebenen Weise einer Prüfung zu unterziehen, und danach die Ab - messungen zu bestimmen.
Bei der offenen Schweinsrückenführung, Fig. 125, sind in Bezug auf das Kippen des Tisches und die Druckvertheilung dieselben Gesichtspunkte zu beachten, wie vorhin; der wagerechte Schub, bezw. dessen Aufhebung erfordert aber andere Erörterungen, da ihm nicht eine senkrechte Fläche5*68Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.wie bei d Fig. 124 entgegengesetzt wird, sondern dieselbe geneigte Fläche, welche auch die lothrechten Kräfte aufnimmt.
Es kann bei dieser Führung ein Entgleisen des Tisches eintreten, dann nämlich, wenn das Gewicht Q gegenüber der wagerechten Kraft p und dem Schweinsrückenwinkel α zu klein ist.
Bei der vorliegenden Untersuchung soll von einem lothrecht nach unten gerichteten Druck des Stichels abgesehen werden, um die Erörte - rungen zu vereinfachen. Sollte ein solcher Druck im bestimmten Falle von Bedeutung sein, so wird man ihn an Hand der folgenden Erörterungen leicht einfügen können. Nach Fig. 125 seien beide Gleitflächen schweins - rückenartig. Wegen des wagerechten Druckes p übernehmen die rechts - aufsteigenden Flächen jeder Führungsbahn einen grösseren Theil der Drucke als die links aufsteigenden. Von dem lothrechten Druck Q entfallen ql und qr auf die rechts aufsteigenden Flächen, während die anderen den etwaigen Rest übernehmen, und der wagerechte Schub p zerlegt sich in pl und pr. Da die Flächen an einander gleiten, so treten Reibungswiderstände einem Ent - gleisen nicht entgegen, und man erhält, in Bezug auf die linke Seite der Figur: 〈…〉 ....... (22) und ebenso an der anderen Seite: 〈…〉 ....... (23) sonach: 〈…〉 ..... (24) pl + pr ist = p; folglich: 〈…〉 ......... (25)
In dem besonderen Falle, dass ql + qr = Q wird, liegt sonach Q aus - schliesslich auf den rechts aufsteigenden Flächen der Führungen, während die links aufsteigenden nichts zu tragen haben, also auch an der Führung sich nicht mehr betheiligen.
In dem Augenblick, wo ql + pr > Q wird, also die auf die links auf - steigenden Flächen wirkenden Kräfte negativ ausfallen, tritt sofort ein Entgleisen des Tisches nach rechts ein.
Um das Entgleisen zu verhüten, muss sonach sein: 〈…〉 ....... (26) oder: 〈…〉 ......... (27)
Wie weiter oben (S. 57) angegeben wurde, liegen zuweilen Gründe vor, nach Fig. 126, nur eine der Führungen des Hobelmaschinentisches schweinsrückenartig, die andere aber eben zu machen. In diesem Falle kann nur eine der geneigten Flächen dem Entgleisen widerstehen. Da man nicht bestimmen kann, ob bei dem Gebrauch der Hobelmaschine die69I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.wagrechte Kraft in Bezug auf Fig. 126 nach rechts oder nach links ge - richtet sein wird, so muss man der Rechnung den ersteren, ungünstigeren unterlegen und bedenken, dass das für den Druck q verfügbare Ql alsdann kleiner ist als 〈…〉 . Wegen des rechts drehenden Momentes p · H wird, da: p · H = (Qr — Ql) 2 E ...... (28) und Qr + Ql = Q ist: 〈…〉 ....... (29) und ferner, wie früher: 〈…〉 , also, da Ql nicht kleiner werden darf als q, oder: 〈…〉 sein muss: 〈…〉 und 〈…〉 ........ (30)
Es ist zu beachten, dass diese Rechnung unter der Voraussetzung durchgeführt ist, dass Q in der Mitte zwischen beiden Bahnen liegt; sollte Q nach rechts ausserhalb der Mitte liegen, so würde das Rechnungs - ergebniss noch ungünstiger sein.
Man ersieht bei dem Vergleich der beiden für 〈…〉 gefundenen Höchstwerthe sofort, dass die nach Fig. 126 angeordnete Führung weit weniger gegen das Entgleisen sichert, als das Schweinsrückenpaar, Fig. 125. Es ist daher gerechtfertigt, in Rücksicht auf zufälliges Wachsen von p die hohle Bahn, nach Fig. 127, mit seitlichen Rändern zu versehen, um völliges Entgleisen zu verhüten.
Dieselben Gesichtspunkte kommen in Frage, wenn der Tisch das Werkstück einem Fräser ent -
gegenführt. Es sind die ungünstigst wirkenden Drucke des Werkzeugs gegen das Werkstück aufzusuchen und nach Grösse und Richtung festzustellen und mit den Kräften zu vergleichen, welche den Tisch in seinen Bahnen halten.
70Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.Bei dem Schlitten einer Drehbank sind die einzelnen Kräfte ihrer Grösse nach weniger leicht zu bestimmen, und deshalb auch die Gleit - flächengrössen nur auf umständlichen Wegen festzustellen.
Es sei, um das Rechnungsverfahren zu erläutern, als Beispiel die Bett - plattenführung einer gewöhnlichen Drehbank gewählt. Die Fig. 128, 129
und 130 stellen Bettplatte und Bett in drei Ansichten, bezw. in theilweisem Schnitt dar, Fig. 131 dient zur Ergänzung. Es heisse die Breite der wage - rechten Gleitfläche an der Vorderseite des Bettes 2 g, an der Hinterseite 2 e. 1)In Fig. 129 ist versehentlich auch rechts 2 g geschrieben.Von diesen Gleitflächen sollen, als für die Führung wesentlich wirksam,
nur die durch gestrichelte Linien begrenzten Flächentheile I, II, III und IV von der Länge 2 m in Rechnung gestellt werden; ebenso von den schrägen Führungsflächen nur vier Stücke, von denen jedes ebenfalls 2 m71I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.lang ist. Der Abstand der Mitten dieser Führungsflächen in der Längen - richtung des Bettes gemessen, heisse l; der Abstand der Mitten der wage - rechten Flächen in der Querrichtung gemessen, heisse b. Durch die Mitte von b gehe eine senkrechte Ebene, welche die Längs-Mittelebene der wage - rechten Führungsflächen heissen soll. Von ihr bis zur Mitte der Leitspindel liege der Abstand o, während die Mitte der Leitspindel um i unter der wage - rechten Führungsfläche sich befinde. Die Spitzenhöhe heisse h. Die Stichel - schneide arbeite in der Entfernung a < l / 2 von der Quermittelebene der Führungsflächen, und im Abstande c von der Längsmittelebene. Das Werk - stück drücke mit der Kraft w gegen den Stichel; diese Kraft w sei in die drei Seitenkräfte A, B und C, deren Lage und Richtung aus den Figuren zu erkennen ist, zer - legt. Der Schwerpunkt des Schlittengewichts Q liege um c1 von der Längs - und um a1 seitwärts der Quermittelebene. Die Leistenhöhe heisse d, Fig. 131, und der Kantenwinkel der Leiste ψ. Die Leitspindel bedürfe, um den Schlitten (in Bezug auf Fig. 130) nach links zu schieben, eines Axen - drucks P, welcher gleich ist der Summe aus dem Widerstande C und dem Reibungswiderstande R.
Man kann nun die allgemeinen Gleichungen für die auftretenden Dreh - und Einzelkräfte aufstellen, um hieraus, auf Grund einer bestimmten Höchst - belastung der Führungsflächeneinheit, die Abmessungen der Führungsflächen zu berechnen. Allein dieses Verfahren veranlasst sehr umständliche und wenig übersichtliche Rechnungen. Es dürfte zweckmässig sein, den ent - gegengesetzten Weg einzuschlagen: auf Grund des praktischen Gefühls, oder von im allgemeinen gute Ergebnisse liefernden Regeln zunächst die Maasse anzunehmen und dann rechnerisch zu prüfen, ob die entstehenden Flächendrucke annehmbar sind oder nicht.
So soll in dem Folgenden verfahren werden.
Es sei gegeben: a = 250 mm, b = 260 mm, c = 230 mm, d = 35 mm, e = 24 mm, g = 35 mm, h = 235 mm, i = 120 mm, l = 390 mm, m = 50 mm, o = 150 mm; A = 80 kg, B = 360 kg, C = 280 kg, c1 = 20, a1 = 50, Q = 150 kg; ψ = 51°20 '; tg ψ = 1,25; sin ψ = 0,781; cos ψ = 0,625.
A, B und Q üben quer gegen das Drehbankbett ein nach links gerich - tetes Drehmoment aus, welchem einerseits die hintere Schrägleiste mit dem Druck D, anderseits die vordere, wagerechte Fläche des Bettes mit dem Druck s entgegentritt. Es ist: 〈…〉 .. (31) und: 〈…〉 .... (32)
Setzt man die zugehörigen Werthe ein und bedenkt, dass D auf die beiden hinteren Schrägflächen, s auf die beiden vorderen wagerechten Flächen sich vertheilen, so erhält man:72Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung. 〈…〉 .... (33) 〈…〉 , d. h. es entfallen von diesen Momenten auf jede der beiden Schrägflächen bei III und IV rund 337 kg.
Für s erhält man aus Gl. 32: 〈…〉 ...... (34) 〈…〉 , wovon je die Hälfte = 204 kg jede der wagerechten Flächen I und II auf - zunehmen hat. Gleichlaufend zur Mittelebene des Bettes wirken die Momente (vergl. Fig. 130) rechtsdrehend: C · h + (C + R) · i linksdrehend: B · a + Q · a1.
Der Unterschied derselben ist von den Führungen aufzunehmen.
Es tritt hier eine Kraft R, die Reibung, welche der Schlitten am Bett erfährt, und die, der Einfachheit halber, in der Bettoberfläche liegend angenommen ist, auf, über deren Grösse eigentlich die Rechnung entscheiden sollte. Es ist auch möglich, sie vorab rechnerisch zu bestimmen, indem man sie zunächst als Unbekannte einsetzt. Da jedoch einerseits die betreffende Rechnung sehr umständlich ist, anderseits der Druck von der Anspannung der Führungsleisten und die Reibungswerthziffer von der Schmierung ab - hängt, also nur angenähert geschätzt werden kann, soll hier R sofort ge - schätzt werden, und zwar unter folgenden Erwägungen: die Kräfte B und Q drücken auf die wagerechten Flächen, die Kraft A wagerecht gegen die hinteren Seitenflächen, so dass sie durch die Schräge dieser Fläche zu 〈…〉 gesteigert wird. Sonach ist die unterste Grenze der Reibung verursachenden Drücke 〈…〉 . Durch die auf - tretenden Momente wird diese Drucksumme vergrössert, vielleicht auf das Dreifache, so dass bei der Reibungswerthziffer 0,12 die Reibung: R = 220 kg betragen mag. Nöthigenfalls kann, wenn diese Schätzung sich als erheblich unrichtig herausstellt, die Rechnung mit einem anderen Werthe wiederholt werden. Danach sind die rechtsdrehend thätigen Momente: = C · h + (C + R) i — B · a — Q · a1 ....... (35) = 280 · 235 + (280 + 220) · 120 — 360 · 250 — 150 · 50 = 28300 kgmm. 73I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.Die Mitten der Flächen, welche dieses Moment anzunehmen haben, liegen um l von einander entfernt, so dass die betreffenden Drücke betragen: 28300: 390 = rund 72 kg, wovon je 36 kg bei I und III senkrecht nach oben und bei II und IV nach unten gerichtet sind.
In wagerechter Ebene treten die Momente auf (vergl. Fig. 129): linksdrehend: A · a + C · c rechtsdrehend: (R + C) · o, also zusammen linksdrehend: 80 · 250 + 280 · 230 — (220 + 280) 150 = 9400 kgmm.
Diese Momentensummen nehmen die Schrägflächen bei II und III auf, deren Mitten um l von einander entfernt liegen, so dass auf sie je der wagerechte Druck: 9400: 390 = 24,1 kg fällt. Die Kante des Drehbank - bettes nimmt diese Drucke als Keil auf, so dass winkelrecht zu jeder Schrägfläche bei II und III der Druck: 〈…〉 und senkrecht auf die wagerechten Flächen (II und III) der Druck: 〈…〉 wirkt.
Unmittelbar senkrecht auf die wagerechten Flächen drücken noch je: 〈…〉 .
Es betragen sonach die Drücke auf die wagerechte Fläche:
und senkrecht auf die schrägen Flächen:
Es ist demnach der gesammte Reibung verursachende Druck etwas zu gross angenommen.
Auf jedes qmm der führenden Flächen entfällt nach obiger Rechnung: für die wagerechten Flächen: I: 0,042; II: 0,055; III: 0,023; IV: 0,034 kg, für die schrägen Flächen: I: 0; II: 0,006; III: 0,08; IV: 0,069 kg.
Diese Druckvertheilung ändert sich selbstverständlich in erheblichem Grade mit der Benutzungsweise der Drehbank, also mit den Grössen A, B und C, sowie a und c. Man muss daher, um zuverlässigen Aufschluss zu erhalten — bei sonst gegebenen übrigen Werthen — die ungünstigsten Beanspruchungen in Rechnung stellen. Sind die Abmessungen der Bett - platte erst zu bestimmen, so bietet die gegebene Berechnungsweise Ge - legenheit, über die Zweckmässigkeit der in Aussicht genommenen Grössen sich zu unterrichten.
74Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.Es sei hier nebensächlich angeführt, dass für die Bettplatten gewöhn - licher Drehbänke im allgemeinen folgende Verhältnisszahlen brauchbare Werthe liefern: b = 1,2 h; l = 1,7 h; d = 0,15 h; e = 0,1 h; g = 0,15 h; m = 0,2 h.
Die Abmessungen der Führungstheile, welche die führenden Flächen mit den geführten Dingen: Werkzeug und Werkstück, verbinden, lassen sich in derselben Weise bestimmen, wie andere Festigkeitsberechnungen ausgeführt werden. Dabei ist der weiter oben bereits erwähnte Gesichts - punkt, dass die Theile nicht allein fest genug, sondern auch möglichst starr sein sollen, besonders zu berücksichtigen.
Der walzenförmige Zapfen ist ohne weiteres geeignet, einen Gegen - stand so zu führen, dass sämmtliche Theile des letzteren sich im Kreise bewegen, so lange die von der Führung aufzunehmenden Kräfte winkel - recht zur Zapfenaxe und innerhalb des Gebiets der Zapfenlänge oder doch in unmittelbarer Nähe dieses Gebietes liegen. Sind die Führungs - flächen genügend gross und ist die Zahl der Drehungen, welche der zu führende Gegenstand auszuführen hat, klein, bezw. kommt eine solche Drehung nur zuweilen vor, so kann man — da eine nennenswerthe Ab - nutzung nicht stattfindet — auf eine Nachstellbarkeit der sich gegenseitig berührenden Führungsflächen verzichten. Selbst bei Drehbankspindeln, für die man doch eine genaue Führung verlangen muss, fehlt zuweilen die Nachstellbarkeit, dann nämlich, wenn die angedeuteten Umstände hoch - gradig genug hervortreten. 1)Sellers’ Drehbank, Dingl. polyt. Journ. 1874, Bd. 213, S. 1, m. Abb. Drehbank von Heilmann, Ducommon & Co., Zeitschr. d. Vereins deutsch. Ingen., 1887, S. 1139, m. Abb. Kanonendrehbank, Iron Age, 29. Mai 1890, m. Abb.Macht sich eine Nachstellbarkeit nöthig, so sind die S. 48 und 49 und Fig. 72 und 73 dargestellten Formen für dieselbe geeignet. Es sei hier noch bemerkt, dass die gespaltene, aussen kegel - förmige Büchse häufig in der Lage — obenliegender offener Spalt —, welche die Figur darstellt, verwendet wird, nicht selten aber auch so, dass der offene Spalt nach unten zu liegen kommt. Dann füllt man den Spalt mit Filz oder einem anderen schwammartig das Schmieröl aufsaugenden Körper, um durch diesen das Schmieröl auf den Gleitflächen auszubreiten. Stärkere Abnutzung fordert eine weitergehende Nachstellbarkeit, als die walzen - förmige Führung gestattet, sie wird durch die kegelförmige geboten. Fig. 132 stellt eine solche Führung das Armes a um den Zapfen b dar. Eine Büchse c passt genau in die trommelförmige Bohrung von a und wird durch eine kleine feste Feder verhindert, sich in dieser Bohrung zu drehen. Durch Mutter und Gegenmutter wird c in dem Maasse gegen den kegel - förmigen Zapfen b geschoben, wie die Abnutzung solches nöthig macht. Anscheinend ist ein solcher kegelförmiger Zapfen auch geeignet, solche Drücke aufzunehmen, welche in der Richtung der Drehaxe auftreten. Wenn man jedoch die Verjüngung des Zapfens so wählt, dass er die winkelrecht zur Zapfenaxe wirkenden Kräfte gut aufzunehmen vermag — es ist die Verjüngung der Durchmesser um etwa 1 / 10 der Zapfenlänge am gebräuch - lichsten —, so liegt die Gefahr vor, dass ein nennenswerther Druck, welcher75I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.den Hohlkegel auf den Vollkegel schiebt, Klemmungen verursacht, jeden - falls die Reibung ungebührlich vergrössert. Man verwendet deshalb in vorliegendem Sinne zuweilen zwei zusammenhängende Kegel nach Fig. 133 — oder vier solche Kegel nach Fig. 134 — den schlankeren mit denjenigen Kräften belastend, die winkelrecht zur Drehaxe liegen, und den stumpfern zur Aufnahme des in der Axenrichtung wirkenden Druckes benutzend. Allein diese Lösung kann nur dann befriedigen, wenn — zufällig — die beiden Kegelflächen sich in solchem Verhältniss abnutzen, dass jeder für sich im Stande ist, auf die Dauer ausschliesslich seinen Zweck zu erfüllen.
Deshalb wird allgemein vorgezogen, die Flächen, welche den in der Axenrichtung wirkenden Druck aufzunehmen haben, so anzuordnen, dass sie für sich, unabhängig von den Flächen, welche den winkelrecht gegen die Drehaxe auftretenden Drucken entgegentreten, nachgestellt werden können. Hierfür werden weiter unten Beispiele gegeben werden.
Wenn das geführte Stück a, Fig. 135, erheblichen Drehkräften aus - gesetzt ist, deren Drehungsebene mit der Axe des Zapfens b zusammenfällt, deren Richtung aber wechselt, so findet in der Mitte der Zapfenlänge eine
geringe Abnutzung statt gegenüber der weit grösseren, die an den Zapfen - enden eintritt. Diese ungleichförmige Abnutzung schliesst, wie die Figur ohne weiteres erkennen lässt, jede Nachstellbarkeit aus. Gleichzeitig sieht man aus der Figur, dass die Mitte der Zapfenlänge für die Stützung gegen - über jenen Drehkräften fast gar keinen Werth hat. Man höhlt deshalb meistens — soweit solche Drehkräfte auftreten — die Mittelflächen der Führung nach Fig. 136 aus (vergl. auch S. 52) oder zerlegt die Führung nach Fig. 137 und 138 in zwei mehr oder weniger weit von einander ent - fernte Lager, wodurch gleichzeitig ein grösserer Abstand l der wider - stehenden Flächen gewonnen wird. Fig. 137 stellt die Lagerung einer hohlen Drehbankspindel dar. 1)Iron, April 1891, S. 291, m. Abb.Es sind die Lagerstellen der Spindel walzen -76Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.förmig, die Lagerbüchsen aussen kegelförmig und gespalten (vergl. Fig. 74, S. 49), der gegen die Spitze der Spindel in deren Axenrichtung wirkende Druck wird durch eine hohle Schraube a aufgenommen, deren Mutter - gewinde in b sich befindet; die Gegenmutter c soll eigenmächtiges Drehen der Schraube a hindern. Die Mutter b ist zugleich Mutter für die linksseitige Lagerbüchse. Da auf das rechtsseitige Ende der Spindel gegebenen Falls Futter geschraubt werden sollen, so ist auch auf einen in die Axe der Spindel fallenden, nach rechts gerichteten Druck Rücksicht zu nehmen. Er wird durch die Nabe des auf der Spindel festen Stirnrades d auf die Lagerbüchsenmutter e übertragen.
Fig. 138 ist ein Schnitt durch die H. Wohlenberg’sche Spindel - lagerung. 1)D. R. P. No. 16474.Es sind die Zapfen kegelförmig; die eine der Lagerbüchsen sitzt fest im Spindelstock, die andere, linksseitige ist mittels zwei Muttern verschiebbar, um die Verschiedenheit der Abnutzung beider Lager aus - gleichen zu können. Das linksseitige oder sogenannte Schwanzende der Spindel stützt sich gegen den einstellbaren Bolzen i, nach rechts gerichtete
Drücke werden durch die Nabe des Rades d auf den Spindelstock über - tragen. Da jedoch mit der Nachstellung der Spindel diese gegenüber dem rechtsseitigen festen oder Hauptlager verschoben wird, so muss auch d nachstellbar sein, um seine Nabe mit den Spindelstock in Fühlung halten zu können. Das Rad d ist deshalb auf der Spindel verschiebbar, und zwar mit Hilfe der Mutter e. Zwischen dem Rade d und der benachbarten Stufen - rolle ist so viel Raum frei gelassen, um einen zum Drehen der Mutter e dienenden Schlüssel einführen zu können. Ein in d steckender federnder Stift hindert e sich eigenmächtig zu drehen. Der Bolzen i steckt in der Wand h eines am Spindelstock verschraubten Kastens, welcher das Schalt - räderwerk bedeckt.
Bei den beiden hier beschriebenen Spindellagerungen wird der nach links gerichtete in die Axe fallende Druck am Schwanzende, der nach rechts gerichtete am Hauptlager aufgenommen.
Wegen der Verschiedenheit in der durch Temperaturänderungen ver - ursachten Dehnung der Spindel gegenüber dem Spindelstock ist — für77I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.
78Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.grössere Lagerentfernungen — zweckmässiger, die in die Axenrichtung fallen - den Drücke an einem und demselben Lager aufzunehmen. Fig. 139 ist hier - für ein einer Fräsmaschine entnommenes Beispiel. 1)Zeitschr. d. Ver. dtschr. Ing. 1887, S. 654, m. Abb.Das Hauptlager ist im Spindelstock fest, das Lager am Schwanzende mit Hilfe zweier Muttern zu verschieben, wodurch ein guter Schluss der beiden Lager erreicht werden kann. Auf dem Gewinde des Schwanzendes der Spindel sind Mutter m und
Gegenmutter m angebracht, welche den Ring r gegen das Ende des Schwanz - endenlagers drücken; ein in der Spindel fester Stift greift in einen Schlitz des Ringes r, so dass letzterer mit der Spindel sich drehen muss. Es ist ferner auf einen Ansatz des Spindelstocks eine Haube h geschraubt, welche das Muttergewinde für die Schraube i enthält. Das spitze Ende der letzteren
nimmt als Spurzapfen den Druck auf, welchem die Spindel — in Bezug auf die Figur — von links nach rechts widerstehen muss.
Mit dieser Anordnung nahe verwandt ist diejenige für eine Lochbohrmaschinen - spindel, welche Fig. 140 dar - stellt. Die kreisende Bohr - spindel s soll durch eine hohle Schraube a gegen das Werkstück, beziehungsweise in entgegengesetzter Richtung verschoben werden. Für ersteren Zweck könnte man die Schulter benutzen, die dem unteren Ende der Hohl - schraube a gegenüberliegt. Man will aber die grosse Reibung, welche hier auf - treten würde, vermeiden und hat deshalb mit a einen Bügel verbunden, in dessen Muttergewinde die Spurzapfenschraube i steckt. Diese Schraube ist — nebensächlich — an ihrem oberen Ende mit einem Schmiernapf versehen und in ganzer Länge durchbohrt, so dass eine gute Schmierung der79I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.Spurzapfenflächen mit Sicherheit erreicht werden kann. Der nach unten gerichtete Spindeldruck wird durch Mutter und Gegenmutter m, welche auf der Spindel s sitzen, aufgenommen. Der unterste Gewindegang der untersten Mutter ist weggenommen, um ein Verdrücken des Gewindeausganges durch die obere Endfläche der hohlen Schraube a zu verhüten. Fig. 141 zeigt eine andere jetzt bei Bohrmaschinen sehr gebräuchliche Lösung. Die Bohr - spindel s wird weiter oben meistens durch ein mit seiner Nabe im Maschinen - gestell gelagertes Kegelrad angetrieben, welches mittels fester Leiste in eine lange Nuth des Schwanzendes der Bohrspindel greift. Die Verschie - bung der letzteren gegen das Werkstück und von diesem zurück erfolgt durch eine Büchse b, eine an dieser befestigte Zahnstange z und ein Zahnrad. Der Druck gegen das Werkstück wird durch ein Ball-Lager c übertragen, der entgegengesetzte durch Mutter und Gegenmutter m. An d greift eine Kette mit Gegengewicht.
Fig. 142 versinnlicht in zwei Schnitten den Lagerungstheil einer Schlittenschraube, welcher die in der Axenrichtung auftretenden Kräfte aufzunehmen hat. Die Schraube s ist mit einem Bund b versehen, welcher zwischen dem Lager a und der Platte c liegt. Eine Nachstellbarkeit ist dadurch vorgesehen, dass zunächst zwischen a und c eine dünne Platte (Pappe, Leder, Blech) gelegt ist, die nach Bedarf mehr zusammengedrückt oder gegen eine dünnere ausgewechselt wird.
Fig. 143 stellt endlich eine nachstellbare Stützung einer sogenannten Leitspindel in deren Axenrichtung dar. Ein an s fester Bund b legt sich gegen Ringe i, die in einer Vertiefung des Lagerkörpers a sich befinden. Man macht diese Ringe aus Bronze, legt auch wohl zwischen zwei Bronze - ringe einen schmiedeeisernen. Gegen das andere Ende von a legt sich die Nabe c des treibenden Rades, welches auf einer an s festen Leiste ver - schoben werden kann. Ein Ring d sitzt verschiebbar auf dem vierkantigen Ende von s, und der Kopf e einer Schraube, welche in s ihr Muttergewinde hat — oder eine gleichliegende Mutter, welche auf einer Verlängerung der Spindel s sitzt — drückt d gegen c. Wenn der Druck in der Axenrichtung sehr gross ausfällt, so vertheilt man ihn auf mehrere Flächen, indem man sogenannte Kammlager anwendet. 1)Engineering, April 1890, S. 501, m. Abb.
Bei der Uebertragung der Drehbewegung von der im Ausleger einer Kranbohrmaschine liegenden Welle auf die aufrechte Bohrspindel, auch bei selbstthätigen Antrieben der Schlittenschrauben bei Hobelmaschinen, Dreh - bänken u. s. w., sofern die Schlittenbahn in verschiedenen Richtungen ein - gestellt werden soll, ist eine recht kurze Welle einzuschalten, welche zwar80Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.an sich keine besonders genaue Lagerung nöthig hat, aber wegen ihrer Kürze vor zu grossem Lockerwerden ihrer Lagerung geschützt werden muss. Hierfür eignet sich die Anordnung, welche Fig. 144 versinnlicht. Die Mitte der angetriebenen Welle, z. B. der Bohrspindel, befinde sich bei o. Ein an ihr verschiebbares, besonders gelagertes Kegelrad greift in b, welches mit seiner Welle aus einem Stück gefertigt ist. Auf der Welle von b ver - schiebbar steckt das Kegelrad c, welches mit dem an d verschiebbaren Rade e im Eingriff steht. Es sind nun die Naben von b und c mit einer Verjüngung von 1: 1 ½ kegelförmig gestaltet und werden durch an der Welle von b angebrachte Muttern in die doppeltkegelförmige Bohrung des Lagerkörpers a gedrückt.
Das in diesem Beispiel auftretende Verfahren, dem Kegel gleichzeitig die in der Axenrichtung und die winkelrecht zu dieser auftretenden Drücke aufzuhalsen, kommt in voller Reinheit zum Ausdruck bei der alten „ Spitzen “- Lagerung. Fig. 145 zeigt dieselbe so, wie sie nicht gemacht werden soll: da an der eigentlichen Spitze des kegelförmigen Zapfens ein
Abschleifen nicht stattfinden kann, so muss nach einiger Abnutzung der einander gegenüber liegenden Kegelflächen die Kegelspitze abbrechen, wo - durch unliebsame Verwerfungen herbeigeführt werden. Richtig, und des - halb auch gebräuchlicher ist, nach Fig. 146, den Hohlkegel an ein tieferes Loch sich anschliessen zu lassen, so dass die Spitze des Vollkegels über - haupt nicht zum Anliegen kommt. Wird der Hohlkegel wiederholt als Lager verwendet — z. B. bei Drehdornen — so lässt man in das erwähnte Loch eine Bohrung münden, welche der Zuführung des Schmiermittels dient. Eine einigermassen gleichförmige Abnutzung des Hohlkegels ist, wie leicht zu erkennen, nur dann zu erwarten, wenn seine Endfläche a a winkelrecht zur Axe liegt. Man findet den Spitzenwinkel des Kegels häufig 90° gross gewählt, also die Verjüngung zu 1: 2. Da jedoch die Kräfte, welche winkelrecht zur Drehaxe wirken, häufig erheblich grösser sind als die zur Axe gleichlaufenden, so wird neuerdings vorgezogen, die Spitze schlanker zu machen, den Spitzenwinkel bis zu 60°, die Verjüngung bis zu 1: 1,5 zu wählen.
Lässt der verfügbare Raum die Unterbringung zweier Lager in solcher Entfernung, wie die durch die Axe gehenden Drehkräfte erfordern, nicht zu, so verwendet man als Führung eine kurze Kegelfläche grossen Durch -81I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.messers und eine Ebene, die winkelrecht zu der Axe des Kegels liegt. Fig. 147 stellt eine häufig vorkommende Ausführungsform für dieses Ver - fahren dar. Der niedrige Kegel a legt sich mit seiner ebenen Grundfläche auf eine Ringfläche des zweiten, zur Führung gehörigen Theils b. Gegen die Kegelfläche legt sich ein Ring i, welcher in genauer Ausdrehung von b durch Schrauben so verschoben werden kann, dass die Führungsflächen mit dem erforderlichen Druck sich an einander legen. Um ein zu starkes
Anziehen der Schrauben leichter verhüten zu können, aber auch zum Zu - rückziehen des Ringes, bringt man nicht selten zwischen den zum Anziehen dienenden Schrauben solche an, deren Muttergewinde in i sich befindet und die sich gegen b stützen. Diese Ausführungs - form wird auch in umgekehrter Lage angewendet.
In Fig. 148 ist die Lage des nachstellbaren Ringes i so gewählt, dass er von a und b um - schlossen ist, also die Gleitflächen besser gegen Staub geschützt werden können.
Fig. 149 stellt dieselbe Anordnung in umge - kehrter Lage und in Einzelheiten etwas verändert dar.
Um die Flächendrücke möglichst klein werden zu lassen, sucht man den Halbmesser des Kegels möglichst gross zu machen. Dem gegenüber macht sich die Rücksicht auf den verfügbaren Raum geltend. Wenn der Druck in der Axenrichtung, welcher gegen die ebene Fläche des Kegels wirkt, der vorherrschende ist, wie z. B. bei Stossmaschinen, so lässt sich der äussere Durch - messer des Kegels a, Fig. 150, so gross machen, als die Breite der Platte b, auf welche er sich stützt, beträgt, und der volle Ring durch vier Ring - stücke i ersetzen. Die Ring - stücke i stützen sich gegen Leisten von b und greifen mit einem Vorsprung in eine Durchquerung dieser Leisten; die in der Figur grösser gezeichneten Schraubenquer - schnitte gehören den zum An - ziehen, die kleineren den zum Zurückziehen der Ringstücke dienenden Schrauben an.
Für den Wirbel oder Drehschemel leichterer Drehbänke wird zuweilen die durch Fig. 151 im Grundriss und senkrechten Schnitt dargestellte Anordnung verwendet. Der niedrige, breite Kegel a setzt sich mit seiner ebenen Grund -
fläche auf den Boden einer in b angebrach - ten Vertiefung, und die Kegelfläche steckt links — in Bezug auf die Figur — unter einem Stück an b aus - gebildeter Hohlkegel - fläche, rechts unter einer noch kürzeren, welche an c sitzt. c greift mittels zwei Leisten unter Vor - sprünge von b, liegt mit seinem unteren, breiteren Theil in einer Furche von b unter - halb des Kegels a und kann durch die Mutter m angezogen werden. Nach dem Lösen dieser Mutter ist c weit genug zurückzuschie - ben, um a abheben zu können.
In dem Sonderfall, dass der geführte Theil a, Fig. 152, fast nur in der Axenrich - tung x x, und zwar von oben nach unten belastet ist — z. B. bei Drehbänken mit liegender Planscheibe und bei Räder - formmaschinen —, ist auch die kreisförmige Führung mit schweinsrücken - artigem Querschnitt verwendbar. b gehört dem Maschinengestell an, während der volle Schweinsrücken an der drehbaren Platte a sitzt.
Ebenso wie bei der Herstellung der Führungen für geradlinige Wege ist auch bei der Anfertigung der Theile, welche im Kreise führen sollen,
grosse Sorgfalt anzuwenden. Es sind genaue Werkzeugmaschinen erforder - lich und die erzeugten Theile in ähn - licher Weise auf ihre Genauigkeit zu prüfen, wie S. 58 u. f. angedeutet wurde.
Damit die führenden Flächen von vornherein sich völlig decken, werden dieselben eingeschliffen, d. h. eine83I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.der beiden zusammengehörigen Flächen mit einer sehr feinen Farbe dünn überzogen, und auf der anderen verschoben, so dass die Berührungsstellen zu erkennen sind. Nach dieser Vorzeichnung schabt man die Erhabenheiten, zeichnet wieder vor u. s. w., bis die Farbe bei einem letzten Vorzeichnen gleichförmig übertragen wird. Es mag auf den, die kegelförmigen Gleit - flächen empfehlenden Umstand hingewiesen werden, dass diese sich besser einschleifen lassen als walzenförmige.
Von Wichtigkeit ist ferner das genaue Ausrichten der Dreh - axen gegenüber anderen Drehaxen oder geraden Bahnen. Es kann das Ausrichten geschehen mit Hilfe der gewöhnlichen Messwerkzeuge: Mass - stab, Zirkel, Lineal und Winkel. Hierbei sind aber nicht selten viele Einzelmessungen erforderlich, deren Fehler möglicherweise nach derselben Seite fallen. Man bevorzugt deshalb solche Messverfahren, welche die Fehler der zusammengehörigen Dinge zusammenfassen.
Es soll z. B. untersucht werden, ob die Spindel S, Fig. 153, genau winkelrecht zur Bahn des Stichels liegt, welcher mittels des Stichelhauses a längs des Führungsstabes b verschoben wird. Man befestigt zu dem Zweck einen Arm c an S (oder benutzt eine an S sitzende Planscheibe), bringt eine an c ausgebildete Spitze mit der Spitze eines Stäbchens in Fühlung, welches in das Stichelhaus a gespannt ist, dreht nun c um 180° in die gestrichelt gezeichnete Lage c1 und verschiebt a nach a1. Liegt der von a zurückgelegte Weg winkel - recht zu S, so müssen die beiden an c bezw. a festen Spitzen auch in der neuen Lage sich berühren. Da die an c feste Spitze in einer Ebene sich bewegt, welche genau winkelrecht zur Drehaxe
von S liegt, so kann das soeben beschriebene Verfahren mit geringer Er - weiterung auch benutzt werden, um zu prüfen, ob die Drehaxe eine genau winkelrechte Lage zu zwei sich kreuzenden geraden Wegen hat. Es kommt das z. B. in Frage bei Fräsmaschinen mit senkrechter Spindel, unter welcher der Aufspanntisch in zwei wagrechten Richtungen verschoben werden kann. Hier befestigt man am unteren Ende der Fräserspindel einen Arm, wie c in Fig. 153, und auf dem Aufspanntisch eine Spitze und vergleicht in 4, durch Verschieben beider Schlitten gewonnenen Lagen, ob die an dem Arm und die am Tisch befestigte Spitze sich in gleicher Weise berühren. Das gleiche Verfahren ist z. B. anzuwenden bei Prüfung der Lage der Spindel einer sogenannten liegenden Bohrmaschine gegenüber einer wagrechten und der senkrechten Verschiebbarkeit des Aufspanntisches. Die zweite wag - rechte Verschiebbarkeit des Aufspanntisches einer solchen Maschine soll zur Spindelaxe gleichlaufend sein. Das lässt sich auf folgende Weise prüfen: An der Spindel S, Fig. 154, wird ein Arm c mit Spitze d befestigt. In der Spindel steckt eine Spitze e, von deren genauer Lage man sich überzeugt hat, und auf dem Aufspanntisch ist eine zweite Spitze — viel - leicht mit Hilfe eines Reitstockes — befestigt. Man bringt nun zunächst f mit e in Fühlung und schiebt hierauf, ohne sonst irgend etwas zu ändern, die Spitze f mit Hilfe des Längsschlittens nach rechts. Es müssen dann,6*84Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.wenn obige Voraussetzung zutreffen soll, die zwischen d und f liegenden Entfernungen genau gleich sein. Zum Messen dieser Entfernung benutzt man ein Stichmaass, dem ein Fühlhebel eingeschaltet werden kann. 1)Vergl. Sharp, Amer. Mach. 22. Jan. 1891, mit Abb.Geradeso wird die Lage der Arbeitsspindel einer Drehbank gegenüber den verschiedenen Lagen der Reitstockspitze geprüft.
Die gleichlaufende Lage zweier neben einander liegender Drehaxen S und S1, Fig. 155, lässt sich auf folgende Weise prüfen. Man legt S gegen - über eine genaue Richtplatte l so, dass die an c befindliche Spitze sie überall gut berührt, und beobachtet nun — indem man c1 in erforderlichem Grade verschiebt — ob gleiches seitens der Spitze c1, gegenüber der Richt -
platte l, der Fall ist. Steht eine genügend grosse Richtplatte nicht zur Verfügung, so muss man sich mit einem unsicherern Verfahren begnügen. Gleich - laufend zur Bildfläche der Fig. 155 kann man die Richtplatte durch ein genaues Lineal l ersetzen; es ist aber ausserdem eine Prüfung winkelrecht zur Bildfläche nöthig. Zu diesem Zweck bringt man sowohl vor S, als auch vor S1 ein Lineal an, welche von c bezw. c1 in zutreffender Weise berührt werden, und untersucht durch Absehen, ob die Linealkanten sich decken. Das letztere Verfahren lässt sich zuweilen durch das folgende, zuver - lässigere ersetzen. Nachdem zunächst durch das Lineal in einer Richtung die gleichlaufende Lage festgestellt ist, ersetzt man die Spitze am Arm c1, Fig. 156, durch eine entgegengesetzt gerichtete und prüft, ob die Spitzen von c und c1 in den Kreuzungen ihrer Bahnen bei α und β gleichmässig sich berühren.
Diese Beispiele mögen genügen; je nach Art der begleitenden Um - stände wird man das Prüfungsverfahren einrichten.
85I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.Ergeben sich nun Ungenauigkeiten, so sind diese zu beseitigen, wozu geeignete Nachstellbarkeiten vorzusehen sind.
Schon bei Erörterung des Baues vorliegender Führungen ist ein Theil der durch Abnutzungen nöthig werdenden Nachstellbarkeiten erörtert, nämlich diejenigen Mittel, welche die Erhaltung guten Schlusses, sicheren Aufeinanderliegens der an einander gleitenden Flächen zum Zweck haben. Eine andere Gruppe der Nachstellbarkeiten dient zur Beseitigung durch einseitige Abnutzung entstehender Unge - nauigkeiten ebenso wie zur Gewinnung genauer Lage; sie soll daher für beide Zwecke gemeinsam behandelt werden.
Der Spindel - stock soll z. B. in wag - rechter Richtung quer gegen die Axe ver - schoben werden. Das
kann geschehen — und geschieht sehr häufig — mittels der Hand. Man gewinnt jedoch die richtige Lage bequemer durch Schrauben. Zu dem Ende wird in einem zwischen die Drehbankwangen ragenden Theil des Spindelstockes A, Fig. 157, ein Loch hergestellt, in welchem zwei Schrauben stecken, welche durch Muttern gegen die Innenflächen der Drehbankwangen gedrückt werden können. Da diese Schrauben nur dem Ausrichten dienen, das Festhalten aber den gebräuchlichen Befestigungs - schrauben bleibt, so dürfen erstere sehr klein gemacht werden. Für die Ver - stellung in der Höhe kenne ich nur das Einschieben von Blechstücken unter den Fuss des Spindelstockes. Der Reitstock, Fig. 158, 159 und 160, muss seinen Ort auf dem Drehbankbett häufig wechseln, es sind deshalb Einstellungsschrauben,
welche gegen die Bettwangen drücken, hier wenig tauglich. Man legt deshalb zunächst eine Platte a auf das Bett B, und zwar so, dass sie genau zwischen die Bettwangen greift, und setzt den Reitstock auf diese Platte. Beide, R und a, greifen vermöge einer Nuth, bezw. einer Leiste genau in einander, und R wird gegen a durch zwei Schrauben b quer gegen das Bett ver - schoben. Es wird auch1)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1897, S. 827. die Platte a mit einer schrägen Leiste versehen, welche in eine entsprechend schräge Nuth der Reitstocksohle greift, so dass durch Verschiebung des Reitstockes längs dieser Leiste die ge - wünschte Querverschiebung leichter genau gewonnen werden kann.
Man hat auch vorgeschlagen,2)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1892, S. 1286, mit Abb. den Reitnagel r, Fig. 158 u. 159, in eine ausseraxig gebohrte Hülse zu stecken, die im Reitstock drehbar gelagert86Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.ist. Dieses Verfahren leidet aber an dem Fehler, dass mit den Querver - schiebungen Aenderungen in der Höhenlage der Spitze verbunden sind. Vielleicht eignet es sich besser als Mittel zur Einstellung dieser Höhenlage, während eins der vorhin angegebenen Verfahren die wagrechte Einstellung vermittelt. Da der Reitnagel nur geringer Abnutzung unterliegt, die zu - gehörige Spitze aber ausgewechselt werden kann, so hat die Nachstellbar - keit in der Höhenrichtung nur selten Werth, wenn der Reitstock von vorn - herein genau ausgeführt worden ist.
Bei anderen, der Führung im Kreise dienenden Einrichtungen finden sich kaum irgend welche Sonderheiten. Es sind hiernach die Nachstellbar - keiten, soweit sie einseitige Abnutzung auszugleichen haben, noch unvoll - kommen, weshalb solche einseitigen Abnutzungen möglichst vermieden, bezw. beschränkt werden sollen. Das geschieht durch geringe Belastung der Flächeneinheit und Verwendung harter, gleichförmiger Stoffe für die Gleitflächen, wobei die eine Gleitfläche aus anderem Stoff gefertigt ist als die ihr gegenüberliegende, z. B. Stahl gegen harte Bronze, Schmiedeeisen gegen Bronze oder Gusseisen.
Wo ein grosser, zu einseitiger Abnutzung veranlassender Druck von einer verhältnissmässig kleinen Fläche aufgenommen werden muss, pflegt man bequeme Berichtigung bezw. Erneuerung der Fläche vorzusehen. Das ist z. B. der Fall bei den sogenannten Spitzen.
Dieselben sind gehärtet und werden von Zeit zu Zeit durch Schleifen87I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.berichtigt, wozu man besondere Spitzenschleifvorrichtungen1)Dingl. polyt. Journ. 1873, Bd. 208, S. 3, mit Schaubild. Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1896, S. 1341, mit Abb. The Iron Age, 11. Febr. 1897, S. 13, mit Schaubild. verwendet. (Vergl. Fig. 67, S. 46.) Die Spitze der Spindel steckt während des Schleifens in dieser und dreht sich mit ihr langsam um, während der rasch kreisende Schleifstein in seiner Axenrichtung längs der Erzeugenden des Spitzenkegels hin - und hergeschoben wird. Die Axe der so gewonnenen Spitze fällt sonach genau zusammen mit der Drehaxe der Spindel, d. h. es wird durch dieses Nachschleifen der Spitze — soweit das Drehen zwischen den Spitzen in Frage kommt — auch jede Ungenauigkeit, welche die Spindel etwa durch einseitige Abnutzung erfahren hat, beseitigt. Um diesen Vortheil zu benutzen, muss die Spitze so stecken bleiben, wie sie während des Schleifens in der Spindel steckte, bezw. wieder genau so eingesteckt werden, wenn sie aus irgend einem Grunde fortgenommen war. Die Reitstockspitze pflegt man behufs Nach - schleifens auch in die Spindel zu stecken. Zweckmässiger ist jedoch, auch die Reitstockspitze am Ort ihrer Verwendung zu schleifen, indem die Schleifvorrichtung an die Spindel befestigt und mittels dieser um die Reit - stockspitze herumbewegt wird.
Die Planscheibe wird zuweilen auf der Spindel steckend nachgedreht, um die durch das Aufspannen der Werkstücke ungenau gewordene Vorder - fläche zu berichtigen. Man macht hierdurch — wie bei der Spitze — gleichzeitig die infolge einseitiger Abnutzung entstandene Ungenauigkeit der Spindel unschädlich. Aehnliches ist bei den selbstausrichtenden Futtern (siehe weiter unten) nicht zu erreichen.
im Kreise führender Flächen findet nach denselben Grundsätzen statt, wie das Bemessen der geradlinig führenden Flächen (vergl. S. 66 u. f.). Es kann daher eine besondere Erörterung entbehrt werden.
Man kann mittels Drehbank nach Fig. 161 eine Kegelfläche erzeugen, indem man das Werkstück W zwischen Spitzen s spannt, welche gegen einander versetzt sind, während der Stichel B gleichlaufend zur Drehbank - axe längs des geraden Führungsstabes A bezw. des Drehbankbettes ver -
schoben wird. Allein dieses Verfahren — dem man leider oft begegnet — taugt nichts, weil, wie die Figur erkennen lässt, die Spitzen sich nur unvollkommen gegen das Werkstück legen.
Weit brauchbarer ist das durch Fig. 162 dargestellte Verfahren. Die Spitzen s haben die richtige Lage gegenüber dem Werkstück, der Stichel B88Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.gleitet mit seinem — schematisch dargestellten — Schlitten an dem Führungs - stabe A, welcher in geeigneter Weise gegen die Drehbankaxe schräg gelegt ist. Um diese Schräge bequem einstellen zu können ist A mittels eines Wirbels C an dem Querschlitten der Drehbank befestigt. Diese gute Ein - richtung wird durch den Umstand beeinträchtigt, dass man A, um die Widerstandsfähigkeit des Wirbels C nicht zu sehr in Anspruch zu nehmen, nur in mässiger Länge ausführen kann. Für stumpfere Kegel genügt die ausführbare Länge von A; schlankere Kegel werden nicht selten in grösserer Länge verlangt, so dass das durch Fig. 162 dargestellte Verfahren Un - bequemlichkeiten verursacht.
Die Figuren 163, 164, 165 stellen eine der vielen Ausführungsformen einer derartigen Anordnung dar. B bezeichnet die Bettplatte, welche — vergl. den Grundriss Fig. 165 — H förmig gestaltet ist, um möglichst lange Führungen am Bett zu erhalten. Auf dem Mittelbalken der Bettplatte gleitet der Querschieber A. Auf A sitzt ein cylindrischer Strumpf, in dessen oberer ebenen Fläche eine kreisförmige Aufspannnuth ausgebildet ist. Der
drehbare Führungsstab C legt sich mit einer Scheibe auf den Stumpf; die Scheibe ist mit einem hervorragenden Ring versehen, welcher in die Aufspann - nuth greift und als Drehzapfen dient. Zwei, zum Festhalten von C an A be - stimmte Schrauben haben flache Köpfe, so dass diese durch den engen Theil der Aufspannnuth geschoben werden können; sie sind ferner mit Vierkanten versehen, welche, in die vierkantigen Löcher von C greifend, sie hindern, sich eigenmächtig zu drehen. Der abge - drehte Rand der an C befindlichen Scheibe ist oft mit Gradeintheilung versehen, um die gewünschte Schräglage des Führungsstabes C rasch gewinnen zu können. D bezeichnet den an C gleitenden Stichelhausschlitten.
Für längere Kegelflächen ist eine zusammengesetzte Führung nach Fig. 166 geeigneter. Die Spitzen s tragen das Werkstück W in gewöhnlicher Weise, der Stichel B ist an dem Querschlitten befestigt, der auf der Bett - platte E gleitet. Letztere wird dem Drehbankbett D entlang geführt. Nun ist der Querschlitten soweit nach hinten verlängert, dass er an dem89I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.Hilfsschlitten C, der an dem — hinter dem Bett angebrachten — geraden Führungsstabe A gleitet, befestigt werden kann. Vermöge der schrägen Lage dieses Führungsstabes A wird hiernach der, mit der Bettplatte E längs des Bettes bewegte Oberschlitten, nebst dem an ihm befestigten Stichel gleichzeitig quer gegen die Drehbank verschoben, also durch die Stichel - schneide das kreisende Werkstück W kegelförmig gestaltet. Dem Führungs - stab A kann man, da er an mehreren Stellen zu befestigen ist, eine grosse Länge geben, also mit Hilfe vorliegender Einrichtung sehr lange Kegel - flächen erzeugen, die allerdings keinen grossen Spitzenwinkel haben dürfen. Da stumpfere Kegelflächen seltener vorkommen, so wird in vielen Fällen durch die Einrichtung, welche Fig. 166 schematisch darstellt, der stellbare Führungsstab A, Fig. 162, entbehrlich und möglich, den Querschlitten un - mittelbar zur Aufnahme des Stichels einzurichten. Es wird ferner die selbstthätige Verschiebung des Stichels in einfachster Weise geboten, indem
sie sich ohne weiteres von der selbstthätigen Verschiebung der Bettplatte ableitet. Man pflegt eine Einrichtung zu wählen, vermöge welcher je nach Bedarf der Querschlitten entweder durch den in Rede stehenden Führungs - stab, oder in gewöhnlicher Weise durch eine Schraube verschoben werden kann, damit die Drehbank walzenförmige Gegenstände ohne Zuhilfenahme dieses Führungsstabes bearbeiten kann. Fig. 167 stellt eine solche Ein -
richtung im Schnitt dar. D bezeichnet den Querschnitt des Drehbankbettes. An diesem sitzen Böcke, auf denen der Führungsstab A befestigt, bezw. eingestellt werden kann. Mit dem in A gleitenden Stein ist eine breite, in der Bettplatte E gut geführte Schiene F verbolzt, welche unterhalb des Querschlittens G die Mutter F für die Schlittenschraube enthält. Letztere ist im Querschlitten unverschiebbar gelagert. Damit ist die Abhängigkeit des Querschlittens und Stichels von der Führung A gegeben; die Schlitten - schraube dient nur zum Einstellen des Stichels. Soll von A kein Gebrauch gemacht werden, so nimmt man die Schraube i fort und bringt sie bei o90Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.an, wo sie die Schiene F mit der Bettplatte E kuppelt. Aus dem Vergleich der Fig. 167 mit der Fig. 163 bis 165 ergiebt sich ohne weiteres die grössere Schwäche des mit Wirbel versehenen Schlittens.
Durch Zusammensetzung einer gradlinigen und einer Drehbewegung sind krumme Wege zu erzeugen. Es wird von derartigen Einrichtungen namentlich Gebrauch gemacht, um grosse Krümmungshalbmesser zu ge - winnen und zwar sowohl bei Drehbänken1)Balligdrehen der Riemenrollen: Anderson: Dingl. polyt. Journ. 1832, Bd. 43, S. 161, mit Abb. Verschiedene: Civilingenieur 1871, Bd. 17, S. 331, mit Abb. H. Richard - Hermann; D. R.P 67934; Dingl. polyt. Journ. 1896, Bd. 299, S. 201, mit Abb. A. Knöpfel, D.R.P. 76555; Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1894, S. 1278, mit Abb. G. Stützle, D.R.P. 91041; Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1897, S. 753, mit Abb. als auch bei Hobel -, Fräs - und Schleifmaschinen. 2)Engineering, Jan. 1886, S. 49, mit Schaubild. Dingl. polyt. Journ. 1886, Bd. 259, S. 443, mit Abb.Diese Einrichtungen leiden, soweit sie für verschiedene Krümmungshalbmesser einstellbar sind durchweg an dem Fehler, dass die Richtlinie des Einzelstichels (S. 32) nicht immer senkrecht auf der in Bildung begriffenen Fläche steht, also der Einzelstichel entweder eine riefige Fläche erzeugt (S. 31) oder zeitweise mit ungünstigem Ansatzwinkel arbeitet (S. 33). Die in Rede stehenden Einrichtungen lassen sich jedoch gut für Fräs - und Schleifmaschinen verwenden (vergl. S. 31).
Für die Erzeugung unregel - mässig gekrümmter Wege dienen krumme Führungsflächen, gegen welche das zu Führende durch Ge - wicht, Feder oder auch die Hand so gedrückt wird, dass die führenden Flächen mit einander in Fühlung bleiben. Geschlossene Führungen, wie sie für gerade und kreisförmige Wege die Regel bilden, sind für unregelmässig gekrümmte Wege un - zulässig, weil bei diesen die ein - tretende Abnutzung durch Nach - stellen der Führungsflächen nicht aus - geglichen werden kann.
Fig. 168 stellt eine solche Füh - rung schematisch dar. Es bezeichnet A das Bett einer Drehbank, B den Bettschlitten oder die Bettplatte, C den Querschieber mit dem Stichel S, L den Führungsstab, oder die Lehre. C wird durch ein Gewicht oder eine Feder nachgiebig nach vorn gezogen; eine an C feste, steife Stange E ist an ihrem hinteren Ende mit einem Stift oder einer Rolle D so ausgerüstet, dass dieser Stift oder diese Rolle sich gegen die Lehre L legt. Verschiebt man nun B längs des Bettes A, so beschreibt die Spitze des Stichels S eine Linie, welche dem führenden Rande an L equidestant ist, erzeugt also arbeitend ein Werkstück, dessen Längen - schnitt dieser Linie entspricht.
Es kann nun diese Lehre L ebensowohl vor als hinter A angebracht werden oder auch unmittelbar unter dem Querschlitten liegen. 3)Decker’s Kurvensupport: Dingl. polyt. Journ. 1867, Bd. 185, S. 272, mit Abb.
Wenn, wie in Fig. 168 rechts angedeutet, der führende Rand der91I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.Lehre L steil ansteigt, so werden die Reibungswiderstände zwischen Führungs - stift D und Lehre L einerseits und die in der Führung des Querschlittens C anderseits bald so gross, dass ein Klemmen eintritt, wenigstens aber die den Bettschlitten B nach rechts verschiebende Kraft unverhältnissmässig gross sein muss, gegenüber den Kräften, welche den Schlitten nach vorn ziehen.
Man kann diese Schwierigkeit durch solche Anordnung der Lehre umgehen, dass deren steile Theile von dem Führungsstift abwärts gerichtet durchschritten werden, oder mildern durch Verwendung einer Führungsrolle statt des Führungsstiftes D, oder auch dadurch, dass man den Querschlitten mittels der Hand durch die Schlittenschraube mit der Lehre in Fühlung hält. Dieses letztere Verfahren kommt z. B. bei der Suchanek’schen Räder - drehbank1)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen., 1888, S. 1153, mit Abb. Dingl., polyt. Journ. 1889, Bd. 272, S. 241, mit Abb. vor. Eine wesentlich hübschere Lösung habe ich zuerst an einer Fräsmaschine der Maschinenfabrik Deutschland in Dortmund gesehen2)Vergl. Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen., 1887, S. 1142.: sie besteht darin, dass man den Weg des Führungsstiftes längs der Lehre erheblich grösser macht, als den Weg des Werkzeugs gegenüber dem Stichel. Beispielsweise sei die vom Werkzeug zu beschreibende Gestalt durch die Linie A B, Fig. 169 gegeben. Indem man nun, während das Werkzeug mit dem Führungsstift sich nach rechts bewegt, die Lehre nicht ruhen lässt,
sondern beispielsweise doppelt so rasch nach links verschiebt, erreicht man die Linie A1 B1 als gegensätzlichen Weg zwischen Stift und Lehre, also eine bei weitem weniger steile, entsprechend leichter zu ersteigende Lehre. Bouhey hat für eine Fräsmaschine nach dem vorliegenden Verfahren der Lehre die fünffache Länge des betreffenden Werkstücks gegeben. 3)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen., 1887, S. 1141, mit Abb.Sehr hübsch ist diese Verlängerung der Lehre bei einer von der Maschinen - fabrik Deutschland gebauten Räderdrehbank4)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen., 1892, S. 1374, mit Abb. so durchgeführt, dass die Lehre auf einer stetig sich drehenden Welle sitzt.
Zuweilen ist wegen der Kleinheit der Formen die unmittelbare Ueber - tragung der Lehren-Abmessungen auf das Werkstück nicht möglich. Man greift alsdann, um grössere Lehren zu bekommen, zu dem bei Kopirmaschinen gebräuchlichen Verfahren, welches auf dem Satze beruht: bei ähnlichen Dreiecken stehen die Längen gleichliegender Seiten in gleichem Verhältniss zu einander. Dieser Satz wird in folgender Weise benutzt: Wenn eine gerade Linie an einem Ende so festgehalten wird, dass sie um den Be - festigungspunkt schwingen kann, und mit ihrem anderen Ende am Rande92Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.einer ebenen Platte fortgeführt wird, so beschreibt sie eine Pyramidenfläche; jeder Schnitt, welcher durch diese gleichlaufend mit jener Platte gelegt wird, bildet eine, dem Rande der letzteren ähnliche Figur, ihre Abmessungen verhalten sich zu denjenigen der Plattenbegrenzung wie ihr Abstand vom Schwingungspunkte der Erzeugenden zum Abstand der Platte von dem Schwingungspunkte.
Eine Anwendung dieses Satzes stellt Fig. 170 schaubildlich dar1)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen., 1885, S. 830.. Ein Bügel B ist mittels des Kreuzgelenks K am Maschinengestell so gestützt, dass er um den Punkt o zu schwingen vermag. Die den Fräser F tragende Welle W ist in dem Bügel gelagert; ihre Axe geht bei entsprechender Ver - längerung durch den Punkt o. Gleichaxig mit W ist eine Rolle R an B ge - lagert, deren Durchmesser sich zum Durchmesser des Fräsers wie (a + b): a verhält. R wird unter einigem Druck über den Rand der Lehre L hinweg - geführt, sodass der arbeitende Fräser F an dem Werkstück w eine Fläche erzeugt, deren Querschnitt der Randbegrenzung von L geometrisch ähnlich
ist. Es ist nun leicht zu übersehen, dass der Durchmesser von R nicht unbedingt die oben angegebene Grösse zu haben braucht; ein anderer Durchmesser von R verlangt nur eine andere Lehre L, und zwar eine solche, deren führender Rand eine Equidestante der gegenwärtigen ist. Wie die Gestalt dieser Lehre auszutragen ist, bedarf keiner Erläuterung.
Andere Ausführungsformen solcher Führungen findet man z. B. in den unten verzeichneten Quellen2)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen., 1887, S. 1141, mit Abb. Revue Industrielle. Aug. 1889, S. 301, mit Schaubild. Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1898, S. 14 — 16..
Die Leitschrauben gehören zu den führenden Theilen in soweit, als durch sie Verschiebungen bestimmter Länge ausgeführt werden sollen. Da
sie, wie auch die zugehörigen Muttern der Abnutzung unter - liegen, also ein sogenannter „ todter Gang “eintritt, so ist die Frage zu erörtern, wie ist dieser todte Gang unschädlich zu machen?
Dasselbe gilt von Zahnrädern.
Die Lösung liegt einfach darin, dass man eine zweite Mutter — oder ein zweites Rad — hinzufügt, welche der ersteren gegenüber so verschoben werden kann, dass sie rückwärts auf die Bolzengewindegänge — bezw. 93I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.die Zähne des Gegenrades — drückt, während erstere nach vorwärts drückt. Nach Fig. 171 soll die Mutter B in dem Lagerkörper A festsitzen, während die Mutter C durch Schrauben D verschoben werden kann. Die Schrauben D greifen in Vertiefungen des Lagerkörpers A, um eine Drehung der be - weglichen Mutter C zu verhüten. Das entgegengesetzte Anliegen der Ge - windegänge beider Muttern ist auch durch gegensätzliche Drehung der - selben zu erzielen. Bei Fig. 172 ist angenommen, dass das eine Mutter - gewinde unmittelbar in den Lagerkörper A geschnitten ist, während die
drehbare Mutter B das andere enthält. Die Drehung der letzteren wird durch einen Hakenschlüssel bewirkt; nach erfolgtem Anziehen legt man ein Klötzchen C mit seinen Zähnen in die Kerben am Bordring von B und befestigt C am Lagerkörper A. Bei Rädern wird die nachstellbare Hälfte des Doppelrades der anderen gegenüber verdreht. Eine der hierfür brauchbaren Einrichtungen stellen die Schnittfigur 173 und die Beifigur 173 a dar, und zwar in An - wendung auf ein Wurm - rad. B ist ringförmig und an A zu drehen. Ausser — nicht ge - zeichneten — Verbin - dungsschrauben findet sich eine Schraube C, deren Muttergewinde in B geschnitten ist und deren kegelförmige Spitze in ein Loch des
Rades A greift, so dass, nach Fig. 173 a, sie beim Anziehen der Schraube C das Rad B gegen A verdreht.
Man hat auch vorgeschlagen, den Querschnitt der Gewindegänge trapezförmig, und die Mutter zweitheilig zu machen,1)American Mach. 21. Febr. 1895, S. 141, mit Abb. um durch Zusammen - drücken der Mutterhälften den entstandenen todten Gang zu beseitigen. Dieses Verfahren ist in seiner Anwendung auf Messwerkzeuge (Schraub - lehren) uralt, für den vorliegenden Fall aber wenig brauchbar, da die Gewindegänge hierdurch nur an den Scheiteln der Mutterhälften neu zum Anliegen kommen, was bei der starken Abnutzung, welcher die Leit - schrauben unterworfen sind, nur für kurze Zeit nützt. Auch für Wurm -94Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.und Zahnräder verwendet man zur Beseitigung des todten Ganges das Nähern der Verzahnung; es ist aber selten möglich, ohne Verwicklung der Bauart die erforderliche Aenderung der Axenentfernung zu erreichen.
Die hier beschriebenen Nachstellbarkeiten setzen gleichförmige Ab - nutzung voraus. Bei Rädern lässt sich eine solche wohl erwarten, da sie — weil nacheinander sämmtliche Zähne zum Eingriff kommen und zwar wiederholt — überall etwa in gleichem Grade in Anspruch genommen werden. Nicht so ist es bei den Leitschrauben, welche vorwiegend in der Nähe der Mitte, selten in der Nähe der Enden benutzt werden. Stellt man nun, nach stattgefundener Abnutzung, die Muttern nach dem stärker abgenutzten Theil der Schraube ein, so klemmt sie sich an den weniger abgenutzten Stellen; benutzt man aber eine der letzteren für die Ein - stellung, so bleibt an den mehr abgenutzten Stellen ein todter Gang übrig. Es wird daher von der in Rede stehenden Nachstellbarkeit nur wenig Ge - brauch gemacht. Statt dessen sucht man den todten Gang dadurch un - schädlich zu machen, dass man die Schraube oder das Rad zur Zeit nur in einer Richtung wirken lässt, also dem todten Gang keine Gelegenheit bietet sich geltend zu machen. Ist man aber genöthigt, z. B. einen Schlitten zurückzuziehen, so zieht man ihn mehr zurück, als eigentlich nöthig wäre, um ihn bis zum Ausgangspunkt seines neuen Weges ein wenig verschieben zu können, so dass von hier ab die Verschiebung sicher im geraden Ver - hältniss zur Schraubendrehung stattfindet.
Bei rasch kreisenden Maschinentheilen soll deren Schweraxe mit ihrer Drehaxe genau zusammenfallen, weil andernfalls mehr oder weniger grosse Erschütterungen eintreten. Man nennt das Verfahren, welches bezweckt, etwaige Abweichungen von diesen Forderungen aufzufinden, bezw. die Un - gleichheiten der Gewichtsvertheilung zu beseitigen, das Ablehren der be - treffenden Theile.
Von den spanabhebenden Metallbearbeitungsmaschinen kommen nur die Schleifmaschinen hierfür in Frage, weil nur die Schleifsteine mit hoher Geschwindigkeit arbeiten. Dagegen arbeiten die Holzbearbeitungsmaschinen vorwiegend mit sehr grosser Geschwindigkeit, weshalb das Ablehren in dem Theil dieses Buches, welcher die Holzbearbeitungsmaschinen behandelt, zur Erörterung kommen soll.
In erster Linie soll die Verbindung von Werkzeug und Maschine fest genug sein. Ferner verlangt man von ihr, dass sie rasch vollzogen und ohne grosse Schwierigkeit die genau richtige Lage der Schneide bezw. Schneiden gewonnen werden kann. Da die Schneiden häufig durch Schleifen erneuert werden müssen, nach Umständen auch mehrere Schneiden nach einander arbeiten, also das folgende Werkzeug den Ort des vorigen ein - nehmen soll, so legt man oft grossen Werth auf bequeme und rasche Aus -95I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.wechselbarkeit der Werkzeuge. Das verhältnissmässige Gewicht dieser einzelnen Anforderungen ist sehr verschieden, daher sind die Lösungen der vorliegenden Aufgabe ungemein mannigfaltig.
Der, für die Bearbeitung des Hartgusses vorkommende, vier - kantige Stichel s, Fig. 174, wird auf die Rast R, den oberen Schlitten, gelegt und durch ein Spanneisen a, welches sich auf ein Unterlegsstück c stützt, und die Schraube b festgehalten.
Die meisten Stichel sind mit einem Stiel rechteckigen Querschnitts versehen, welcher in derselben Weise festgehalten werden kann wie der Stichel s in Fig. 174.
Um dem Stichel rasch diejenige Lage geben zu können, welche der Einzelfall erfordert, ordnet man wohl das Spanneisen a, Fig. 175, so an, dass es um die feste Schraube b sich drehen lässt. Es greift mit zwei Klauen auf den Stiel s des Stichels, der auf der oberen, ebenen Fläche der Rast R ruht;
an dem anderen Ende des Spanneisens befindet sich eine Schraube c, die dieses Ende in zutreffender Höhe stützt.
Eine andere Ausführungsform für das gleiche Aufspannungsverfahren stellt Fig. 176 dar. Das Spanneisen a ist so gestaltet, dass es sich un -96Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.mittelbar auf die Rast R stützt. b bezeichnet die Hauptbefestigungsschraube, welche in der Rast R festsitzt, und um welche a gedreht werden kann, c eine Schraube, welche unmittelbar auf den Stiel s des Stichels drückt und dadurch diesen befestigt. Man verwendet auch, unter Beibehaltung der übrigen Anordnung, wie sie Fig. 176 darstellt, zwei in mässiger Ent - fernung von einander angebrachte Schrauben c.
Das Stichelhaus a, Fig. 177, nimmt den Druck, welcher für das Fest - halten des Stichels erforderlich ist, unmittelbar auf. Es ist von unten in den Oberschlitten R geschoben, legt sich mit einem vorspringenden Rand in einen Falz des letzteren und wird, wenn die Schraube c gegen den auf der Rast liegenden Stichelstiel drückt, mit dem genannten Rande fest gegen R gedrückt. Nach dem Lösen der Schraube c lässt sich der Stichel mit dem Stichelhause a im Kreise drehen, was die Gewinnung der zutreffenden Lage der Schneide beim Einspannen sehr erleichtert. Theils zur Schonung der Rast, theils, um die Höhen - lage der Schneide passend machen zu können, ist auf R ein auswechselbarer Ring b gelegt.
Einige besondere Befestigungsweisen stellen die folgenden Figuren dar. In der Fig. 178 bis 182 ist der Stichel von der Seite eingesteckt, wie solches bei den Stichelbüchsen (tool box) und den Stahlwechsel - köpfen (Revolver) vorkommt. Der Stiel s des Stichels ist in Fig. 180 rund; er steckt in einem runden Loch der Rast R und wird zur Hälfte von einer Ausbogung des Bolzens b umfasst, so dass durch Anziehen der Mutter dieses Bolzens der Stichel befestigt wird. Es ermöglicht diese Be - festigungsweise, den Stichel um die Axe des Zapfens s zu drehen, um die Schneide dem Werkstück gegenüber in die richtige Lage zu bringen. Diese gute Eigenschaft fehlt, wenn man nach Fig. 181 dem Stichelstiel s vierkantigen Querschnitt giebt; dagegen sichert dieser gegen jede zufällige Drehung. Fig. 178 und 179 stellen zwei Stichelbefestigungen dar, welche sich von den vorigen hauptsächlich durch die andere Lage der zum An - ziehen von b dienenden Mutter unterscheidet.
Es ist aber noch folgender erheblicher Unterschied zu beachten. Nach Fig. 178 und 179 ruht der Stichelstiel nur diesseits und jenseits von dem97I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.Loch, in welchem die Schraube b steckt, auf der Rast R, liegt also auf dieser fest zwischen der Schneide und dem Bolzen b, nach Fig. 180 und 181 wird der Stichelstiel nur da fest angepresst, wo die Schraube b sich befindet. Das kann Zitterungen des Stichels veranlassen, insbesondere wenn die Beanspruchung der Stichel nicht im wesentlichen in die Richtung der gezeichneten Pfeile fällt.
Aehnliches liegt vor bei der durch Fig. 182 abgebildeten Befestigungs - weise. Der Stichelstiel ist kreisrund, ein Klotz a wird mittels des Schrauben - bolzens b gegen ihn gedrückt. Damit ist die Befestigungsweise verwandt, welche Fig. 183 zeigt; es ist aber der Stichel im Stiel trapezförmig und der zum Andrücken dienende Klotz oder Keil b mit dem Schraubbolzen aus einem Stück hergestellt. Diese Befestigungsweise zeichnet sich dadurch aus, dass kein Theil der Befestigungsmittel über den Stichel hervorragt.
Nach Fig. 184 kann man in derselben Weise durch eine Schraube mit keilförmigem Kopf b gleichzeitig zwei Stichel s festhalten. Fig. 185 zeigt die Befestigungsweise eines Stichels s im Bohrkopf b; der Befestigungskeil a wird durch eine seitwärts liegende Mutter angezogen. Endlich stellen Fig. 186 und 187 die Stichelbefestigung für eine Krummzapfendrehbank dar. Der Raum in der Kröpfung der Krummzapfen ist eng, weshalb der Balken b, welcher den Stichel s trägt, dünn sein muss. Um ihn trotzdem genügend starr zu machen, hat man b eine grosse Breite gegeben und ihn an seinen beiden Enden an dem Schlitten der Drehbank befestigt. Der Stichel s steckt in einem mittels der Langlochbohrmaschine erzeugten Loch, und der Befestigungskeil c wird durch die Mutter a angezogen.
An dieser Stelle möge das Nöthige über die Berechnung der Stichel - befestigungstheile gesagt werden.
Mit Hilfe der Angaben über Stichelwiderstände ist es möglich, auchFischer, Handbuch der Werkzeugmaschinenkunde. 798Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.die Beanspruchung der Stichel zu berechnen. Es wird hiervon aber nur selten Gebrauch gemacht, da die Rechnung einigermassen verwickelt ist und Gelegenheit zur praktischen Ausbildung des Beurtheilungsvermögens
für die Frage: wie viel man einem Stichel zumuthen darf? genug geboten wird. Und wenn der Spanquerschnitt, den man versuchsweise anwendet, be - denkliche Biegungen veranlasst, so wählt man eine geringere Spandicke oder einen stärkeren Stichel. Anders ist es mit den Befestigungsmitteln, welche sich weniger leicht auswechseln lassen, ins - besondere wenn bestimmte Spanquer - schnitte gefordert werden.
Die anzuwendenden Rechnungen unterscheiden sich nicht von denen, die sonst zur Bestimmung des Widerstands - vermögens angewendet werden; ihre Darlegung gehört deshalb nicht hierher. Nur sei allgemein erwähnt, dass der bequem gangbare Weg darin besteht, zunächst nach dem praktischen Gefühl die Abmessungen zu wählen und dann durch Rechnung zu untersuchen, ob die Wahl zweckmässig ist. Lediglich um zu zeigen, wie wichtig die
Rechnung auch für die Wahl der Be - festigungsweise des Stichels ist, soll sie hier für einen ein - fachen Fall durch - geführt werden.
In dem Stichel - haus, Fig. 177, sei ein Stichel befestigt, dessen Stiel 25 × 25 mm Querschnitt hat. Fig. 188 stellt diesen Stichel in Seitenan - sicht, Grundriss und einer Nebenfigur dar. Die Mitte des Spans liege in A um 55 + 45 mm = 100 mm von der Mitte der ihn festhalten - den Druckschraube entfernt. Der Arbeits - widerstand, welcher in diesem Punkte angreift, betrage 400 kg, der winkelrecht zur Schnittfläche wirkende Druck 350 kg. Letzterer ist, wie die Grundrissfigur zeigt, schräg gegen die Axe x x des Stichelstiels ge -99I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.richtet. Das Mittel beider Kräfte liegt in der zu x x schrägen Ebene A B C D und beträgt 532 kg. Die Ebene, in welcher diese Kraft biegend auf den Stichelstiel wirkt, liegt fast in der Diagonale des Stichelstiels, weshalb der Einfachheit halber angenommen werden mag, sie falle mit dieser zusammen, also das auf den Stichelstiel wirkende Drehmoment ver - nachlässigt werden kann. Es sei ferner angenommen, der Stichelstiel werde auf dem Rasttheil R1 festgehalten; unter welchen Bedingungen solches ge - schieht, wird weiter unten noch erörtert werden. Dann ist die Länge des Hebelarmes, an welchem die Mittelkraft von 532 kg wirkt, in Bezug auf den Rastpunkt O rund 45 mm, und man erhält — da das Widerstands - moment des Stichels wegen der diagonalen Beanspruchung 0,1178 · 253 beträgt — 532 · 45 = 0,1178 · 253 · S1 wenn S1 die von der Biegung herrührende Spannung des am weitesten von der Axe entfernten Querschnittpunktes des Stichelstiels bedeutet. Es ergiebt sich hieraus S1 = 13 kg.
Hierzu kommt auf der Druckseite ein kleiner Betrag, welcher von der schrägen Richtung der biegenden Kraft herrührt: d. h. ∼ 130 kg, und ein anderer, von der Schmalseite des Spanes stammender, welcher kaum 50 kg betragen dürfte. Diese rund 180 kg vertheilen sich auf die 625 qmm des Stichelstielquerschnitts, wodurch die Gesammtspannung S des stärkstbean - spruchten Stielquerschnittspunktes an der Druckseite zu etwa S = 13,3 kg für 1 qmm anwächst.
Der Stichelstiel wird in senkrechter Richtung von dem Rasttheil R1 unmittelbar gestützt, in wagrechter Richtung durch Reibung an R1 und R2 festgehalten. Die Reibung zwischen Druckschraube und Stichel kann, wenigstens gegenüber der drehend wirkenden wagrechten Kraft von 350 kg nicht zur Geltung kommen. Es heisse die bei R1 auftretende Reibung R1, und die bei R2 auftretende R2. Die bei A angreifende wagrechte Kraft von 350 kg wirkt winkelrecht zur Axe x x mit rund 330 kg. Es ist daher: 330 · 55 = R2 · 90 oder R2 = ∼ 200 kg nöthig, um das Gleiten auf der Raststelle R2 zu verhüten. Auf R1 ver - suchen 330 + 200 = 530 kg das Gleiten winkelrecht zur Axe x x herbei - zuführen, während die wie oben genannte Summe von rund 180 kg ent - weder von der Reibung auf R1 oder R2 oder beiden gemeinsam aufge - nommen werden muss. Nimmt man, was bei den hier vorliegenden hohen Drücken wohl zulässig ist, als Reibungswerthziffer 0,2 an, so ergiebt sich, dass folgende Drücke nothwendig sind:
Der bei A senkrecht nach unten wirkende Druck von 400 kg verlangt einen Druck P der Schraube und einen Gegendruck O der Rast R1, welche sich wie folgt berechnen.
400 · 55 = P · 45; P = 589 kg 400 + P = O; O = 889 „
7*100Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.Fügt man diesem Druck P noch 3660 kg, welche sich auf die beiden Rastpunkte vertheilen, hinzu, so erhält man:
als den für die Reibung geforderten Betrag.
Die Schraube hat mit rund 4550 kg zu drücken; ihr Kerndurchmesser beträgt 21,3 mm, also entfällt auf jedes qmm seiner Querschnittsfläche 12,8 kg.
Wenn man statt der Einspannungsweise der Fig. 177 — ähnlich Fig. 176 und 175 — eine der durch die Fig. 178 bis 187 dargestellten, bei denen nur dem Druck in der Axenrichtung des Stichels durch Reibung entgegenzutreten ist, gewählt hätte, so würde die Druckschraube weit weniger in Anspruch genommen werden, bei dem vorliegenden Beispiel nur mit: 180: 0,2 = 900 kg, welcher Betrag dem, durch die lothrecht nach unten wirkende Kraft von 400 kg, d. h. auf R1 mit 889 kg fast allein geliefert wird. Daraus folgt, dass die bequemere Einstellbarkeit der durch Fig. 175 — 177 gezeigten Vorrichtungen, gegenüber den der Fig. 178 — 187 durch weit grössere Druckkräfte erkauft werden muss.
Hiernach kennzeichnet sich die Einspannvorrich - tung, welche Fig. 189 und 190 darstellen, ohne wei - teres als nur für leichte Späne geeignet. Der einem Grabstichel ähnliche Sti - chel s steckt in einer ge - spaltenen, äusserlich run - den Hülse a. Diese liegt in dem Sattel b und wird überdeckt von dem Körper c, welcher mit dem Schraubenbolzen d aus einem Stück gefertigt ist. Durch Anziehen der Schraube wird s eingeklemmt, und das Ganze an der Rast R festgehalten; nach Lösen der Schraube kann man den Stichel in seiner Längenrichtung verschieben und um zwei Axen drehen.
Bei Hobel - und Stossmaschinen, aber auch bei Drehbänken befestigt man den Stichel häufig mit Hilfe von sogenannten Aufspann-Nuthen. In Nuthen ⟘ förmigen Querschnitts der Rast R halten sich die Bügel a, Fig. 191 und 192, welche mit dem Muttergewinde der Druckschrauben b versehen sind. Durch Verschiebung der Bügel in den Aufspann-Nuthen, kann man dem Stichel s verschiedne Lagen geben; es ist vor allem möglich, durch mehrere Druckschrauben den Stichel recht festzuhalten.
Die Fig. 193 und 194 zeigen eine Sticheleinspannung für den Fall, dass der Stichelwiderstand besonders gross ist, in theilweiser Vorderansicht und im Querschnitt. Es soll der Stichel die Einspannvorrichtung zuweilen erheblich überragen, weshalb die Einschaltung eines Stichelhalters vorge - sehen, also der Einspannungsraum hoch und weit gemacht ist. Dieser be - steht in einer 800 mm langen Rinne, über deren Ränder 4 Bügel greifen. Am oberen Ende, Fig. 193 sieht man einen fünften Bügel, mit dessen Schraube der in die Längenrichtung des Stichelhalters fallende Druck auf - genommen werden kann.
101I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.Wie früher nachgewiesen, ist für tadelloses Abheben der Späne bei möglichst geringer Reibung am Rücken der Schneide ein passender Ansatz - winkel nöthig. Bei Hobelmaschinen und dergl. ist dieser zu erreichen durch geeigneten Anschliff und dauernd zu erhalten, wenn man bei jedem Nach - schleifen die ursprünglichen Winkel beibehält. Nicht so ist es bei Dreh - bänken und Ausbohrmaschinen. Wenn z. B. ein Stichel s Fig. 195 im neuen
Zustande bei A angreift und der Rücken der Schneide in zutreffender Weise von der zu A gehörenden Tangente t abweicht, so ist das nicht mehr der Fall, wenn der Stichel soweit abgeschliffen ist, dass seine Schneide
bei A1 angreift, also die zugehörige Tangente der Schnittrichtung die Lage von t1 angenommen hat. Nun ist die Höhenlage der Rast R unter der Werkstückmitte M nicht bei allen vorhandenen Drehbänken, für welche die - selben Stichel zur Verwendung kommen, gleich. Man müsste also, um durch Schleifen der Stichelschneide den geeigneten Ansatzwinkel zu erreichen, jeden einzelnen Stichel für die besondere Drehbank zurichten. Das würde102Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.zu vielen Weiterungen führen. Man zieht daher vor, den Ansatzwinkel durch Verstellen des Stichels in seiner Höhe, oder Aendern seiner Richtung
zu gewinnen.
Ersteres lässt sich durch Einlagen zwischen Stichel und Rast erreichen; Flacheisen verschiedener Dicke werden hierfür bereit gehalten. Diese fallen gelegentlich herab, ge - rathen in Verlust oder verbrauchen wenigstens eine gewisse Zeit für ihr Aufsuchen. Besser sind die unterzulegenden Ringe b, Fig. 177, weil sie in ihrer Lage festgehalten werden. Man hat Einrichtungen vorgeschlagen, mittelst welcher die wagrechte Stützfläche durch eine Schraube,1)Neasham, Dingl. polyt. Journ. 1878, Bd. 227, S. 428, mit Abb. durch einen Keil2)American Mach. 5. Sept. 1895, mit Abb. oder sonstige Mittel gehoben oder gesenkt werden kann. Fig. 196 stellt die Stützung durch einen Keil k dar, welcher auf einer entsprechend schrägen
Fläche der Rast R ruht und durch ein Plättchen a, das in Zahnlücken des Keils greift, in seiner Lage festgehalten wird.
Der Vorschlag, durch Richtungs - änderung in senkrechter Ebene den zutreffenden Ansatzwinkel zu gewinnen, ist alt;3)The practical mech. Journ. 1854 / 55, S. 195, mit Schaubild. Fig. 197 stellt die betr. Einrichtung in Ansicht und Schnitt dar. Der Stichel s steckt in gewöhnlicher Weise in einem Stichelhaus; dieses ist unten mit zwei Einkerbungen versehen, in welche bogenförmige Leisten der Rast R greifen. Eine unten bogenförmig gestaltete Platte a liegt zwischen Stichel und Rast. Man103I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.kann demnach, solange die Druckschraube des Stichelhauses nicht angezogen ist, letzteres, nebst Platte a und Stichel längs des Bogens verschieben. Ver - wandt hiermit ist die durch Fig. 198 im Schnitt dargestellte Einrichtung. Das Stichelhaus greift unten in eine ⟘ förmige Aufspann-Nuth der Rast R und ist — mit dem Stichel — um seine senkrechte Axe drehbar. Auf der Rast liegt ein hohl ausgedrehter Ring b, und ein unten bogenförmiges Unterlegstück befindet sich zwischen diesem Ring b und dem Stichel s. Diese, sonst gute Einrichtung, leidet an dem Uebelstande, dass die Spitze der Druckschraube in schiefer Richtung auf den Stichel drückt.
Es giebt auch Einrichtungen, mittels welcher die Rastfläche gehoben, bezw. gesenkt werden kann. Ferner findet man feste geneigte Rast - flächen im Gebrauch, auf welchen die Stichel so verschoben werden, dass ihre Schneiden in die richtige Höhe kommen.
Die Stichel der Hobel -, Stoss - und dergl. Maschinen haben den gegen - sätzlichen Weg, auf welchem sie arbeiten, nach vollzogenem Schnitt rück - wärts zu durchschreiten. Sie würden, wenn solches ohne Aenderung ihrer Lage stattfände, erhebliche Reibung an ihrer Rückenfläche erleiden (vergl.
S. 32). Man richtet deshalb die Einspannvorrichtung so ein, dass dem Stichel während des Leergangs gestattet wird, gegenüber der Schnittfläche ein wenig auszuweichen, oder macht dieses Ausweichen zwangsläufig. Fig. 199 und 200 stellen eine solche Einrichtung in einem Schnitt und einer Vorderansicht dar. Der Stichel s ist durch zwei Schrauben in a be - festigt; das Stichelhaus a liegt zwischen zwei Wänden der Platte c und wird durch einen Bolzen b so festgehalten, dass es in Bezug auf Fig. 200 weder nach oben noch nach links auszuweichen vermag. Bewegt sich aber das Werkstück w gegensätzlich zu s nach rechts, so kann die zwischen w und s auftretende Reibung das Stichelhaus um b drehen, so dass die Schneide des Stichels leicht auf der Schnittfläche gleitet. Ist der Rücklauf vollendet, so fällt das Stichelhaus in die gezeichnete Lage zurück, und zwar entweder nur durch sein eigenes Gewicht, oder unter Beihilfe einer Feder. Diese kann z. B. an einen Stift i, Fig. 199 greifen, welcher seitlich aus dem Stichelhaus a hervorragt. Wenn man nur die Fig. 200 betrachtet, so kann104Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.man annehmen, dass die vorliegende Aufgabe hierdurch gut gelöst sei. Allein, der Stichel schneidet nicht allein mit seinem äussersten Ende, sondern meistens mehr an der Seite, wie Fig. 199 darstellt, und je mehr diese seitlich liegende Hauptschneide sich der winkelrechten Lage zum Bolzen b nähert, um so geringer fällt das Ausweichen gegenüber der von der Hauptschneide erzeugten Schnittfläche aus. Würde die Hauptschneide genau winkelrecht zum Bolzen b liegen, so würde sie auf vorliegendem Wege überhaupt nicht zum Ausweichen kommen können. Es muss daher die, in Bezug auf Fig. 199 seitlich liegende Schneide schräg gegen die Axe des
Bolzens b liegen. Das ist ohne weiteres nicht zu erreichen, wenn man eine, in Bezug auf Fig. 199 an dem Werk - stück w senkrechte Ebene erzeugen will, vielmehr hierfür eine schräge Lage des Bol - zens b nöthig. Zu die - sem Zweck wird die Platte c an dem betref - fenden Maschinentheil so angebracht, dass c gegen d gedreht werden kann. Es ist z. B. in d eine kreisförmige Auf - spann-Nuth angebracht, in welche einerseits eine an c ausgebildete Leiste, anderseits die Köpfe der Befestigungsschrauben greifen. In etwas an - derer Ausführung zei - gen die Fig. 201 bis 204 die im Wesen gleiche Einrichtung, s, a, b und c bezeichnen das Gleiche wie vorhin. Es greift c aber mit einem kurzen, dicken Zapfen in eine kreisförmige Vertiefung des Schlittens d und wird an diesem festgehalten durch die Mittelschraube e und eine Schraube f, welche durch einen bogenförmigen Schlitz von c, Fig. 202, greift. Fig. 204 lässt noch erkennen, dass a unten keilförmig ist, um durch den Wider - stand, welchen der arbeitende Stichel erfährt, fest zwischen die keilförmigen Flächen von c gedrückt zu werden. Fig. 205 stellt die Anordnung für die Nachgiebigkeit eines Stossmaschinenstichels in einem Schnitt und einer Vorderansicht dar. 1)Baville, Dingl. polyt. Journ. 1879, Bd.. 231, S. 14, mit Abb.Das Stichelhaus b ist in seinem hinteren Theil — in105I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.Bezug auf die Schnittfigur rechts — rechteckig im Querschnitt und steckt in einem rechteckigen Loch des Theiles c. Ein Bolzen i verhindert b aus c herauszufallen, gestat - tet aber dem Stichel eine kleine Schwingung um i. Eine Feder f drückt das Stichelhaus in seine Arbeitslage, in welcher es durch seinen doppelt abge - dachten Rücken gegen seitliche Verschiebun - gen gesichert wird. Beim Rückgange des Stichels giebt die Feder f nach. c steckt mit seinem kegelförmigen Zapfen im Schlitten A und wird durch eine an ihm ausgebildete, durch die ganze Länge des Schlittens A gehen - de Stange mit diesem fest verbunden. Nach Lösen der an der Stange sitzenden Mutter kann man c drehen, und ein Zeiger z lässt den Grad der Drehung erkennen.
Das zwangsläufige
Zurückziehen der Schneide vom Werkstück findet namentlich dann Anwen dung, wenn wegen der Lage der Schnittflächen das selbstthätige Ver -
106Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.drängen des Schneidenrückens durch die vorher gebildete Schnittfläche in genügendem Grade nicht zu erwarten ist. Es ist der Stichel nach voll - endetem Schnitt vom Werkstück zurückzuziehen, in dieser Lage während des Rücklaufs festzuhalten und vor Beginn eines neuen Schnittes wieder vorzuschieben. Die vorliegende Thätigkeit fällt also zeitlich mit den Schaltbewegungen zusammen, weshalb sie vielfach von diesen abgeleitet wird. Nicht selten aber wird das Zurückziehen und Vorschieben durch
die Hinundher-Bewe - gung des Arbeits - schlittens unmittelbar bewirkt. Die Fig. 206 und 207 zeigen eine dahin gehörende Aus - führungsform für eine Maschine zum Riffeln der Schrotwalzen. Der Stichel s ist im Stichel - haus a mittels zweier Druckschrauben be - festigt; letzteres kann sich um den Bolzen b um den kleinen Winkel ψ, Fig. 207, drehen, welcher zum Abheben der Stichelschneide vom Werkstück genügt. Während der Stichel arbeitet, legt sich eine Schulter des Stichel - hauses a gegen eine senkrechte Fläche des Schlittens c (vergl. Fig. 207) und findet dort sichere Stütze. Unter - halb des Stichelhauses liegt ein, mit dem Bolzen d sich drehen - der Hebel e, an dem ein Zapfen i sitzt, der in eine Nuth des Stichel - hauses greift. Ist nun der Schnitt vollendet, so stösst ein Flügel des Hebels e gegen einen Finger f, dreht dadurch den Hebel und veranlasst den Zapfen i, das Stichelhaus um den Winkel ψ zu drehen. i hält a in dieser Lage so lange fest, bis nahe dem Ende des Rücklaufs ein zweiter Finger gegen den zweiten Flügel des Hebels e drückt, und diesen in die gezeichnete Lage zurückdreht.
Bei dem Schneiden der Schraubengewinde wird häufig der Stichel geradlinig zurückgezogen. (S. unter Drehbank.)
Wenn Unterschneidungen zu hobeln sind — wie bei den geraden107I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.Führungen dreieckigen Querschnitts —, so muss der Stichel sehr weit ab - gezogen werden, damit der Rückweg ohne Berührung von Stichel und Werkstück durchlaufen werden kann. Hierzu dient die Hand des Arbeiters, oder auch eine geeignete selbstthätige Vorrichtung.
an den zugehörigen Spindeln soll nicht allein genügend widerstandsfähig sein, sondern auch ohne weiteres die genau gleichaxige Lage von Werk - zeug und Spindel bieten und rasch zu lösen sein. Früher machte man den Zapfen der Bohrer pyramidenförmig, versah die Spindel mit einem entsprechend gestalteten Loch und schob ersteren mit einiger Kraft in letzteres. Wegen der Schwierigkeiten, welche sich der genauen Herstellung derartiger Zapfen bezw. Löcher entgegenstellen, ist diese Be - festigungsweise aufgegeben; man findet sie nur noch bei älteren Bohrmaschinen. Ein kegelförmiger Zapfen, wie auch ein kegel - förmiges Loch sind leichter genau, insbe - sondere auch gleichaxig mit dem Bohrer, bezw. der Spindel zu erzeugen; sie verlangen jedoch ein besonderes Mittel, welches den Bohrer zwingt, sich mit der Spindel zu drehen. Man bohrt deshalb quer durch den Kopf k, Fig. 208, ein Keilloch i und versieht das spitze Ende des Bohrerzapfens mit einer Zunge, welche zwischen die Seiten - wände des Loches greift. Damit der Bohrer nicht zufällig aus der Spindel fallen kann, muss die Verjüngung des Bohrer - zapfens gering sein; es ist allgemein gebräuch - lich diese Verjüngung gleich 1 / 20 der Länge zu wählen. Das Loch i ver -
mittelt auch die Lösung des Bohrers, indem man einen geeigneten Keil in i schiebt. Da in eine Bohrmaschinenspindel sehr verschieden dicke Bohrer gesteckt werden sollen, die kleinen der letzteren aber nicht so dicke Zapfen haben können, wie die grössten, so benutzt man Einsatzstücke e, Fig. 209, welche aussen dem grössten, für die betr. Bohrmaschine bestimmten Bohrerzapfen gleichen und mit einer zur Aufnahme kleinerer Bohrer ge - eigneten Bohrung versehen sind; das Einsatzstück ist ebenso mit einem Keilloch i1 versehen, wie der Bohrspindelkopf k das Keilloch i enthält.
108Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.Die Stufen der Abmessungen der Bohrerzapfen, welche von der Morse Co. angewendet werden und sehr verbreitet sind, findet man in unten genannter Quelle1)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1898, S. 536, mit Abb. zusammengestellt.
Zuweilen wird eine stärkere Verjüngung des Bohrerzapfens als 1 / 20 der Länge vorgezogen. Dann ist nöthig, das Herausfallen des Bohrers aus der Spindel durch besondere Mittel zu verhüten. Hierfür werden wohl von der
Seite wirkende Druckschrauben verwendet, die — bei fahrlässiger Behandlung — den Bohrer aus der Spindelaxe verdrängen können. Diese Gefahr ver - meidet die Ausführungsform, welche Fig. 210 im Schnitt darstellt. 2)American Machinist, 7. April 1892, mit Abb.Die Verjüngung des Zapfens beträgt 1 mm auf 8 mm Zapfenlänge. Am Bohrer befindet sich ein Bund, gegen den sich eine Kappe legt, deren Mutter - gewinde zu dem am äusseren Ende der Spindel angebrachten Bolzenge -
winde passt. Diese Verbindungsweise ist so sicher, dass sie auch für Fräser verwendet werden kann.
Man giebt dem zum Befestigen des Bohrers bestimmten Ende des109I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.Bohrers auch in seiner ganzen Länge gleichen Querschnitt und bewirkt die Befestigung durch selbstausrichtende Futter (siehe w. unten), die hiernach nicht selten Bohrfutter genannt werden.
Fräser erfahren auch winkelrecht zu ihrer Axe bedeutende Drücke; man muss sie daher in der Bohrerspindel sicherer befestigen, als für Loch - bohrer genügt, und es ist erwünscht, dass sie möglichst wenig über das nächste Lager hervorragen. Das bietet die Befestigungsweise, welche Fig. 211 zeigt. Der Zapfen des Fräsers legt sich nur mit seinem dicksten und dünnsten kegelförmigen Theil so an die Wände des Spindelloches, dass die gegensätzliche Lage gleichaxig wird; er wird durch Schraubengewinde eingepresst, welches sich zwischen den beiden Auflagerflächen befindet. Das Lager L befindet sich hart am Ende der Spindel. Das Anziehen und demnächst das Lösen dieser Ver - bindung wird dadurch erschwert, dass die kegel - förmigen Flächen unter grossem Druck auch kreisend an einander gleiten müssen. In dieser Beziehung er - scheint die Befestigungsweise, welche Fig. 212 zeigt, zweckmässiger. 1)Muir, D.R.P. No. 53508; Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen., 1890, S. 1277, mit Abb.Es ist auf den Fräser ein feineres, auf den Kopf der Spindel ein gröberes Gewinde ge - schnitten, die Muttergewinde befinden sich in einer Kappe. Durch Umdrehen der Kappe wird der Zapfen des Fräsers in die Bohrung der Spindel gedrückt und zwar in einem Grade, welcher dem Unterschied der beiden Gewinde-Ganghöhen entspricht; durch entgegen - gesetztes Drehen der Kappe zieht man den Zapfen aus der Spindel. Hier ist störend, dass die Kappe zwischen dem Ende der Spindel und dem Fräser Platz haben muss. Die Leipziger Werkzeugmaschinen - Fabrik, vorm. v. Pittler, versieht2)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1897, S. 998, mit Abb. den Zapfen des Fräsers mit Muttergewinde und lässt in dieses das Bolzengewinde einer Stange greifen, welche in der hohlen Fräserwelle liegt; der Kopf dieser Stange legt sich beim Anziehen der Schraube gegen das Schwanz - ende der Spindel. J. E. Reinecker3)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1897, S. 829, mit Abb. versieht die der
vorigen sonst ähnlich verwendete Stange b, Fig. 213, da, wo sie in den Fräserzapfen f greift, mit feineren und nahe ihrem Kopf c mit gröberem Gewinde, und lässt letzteres in ein Muttergewinde greifen, welches sich am Schwanzende der Spindel A befindet. Bei a ist die Spindel A mit Ge - winde versehen, welches zur Aufnahme eines Fräskopfes benutzt werden kann.
Den hier dargestellten Befestigungsweisen der Werkzeuge mögen noch einige angefügt werden, welche die Einzelstichel mit den Bohrköpfen der Ausbohrmaschinen bezw. der Fräsköpfe verbinden.
Fig. 214 stellt einen Halter für Ausbohrstühle dar. 4)American Machinist 1890, No. 50, mit Abb.Die Bohrstange B ist gespalten und an dem gespaltenen Ende mit Einkerbungen versehen, in110Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.welche der im Querschnitt trapezförmige, an beiden Enden zugeschliffene Stichel S genau passt. Eine Druckschraube vermag den Spalt soweit zu verengen, wie zum Festklemmen des Stichels erforderlich ist. Darf man
annehmen, dass die Federung in beiden, durch den Spalt gebildeten Hälften der Bohrstange unter sich gleich ist, so kommt die Längsaxe des Stichels in die Mitte der Stange zu liegen; es ist die richtige Lage des Stichels also durch Verschieben desselben in seiner Längsaxe zu gewinnen. Fig. 215 weicht von dem vorigen nur dadurch ab, dass die Schnabeltheile der Bohrstange an ihrer Wurzel biegsamer gemacht sind. Fig. 216 stellt eine Bohrstange B dar, welche 2 je an beiden Enden zugeschliffene Stichel S enthält. Die dargestellte Einrichtung bezweckt rasche Gewinnung der rechten Lage der Stichel. 1)American Machinist. 4. Juni 1894, mit Abb.Zu diesem Zweck ist in der Mitte jedes
Stichels eine Körnervertiefung angebracht, in welche einerseits die Spitze des Bolzens A, anderseits die Spitze der Schraube C greift. Ausserdem greift der eine Stichel ein wenig in den andern. Behufs bequemen Ein - bringens ist der Bolzen A in B verschiebbar, wird durch eine Feder stets in der Richtung nach links — in Bezug auf die Figur — gedrückt und kann mit Hilfe eines nach aussen ragenden Querstifts nach rechts verschoben
werden. Man verschiebt A nach rechts und steckt dann die beiden Stichel so ein, dass die beiden Spitzen in die Körner - vertiefungen greifen; der fe - dernde Bolzen A hält sie vor - läufig in der gegebenen Lage fest, und durch Anziehen der Druckschraube C wird die end - giltige Befestigung vollzogen.
Den Sticheln der Fig. 214 bis 216 fehlt die Nachstellbarkeit. Fig. 217 und 218 zeigen ein Befestigungsverfahren, welches gestattet, die Stichel S in ihrer Längenrichtung zu verschieben und um ihre Längsaxe zu drehen. Zu letzterem Zweck sind die Stichel aus Rundstahl gemacht. Sie stecken in Löchern einer entsprechenden Verdickung der Bohrstange B und werden dort durch die sich zwischen die Stichel S drängende Spitze einer Stange A festgehalten. A ist zu diesem Zwecke links mit dem Bolzengewinde ver - sehen, das in ein Muttergewinde der Bohrstange B greift.
Zur Befestigung der Stichel an den verschiebbaren Bohrköpfen der111I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.sogenannten selbstthätigen Bohrstangen kann man z. B. die Verfahren ver - wenden, welche Fig. 178 bis 185 (S. 96 u. 97) versinnlichen. Die Einstellung der Stichel muss alsdann durch Verschieben unmittelbar mittels der Hand stattfinden, bezw. durch An - oder Unterlegen von Keil - oder Blechstücken. Handlicher ist das Verfahren, welches Fig. 219 im Schnitt, Fig. 220 in einer Ansicht darstellt, Stichel S liegt in einem Stahlkörper a, welcher in einem,
den ringförmigen Bohrkopf A quer durch - setzenden Loch steckt und in diesem ver - schoben werden kann. a ist links mit einem halben Muttergewinde versehen, in welches das Gewinde des Bolzens b greift, so dass durch Umdrehen dieses Bolzens der Körper a und damit der Stichel S weiter heraus - geschoben werden kann. Nachdem die richtige Lage gewonnen ist, befestigt man das Ganze durch Anziehen der Druckschraube c.
Die Befestigung der Messer an den Kör - pern mancher Fräser ist mit den in Rede stehenden Stichelbefestigungen verwandt,1)Vergl. Dingl. polyt. Journ. 1895, Bd. 296, S. 207, mit Abb. wie die beiden folgenden Beispiele ergeben. Fig. 221 ist der Schnitt, Fig. 222 die End - ansicht eines Theiles eines solchen Fräskopfes. Der Körper k des letzteren enthält Längs -
schlitze zur Aufnahme der Messer s; ein schmiedeiserner Reifen r, in welchem die Muttergewinde der Befestigungsschrauben sich befinden, ist durch Auf - ziehen in warmem Zustande auf k befestigt. Es legen sich die hinteren112Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.Enden der Messer s gegen einen genau gedrehten Bund des Körpers k, sodass die Schneiden der Messer gleichmässig hervorragen, wenn sie genau gleichmässig angeschliffen sind. Der durch Fig. 223 und 224 dargestellte Fräskopf1)American Machinist, 11. Jan. 1894, mit Abb. ermöglicht, von vornherein die Messer länger zu machen und sie nach Bedarf aus dem Körper k hervorragen zu lassen. Es bezeichnet S die Fräserspindel, r den warm aufgezogenen Reifen und m eine Mutter, gegen deren flache Seite die Messer s sich stützen. Bemerkenswerth ist, dass die Druckschrauben nicht unmittelbar auf die Messer wirken, sondern unter Vermittlung eingelegter Klötzchen.
Die Befestigung der Werkstücke an der Maschine findet statt, um jene zu den ebenfalls mit der Maschine verbundenen Werkzeugen in be - stimmte gegensätzliche Lagen zu bringen, bezw. in bestimmten Bahnen gegensätzlich zu bewegen. Man bearbeitet die Werkstücke im befestigten Zustande. Hat sonach das Ein - und Aufspannen eine (elastische) Um - gestaltung der Werkstücke zur Folge gehabt, so wird die Gestalt, welche man ihnen im aufgespannten Zustande gegeben hat, mit dem Lösen der Befestigungsmittel geändert, d. h. der Zweck der Bearbeitung mehr oder weniger vereitelt. Es ist daher in erster Linie mit aller Sorgfalt darauf zu sehen, dass beim Befestigen der Werkstücke an der Maschine ein Verspannen vermieden wird. Schon durch das eigene Gewicht der Werkstücke können diese nennenswerthe Verbiegungen erfahren, sodass gewissermassen ein Verspannen derselben durch ungeschickte Lage ent - stehen kann. Es sei in dieser Beziehung z. B. an grosse, verhältnissmässig dünnwandige Gebläsecylinder erinnert, welche liegend eine andere Gestalt haben, als wenn sie aufgerichtet sind. Man bohrt oft, um die Durchbiegungen möglichst unschädlich zu machen, den liegend zu benutzenden Cylinder während er liegt, und zwar an denjenigen Stellen unterstützt ist, welchen ihn bei seiner Benutzung tragen; dagegen bohrt man die Stiefel stehender Maschinen in aufrechter Lage.
In zahlreicheren Fällen sind diejenigen Drücke, welche die Werkzeuge ausüben, für die Erhaltung der freien Gestalt der Werkstücke gefährlich. Es ist daher nöthig, die Stützung und Befestigung der Werkstücke so durchzuführen, dass letztere den Werkzeugen nicht nennenswerth auszu - weichen vermögen. Meistens können diese Drücke nicht in gerader Linie aufgenommen werden, sondern sind unter Benutzung des Biegungswider - standes der Werkstücke auf die Befestigungs - und Stützstellen zu übertragen. Da nun jede Inanspruchnahme auf Biegung ein gewisses Nachgeben herbei - führt, so sind nach Umständen besondere, dieses Nachgeben auf ein zu - lässiges Maass beschränkende Stützungen vorzusehen.
113I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.Behufs Befestigung der Werkstücke wird — wie bei dem Verbinden der Werkzeuge mit den Maschinen — in grossem Umfange von der Reibung Gebrauch gemacht. Der Druck, welcher solche Reibung verursacht, ist naturgemäss viel grösser als der Druck des Werkzeuges, dem durch die Reibung entgegengetreten werden soll, sodass durch derartiges Aufspannen die Gefahr des Verspannens nur noch vergrössert wird.
Man sucht das Ein - oder Aufspannen, wie auch das Losnehmen der Werkstücke möglichst rasch auszuführen. Der betreffende Zeitaufwand ist namentlich dann von Bedeutung, wenn die eigentliche Bearbeitung nur wenig Zeit in Anspruch nimmt. Alsdann werden die Aufspannvorrichtungen oft besonders in Rücksicht auf rasches Befestigen und Lösen der Werk - stücke ausgebildet.
Die Verbindung der Werkstücke mit der Maschine erfolgt entweder unter Vermittelung eines Aufspanntisches oder einer Aufspannplatte, die bei kreisrunder Gestalt und an einer drehbaren Spindel befestigt den Namen Planscheibe führt und weiter in Futter und Dorne übergeht, oder mittels Spitzen und Mitnehmer, denen sich Brillen anreihen, oder endlich durch schraubstockartige Vorrichtungen.
Selbstverständliche Voraussetzung für den Erfolg dieses Aufspannens ist genügende Starrheit der Platten; meistens verlangt man auch ziemliche Genauigkeit der Aufspannfläche.
Am schonendsten für die Werkstücke ist deren Befestigung mittels Kittens. Auf die ebene Platte oder Kittscheibe lässt sich mit Hilfe geeigneter Kitte, mittels Wachs, Lack, aber auch mittels leicht schmelzbarer Legirungen (also durch Löthen) der Gegenstand so befestigen, dass das Be - festigungsmittel keinerlei Drücke auf ihn ausübt. In gleichem Sinne werden Werkstücke auf ebenen Platten durch Hinter - und Umgiessen von Gips oder Cement, oder durch Ein - drücken in Gips - oder Ce - mentbrei befestigt. Es ist jedoch dieses Befestigen recht zeitraubend, nament -
lich wenn man auf das Erhärten des Bindemittels warten muss, und ver - ursacht auch das Losnehmen ziemlich grossen Zeitaufwand, so dass diese Auf - spannverfahren zu den Ausnahmen gehören.
In der Regel bevorzugt man die Befestigung durch Schrauben.
Behufs Anbringens der Schrauben wird die Aufspannplatte mit Löchern oder mit sogen. Aufspannnuthen versehen. In Fig. 225 bezeichnet A die Aufspannplatte, B eine Schraube, welche durch ein Loch der Platte A ge - steckt ist und zum Anziehen des (Auf -) Spanneisens C dient. Ein Rädchen, dessen Nabe a im Hintergrunde der Abbildung zu sehen ist, wird mitFischer, Handbuch der Werkzeugmaschinenkunde. 8114Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.seinen Armen b durch das Spanneisen C kräftig gegen die Unterlegklötz - chen c gedrückt, die gegen A gelegt sind.
Solche mit Schraubenlöchern versehene Aufspannplatten verwendet man meistens nur, wenn das Hindurchschieben der Schrauben bequem stattfinden kann, z. B. als sogen. Planscheiben. Liegende Aufspannplatten werden fast immer mit Aufspannnuthen versehen. Fig. 226 stellt eine Auf - spannnuth mit schwalbenschwanzförmigem Querschnitt dar. Unterstützungs - klötzchen c sind zwischen die Platte A und das Werkstück b gelegt; das Spanneisen C legt sich mit seinem einen Ende auf eine zufällig vorspringende Leiste des Werkstücks b, mit dem anderen Ende auf ein Hilfsklötzchen. Um den Schraubenkopf in die Nuth zu bringen, ist diese — wie die Grund - rissfigur erkennen lässt — an einem oder beiden Enden erweitert, wenn
sie nicht überhaupt frei endet. Es kommt aber auch vor, dass man den Schraubenkopf schmal genug macht,
um ihn von oben in den schwalbenschwanzförmigen Querschnitt einschieben zu können; er wird hier um 90° gedreht und emporgezogen, so dass er sich nunmehr nicht mehr zu drehen vermag.
Beim Anspannen der Schraube wirkt der Schraubenkopf als Keil, weshalb die Platte A sehr stark gemacht, unter Umständen mit Versteifungs - rippen versehen werden muss, um sie gegenüber jener Keilwirkung vor Verbiegungen zu schützen.
Die Aufspannnuth mit ⟘ förmigem Querschnitt, Fig. 227, ist im all - gemeinen beliebter als die vorige. Man macht den Kopf der Schraube entweder schmal, so dass er von oben in die Nuth eingesteckt werden kann, und bringt nahe dem Kopf Nasen an, die, indem sie sich gegen die Seiten - flächen der Nuth legen, beim Anziehen der Mutter die eigenmächtige Drehung der Schraube hindern, oder man verwendet den gewöhnlichen vierkantigen Schraubenkopf, in welchem Falle Erweiterungen der Nuth, etwa nach dem Grundrissbild Fig. 228 nöthig sind, um den Schraubenkopf in die Nuth senken zu können. Die grösseren Schraubenköpfe — sowohl115I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.die vierkantigen, als auch die schwalbenschwanzförmigen — sind insofern den schmalen vorzuziehen, als sie der Nuth breitere Auflageflächen dar - bieten, die sich entsprechend weniger abnutzen; sie leiden aber an dem Uebelstande, dass man sie von der zu ihrer Einsenkung erforderlichen Nutherweiterung bis an den Ort, wo die Schraube gebraucht werden soll, schieben muss, was in vielen Fällen bedingt, die Schrauben vor dem Auf - legen des Werkstücks an ihren Ort zu bringen.
Bei Beschreibung der schwalbenschwanzförmigen Aufspannnuth wurde auf die Gefahr des Durchbiegens der Aufspannplatte hingewiesen. Eine solche Gefahr liegt nun — in geringerem Grade — auch vor sowohl bei der mit durchgehenden Löchern, als auch bei der mit ⟘ förmigen Nuthen versehenen Aufspannplatte.
Aus Fig. 225 erkennt man ohne weiteres, dass die Schraube B auf die Platte A biegend wirkt, und wenn man bei dem durch Fig. 227 dargestellten Auf -
spannbeispiel die Angriffsstellen des Spanneisens nur weiter auseinander gerückt sich denkt, so kommt man zu demselben Ergebniss. Es gilt daher als Regel, dass die Schrauben so nahe als möglich an die Stellen gerückt werden sollen, an welchen das Werkstück sich auf die Platte stützt, also hier bei c. Daraus folgt aber die Zweckmässigkeit mög - lichst vieler Schraubenlöcher bezw. Aufspannnuthen, um dem Arbeiter die Befolgung dieser Regel trotz der Verschiedenartigkeit der Werkstücke zu ermöglichen.
Die Aufspannplatte dient meistens als Anhalt für die Gewinnung der richtigen Lage des Werkstücks; sie soll dann möglichst genau eben sein. Da diese Ebene in Bezug auf ihre Lage zur Maschine benutzt werden soll, so wird sie oft von der betreffenden Maschine selbst erzeugt, z. B. bei Plandrehbänken und Tischhobelmaschinen. Sie wird durch Abnutzung un - genau, muss daher nach einiger Zeit durch Abdrehen oder Abhobeln wieder berichtigt werden. Daher giebt man der neuen Aufspannplatte eine grössere Dicke, als an sich nöthig wäre, und ordnet die Aufspannnuthen so an, dass wiederholtes Nacharbeiten der Platte möglich wird.
In den Bildern der bisher gegebenen Beispiele sind die Stützen c des Werkstückes b als aus Holz bestehend angenommen. Viele Werkstätten bedienen sich solcher hölzerner Unterlagen, weil diese verhältnissmässig leicht für den Abstand zwischen Platte und Werkstück zugeschnitten werden können. Es ist nun Holz für den vorliegenden Zweck wegen seiner Weich - heit wenig geeignet. Man vergegenwärtige sich den wahrscheinlichen Fall, dass bei der durch Fig. 225 dargestellten Befestigungsweise vier Arme b unterstützt und anderseits von Spanneisen getroffen werden. Ist eine so genaue Anpassung der Klötzchen c zu den Abständen zwischen den Armen b und der Platte A erreichbar, dass sich bei dem Anziehen der Schrauben - muttern die Klötzchen c in gleichem Grade zusammendrücken? Ist nicht das Gegentheil wahrscheinlicher, nämlich das Verspannen des Rädchens, so dass dieses, nach stattgehabter Bearbeitung und Lösung von der Plan - scheibe von der beabsichtigten genauen Gestalt nennenswerth abweicht? Dasselbe gilt von den übrigen Aufspann-Beispielen, wenn mehr als drei Stützen und Spanneisen angewendet werden, und bei allen, wenn eine be - stimmte Lage gegenüber der Aufspannfläche verlangt wird.
8*116Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.Statt der hölzernen Klötzchen solche aus Eisen anzuwenden, ist fast unmöglich, wegen des Zeitaufwandes, der nöthig sein würde, um den Klötzchen genau richtige Dicke zu geben. Man hat deshalb eiserne Keile an Stelle der hölzernen Klötzchen gesetzt, welche jedoch unsicher stützen, da sie das Werkstück meistens nur an der Kante berühren und sich infolge ge - legentlicher Erschütterungen leicht lösen. Diese Uebelstände vermeidet die Keilanordnung, welche Fig. 229 in einer Ansicht und einem Querschnitt darstellt. Der Keil k ruht auf dem Grunde des Schlitzes im Klotz a. Der Spitzenwinkel von k ist dem Neigungswinkel der Schlitzsohle gleich, so
dass die obere Schmal - seite von k mit der unteren Fläche von a gleichlaufend ist. Eine Hakenschraube b dient zur Befestigung des Keiles, nachdem diesem die richtige Lage gegeben ist. Man hat diesen Unterlegkeil auch so eingerichtet, dass er mittels einer Schraube feiner einstellbar ist. 1)Revue générale des machines outils, Oct. 1889, S. 73, mit Abb.Diese Keile sind sperrig; es haben deshalb für vorliegenden Zweck kleine Schraubböcke mehr Anklang gefunden. Fig. 230 zeigt einen solchen Schraubbock im Längenschnitt. In einem röhrenförmigen Körper a ist eine Schraube b senkrecht verschiebbar. Eine feste Leiste, welche in eine Längsnuth der Schraube b greift, hindert diese sich zu drehen, und die Mutter c dient zum Heben und Sinkenlassen der Schraube. Man kann
auch das Muttergewinde in dem röhrenförmigen Körper anbringen und die Schraube drehen. Dann ist zweckmässig — so wie bei Schraubzwingen gebräuchlich —, auf den kugelförmigen Kopf der Schraube ein Plättchen zu setzen, welches sich nicht mit der Schraube zu drehen braucht, auch beweglich genug ist, um an leicht schräge Flächen des Werkstücks sich anzuschmiegen. Es ist nöthig, eine Zahl solcher Böckchen, und zwar in verschiedener Grösse bereit zu halten, um den verschiedenen Abständen zwischen Werkstück und Aufspannplatte ohne Umstände sich anpassen zu können. In Fig. 231 u. 232, welche einem Preisverzeichniss von G. F. Grotz in Bissingen a. d. Ens entnommen sind, sieht man die beispielsweise Verwen -117I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.dung dieser Schraubböcke auch zur Unterstützung des freien Spanneisen - endes verwendet.
Hat man häufig Gegenstände derselben Art und Grösse aufzuspannen, so verwendet man nicht selten den Werkstücken angepasste Beilagen, statt der einzelnen Stützen. Fig. 233 ist eine solche, zur Aufnahme von Röhren, deren Flanschen mittels Schwärmers abgedreht werden sollen,
dienende Beilage. a bezeichnet eine Art Mulde mit Füssen; letztere sind an ihren unteren und Seitenflächen genau gehobelt und legen sich mit diesen gegen die Aufspannplatte A und gegen eine an dieser feste Leiste b, welche der Mulde und der in ihr liegenden Röhre ohne weiteres die genaue
Richtung geben. In Fig. 234 bezeich - net a einen viereckigen Kasten, dessen Seitenwände so ausgeklinkt sind, dass die Flanschen von T-Stücken in ihnen
ihre Stützung finden. Diese Beilage benutzt man beim Aufspannen von T - und auch Bogen-Stücken, wenn deren Flanschenflächen bearbeitet und Flanschenlöcher gebohrt werden sollen. Eine am Fuss des Kastens ringsum laufende gehobelte Leiste wird mit einem ihrer Theile gegen eine an der Aufspannplatte feste Leiste gelegt, um sofort die geeignete Rich -118Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.tung zu erreichen. Die Befestigung findet durch ein aufgelegtes Spann - eisen oder Aehnliches statt.
Aehnliche Beilagen dienen für walzenförmige Gegenstände gleichzeitig zur Gewinnung der richtigen Lage des Bohrers, mittels dessen das Werk - stück quer durchbohrt werden soll. In Fig. 235 bezeichnet w das Werk - stück, welches in der keilförmigen Rinne der Beilage a ruht; eine zweite, ebenfalls mit keilförmiger Rinne versehene Beilage b ist deckelartig auf - gelegt. In b ist nun ein oder sind mehrere Löcher so gebohrt, dass ein in eins der Löcher gesteckter Bohrer genau auf die Mitte des Werkstücks trifft. Die Vorrichtung, welche Fig. 236 in senkrechtem Schnitt und Grund - riss darstellt, dient zum Einbohren des Schmierloches in die Büchse w
eines Sellers’schen Lagers. w wird auf den Bolzen b gesteckt, dann durch Emporheben des Stempels c, was mittels einer in der Schnittfigur ange - deuteten Kurbel und des Handhebels e geschieht, dem Werkstück w die zutreffende Lage in seiner Längenrichtung gegeben und hierauf der Stempel d mit Handhebel f und verdeckt liegender Kurbel gegen eine der flachen Seiten des Werkstücks gedrückt. Auf dem Tisch der Bohrmaschine sind Anschlagsleisten angebracht, gegen welche der Fuss dieser Einspannvor - richtung geschoben wird, um ohne weiteres die richtige Lage des Werk - stücks unter dem Bohrer zu gewinnen.
Solche Beilagen kommen in sehr verschiedener Ausbildung vor; da letztere nicht allein von der Gestalt der Werkstücke und der beabsichtigten Bearbeitung, sondern auch von der Zahl der gleichartig zu bearbeitenden Werkstücke abhängig ist. Letztere bestimmt den Preis, den man für eine solche „ Vorrichtung “anlegen darf.
119I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.Als Stütze für das Spanneisen dient in dem durch Fig. 232 darge - stellten Beispiel ein kleiner Schraubbock, welcher gestattet, das Spanneisen genau gleichlaufend zur Aufspannplatte zu legen, so dass er das Werk - stück nur winkelrecht gegen die Platte drückt. Nicht theurer, aber eben so gut, ist die in Fig. 237 abgebildete Stützung des Spanneisens C mittels einer Schraube e, die ihr Muttergewinde in dem Spanneisen findet. Meistens hält man so genaue Einstellung der Höhe des Spanneisens, wie die beiden zuletzt genannten Verfahren sie bieten, nicht für erforderlich, vielmehr eine Abstufung der Höhen für genügend. Alsdann ist die Stützung des Spann - eisens C, Fig. 238, durch eine eiserne Treppe e bequem. Höhen, welche durch die einfache Treppe nicht zu erreichen sind, gewinnt man durch Zu - sammensetzen zweier Treppen e, Fig. 239. Die Kröpfung des Spanneisens, nach Fig. 227, ist namentlich für senkrechte Aufspannplatten (Planscheiben) hand - lich, weil sie besonderes, vorläufiges Festhalten der sonst nöthigen Stütze entbehrlich macht; bei grossem Abstande zwischen Aufspannplatte und Spanneisen entsteht aber durch das Anziehen der Befestigungsschraube eine merklich auf das Werkstück einwirkende Schubkraft, welche oft die genaue Lage des letzteren beeinträchtigt.
Die Spanneisen können nicht immer einfach gerade gemacht werden, sondern erhalten je nach Umständen Krümmungen oder Kröpfungen. Fig. 240 zeigt ein Beispiel. Der zum Auflegen des Spanneisens geeignete Ansatz des Werkstückes b liegt so hoch, dass bei Verwendung eines graden Spanneisens die Befestigungsmutter störend hervorragen würde. Daher ist C gekröpft.
Eine Verbiegung des Werkstückes oder Verspannen desselben wird am sichersten vermieden, wenn — wie in Fig. 226 und 240 dargestellt — die Drucklinie vom Spanneisen zur Werkstückstütze winkelrecht zur Auf - spannplatte liegt. Man ist daher bestrebt, solches zu erreichen, und bringt zu diesem Zweck zuweilen besondere, nur dem Aufspannen dienende Lappen an. Es soll z. B. der verhältnissmässig dünnwandige und flanschen - lose Stiefel a, Fig. 241, einer Gasmaschine auf dem Aufspanntisch A einer Ausbohrmaschine befestigt werden. Der Stiefel ist mit vier — an jedem Ende ein Paar — Lappen b versehen, welche sich auf die in den Böcken B angebrachten Stützschrauben c legen. Mittels dieser Schrauben wird zunächst die genau richtige Höhenlage des Stiefels a gewonnen, mittels der Flügelschrauben e die Lage seiner Axe in wagrechter Richtung. Die Schrauben e haben nur den Zweck, das Werkstück genau verschieben zu können, nicht aber das Werkstück festzuhalten. Hierzu sind vielmehr die120Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.Schrauben d bestimmt, welche genau über den Schrauben c liegen, also das Werkstück nicht verspannen können.
Hierher gehört auch die durch Fig. 242 dargestellte Aufspannvorrich - tung. Sie ist bestimmt zum Befestigen von Riemenrollen und dergl. an Planscheiben, aber in entsprechend abgeänderter Gestalt auch für manche andere Zwecke brauchbar. An der Planscheibe A ist eine Hülse B fest - geschraubt, in welcher der Bügel C mit seiner zapfenartigen Verlängerung verschiebbar steckt und durch Anziehen der Schraube E festgeklemmt werden kann. Es dient nun B und C zunächst — ähnlich dem durch Fig. 230 abgebildeten Schraubböckchen — als ein -
stellbare Stütze des Riemrollenarmes D. Nachdem die Arme D auf diese Weise durch ebenso viele Vorrichtungen gleichförmig unterstützt sind, er - folgt ihre Befestigung durch die Schrauben F.
Bei den bisherigen Beispielen liegen die Befestigungsschrauben winkel - recht zur Aufspannplatte. In vielen Fällen bedingt die Zugänglichkeit zum Werkstück eine zur Aufspannplatte gleichlaufende Lage der eigentlichen Befestigungsschrauben. Zu diesem Zweck werden geeignete Muttern als sogenannte Frösche an den Aufspannplatten angebracht.
Fig. 243 stellt eine Planscheibe A dar, an welcher das Werkstück W,121I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.z. B. eine runde Scheibe, mittels vier Schrauben, deren Muttergewinde in den Fröschen f sich befindet, festgehalten wird. An f sitzen Zapfen, die durch Löcher der Planscheibe A gesteckt und an der Rückseite der letz - teren Muttern b tragen, mittels welcher die Schultern der Frösche f fest gegen die Aufspannplatte gezogen werden. Wenn die Aufspannplatte statt der Löcher Aufspannnuthen enthält, so sind die Frösche anders gestaltet, z. B. nach Fig. 244. Hier liegt die Druckschraube c gleichlaufend zu den
Nuthen, weshalb der Frosch nur durch Reibung festgehalten werden kann; man hat deshalb den Frosch f mittels zwei Schrauben b an A befestigt. In Fig. 245 liegen die Druckschrauben c quer gegen die Aufspannnuthen.
Man kann daher eine am Frosch nach unten vorspringende Leiste in die Nuth greifen lassen und die weitere Befestigung des Frosches f einer Schraube b zumuthen.
Werkstücke, welche zwischen solche Frösche ge - spannt sind, bieten die ganze von der Aufspannplatte ab - gewendete Fläche dem Werk - zeug dar. Sollen dünnere Werkstücke unter dem Druck
der Werkzeuge nicht ausweichen, so müssen sie glatt auf der Aufspann - platte liegen oder womöglich in ganzer Ausdehnung unterstützt werden. Es ist ferner darauf zu achten, dass — bei dünnen Gegenständen — der Druck nicht unter deren Mitte liegt, weil andernfalls leicht ein Empor - biegen des Werkstücks eintritt.
122Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.Da das gleichförmige Unterstützen der Werkstücke gewisse Unbe - quemlichkeiten mit sich führt, die Frösche aber erheblich höher sind, als die Dicke der hier in Rede stehenden Werkstücke beträgt, so verwendet man wohl das in Fig. 246 dargestellte Befestigungsverfahren. Das Werk - stück W legt sich mit dem einen Rande gegen eine, in eine den Aufspann - nuthen geschobene Leiste l, gegen den anderen Rand drückt die Hilfsplatte d, gegen welche sich die Spitzen der Schrauben c legen.
Um die Schraubenspitzen auch in anderen Fällen nicht unmittelbar auf die Werkstücke drücken zu lassen — letztere werden durch den Druck der sich drehenden Schraubenenden leicht verletzt — legt man Zwischen - stücke ein, wie z. B. Fig. 247 im Auf - und Grundriss darstellt. Der Frosch f ist mittels der Langlochbohrmaschine mit einer Tasche ver - sehen, in welcher sich der platte Zapfen der Beilage d verschieben lässt; die Schrauben c drücken gegen den Zapfen, welcher den Druck überträgt.
b bezeichnet die Befestigungsschraube für den Frosch f und l die letzteren gegenüber angebrachte feste Leiste. Verwandte Ausbildungen giebt es in einiger Zahl; sie gipfeln in Schraubstöcken. 1)Vergl. Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1891, S. 128, mit Abb. Amer. Mach. Febr. 1895, mit Schaubild.
Auch die Frösche der Planscheiben werden in ähnlicher Weise aus - gebildet. Fig. 248 zeigt eine derartige Vervollkommnung in zwei Ansichten. Die Schraube b, welche in einem der gewöhnlichen Aufspannlöcher der Planscheibe A befestigt ist, hat einen breiten Kopf f, welcher von einem Schieber d so umfasst ist, dass letzterer an ersterem sich gut führt; d legt sich mit einer der drei durch einen Pfeil ausgezeichneten Flächen gegen das Werkstück, und die Schraube c dient zum Anspannen. Eine etwas andere Ausführungsform findet man in unten verzeichneten Quellen2)Engineer, 1884, Bd. 59, S. 433. Dingl. polyt. Journ. 1885, Bd. 257, S. 54. be - schrieben.
Bei der Anordnung, welche Fig. 249 darstellt, bleiben die Spann -123I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.backen d regelmässig mit der Planscheibe verbunden. Die Planscheibe A ist mit drei oder vier in der Halbmesserrichtung liegenden Schlitzen versehen, in welchen an d ausgebildete Zapfen Führung finden. Diese vierkantigen Zapfen endigen in Schraubbolzen b, mit deren Muttern die langen Schultern von d gut gegen die Vorderseite der Planscheibe ge - drückt werden. In den mehrerwähnten Zapfen befindet sich das Mutter -
gewinde zu den langen Schrauben c, welche am Rande der Planscheibe so gelagert sind, dass sie nur gedreht werden können; letzteres geschieht mit Hilfe eines aufgesteckten Rohrschlüssels. Es werden die Spannbacken d sowohl benutzt, um von aussen nach innen gegen die Werkstücke zu drücken, als auch um diese in entgegengesetzter Richtung aufzunehmen.
Wenn die Planscheibe fast immer zum Aufspannen kreisrunder Gegenstände benutzt werden soll, so macht man sie selbstausrichtend, d. h. macht die Lage der Spannbacken so von einander abhängig, dass die zum Befestigen der Werkstücke dienenden Flächen jederzeit gleich weit von der Drehaxe der Planscheibe
entfernt sind. Das kann ge - schehen, indem man jede Schrauben c mit einem Kegel - rad versieht, in welche Räder ein gemeinsames, ringförmi - ges Rad greift,1)Barassin, Dingl. polyt. Journ. 1864, Bd. 173, S. 85. oder, indem man statt der Schrauben
einen drehbaren Ring mit spiralförmiger Nuth, in welche Zähne der Spann - backen greifen, verwendet,2)Westcott, Dingl. polyt. Journ. 1874, Bd. 211, S. 415. oder Schrauben mit linkem und rechtem Ge - winde benutzt. 3)Reid, Dingl. polyt. Journ. 1874, Bd. 214, S. 370.
Für kleinere, häufig vorkommende Werkstücke lohnt sich die An - wendung verstellbarer Frösche nicht; man bringt die Befestigungsschrauben c, Fig. 250, in diesem Falle in dem aufgestülpten Rande der Planscheibe A an, und nennt die ganze Aufspannvorrichtung Futter. Die Schrauben c124Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.werden winkelrecht zur Axe des Futters, oder gegen diese geneigt ange - ordnet, letzteres, um die Werkstücke sicher gegen die Sohle des Futters zu legen. Für Gegenstände geringeren Durchmessers, welche in einiger Ent - fernung vom Futter bearbeitet werden sollen, verwendet man — nach Fig. 251 — zwei Gruppen von Befestigungsschrauben c.
Behufs Schonung der Werkstücke legt man zwischen diese und die Spitzen der in Fig. 250 und 251 angegebenen Befestigungsschrauben soge - nannte Backen, die in geeigneter Weise vor gelegentlichem Herausfallen geschützt werden. Man nennt solche Futter Backenfutter.
Häufiger als die Einspannvorrichtungen der Planscheiben werden die Backenfutter so eingerichtet, dass sie die Axe des Werkstückes ohne weiteres in die Axe der Drehbankspindel bringen. Solche selbstaus - richtende Futter finden sich in mannigfachen Bauweisen. 1)Mitth. d. Gewerbevereins für Hannover, 1855, S. 227. The mechanics maga - zine, Jan. 1859, S. 30. Wedding, Berliner Verhandl. 1869, S. 147. Polyt. Centralbl. 1873, S. 1325; Dingl. polyt. Journ. 1874, Bd. 211, S. 415; 1876, Bd. 221, S. 422; Revue industrielle, Dec. 1881, S. 485; Scientific American, Sept. 1881, S. 157; Annales industr. Febr. 1882, S. 280: Iron, Jan. 1884, S. 46; Nov. 1884, S. 443; Engineering, Oct. 1884, S. 318; The Engineer, Dec. 1884, S. 433. Schwarz, D. R. -P. Nr. 5329, 7414, 18 373. Dingl. polyt. Journ. 1879, Bd. 231, S. 320; Iron, April 1886, S. 336; Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1886, S. 593; 1891, S. 855; 1892, S. 578; sämmtliche Quellen mit Abbildungen.
Soweit das Werkstück im Futter steckt, ist es für die Bearbeitung unzugänglich, so dass dieser Theil verloren geht, wenn nicht Massnahmen getroffen werden, welche seine demnächstige Bearbeitung ermöglichen. Hierher gehört die Durchbohrung der Arbeitsspindel, so dass der stangen - artige Rohstoff durch die hohle Spindel geschoben, im Futter festgehalten und am, aus diesem hervorragenden Ende bearbeitet werden kann. Ist dieses Ende fertig gestellt, so wird es abgestochen und — nach Lösen des Futters — die Stange so weit hervorgeschoben, wie zur Erzeugung eines weiteren Werkstückes ausreicht.
Mit den Futtern sind die Dorne sehr nahe verwandt; da diese bei Erörterung des Befestigens zwischen Spitzen eine Rolle spielen, so sollen sie an der genannten Stelle behandelt werden.
Bei Befestigung der Werkstücke an der Planscheibe bildet die Vorder - fläche der letzteren vielfach den Ausgangspunkt für das Ausrichten, indem angenommen wird, dass diese Fläche genau winkelrecht zur Drehaxe liegt. Handelt es sich um eine eigentliche Plandrehbank, so wird die genaue Lage der Planscheibenfläche durch Abdrehen derselben am Ort ihrer Ver - wendung gewonnen; soll aber die Planscheibe zeitweise fortgenommen, vielleicht durch ein Futter ersetzt oder die Maschine als Spitzendrehbank verwendet werden, so ist die Befestigungsweise der Planscheibe so zu wählen, dass letztere, wenn sie wieder an ihren Ort gebracht wird, mit Sicherheit die alte genaue Lage einnimmt. Das Gleiche gilt von den selbstausrichten - den Futtern.
Es ist nun gebräuchlich, den Kopf der Spindel (vergl. Fig. 137 u. 138, S. 76 u. 77) mit sogenanntem scharfgängigen Gewinde und einem anschliessen - den Bund zu versehen, so dass die Planscheibe, bezw. das Futter, durch Aufschrauben bis zum festen Anliegen an den Bund eine gesicherte Lage erhält. Diese Befestigungsweise ist nun nicht so zuverlässig, als sie zu sein scheint, indem zwischen den Gewindegängen der Spindel und denjenigen125I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.der Planscheibe ein gewisser Spielraum liegt. Fig. 252 ist ein theilweiser Schnitt durch die Spindel S, deren Bund b und die Nabe F der Planscheibe. Indem die Hinterseite der Nabe fest gegen den Bund gedrückt ist, sind die linksseitigen Flächen der in F befindlichen Gewindegänge von den gegenüberliegenden des Spindelgewindes abgerückt; nur die rechtsseitigen Flächen der ersteren liegen fest an den Gewindegängen der Spindel, wo - raus eine gewisse Unsicherheit der Lage von F, gegenüber der Spindel S, sich ohne weiteres ergiebt. 1)Vergl. Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingenieure 1892, S. 577.Um die Befestigung zweifelloser zu machen,
ist vorgeschlagen,2)American machinist, 26. Febr. 1891. nach Fig. 253, das Spindelende kegelförmig zu machen und ihm ein nur seichtes Gewinde zu geben, so dass sich die Bohrung der Planscheibe F mit breiten, schlank kegelförmigen Flächen auf den Kopf der Spindel S legt. Nach einem anderen Vorschlag soll die gegensätzliche Lage der Planscheibe F, Fig. 254, zur Spindel S in erster Linie durch zwei sehr schlanke Kegelflächen geboten werden, während den zwischen diesen Kegelflächen befindlichen Gewindegängen nur das Andrücken in der Axenrichtung zufällt. Eine ähnliche Befestigungsweise ist (vergl. Fig. 211, S. 108) für Fräser angeführt.
Indem die Spitzen zweier Kegel mit gemeinschaftlicher Axe in ent - gegengesetzter Richtung in geeignete Vertiefungen des Werkstücks gedrückt werden, wird letzteres so gehalten, dass es sich nur um diese Axe zu drehen vermag (vergl. Fig. 161, 162, 166, S. 87 u. 89). Kommt ein Mittel hinzu,126Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.welches diese Drehung hindert, so wird das Werkstück überhaupt festge - halten; wirkt aber ein Mittel in bestimmter Weise drehend auf das Werk - stück, — der am häufigsten vorkommende Fall — so greift die ganze Einrichtung bereits über die vorliegende Aufgabe: das Werkstück mit der Maschine zu verbinden, einigermassen hinaus. Sie wird zur Werkzeug - maschine, wenn man noch dem Werkzeug eine sichere Lage bietet.
Bis zum Ende des 18. Jahrhunderts diente fast ausschliesslich als Be - wegungsmittel eine Schnur a, Fig. 255, welche ein -, oder auch wohl zweimal um das Werkstück w ge - schlungen war und wech - selnd nach der einen und nach der entgegengesetz - ten Richtung gezogen wurde, so dass das Werk - stück wechselnd eine Zahl Rechtsdrehungen und dann eine Zahl Linksdrehungen machte; die eine Dreh - richtung war die Arbeits -, die andere die Rücklaufrichtung. Es wird erzählt, dass im Jahre 1779 in Schottland eine 4″ dicke eiserne Welle behufs Abdrehens so in Bewegung gesetzt wurde, indem man an jedem Ende des Seiles a 8 Mann aufstellte, welche wechselnd zu ziehen hatten. Für die Metallbearbeitung findet man diese Bewegungsart jetzt nur noch bei den Drehstühlen der Uhrmacher;
für Holzdrehbänke kommt sie ebenfalls noch vor. Sie ist indessen so un - wichtig geworden, dass der vorliegende Hinweis für ihre Würdigung genügt.
Man will eine stetige Drehung des Werkstücks, selbst wenn die Muskelkraft der Menschen sie hervorzubringen hat, und bewirkt sie durch eine um die Axe der Spitzen sich stetig drehende Scheibe oder dergl., die sogenannte Mitnehmerscheibe, die mit Hilfe eines aus ihr hervorragen - den Stiftes, den Mitnehmerstift, auf eine am Werkstück befestigte Her - vorragung, den Mitnehmer, oder eine zufällig hierzu geeignete Stelle des Werkstücks wirkt.
127I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.Fig. 256 stellt eine derartige Einrichtung für eine Bolzendrehbank dar. Auf dem Bett g ist ein Bock b befestigt, in welchem eine Spindel a fest steckt. An jedem Ende dieser festen Spindel ist eine Spitze ange - bracht, und diesen gegenüber befinden sich Reitstockspitzen, so dass links und rechts von b Gelegenheit zum Einspannen von Werkstücken w geboten ist, also eine Doppeldrehbank vorliegt. Auf den aus b hervorragenden Zapfen von a drehen sich lose die Stufenrollen d; sie werden durch Scheiben c, welche vor den Enden von a mittels kleiner Schrauben be - festigt sind, am Ablaufen gehindert. An jeder Rolle d sitzt ein Mitnehmer - stift e, welcher beim Umdrehen der Rolle sich gegen den auf w festge - klemmten Mitnehmer f legt und das Werkstück w zu gleicher Drehung zwingt. i bezeichnet ein an d festsitzendes Rädchen, welches die selbst - thätige Verschiebung des Stichels vermittelt.
Bei der vorliegenden Drehbank ist das Werkstück zwischen todte Spitzen gespannt, d. h. zwischen zwei Spitzen, welche sich nicht an der Drehung betheiligen. Soll eine Drehbank nicht allein zur Bearbeitung von Gegenständen benutzt werden, welche zwischen Spitzen zu befestigen sind, sondern auch für in Futter oder an Planscheiben zu spannende, so bringt es manche Vortheile, wenn man eine der Spitzen in die drehbare Spindel steckt, welche sonst das Futter oder die Planscheibe aufzunehmen hat (vergl. Fig. 137, S. 76; Fig. 154, S. 84). Man nennt sie dann lebende Spitze. Scheinbar ist der Unterschied zwischen todter und lebender Spitze gering - fügig, in Wirklichkeit macht er sich sehr fühlbar, sobald es sich um genau sein sollende Arbeiten handelt, weil alle Ungenauigkeiten in der Lagerung der Spindel und jede Abweichung der Spitzenaxe von der Spindelaxe auf die lebende Spitze übergehen und veranlassen, dass die Axe des Werk - stückes sich in einer Kegelfläche bewegt, während zwei todte Spitzen diese Werkstücksaxe ohne weiteres festlegen. Es werden aus diesem Grunde neuerdings die lebenden Spitzen da vermieden, wo auf das gelegentliche Benutzen von Futter und Planscheiben verzichtet werden kann.
Es ist die „ Spitze “als Führungsmittel bereits S. 80 besprochen, auch dort schon hervorgehoben, dass die kegelförmige Vertiefung, in welche die Spitze greift, in der Mitte weiter ausgetieft sein soll, um die eigentliche Spitze vor dem Abbrechen zu schützen (Fig. 146, S. 80), so dass sie ge - wissermassen nur als Merkpunkt dient. Es ist auch schon erwähnt, dass die kegelförmige Vertiefung an ihrer Mündung winkelrecht zur Axe der Spitze, bezw. derjenigen des geführten Gegenstandes begrenzt sein muss, um ringsum gleiches Anliegen herbeizuführen. Demgemäss wird in der Regel nöthig, bei dem Ein - bohren der kegelförmigen Vertiefung in das noch rohe Werkstück die unmittelbare Begrenzung der Ver - tiefung zu ebnen, wie Fig. 256 a darstellt.
Die Spitzenentfernung muss einstellbar sein, um sie der Axenlänge des Werkstückes anpassen zu können. Man macht deshalb fast immer diejenige regelmässig todte Spitze, an welcher der Mitnehmer sich nicht befindet, in der Axenrichtung verschiebbar. Ein eiserner Bock, der Reit - stock, ist auf dem Bett der Maschine verschiebbar, bei kleineren Reit - stöcken mittels der Hand, bei schwereren mit Rad und Zahnstange. Diese Verschiebbarkeit vermittelt die grobe Einstellung. In einer genauen Boh -128Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.rung des Reitstocks R, Fig. 158 — 160, S. 86, steckt ein walzenförmiger Körper r, der Reitnagel, in welchem die Reitstockspitze s festsitzt. Der Reitnagel ist mittels Schraube und Handrad in seiner Längenrichtung genau zu verschieben; damit er sich nicht willkürlich dreht, ist er — meistens an seiner unteren Seite — genuthet und die Bohrung des Reit - stockes mit einer zur Nuth passenden Leiste versehen. Nach dem Einstellen der Reitstockspitze muss der Reitnagel festgeklemmt werden, um zu ver - hindern, dass er unter der wechselnden Inanspruchnahme der Spitze schlottert. Zu dem Zweck ist in Fig. 158 — 160 das linksseitige Ende der Reitnagelhülse gespalten und mit Klemmschraube versehen. Es kommen zu gleichem Zweck manche andere Klemmvorrichtungen zur Anwendung, z. B. das durch Fig. 73, S. 49 dargestellte nachstellbare Lager.
Die meisten dieser Einklemmvorrichtungen beanspruchen einigen Raum und erschweren infolgedessen die Zugänglichkeit des Werkstückes. Bei Fräs - und Schleifmaschinen, für die das Einspannen zwischen Spitzen nicht
selten angewendet wird, ist oft der Raumbedarf des gewöhnlichen Reit - nagels schon unbequem. In solchen Fällen wird die Spitze einseitig ange - bracht, meistens sogar mit dem Führungsstabe, welcher den Reitnagel er - setzt, aus einem Stück gefertigt. Fig. 257 und 258 stellen einen solchen Reitstock in zwei Bildern dar. In einer genauen Nuth des Bockes R ist der im Querschnitt trapezförmige Reitnagel r mittels der Mutter a ver - schiebbar. Ein Keil b, welcher in der Nähe der Spitze in einer Aussparung des Reitstockes steckt, kann mittels der Mutter c angezogen werden, so dass ein sicheres Festklemmen von r stattfindet. Man erkennt insbesondere aus Fig. 257, das längs eines Viertelkreises der Abstand der Aussenflächen des Reitstockes von der Spitzenaxe nur klein ist.
Die Spitzen werden in ihrer Axenrichtung in Anspruch genommen: a) durch das Gewicht des Werkstücks, b) durch den Druck des Werkzeugs, c) durch den Mitnehmerdruck und d) durch einen zusätzlichen Druck, welcher das gute Anliegen der Spitzenflächen sichert. Ueber die beiden ersten dieser Kräfte sind hier besondere Erörterungen entbehrlich (vergl. weiter unten unter Drehbänke), der durch die Mitnehmer hervorgerufene wird weiter unten näher beleuchtet. Was endlich den unter d) angeführten zusätzlichen Druck anbelangt, so ist dessen Grösse in Zahlen nicht zu be - stimmen. Er würde überflüssig sein, wenn die übrigen Drücke genau be -129I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.stimmt und durch die Einstellung der Spitzen genau aufgenommen würden. Ersteres ist sehr umständlich und letzteres nahezu unmöglich. Deshalb ist jener Ueberschuss nöthig, um gelegentliches Schlottern des Werkstückes zu verhüten und die Bemessung seiner Grösse dem Gefühl des Arbeiters zu überlassen. Nun erfahren die Werkstücke unter der Einwirkung der Werk - zeuge eine gewisse wechselnde Erwärmung, es ändert sich daher ihre Länge, so dass in manchen Fällen die Einstellung der verschiebbaren Spitze mehr - fach stattfinden muss, um einerseits einen zu grossen Druck zu vermeiden, anderseits die Spitzen in guter Fühlung mit den Werkstücken zu erhalten. Das tritt hervor bei dem Schneiden langer Schraubengewinde und be - sonders beim Schleifen langer, dünner Werkstücke. Man hat deshalb, um die Erhaltung passenden Axendrucks zu sichern, die eine der Spitzen so gestützt, dass sie in der Axenrichtung selbstthätig nachzugeben und wieder vorzudringen vermag.
Fig. 259 stellt die wesentlichen Theile eines derartig eingerichteten, zu einer Schleifmaschine1)Iron, Okt. 1885, S. 323. gehörigen Spindelstockes dar; die Abbildung ist
in vorliegender Ausführlichkeit wiedergegeben, da dieser Reitstock manche andere Eigenthümlichkeiten enthält. Dahin gehört die grosse Zapfenlänge der Spitze. Dieser Zapfen steckt nicht unmittelbar im Reitnagel b, sondern in einem Zwischenstück a, welches mit schlanker Verjüngung in b ruht. Da a nur sehr selten ausgewechselt zu werden braucht, so wird die kegel - förmige Bohrung des Reitnagels b der Abnutzung fast vollständig entzogen. Reitnagel wie Zwischenstück a sind in ganzer Länge durchbohrt und zwar vorwiegend deshalb, um mittels eines hindurch geführten Dornes die Spitze sowohl, als das Zwischenstück hinausstossen zu können. In den Enden der Reitstockhülse c sind nachstellbare Backen, nach Fig. 73, S. 49, ange - bracht; Kappen d und e dienen zum Anziehen dieser Futter. Die Kappe d umgreift das Zwischenstück a und ist mit einer Packung versehen, so dass das Eindringen von Schleifstaub verhütet wird. Auf dem Reitnagel b sitzt ein Ring f, gegen welchen eine Feder drückt, die mit ihrem andern Ende sich gegen das rechtsseitige Futter lehnt. Diese Feder soll den ge - sammten in der Axenrichtung auf die Spitze wirkenden Druck aufnehmen,Fischer, Handbuch der Werkzeugmaschinenkunde. 9130Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.muss daher eine dementsprechende Spannung haben. Um diese Spannung zu regeln, sitzt auf dem Schwanzende des Reitnagels eine Mutter g; sie hat gleichzeitig den Zweck, zu weites Hervorschiessen des Reitnagels b zu hindern. Etwa in der Mitte der Länge des Reitnagels befindet sich in diesem ein Loch, in welches der eine Arm des Winkelhebels h greift. Dieser Winkelhebel dient zum Zurückziehen des Reitnagels, um das Werk - stück zwischen die Spitzen zu bringen; seitliche Druckschrauben i können so gegen den plattenförmigen Theil von h gepresst werden, dass dieser und damit der Reitnagel b fest liegt. Die sonstige Einstellung der Spitze erfolgt wie gewöhnlich durch Verschieben des Reitstockes auf dem Bett der Maschine.
Es gilt das weiter oben über „ Verspannen “Gesagte selbstverständlich auch für das Einspannen zwischen Spitzen: auch hier soll verhütet werden, dass der zum Festhalten dienende Druck das Werkstück nennenswerth ver - biegt. Nun würde, wenn man z. B. eine gekröpfte Welle behufs Abdrehens ihres Schaftes ohne weiteres zwischen die Spitzen einer Drehbank legte, ziemlich starkes Verbiegen in der Kröpfung eintreten. Man legt deshalb
eine Spannschraube in die beanspruchte Axe, wie in Fig. 260 durch gestrichelte Linien angegeben ist, und zieht diese vorsichtig an. Das muss mit grosser Sorg - falt geschehen, weil andern - falls die fragliche Schraube ein Verspannen in entgegen - gesetzter Richtung veranlasst. Manche ziehen daher vor, einen Block aus Gips oder Cement in der Kröpfung selbst zu bilden, wie die ausgezogenen Linien der Fig. 260 angeben. Nicht treibender Cement scheint für den vorliegenden Zweck am geeignetsten zu sein; man begegnet jedoch auch der Anschauung, dass mässiges Treiben dieses Blockes zweckmässig sei, da er doch durch den Spitzendruck ein wenig zusammengedrückt werde. Von diesem Gesichtspunkte aus ist Gips ge - eigneter, weil er beim Erstarren sich ein wenig ausdehnt. Auch eine ge - ringe Beimischung von Gips zum Cement verursacht mässiges Treiben und wird deshalb für den vorliegenden Zweck verwendet.
Die Kräfte, welche winkelrecht zur Werkstücks - und damit zur Spitzen - axe auftreten, haben gleichen Ursprung, wie die in diese Axe fallenden, aber sie sind von anderer Bedeutung für das Stützen des Werkstückes, indem sie Biegungen des letzteren und Biegungen der Spitzen verursachen. Diese Biegungen führen ohne weiteres mehr oder weniger bedeutende Ungenauig - keiten mit sich; es ist nöthig, dahin Vorsorge zu treffen, dass diese Bie - gungen ein erträgliches Maass nicht überschreiten. Es mag schon jetzt bemerkt werden, dass diese biegend wirkenden Kräfte dann am lästigsten sind, wenn sie ihre Richtung wechseln.
Bei kürzeren, kleineren Werkstücken genügen meistens die Spitzen, ohne weitere Beihilfe für die Stützung, bei schweren und bei langen Werk - stücken sind Ergänzungen erforderlich.
131I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.Behufs Abdrehens der Reifen von Eisenbahnwagenrädern findet man wohl die Spitzen nur zum Ausrichten benutzt, während das eigentliche Stützen der Axen durch Backen stattfindet, welche an den beiden, einander gegenüberliegenden Planscheiben fest geschraubt werden. 1)Vergl. Dingl. polyt. Journ., 1873, Bd. 209, S. 407, mit Abb.An Walzen bildet man, solange die Spitzen sie tragen, nur die beiden Zapfen aus, und stützt sie dann, indem diese Zapfen in Lager gebettet werden. 2)Dingl. polyt. Journ., 1861, Bd. 160, S. 252, mit Abb.Nahe ver - wandt hiermit ist die Stützung durch sogenannte Brillen (Lünetten). Diese unterscheiden sich von dem vorhin angegebenen Verfahren dadurch, dass sie die von den Spitzen gebotene Stützung nur ergänzen. Die Brillen werden in gleicher Weise auch zu weiterer Stützung von in Futtern be - befestigten Werkstücken benutzt, weshalb sie auch in Bezug auf diese hier mit erörtert werden sollen.
Das Wort Brille (oder Lünette) deutet an, dass es sich um einen ge - schlossenen Ring handelt, in welchem sich — wie die gedrehten Zapfen der Walzen in Lagern — ein bereits rund gedrehter Theil des Werkstückes lagert. Man verwendet thatsächlich im vorliegenden Sinne nicht selten ge -
schlossene Ringe, welche aus Stahl gefertigt und gehärtet sind. Zweitheilige Zapfenlager mit höl - zernem Futter, welche früher beliebt waren, sind
fast ganz ausser Gebrauch gekommen. Dagegen verwendet man folgende nach - stellbaren, dem vorliegenden Zweck dienenden Einrichtungen. Die eigentlich stützenden Flächen sind durchweg eben, sie berühren das Werkstück je nur in einem schmalen Streifen, weshalb eine möglichst grosse Härte der Flächen selbstverständlich ist. Man kann allgemein die Stützung in allen zur Werkstückaxe winkelrechten Richtungen erreichen, wenn man drei Stützflächen gleichförmig um das Werkstück vertheilt, wie Fig. 261 dar - stellt. Es sind drei Stahlschienen b, deren Enden die Stützflächen bieten, an einem ringförmigen Bock a so befestigt, dass sie in der Halbmesserrichtung verstellt werden können. Diese Bauart leidet an dem Uebelstande, dass das Gestell a einen geschlossenen Ring bildet, also sowohl beim Einbringen wie Fortnehmen des Werkstückes Schwierigkeiten bereitet. Etwas bequemer ist die durch Fig. 262 dargestellte Anordnung,3)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1885, S. 811. die einer weiteren Er - läuterung nicht bedarf; es sei nur erwähnt, dass nach Wegnahme einer der hakenförmig gebogenen Schienen entweder die Brille oder das Werkstück9*132Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.ohne weiteres fortgenommen werden kann. Am verbreitetsten ist die Brille, welche Fig. 263 versinnlicht. In den meisten hier in Frage kommenden Fällen ist der Druck, welchen der Stichel s auf das Werkstück ausübt der massgebende. Dieser ist aber durch eine wagrechte und eine senk - rechte Fläche aufzuheben. Es ist daher der stützende Theil b ein Stahlstab mit rechtwinkliger Ausklinkung, welcher am Ständer a in wagrechter und mit diesem in senkrechter Richtung verstellt werden kann.
Man unterscheidet die Brillen in stehende und laufende. Letztere sind an dem Werkzeugschlitten so befestigt, dass sie dem arbeitenden
Werkzeug unmittelbar folgen, also in un - mittelbarer Nähe des letzteren stützen, erstere dagegen werden am Maschinenbett festgeschraubt, behalten ihren Platz längere Zeit und dienen daher nur zur Verkürzung der freien Werkstücklänge. Die stehenden Brillen kommen vorzugsweise für lange Werkstücke in Frage, welche vermöge ihres Eigengewichts sich nennenswerth durchbiegen, wogegen die laufenden Brillen vor allem da am Platze sind, wo es sich um Stützung gegenüber den von den Sticheln herrührenden Drücken handelt.
Es sei hier die Bemerkung eingeschaltet, dass mehrfach vorgeschlagen worden ist, diese Drücke dadurch auszugleichen, dass man zwei Stichel einander genau gegen - über legt. Allein dieser Ausweg kann den erhofften Erfolg nicht haben, da unmög - lich ist, die von den beiden Sticheln aus - gehenden Drücke in Grösse und Richtung gleich zu halten. Man legt deshalb, wenn überhaupt mehrere Stichel gleichzeitig an - greifen sollen, diese an dieselbe Seite und ihnen gegenüber die stützende Brillen - fläche, um sicher zu sein, dass sich das Werkstück immer gegen diese lehnt, oder bedient sich der ausgleichenden Wirkung eines gegenüberliegenden Stichels nur insoweit, als dieser den einseitigen Druck mildert, so zwar, dass der Ueberdruck immer auf derselben Seite bleibt. Wegen der Elasticität der beiden sich berührenden Dinge — Werkstück einerseits und Stützfläche anderseits — ist ein gewisses Nachgeben nicht zu vermeiden. Liegt der Ueberdruck immer in derselben Richtung, so sind die Schwankungen dieses Nachgebens offenbar geringer, als wenn der Ueberdruck zeitweise von der einen und dann von der entgegengesetzten Seite sich geltend macht. Einige Beispiele mögen das Gesagte erläutern.
Fig. 264 und 265 stellen die Zusammenfassung von drei Drehsticheln und drei zugehörigen Brillen einer Drehbank mit Stahlwechsel dar, welche die Niles-Tool-Works in Hamilton, O. liefern. 1)The Iron Age, Mai 1896, S. 1175.Das Werkstück ist in einem. 133I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.Futter befestigt; es soll mittels der vorliegenden Werkzeugbüchse (box tool) bis auf eine gewisse Länge walzenförmig gedreht werden, worauf mehrere folgende Werkzeuge schrittweise die verlangte Gestalt vollenden und ein letztes Werkzeug das fertige Stück absticht; dann tritt die vor - liegende Büchse wieder in Thätigkeit. Das frei aus dem Futter hervor - ragende Werkstück würde gegenüber den Sticheldrücken in unzulässiger Weise ausweichen. Man hat daher dem Schrubbstichel 1 etwa gegenüber eine Stütze I angebracht, die so eingestellt ist, dass sie sich an die von 1 erzeugte Fläche genau anschmiegt und jedes nennenswerthe Ausweichen des Werkstücks verhindert. Den Sticheln 2 und 3 liegen in derselben Weise die Stützen II und III gegenüber, so dass die Drücke der Stichel durch die mit ihnen verbundenen Stützflächen aufgehoben werden, also auf das Werkstück biegend wirkende fast vollständig ausgeschlossen sind. Hier - durch wird erst möglich, sowohl mehrere Stichel gleichzeitig arbeiten, als auch jeden einen kräftigen Span abheben zu lassen.
Bei der mit 4 Sticheln versehenen Werkzeugs-Büchse, welche Fig. 266 im Schnitt darstellt, sind geschlossene Ringe als Brillen verwendet. 1)American Machinist, 28. Januar 1892.Der Stichel 1 dreht das Werkstück w auf einen genau in die Büchse a passenden Durch -
messer, sodass es gegen die Drücke der Stichel 1 und 2 in bester Weise gestützt wird. Der Durchmesser, welchen Stichel 2 erzeugt, passt genau in die Büchse b. Die Befestigung der Stichel ist hier so bewirkt, wie die Fig. 178 und 179, S. 96, angeben.
Eine Stichelhausanordnung für eine einfache Wellendrehbank stellen die Fig. 267 und 268 in zwei Ansichten dar. b bezeichnet einen Bock, welcher auf die Bettplatte a geschraubt ist. c ist die stählerne Führungs - büchse. An der einen Seite von b befinden sich zwei Werkzeugschlitten d und e, an der anderen Seite ein solcher f. Der in d befestigte Stichel schrubbt, der in e angebrachte dreht die Welle auf die Dicke, welche genau der Weite der Brille c entspricht, und der Stichel, welcher in f steckt, vollendet das Werkstück. Hierdurch erreicht man zunächst, dass man der Welle einen etwas kleineren Durchmesser geben kann, als die Weite der Brille beträgt, also die Brille auch dann noch für dieselbe Wellendicke verwenden kann, wenn sie nachgeschliffen ist; ferner liegt der Druck des Werkstücks gegen die Brille zweifellos immer in der gleichen Richtung, da die beiden Stichel in d und f einen grösseren Druck ausüben, als der eine Stichel in e. g ist ein Teller, auf den das Tropfgefäss gestellt wird.
134Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.Die Jahrhunderte alte Hohldocke ist eine Brille b, Fig. 269, mit kegelförmigem Loch. Sie dient zur Stützung eines Werkstückes a, welches linksseitig auf der Spitze der Arbeitsspindel ruht, am rechtsseitigen Ende bereits abgedreht worden ist und nun an seinem rechtsseitigen Ende mit einer Vertiefung versehen werden soll, welche genau mit der Axe xx des Werkstücks zusammenfällt. Die mässig abgerundete, rechtsseitige Endkante des Werkstücks legt sich gegen die hohlkegelförmige Fläche der Hohldocke und richtet diese dabei ohne weiteres aus.
Ebenfalls als besondere Ausführungsform der Brille ist die Vorrichtung aufzufassen, welche Fig. 270 darstellt. Sie soll ein nicht genau rundes Werkstück a, welches linksseitig auf die Spitze der Arbeitsspindel sich stützt oder mittels Futter oder durch die Klauen einer Planscheibe an der Arbeitsspindel befestigt ist, so stützen, dass es sich genau um die Axe xx dreht. Man hat zu dem Zweck auf a, mit Hilfe mehrerer Schrauben d einen Ring r festgeklemmt, welcher in dem feststehenden Ring b sich drehen kann. Behufs Ausgleichs der eintretenden Abnutzungen
ist die Tragfläche des Ringes r schweinsrückenartig gestaltet und in b ein nachstellbarer Ring c angebracht, welcher mit b zusammen die, zu dem Schweinsrücken passende Hohlfläche bildet.
135I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.Als Mitnehmer kann fast jede, am Werkstück angebrachte Hervor - ragung gebraucht werden, weshalb denn die Zahl der verschiedenen Aus - führungsformen ungemein gross ist. Sehr verbreitet ist das sogenannte Drehherz, Fig. 271, d. i. ein herzförmiger Ring, welcher mittels Druck - schraube am Werkstück w befestigt wird. Der Mitnehmerstift (vergl Fig. 256 S. 126) legt sich gegen die fingerartige Verlängerung des Ringes. Es wird aber zuweilen der Finger rechtwinklig umgebogen, wie in dem Bilde durch gestrichelte Linien angegeben ist, und in ein Loch der Mitnehmerscheibe gesteckt. Dem durch Fig. 272 abgebildeten Mitnehmer rühmt man nach, dass sein Schwerpunkt für jede Werkstückdicke in die Axe des Werk - stücks w fällt, also das lästige Voreilen, was ein einseitiger Schwerpunkt veranlassen kann, vermieden wird. Er besteht aus einem Flacheisen, welches
zunächst zu einem langen, flachen Bügel zusammengebogen und dann in anderer Ebene zu einem rechten Winkel umgebogen ist. Ein rechtwinklig gebogener Bolzen, dessen Enden mit Schraubengewinde versehen sind, wird durch den Schlitz des aus Flacheisen hergestellten Theils gesteckt; Muttern dienen zum Anpressen der beiden Bügel gegen das Werkstück, und der Mitnehmerstift legt sich gegen einen der Flügel dieses Mitnehmers.
Die nach aussen hervorragenden Theile dieser beiden Mitnehmerformen enthalten eine gewisse Gefahr für den bedienenden Arbeiter; man sucht deshalb oft die Mit - nehmer so zu gestalten, dass sie aussen möglichst glatt sind. 1)Hermann Fischer, Allgem. Grunds. und Mittel des mechanischen Aufbereitens, Leipzig 1888, S. 581. D.R.P. 89 006.Anderseits bemüht man sich, die Mitnehmer so einzurichten, dass sie rasch abgenommen werden können. Hierfür sind fast alle sogenannten Rohrzangen2)Vorige Quelle. S. 568. brauch - bar. Es genügt, einen solchen Mitnehmer hier anzu - führen. In Fig. 273 bezeichnet a einen Winkelhebel, dessen kurzer Schenkel sich gegen das Werkstück w
legt, während sein langer Schenkel vom Mitnehmerstift m fortgeschoben wird. Mit a ist ein Bügel b gelenkig verbolzt, welcher das Werkstück um -136Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.greift; eine Feder f hält b mit w in Fühlung. Je grösser der Widerstand ist, bezw. je grösser der Mitnehmerstift m gegen a drückt, umsomehr wächst der Druck, welcher zwischen a und b einerseits und w anderseits die er - forderliche Reibung erzeugt. Uebt m keinen Druck aus, so kann der Mit - nehmer a b f leicht fortgenommen werden.
Der Angriffspunkt des Mitnehmerstiftes wandert im Kreise herum, so - dass der Gegendruck, welchen die Spitze zu leisten hat, die Reihe aller winkelrecht zur Werkstücksaxe liegenden Richtungen durchläuft. Es wird daher die Spindelspitze nach einander in allen diesen Richtungen durchgebogen, wenn nur dieser Gegendruck auf sie wirkt, und das ist der Fall, sobald der Stichel in der Nähe der Reitstockspitze sich befindet, und das Eigen - gewicht des Werkstücks klein genug ist, um vernachlässigt werden zu können. Greift aber der Stichel S, Fig. 274,1)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1898, S. 610. in der Nähe des Mitnehmers an, so macht sich dessen Widerstand R geltend, indem neben dem Druck des Mitnehmerstiftes auch noch dieser Druck R auf die Spitze wirkt. Es
sei R nach Richtung und Grösse = M m und der vom Mitnehmer herrührende Druck, wenn der Mitnehmer in I sich befindet = M a, dann erhält man als Mittel dieser beiden Kräfte nach Richtung und Grösse die Kraft M 1. Indem man in gleicher Weise diese Mittelkräfte für die Mitnehmerlagen II, III bis VIII bestimmt, erhält man sie der Reihe nach zu M 2, M 3 u. s. w. bis M 8, d. h. die Belastung der Spitze liegt ausschliesslich nach einer Seite, wenn auch in der Richtung und Grösse ein wenig schwankend.
Für Fig. 274 war angenommen, dass der Mitnehmerstift an einem doppelt so grossen Halbmesser angreife als der Stichel. Ist aber umgekehrt der Halbmesser, in welchem der Stichel arbeitet, doppelt so gross als der Halbmesser des Mitnehmerstiftes, so ergeben sich die Belastungen der beim Mitnehmer belegenen Spitze nach Fig. 275. M m ist die Mittelkraft des Sticheldruckes, M a der vom Mitnehmerstift herrührende Druck, wenn ersterer in I sich befindet, M 1 sonach die Mittelkraft dieser beiden Drücke nach Richtung und Grösse. In gleicher Weise erhält man die Mittelkräfte M 2 u. s. w. bis M 8 für die Lagen des Mitnehmerstiftes in II u. s. w. bis VIII. Daraus ergiebt sich, dass diese Mittelkraft in allen Richtungen der Bild -137I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.fläche sich bewegt, die Spitze also zeitweise in der gerade entgegengesetzten Richtung beeinflusst.
Würde man zwei Mitnehmerstifte e, Fig. 276, in genau gleichem Ab - stand von der Axe der Spitzen angreifen lassen, so würde die Spitze über - haupt nicht von dem Druck des Mitnehmers beeinflusst werden, also nur den auf sie fallenden Theil des Sticheldrucks R und des Werkstückgewichts aufzunehmen haben. Es ist aber schwer zu erreichen, dass zwei an der Mitnehmerscheibe feste Stifte genau gleichförmig an den Mitnehmer, oder z. B. die Arme eines auf einem Dorn sitzenden Rades sich anlegen. Da nun bei der Bearbeitung von Werkstücken, welche auf einen Dorn gesteckt sind, solche Verhältnisse, wie Fig. 275 in Aussicht nimmt, häufig vor - kommen, so sind Einrichtungen zweckmässig, vermöge welcher die beiden Mitnehmerstifte e, Fig. 276, sich gleichmässig anlegen, ihre Drücke selbst - thätig ausgleichen; sie heissen selbstausgleichende Mitnehmer. 1)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1898, S. 610, mit Abb.Ich begnüge mich hier, einen derselben zu beschreiben. Es sitzen, nach
Fig. 277, die Mitnehmerstifte e nicht fest an der Mitnehmerscheibe b, sondern an einem Ring a. Dieser Ring ist mit zwei Leisten behaftet, welche in eine Nuth von b greifen und in dieser sich verschieben können. Diese Leisten springen nach innen über den Ring a hervor, so dass sie hier unter den an b festen Ring c greifen und durch diesen der Ring a am Herab - fallen gehindert wird. Angenommen nun, der obere Stift e lege sich gegen den Mitnehmer oder das Werkstück, der untere Stift aber nicht, so würden beide Stifte e mit dem Ring a so lange sich gemeinsam verschieben, bis beide Stifte mit gleicher Kraft sich anlegen.
In erster Linie werden Werkstücke unter Vermittlung von Dornen zu dem Zwecke ein - oder aufgespannt, um eine Fläche zu bilden, die zur vorhandenen Bohrung gleichaxig ist. Man verfolgt aber gleichzeitig, in manchen Fällen sogar vorwiegend, den Zweck, das Werkstück unter den Bedingungen fertig zu stellen, unter welchen es bei seinem späteren Ge - brauch eine genau richtige Gestalt haben soll.
Eine Riemenrolle z. B. soll, auf ihrer Welle befestigt, genau rund laufen. Dieses Ziel wird offenbar am einfachsten dadurch erzielt, dass man die Riemenrolle erst fertig dreht, nachdem sie auf ihrer Welle be -138Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.festigt ist. Die Spannungsänderungen, welche durch Abnahme des wesent - lichsten Theiles der hinwegzuräumenden Späne eintritt, kann sich alsdann bei den gleichen Umständen frei entfalten, welche demnächst das fertige Werkstück beeinflussen, so dass durch Abnahme des letzten dünnen Spanes von der auf ihrer Welle festsitzenden Riemrolle die denkbar genaueste Rundung erreicht wird.
Praktische Rücksichten verbieten meistens die reine Durchführung dieses Verfahrens; man setzt deshalb an Stelle der Welle eine andere, den Dorn, und befestigt das Werkstück auf diesem möglichst genau so, wie es später auf seiner Welle befestigt wird.
Der zuerst angeführte Zweck des Aufspannens mittels eines Dornes ist durch selbstausrichtende Dorne zu erreichen. 1)Dingl. polyt. Journ. 1840, Bd. 77, S. 74; 1854, Bd. 134, S. 254; Polyt. Centralbl. 1858, S. 618; 1873, S. 1152: The Engineer, Juli 1882, S. 65; Juli 1883, S. 35; Engineering, Juli 1884, S. 68; Revue générale, 1890, Bd. 4, S. 58; Dingl. polyt. Journ. 1892, Bd. 284, S. 283.Um z. B. die Aussen - seite der Nabe eines Hebels W, Fig. 43, S. 37, gleichaxig zu dessen Boh - rung bearbeiten zu können, steckt man die Nabe, deren Endflächen winkel - recht zur Axe der Bohrung bearbeitet sind, auf den an der gut gelagerten Spindel s festen Kegel a und drückt einen verschiebbaren Kegel b mittels einer Mutter in das andere Ende der Bohrung. Wenn man nun einen Stichel s gleichlaufend zur Spindelaxe hin - und herbewegt und nach jedem Schnitt die Spindel nebst der auf ihn sitzenden Nabe entsprechend dreht, so erzeugt der Stichel eine zur Bohrung der Nabe gleichlaufende cylin - drische Fläche.
Aehnlich ist mit einer solchen Rundhobelvorrichtung eine Kegel - fläche zu erzeugen, deren Axe mit derjenigen der Bohrung zusammenfällt. Dasselbe gilt, wenn die Aussenfläche durch Abdrehen, Fräsen oder Schleifen erzeugt werden soll und es sind die in den angezogenen Quellen beschrie - benen selbstausrichtenden Futter in dementsprechenden Gebrauch. Hoch - gradige Genauigkeit lässt sich jedoch auf diesem Wege kaum erreichen. Wenn nicht eine andere demnächstige Befestigung des Werkstückes auf seiner Welle gegeben ist — die dann auch für die Befestigung auf dem Dorn angewendet werden muss — so wählt man als die genaueste das Aufpressen. Es wird der Dorn genau walzenförmig gedreht, aber ein wenig dicker gemacht als die Weite der Werkstückbohrung beträgt, so dass der Dorn nur mit einiger Kraft in das Loch gedrückt werden kann. Man wird fragen: um wie viel muss der Dorn dicker sein, als die Weite des Loches beträgt? Diese Frage ist nicht durch Nennung des Bruchtheiles eines Millimeters, welcher den Unterschied bezeichnet, zu beantworten, vielmehr nur wie folgt: es soll einerseits die zwischen der Wandfläche auftretende Reibung genügen, um das Werkstück festzuhalten, anderseits aber der zwischen den Wandflächen auftretende Druck nicht so gross werden, dass für das Werkstück die Gefahr des Berstens eintritt. Die erste Grenze lässt sich ziemlich leicht beobachten: der Kraftaufwand für das Eindrücken des Dornes ist offenbar gleich der auftretenden Reibung, also gleich dem Widerstand, der einer anderen versuchten Verschiebung entgegentritt. Wenn man daher den Dorn nicht durch Hammerschläge eintreibt — was auch aus anderen Gründen zu verwerfen ist — sondern durch ruhigen Druck in139I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.die Bohrung schiebt, so ist ohne Schwierigkeit der Widerstand schätzungs - weise, nöthigenfalls sogar genau zu beobachten.
Die andere Grenze wird nur durch Schätzung ermittelt werden können. Man löst die Frage praktisch so, dass man für das Eindrücken keinen er - heblichen Ueberschuss über das Erforderliche zulässt und bei schwächlichen Werkstücken in dieser Beziehung besonders vorsichtig verfährt. Freilich bedingt dieses Verfahren zuweilen ein Nachdrehen des Dornes und auch das Verwerfen eines zu dünn gewordenen Dornes.
Auf Grund einiger Beobachtungen kann ich angeben, dass die Rei - bung des Dornes in der Bohrung der zum Ein - bezw. demnächsten Aus - drücken des Dornes erforderlichen Kraft in kg bis hinauf zu 1,5 bis 3 mal Lochweite in mm mal Berührungslänge in mm getrieben wird, d. h. dass die Reibung für jedes qmm der sich berührenden Flächen bis zu 0,5 oder gar 1 kg beträgt. 1)Es möge hierbei bemerkt werden, dass Karmarsch die Reibung eines quer in Eichenholz geschlagenen Nagels zu 1,4 kg für 1 qmm der Berührungsfläche fand.Man bewirkt das Eindrücken wie Ausdrücken des Dornes durch Wasserdruck -, Schrauben - oder Zahnstangenpressen. Erstere gestatten das Beobachten des thatsächlich ausgeübten Druckes am Mano - meter, bei den Schraubenpressen wird zuweilen eine Wage eingeschaltet, bei den Zahnstangenpressen,2)American Mach. 6. Juni 1895. welche nur für kleinere Dorne gebräuchlich sind, beurtheilt der Arbeiter den Druck nach dem Widerstand, welchen die Hand erfährt. Die Zahnstangenpressen bestehen nämlich meistens aus einer senkrecht geführten Zahnstange, in welche ein Zahnrad greift; die Welle des Zahrades wird durch eine Handkurbel oder eine Ratsche mit Handhebel bethätigt. Unter der Zahnstange befindet sich ein einstellbarer Tisch, auf welchen das Werkstück gelegt wird. Man stellt die Presse auf das Drehbankbett oder versieht sie mit einem höheren Ständer, so dass sie auf den Fussboden gestellt werden kann.
Die gewöhnliche feste Aufspannplatte pflegt so angebracht zu sein, dass sie für die grössten in Aussicht genommenen Werkstücke passend liegt. Kleinere Werkstücke müssen dann unter Vermittlung von Zwischen - stücken in die geforderte Nähe zum Werkzeug gebracht werden. Hierzu dienen Aufspannblöcke, Aufspannwinkel u. dergl. Erstere sind etwa würfelförmige Hohlkörper, welche auf die Aufspannplatte festzuschrauben sind und an ihren freien Flächen Aufspannnuthen oder Aufspannlöcher ent - halten. Aufspannwinkel haben nur zwei oder drei zu einander rechtwink - lige ebene Flächen, von denen eine sich gegen die feste Aufspannplatte legt. Derartige Zwischenstücke werden behufs bequemen Einstellens auch aus mehreren Theilen gemacht.
Fig. 278 stellt einen so angebrachten Aufspannwinkel für eine Feil - maschine in zwei Ansichten dar. Die senkrechte Aufspannplatte a sitzt am Maschinengestell fest. An ihr ist eine zweite Platte b in wagrechter Richtung zu verschieben, bezw. zu befestigen, und an ihr endlich ist der eigentliche Aufspannwinkel c anzubringen, wenn man seiner überhaupt be - darf. Es wird mit dieser Einrichtung verhältnissmässig leicht die richtige Höhen - und Seitenlage des Werkstücks gewonnen. Verwandtes kommt auch140Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.bei Drehbänken vor, wenn man sie zeitweise für Fräsarbeiten verwenden will. 1)Dingl. polyt. Journal, 1874, Bd. 213, S. 113; Bd. 214, S. 190. Baierisches Indu - strie - und Gewerbeblatt, 1896, S. 111.
Man verbindet den Winkel c, Fig. 278, mit der Platte b auch durch ein Gelenk, so dass den Aufspannflächen des Winkels bestimmte geneigte Lagen gegeben werden können. Fig. 279 zeigt derartiges, was für eine Fräs - oder eine Bohrmaschine gebraucht werden kann. a ist auf der ge - wöhnlichen Aufspannplatte befestigt, b mit a durch ein Gelenk und die Einstellschraube c verbunden. Die durch Fig. 280 abgebildete, für eine Bohrmaschine bestimmte Vorrichtung ist in reicher Weise einstellbar gemacht.
Es ist die Aufspannplatte a zunächst um den wagerechten Bolzen b drehbar; die unter b geschnitten angegebene Schraube dient zum Feststellen, und ein Gradbogen ermöglicht die Schräglage von a abzulesen. Der Körper c, welcher a trägt, ist um einen senkrechten Zapfen des Fussstückes d dreh - bar, und ein Gradbogen gestattet das Ablesen des Maasses dieser Drehung. Damit letztere bequem und genau ausgeführt werden kann, sitzt an dem
Zapfen von d ein — nicht sichtbares — Wurmrad, in welches ein in i gelagerter Wurm greift. c ist gespalten und kann mit Hilfe der Schraube e auf dem Zapfen von d festgeklemmt werden.
Diese Einrichtung kann z. B. auch verwendet werden, um ein Werk - stück mit Löchern zu versehen, die verschiedene, aber bestimmte Rich - tungen haben sollen, und zwar ohne Umspannen des Werkstückes.
141I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.Denselben Zweck, nämlich Gewinnung einer anderen Lage des Werk - stückes ohne dieses umspannen zu müssen, verfolgt man häufig mit dem Einspannen zwischen Spitzen bei Fräsarbeiten. In Fig. 281 bezeichnet a die Aufspannplatte, auf welcher einerseits ein Reitstock b, anderseits eine Art Spindelstock c befestigt ist. An dem einen freien Ende der Spindel dieses Stockes befindet sich eine Mitnehmereinrichtung, welche das Werk - stück mit der Spindel verbindet, an dem anderen Ende sitzt das Theilrad f. Ist z. B. zwischen die Spitzen dieser Vorrichtung mit Hilfe eines Dornes ein Werkstück befestigt, welches ein Zahnrad werden soll, so führt man den Fräser, dessen Querschnitt der Zahn - lücke entspricht, an dem Werkstück entlang und wieder zurück, dreht Spindel und Mit - nehmer e mittels des Theilrades um eine
Zahntheilung und erzeugt die zweite Zahnlücke u. s. f.
Man bildet den Spindelstock für derartige Zwecke auch nach Fig. 282 und 283 aus. Die Spindel a steckt in dem Körper b und wird dort durch die Doppel-Ringmutter m gehalten. An ihrem Schwanzende sitzt das Wurm - rad g. Der Körper b ist um zwei in die festen Wände c gepresste Ringe
h drehbar; eine Schraube i, welche durch bogenförmige Schlitze der Wände c gesteckt ist, hat den Zweck, b in der ihm gegebenen Lage festzuhalten. In den Ringen oder Büchsen h ist eine Welle e gelagert, auf welcher der zum Wurmrad g passende Wurm f befestigt ist. Es kann daher in jeder Lage der Spindel a eine Drehung derselben mittels der Welle e stattfinden. a ist nun am Kopfende kegelförmig hohl, um eine Spitze mit Mitnehmer aufzunehmen, wenn man den Spindelstock, bei wagrechter Lage der Spindel142Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.a (Fig. 283), wie in Fig. 281 dargestellt, verwenden will. Die grosse kegel - förmige Bohrung von a ist aber besonders zur unmittelbaren Aufnahme von Dornen eingerichtet, welche keiner Stützung durch eine zweite Spitze bedürfen. Es ist die Spindel in ganzer Länge durchbohrt, entweder behufs bequemen Ausstossens des Dornes, oder auch um diesen sicherer zu be - festigen, in der Weise, wie durch Fig. 213, S. 109 angegeben. Das auf dem in a steckenden Dorn fest sitzende Werkstück lässt sich mit Hilfe dieser Vorrichtung der Fräseraxe gegenüber in eine beliebige Neigung bringen und um seine eigene Axe drehen. Letzteres bewirkt man oft mittels der Hand und ruckweise, indem an e eine Eintheilvorrichtung angebracht ist. Man nennt hiernach die Einrichtung Theilkopf. Dreht man e unter Be - nutzung von Wechselrädern stetig, während der Fräser gegenüber dem Werkstück fortschreitet, so erzielt man eine Spirale. Wegen der Aehnlich - keit der Fig. 282 mit dem bekannten Geschütz, nennt man diese Vorrich - tung auch Haubitze. Sie wird in den Einzelheiten sehr verschiedenartig ausgebildet. 1)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1892, S. 754, D. R. -P. Nr. 73332; D. R. -P. Nr. 76746. Dingl. polyt. Journ. 1896, Bd. 299, S. 276. Baier. Industrie - u. Gewerbeblatt 1896, S. 109.
Schwerere Werkstücke, welche von einem Arbeiter nicht bequem ge - hoben werden können, bedingen für das Aufspannen und auch das dem - nächstige Losnehmen die Heranziehung von Hilfsarbeitern. Hierdurch entstehen nicht selten beträchtliche Zeitverluste. Man ist daher z. Z. be - strebt, die Werkzeugmaschinen mit geeigneten Hebevorrichtungen zu ver - sehen, welche den die Maschine bedienenden Arbeiter befähigen, ohne solche Hilfsarbeiter das Werkstück aufzuheben und an der Maschine zu befestigen, sowie demnächst abzulegen. Die Hilfs - und Hofarbeiter haben alsdann nur die Aufgabe die zu bearbeitenden Werkstücke rechtzeitig an eine Stelle zu legen, von welchen die Hebevorrichtung sie entnehmen kann, und die abgelegten, bearbeiteten Werkstücke fortzuschaffen.
Die in Rede stehenden Hebevorrichtungen gehören zuweilen den all - gemeinen Förderungsmitteln der Werkstatt (Laufkrähne, Drehkrähne, Hänge - bahnen u. s. w.) an, bestehen auch zuweilen aus Flaschenzügen, welche an die Decke der Werkstatt gehängt sind, oder sind mit in die zugehörige Maschine gebaut. Das letztere Verfahren dürfte für mittelschwere Werkstücke im allgemeinen das beste sein, weil einerseits die ausschliesslich der einen Maschine dienende Vorrichtung ihren Aufgaben am vollkommensten ange - passt werden kann, und anderseits der Einschluss der Hebevorrichtung in die Maschine meistens geringen Schwierigkeiten begegnet.
Es bestehen solche mit der Maschine verbundene Hebevorrichtungen meistens aus Drehkrähnen, auf deren wagerechtem Ausleger — nach Art der sogen. Giessereikrähne — eine mit Flaschenzug versehene Katze läuft. Je nach der Eigenart der Maschine und der Werkstücke kommen aber auch andere Vorrichtungen zur Verwendung.
Es möge hier schon darauf hingewiesen werden, dass das Anbringen der Werkstücke auf wagrechte Aufspannplatten viel bequemer ist, als an senkrechten. Man kann die Werkstücke auf die wagrechten Platten legen143I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.und ihnen dort durch Verschieben die richtige Lage geben, während bei aufrechter Lage der Platten die Werkstücke von der Hebevorrichtung, oder — wenn eine solche nicht vorhanden ist — von der Hand so lange getragen werden müssen, bis die Befestigung erfolgt ist. Dieser Umstand entscheidet nicht selten bei Wahl der Bauart der Werkzeugmaschine.
Zunächst sind zu unterscheiden: Bewegungen, welche einerseits Werk - zeug und Werkstück bis zum Angriff einander nähern und demnächst von einander entfernen, und Bewegungen, welche die eigentliche Arbeit als Schalt - oder Arbeitsbewegungen herbeiführen.
Erstere Bewegungen schliessen sich so eng der Gesammtanordnung der einzelnen Maschine an, bezw. beeinflussen sie in dem Grade, dass zweckmässig erscheint, ihre Erörterung, soweit eine solche nöthig ist, in den Abschnitt über die Gesammtanordnung zu verweisen.
Die dem eigentlichen Arbeiten angehörigen Bewegungen lassen sich in Arbeits - und Schalt - oder Zuschiebungsbewegungen zerlegen.
Unter Arbeitsbewegung ist diejenige zu verstehen, welche in die Richtung des Hauptwegs, unter Schalt - oder Zuschiebungsbewegung die - jenige, welche in die Richtung des Schaltwegs (vergl. S. 32) fällt.
Beide unterscheiden sich im allgemeinen durch ihre Geschwindigkeit, indem die Schaltbewegung regelmässig geringere Geschwindigkeit hat als die Arbeitsbewegung. Dieser Unterschied ist aber nicht so wesentlich, dass man hiernach die bewegenden Mittel ordnen könnte.
Für beide Bewegungen sind Zahnräder, Reibungsräder, Zahnstangen, Schrauben, Kurbeln und Riemen gebräuchlich. Es sind beide Bewegungen entweder stetig kreisend, im Bogen oder gerader Linie hin - und hergehend; nur die ruckweisen Bewegungen gehören ausschliesslich der Schaltung an.
Daher sollen in dem Folgenden die Mittel für beide Bewegungen im ganzen gemeinsam behandelt werden; unter gelegentlichem Hervorheben der besonderen Umstände, welche den Zweck der Bewegungen begleiten.
1. Solange die betreffenden Theile ihre gegensätzliche Lage nicht ändern, sind die Mittel zur Uebertragung der stetigen Drehung von denen, welche für diesen Zweck allgemein gebraucht werden, nicht verschieden. Es verdient jedoch besonders hervorgehoben zu werden, dass man bei Be - wegungsübertragungen durch Zahnräder für Werkzeugmaschinen oft höhere Ansprüche hinsichtlich der Stossfreiheit des Betriebes stellt als sonst. Solche ruhige Uebertragung gewähren die Räder mit sogen. Keil -, Pfeil - oder ge - knickten Zähnen, aber nur dann, wenn die Mittelebenen der Räder genau zusammenfallen. Wird dieser Vorbedingung nicht genügt, sei es infolge ungenauer Ausführung, oder gelegentlich sich einstellender gegensätzlicher Verschiebung der Räder, so liefern die in Rede stehenden Räder einen unruhigeren Betrieb als gewöhnliche Zahnräder. Das veranlasst nicht selten zur Anwendung einfach schräger, richtiger schraubenförmiger Zähne, ob -144Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.gleich diese einen nennenswerthen Druck in der Axenrichtung der Räder hervorbringen.
Der Wurmradbetrieb (Schraube ohne Ende) findet nicht allein An - wendung, solange es sich um bedeutende Geschwindigkeitsverminderungen handelt, sondern auch wegen seiner Eigenschaft — bei guter Ausführung — stossfrei zu übertragen. Er dürfte für den Werkzeugmaschinenbau eine noch grössere Einführung finden, wenn das Vorurtheil, nach welchem der Wurmradbetrieb mit unverhältnissmässig grossen Reibungsverlusten ver - knüpft sein soll, mehr und mehr als solches erkannt ist. 1)Vergl. Versuche über die Nutzleistung der Wurmradbetriebe: Schweizerische Bauzeitung, Juli 1895, S. 16, mit Abb. Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1887, S. 451, mit Abb. 1897, S. 936, S. 968, mit Abb.
Von mehreren Seiten ist der Betrieb mittels Globoidschraube empfohlen2)Reuleaux, Konstrukteur, IV. Aufl. S. 574. Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1893, S. 586; 1894, S. 567; 1896, S. 114, mit Abb.. Ich warne dringend vor deren Verwendung, weil der Antrieb dauernd ein unruhiger ist, was leicht erkannt wird, wenn man bedenkt, dass der Steigungswinkel der Globoidschraube von deren Mitte aus nach beiden Seiten hin abnimmt, während der Steigungswinkel der Radzähne sich nicht ändert.
Hyperboloidische Räder kommen — obgleich deren Anwendung häufig zweckmässig sein würde — selten vor, wohl deshalb weil nur wenige Techniker sie zu entwerfen gelernt haben. Man behilft sich, wenn die Axen zweier Räder in einiger Entfernung von einander sich überschneiden mit einem Ersatzmittel, nämlich mit Rädern, welche schraubenförmig verlaufende
Zähne haben. Für geringe Kräfte sind solche, verhältnissmässig leicht herzustellende Räder ausreichend.
Der Betrieb durch Reibungsräder findet — wegen seiner geringen Nutzleistung — hauptsächlich nur dann statt, wenn grösserer Werth auf bequeme Aenderung des Ueber - setzungsverhältnisses gelegt wird. Anwen - dungsformen für diesen Zweck finden sich weiter unten angegeben.
2. Der Werkzeugmaschinenbau verlangt häufig die Bewegungsübertragung zwischen zwei Theilen, welche sich gegeneinander verschieben. Hierfür sind fol - gende Anordnungen brauchbar:
a. Die Wellen sind gleichlaufend, ihre Entfernung ändert sich nicht, aber sie verschieben sich gleichlaufend gegen einander. Bei Riemenbetrieb pflegt man in diesem Falle die eine Welle a, Fig. 284, mit einer Trommel c, die andere Welle b mit einer gewöhnlichen Riemenrolle zu versehen. Findet die gegensätzliche Verschiebung zwischen a und b langsam genug statt, so genügt reichliche Wölbung der Rolle d, um den Riemen auf dieser zu erhalten; im anderen Falle muss zu diesem Zwecke ein Riemenführer angebracht werden. Für Räderbetrieb kann der gleiche Gedanke, welcher der angegebenen Anordnung zu Grunde liegt, zur Anwendung kommen: man setzt auf b, Fig. 285, ein Rad d gewöhnlicher Breite, auf die Welle a dagegen ein langes Stirnrad c. Da jedoch in der Regel die gegensätzliche145I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.Lage von c zu d nicht derartig wechselt, dass die ganze Länge des Rades gleichförmig in Anspruch genommen wird und demgemäss einigermassen gleichförmige Abnutzung erfährt, so bringt das vorliegende Verfahren der Bewegungsübertragung nicht selten störende Unannehmlichkeiten mit sich. Man zieht deshalb meistens vor, den beiden Rädern c und d Fig. 286 gleiche Breite zu geben, d auf b zu befestigen, aber c auf a verschiebbar anzu - ordnen — die Welle a ist z. B. in ganzer Länge mit einer Nuth versehen, in welche eine an c feste Leiste greift, so dass a und c sich gemeinsam drehen — und mit einem Lager von b einen Arm e fest zu verbinden, welcher einen Hals des Rades c umgreift, so dass die gegensätzliche Lage von c und d unverändert bleibt. Das gleiche Verfahren wird zuweilen auch bei Riemenbetrieb angewendet.
Nicht selten wird der vorliegende Zweck auch durch Verbindung von w. u. angeführten Mechanismen erreicht.
b. Die Wellen sind gleichlaufend, ihre Entfernung ändert sich nicht, auch eine gegensätzliche Verschiebung in der Längenrichtung der Wellen kommt nicht vor. Es ändert sich aber die gegensätzliche Lage, d. h. es bewegt sich die eine Welle b in einem Kreisbogen um die andere Welle a, Fig. 287 und 288. Die Lösung der Aufgabe, den Betrieb von einer der Wellen zur anderen aufrecht zu erhalten, ist für Riemen - wie Räder - betrieb eine so einfache, dass der Hinweis auf die Figuren für deren Dar - stellung genügt. Es werden jedoch auch hierfür Ver - bindungen w. u. ange - gebener Betriebe ange - wendet, namentlich, wenn bei grösseren Wellenent - fernungen Zahnräder als Betriebsmittel verlangt werden.
c. Eine der zu einander gleichlaufend bleibenden Wellen ändert ihre Lage gegenüber der andern, so dass der Abstand ein anderer wird. Fig. 289 zeigt eine Lösung der Aufgabe für Riemenantrieb. Die Dreh-Bewegung soll von der Welle a auf die Welle b übertragen werden, obgleich letztere ihren Ort wechselt. Es ist zu diesem Zweck eine Hilfswelle c eingeschaltet, deren Lager durch Lenker e, bezw. f, einerseits mit a, andererseits mit b so verbunden sind, dass weder der Abstand a c noch die Entfernung b c sichFischer, Handbuch der Werkzeugmaschinenkunde. 10146Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.ändern können. Für Räderbetrieb ist nach Fig. 290 fast genau dieselbe Anordnung möglich. Für geradlinige Verschiebung der Welle b und Riemen - betrieb ist die durch Fig. 291 dargestellte Anordnung beliebt. Es ist die Lagerung der Welle a fest, ebenso diejenige der Leitrolle x; die Lagerung von b ist geradlinig verschiebbar und mit ihr die zweite Leitrolle y verbunden. Freier noch lässt sich der Abstand zwischen a und b ändern, wenn man — z. B. nach Fig. 292 — gewissermassen einen Speicher für die zeitweise überflüssige Treibriemenlänge anordnet. Es ist der Riemen über Leitrollen gelegt, von denen eine das Gewicht Q trägt, welches in einem Kasten oder auch längs zweier Führungsstangen auf - und niedersteigt, je nachdem man b weiter von a entfernt oder erstere Welle der letzteren nähert. Wenn statt eines Riemens eine Treibschnur zur Anwendung kommt und die betr. Rollen mit genügend tiefen Rillen versehen sind, so lässt sich b auch in gewissem Grade gegen a schräg legen und in der Axenrichtung verschieben; auch lässt sich das — dann entsprechend schwerere — Gewicht Q an einen
Flaschenzug hängen, so dass trotz kleinen Hubes von Q eine grössere Verstellbarkeit von b vorliegt.
d. Die Axen der Wellen schneiden sich. Dienen Kegelräder als Be - triebsmittel, so ist eine Verschiebbarkeit der Welle b gegenüber a Fig. 293 in der Längenrichtung der ersteren gegeben, wenn man b mit langer Nuth versieht, in welche eine, in der Nabe des Kegelrades c befestigte Leiste greift und die halsförmig eingedrehte Nabe des Rades c von einem Arm e umgreifen lässt, der an der Lagerung der Welle a fest sitzt. Es ist ferner a um b drehbar, wenn die Lagerung von a um b oder von b um a dreh - bar angeordnet ist.
e. Eine Aenderung des Neigungswinkes, welchen die Axen der Wellen a und b einschliessen, ist möglich, wenn man die Drehung durch ein Kreuz - gelenk (Hooke’sches Gelenk) überträgt. Da jedoch die Bewegungsüber - tragung durch das Kreuzgelenk ungleichförmig ist, so wird von ihm in der angegebenen Weise für Werkzeugmaschinen selten Gebrauch gemacht. Früher1)Zeitschr. d. Arch. und Ingen. -Vereins für Hannover, 1866, S. 294. habe ich — meines Wissens zuerst — nachgewiesen, dass die Ungleichförmigkeit der Drehung, welche ein Kreuzgelenk verursacht,147I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.durch ein zweites Kreuzgelenk aufgehoben wird, wenn folgende Bedin - gungen erfüllt werden: es müssen die Neigungswinkel der Axen jedes Kreuzgelenks unter sich gleich sein und die Gelenktheile des einen Kreuzgelenks gegenüber dessen Neigungsebene gerade so liegen, wie die des anderen zu der diesem angehörigen Neigungsebene. Diese allge - meinen Bedingungen werden nun erfüllt, wenn die drei Wellen a, b und c Fig. 294 in gemeinschaftlicher Ebene liegen, die beiden Winkel a irgend - welche Grösse haben, aber unter sich gleich sind und die an b festen Bügel in gemeinsamer Ebene liegen. Es eignet sich ein solches Kreuz - gelenkpaar sonach für die Bewegungsübertragung zwischen zwei zu einander
gleichlaufend liegenden Wellen a und c, auch wenn deren Abstand ver - änderlich sein soll; es ist nur noch nöthig, die Welle b so einzurichten, dass sie nach Bedarf sich verlängert oder verkürzt. Letzteres ermöglicht eine Welle, die aus zwei sich nach Art der Fernrohrtheile in einander ver - schiebenden Hälften besteht; haben diese Wellen kreisrunden Querschnitt, so pflegt man sie durch einen Splint zu kuppeln, welcher in der einen Welle festsitzt, in einem längeren Schlitz der anderen Welle sich aber frei verschieben lässt. Die Zwischenwelle b, Fig. 295, wird nur durch die Kreuz -
gelenke gestützt, während die Wellen a und c hart an den Gelenken bei l l gelagert sind; die Welle c kann z. B. in den Richtungen der eingezeichne - ten beiden Pfeile sich verschieben, während die Lager von a ihren Ort nicht verlassen. Diese Bewegungsübertragung kommt fast nur für Schalt - zwecke zur Verwendung. Fig. 296 zeigt ein zugehöriges Kreuzgelenk im Schnitt und in Ansicht. Es ist in die, auf a bezw. b festen Gabeln g ein Herzstück h gelegt, welches die Gestalt eines Kugelausschnittes hat. Vier Schrauben i finden ihr Muttergewinde in dem Herzstück und sind so stark angezogen, dass ihre Köpfe als Zapfen dienen können. Einfacher ist die10*148Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.neuere Ausführungsform1)D. R. -P. No. 98554., welche Fig. 297 darstellt. Es greifen die Schenkel der Gabeln g ohne weiteres in Furchen des Mittelstücks h. Letz - teres ist, wie Fig. 298 erkennen lässt, mit 4 Furchen versehen, im übrigen durch eine Kugelfläche und zwei ebene Flächen begrenzt. Das Einbringen dieses Kuppelstücks in die erste Gabel g ist möglich, sobald die Mündungs - weite der Gabel nicht geringer ist als die Dicke des Kuppelstückes. Um
das in der ersten Gabel steckende Herzstück in die zweite bringen zu können, ist eine Vertiefung dieser zweiten Gabel — vergl. insbesondere Fig. 299 — nöthig, in welche der eine Schenkel der ersten Gabel vor - übergehend greifen kann.
Gleichen Zwecken, wie vorliegende, dient die Anordnung, welche Fig. 300 und 301 darstellen: es soll die Welle c von der links unten be - legenen Welle aus angetrieben werden, obgleich erstere Welle winkelrecht zu ihrer Länge beträchtliche Verschiebungen erleidet; es dreht nun das Kegelräderpaar g d zunächst die Zwischenwelle b und diese bethätigt das149I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.Rad e, welches in das auf c festsitzende Rad f greift. Es muss nun, um den Eingriff der beiden Kegelräderpaare zu erhalten, die Welle b sowohl um die links unten liegende Axe als auch um die von c drehbar und in d oder e verschiebbar sein. Ersteres lässt sich dadurch erreichen, dass man z. B. einen am Lager k festen Arm die untere Welle in geeigneter Weise umgreifen lässt. An dem rechtsseitigen Ende der Fig. 300 und in Fig. 301 ist die Lagerung der Welle b als Schutzkasten ausgebildet. Es steckt der Kasten mit seinem hohlen Zapfen, der gleichzeitig das Lager von c bildet, drehbar im Maschinengestell m, das Kegelrad ruht mit seinen als Zapfen ausgebilde - ten Nabenenden in Lagern des Kastens l und greift mit an ihm fester Leiste in eine Nuth der Welle b, so dass sich b in e verschieben kann, beide sich aber nur gemeinsam zu drehen vermögen. Diese Anordnung lässt noch zu, dass die untere Welle in ihrer Längenrichtung verschiebbar gemacht wird.
f. Die Wellen überschneiden sich in einigem Abstande, liegen wind - schief zu einander. Es lässt sich alsdann die Bewegung von einer auf die andere Welle b, f Fig. 293 durch zwei Kegelradpaare und Hilfswelle über - tragen.
Da die Wellen b und f winkelrecht zu der Hilfswelle a liegen, so lassen sie sich mit ihren Lagern um a drehen, d. h. es kann der Kreuzungswinkel
der Wellen b und f beliebig geändert werden, ohne den Eingriff der Kegel - radpaare zu stören; auch ist möglich, b und f gegenüber a in der Axen - richtung der ersteren zu verschieben.
Wenn der Kreuzungswinkel der Wellen sich nicht ändern soll, so sind die hyperboloidischen Zahnräder für die Lösung vorliegender Aufgabe sehr geeignet, und wenn mit der Bewegungsübertragung gleichzeitig eine starke Geschwindigkeitsminderung erreicht werden soll, Schraube, bezw. Wurm mit Rad. Nach Fig. 302 ist die eine der Wellen, nämlich b, als Schraube ausgebildet, während die andere Welle das Wurmrad a trägt. Der Eingriff der Schraubengänge mit der Wurmradverzahnung wird offenbar nicht ge - stört, wenn man das Rad a nebst Welle gleichlaufend zur Axe von b soweit verschiebt, wie die Länge des Gewindes beträgt. Ist aber die Schraube ziemlich lang, so liegt die Gefahr vor, dass sie, sich durchbiegend, dem Rade a ausweicht, was verhütet werden kann durch ein Lager c, welches mit den Lagern, die zur Welle von a gehören, fest verbunden ist.
Theils weil die Herstellung einer langen Schraube theuer ist, theils weil letztere nicht gut in Schmierung gehalten werden kann, wird statt der langen Schraube eine kurze, auf der Welle b, Fig. 303, verschiebbare Schraube, der sogen. Wurm w vorgezogen. Die Welle b ist in ganzer Länge150Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.mit einer Nuth versehen, in welche eine an w feste Leiste greift, so dass sich b und w nur gemeinsam drehen können. Mit dem Lager der Welle c, auf welcher das Wurmrad a festsitzt, ist die Lagerung d des Wurmes fest verbunden, so dass a und w jederzeit die richtige gegensätzliche Lage be - halten. d pflegt man zu einem Oelbehälter auszubilden, um den Wurm stetig schmieren zu können, und die hohlen Zapfen von w gestaltet man oft als Kammzapfen oder legt ihre Stirnflächen gegen Ball-Lager, damit
sie den oft grossen, in die Axenrichtung fallenden Druck sicher bezw. ohne zu grosse Reibungswiderstände aufnehmen können.
Der sogen. halbgeschränkte Riemen Fig. 304 eignet sich bekanntlich zur Be - wegungsübertragung zwischen Wellen, welche sich in einigem Abstande der Axen über - schneiden. Es lassen sich bei diesem Betrieb die Wellen in ihren Axenrichtungen ver - schieben, indem man die Riemenrollen — oder Schnurrollen — nach Art der Fig. 286 und 293, S. 145 u. 146 in ihrer gegensätzlichen Lage festhält. Sobald die Wellen sich rechtwinklig überschneiden, zieht man meistens vor, die eine der Riemenrollen, z. B. a Fig. 304, nach Fig. 284, S. 144, als lange Trommel auszubilden, so dass die andere Riemenrolle mit ihrer Welle b gleich - laufend zur Axe von a verschoben werden kann. Oertliche Verhältnisse fordern nicht selten die Ein - schaltung von Leitrollen, z. B. nach Fig. 305. Es soll die Riemenrolle b mit Welle längs der Trommel a verschoben werden. Dann sind die Lager der beiden Leitrollen r mit der Lagerung von b fest verbunden.
3. Die zur Aenderung der Geschwindig - keit verfügbaren Mittel zerfallen in 2 Gruppen: die eine dieser Gruppen ändert die Geschwindig - keit stufenweise, die andere allmählich. Für die letztere sind nur Reibungsantriebe gebräuchlich, und zwar in folgenden Ausführungsformen. Nach Fig. 306 sitzt auf der einen der sich rechtwinklig kreuzenden Wellen eine ebene Scheibe a fest, auf der anderen ist eine kurze Walze b verschiebbar, so dass der Halbmesser R des Kreises, in wel - chem die Mitte von b auf a rollt, zwischen seinem grössten Werth und Null beliebig geändert werden kann. Der die Reibung erzeugende Druck Q belastet die Welle der walzen - förmigen Rolle b einseitig. Das vermeidet die Rupp’sche Anordnung, Fig. 307, nach welcher zwei ebene Scheiben a und a1 von entgegengesetzten Seiten auf die walzenförmige, auf ihrer Welle verschiebbare Rolle b wirken. b rollt bei den durch Fig. 306 und 307 dargestellten Anordnungen nur in seiner Mittelebene gegenüber der ebenen Scheibe. Ausser - und innerhalb dieser Mittelebene gesellt sich dem Rollen ein Gleiten, welches um so grösser ausfällt, je weiter der betreffende Rollentheil von der mehr genannten151I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.Mittelebene entfernt liegt. Man würde dieses Gleiten durch kegelförmige Reibflächen, deren Spitzen im Kreuzungspunkte der Axen liegen, vermeiden, damit aber auch die Regelbarkeit des Uebersetzungsverhältnisses ver - lieren. Osgood hat1)Industries, Jan. 1897, S. 27, mit Abb. nach Fig. 308 die Verjüngung der Kegel so gewählt, dass sie dem mittleren Uebersetzungsverhältniss entsprechen, für dieses also völliges Rollen erreicht, während für die anderen Uebersetzungsverhältnisse
das Gleiten wenigstens erheblich gemindert wird; er entlastet ferner die Axe der Scheibe a ohne weiteres, die der Scheiben c1 und c2 mittelbar von den in ihre Längenrichtung fallenden Drücken.
Holmes2)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1894, S. 661, mit Abb. lässt gegen die ebene Scheibe a, Fig. 309, den Rand einer zweiten ebenen Scheibe b drücken und mindert hierdurch das Gleiten der Reibflächen.
Sellers überträgt die Be - wegung von a nach c, Fig. 310, durch ein Scheibenpaar b, welches lose um einen Zapfen sich dreht. a und c sind mit schmalen Borden versehen, und die Scheiben b sind an ihren Innenflächen nach einem sehr stumpfen Kegel gestaltet, so dass die Berüh - rung nur längs verhältniss - mässig kleiner Flächen bei x und y stattfindet. Indem
der Zapfen des Scheibenpaares b verschoben wird, ändern sich die Halb - messer r1 und r2 der Angriffsstellen, womit das Uebersetzungsverhältniss ein anderes wird. Die in die Axenrichtung fallenden Drücke werden so, wie152Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.bei der Osgood’schen Anordnung aufgehoben. Fig. 311 ist ein theilweiser Schnitt durch das Scheibenpaar b des Sellers’schen Triebwerkes. Auf dem Zapfen z steckt lose eine Hülse mit einer festen und einer verschiebbaren Kugelfläche d, auf welchen die Scheiben b nachgiebig sitzen. Eine Feder f drückt die Scheiben zusammen.
Für Töpferscheiben ist schon seit vielen Jahren eine Anordnung im Gebrauch, welche Fig. 312 darstellt. Es ist die Lagerung des Dreh - körpers a in verschiedene Schräglagen zu bringen, so dass der kleinste Durch - messer von a auf den grössten von b, oder der grösste Durch - messer von a auf den kleinsten von b u. s. w. wirkt. Diese Beweglichkeit von a er - schwert die Anwendung des Getriebes. Barnhurst und Evans1)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1893, S. 1251, mit Abb. vermeiden diesen Umstand, indem ersterer nach Fig. 313 eine ver - schiebbare Rolle c, Evans aber, nach Fig. 314 einen verschiebbaren Reifen c zwischen die beiden abgestumpften Kegel a und b legt.
Man kann auch mittels Treibriemens die Bewegung von einem ab - gestumpften Kegel auf den anderen bewirken und durch Verschiebung des Riemens das Uebersetzungsverhältniss ändern. Da jedoch der Riemen stets153I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.dem grösseren Durchmesser der Kegel zustrebt, bedarf er fortwährender Führung und unterliegt deshalb starker Abnutzung. Im Werkzeugmaschinen - bau kommt derartiger Riemenbetrieb fast garnicht vor.
Die Scheiben a in Fig. 306 bis 309 werden regelmässig aus Gusseisen gefertigt, die Rollen b, Fig. 306 bis 308, aus Leder, Papier oder hartem Holz, welches zwischen zwei eiserne Endscheiben gepresst ist. Bei der Holmes’schen Anordnung ist b mit Leder überzogen. Die Sellers’schen Scheiben bestehen aus Gusseisen, und bei Evans, Fig. 314, ist der Reifen c mit Leder überzogen.
Bis zu 4 m Umfangsgeschwindigkeit der Rolle b, Fig. 306, erhält man brauchbare Verhältnisse, wenn man die Länge der Rolle dem Achtel des Scheiben-Durchmessers gleich macht. Es lässt sich dann jedes Millimeter der Rollenlänge bis zu höchstens 0,8 kg Umfangskraft oder Reibung in An - spruch nehmen, wobei die Reibungswerthziffer in der Nähe von 0,3 liegt, also der erforderliche Andruck Q, Fig. 306, für jedes Millimeter der Rollenlänge gegen 2,6 kg beträgt. Ein etwas grösserer Andruck ist für kleinere Um - fangsgeschwindigkeiten, als w. o. angegeben, vielleicht zulässig; bei grösseren Geschwindigkeiten soll man sich mit weniger als 2,6 kg Andruck, bezw.
0,8 kg Umfangskraft für 1 mm Rollenlänge begnügen. Nach in der unten verzeichneten Quelle1)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1897, S. 1362, mit Abb. mitgetheilten Versuchen schwankte der Wirkungs - grad des durch Fig. 306 abgebildeten Antriebes, wenn die Rolle b sich in äusserster Lage befand, zwischen 0,52 und 0,77 und der Wirkungsgrad des Sellers’schen Vorgeleges, Fig. 310 und 311, zwischen 0,44 und 0,6, aus welchen Zahlen ungefähr auf die Wirkungsgrade der übrigen hier ange - gebenen Reibgetriebe geschlossen werden kann.
Man pflegt daher da, wo die stufenweise Aenderung der Geschwindig - keit ausreichend und ein grösserer Wirkungsgrad von Werth ist, diese vorzuziehen.
Bei weitem am gebräuchlichsten ist für stufenweise Geschwindigkeits - änderungen der Antrieb durch Stufenrollen und Treibriemen oder Schnur. Eine Zahl von Rollen verschiedenen Durchmessers sitzt auf der einen Welle, Fig. 315, und befindet sich einer ebensogrossen Zahl auf der zweiten Welle befindlicher Rollen gegenüber. Man nennt jede Gruppe der Rollen eine Stufenrolle (fälschlich Stufenscheibe). Man legt, um die Uebersetzung zu ändern, den Treibriemen von einem einander gegenüberliegenden154Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.Stufenpaar auf ein anderes. Das ist in kurzer Zeit nur auszuführen, wenn die Treibriemenlänge unverändert bleiben kann. Bei gekreuzten Riemen wird dieser Forderung ohne weiteres genügt, wenn die Durchmessersumme der Rollenpaare immer dieselbe, oder: d1 + D1 = d2 + D2 = ...... = dn + Dn .... (36) ist. Offene Riemen haben, nach Fig. 316, die Länge: 〈…〉 ; ... (37) es sind sonach die Bedingungen, unter welchen verschiedene Uebersetzungs - verhältnisse D / d ein und dieselbe Riemenlänge L bedürfen nicht so einfach wie bei dem gekreuzten Riemen. Wenn jedoch A im Verhältniss zu D und d gross ist, etwa das vierfache des grössten Rollendurchmessers be - trägt, so genügt für gewöhnlich vorkommende Uebersetzungen auch für offene Riemen Gleichheit der Durchmessersummen jedes Rollenpaares.
Zuweilen sind die Uebersetzungsstufen gegeben, häufiger verlangt man von ihnen, dass die Uebersetzungen zwischen der grössten und kleinsten regelmässig abnehmen.
Es sei die minutliche Drehungszahl der einen Stufenrolle Fig. 315 unverändert gleich U, während die andere Welle sich u1, u2, ...... un mal dreht. Dann kann man un — un — 1 = un — 1 — un — 2 ...... = u2 — u1 = x .. (38) machen, d. h. die Durchmesser D und d so wählen, dass jedes folgende Rollenpaar x minutliche Drehungen mehr bezw. weniger liefert. Dann ist bei gegebener Stufenzahl n und gegebenen Grenzwerthen der Umdrehungen: 〈…〉 ........ (39)
Wenn dagegen die Zahl der minutlichen Umdrehungen x, um welche jeder Stufenwechsel die Drehungen u mehren oder mindern soll, und die Grenzwerthe der Drehungen gegeben sind, so erhält man die Zahl der Stufen zu: 〈…〉 ....... (40)
Da n nur eine ganze Zahl sein kann, so dient die zuletzt gegebene Gleichung nur zur Gewinnung eines Anhalts für die endgültige Wahl von u oder x.
Die weitere Rechnungsweise ist so selbstverständlich, dass ich sie übergehen kann.
Nicht selten ist die Zahl n der verlangten Stufen so gross, dass die Länge der Stufenrolle, wenn diese aus ebensoviel an einander gereihten Rollen bestände, in dem verfügbaren Raum nicht unterzubringen sein würde. Man fügt dann ein oder gar mehrere Vorgelege hinzu, z. B. in folgender Weise: Nach Fig. 317 ist ein doppelter Antrieb der treibenden Welle a vor - gesehen, so dass man nach Wunsch diese Welle rascher oder weniger rasch kreisen lassen kann. Man erhält sonach n Geschwindigkeitsstufen mit U1 und ebensoviele mit U2 minutlichen Drehungen von a, d. h. im ganzen 2 n Geschwindigkeiten. Statt dessen kann man a, Fig. 318, stets mit der gleichen Geschwindigkeit kreisen lassen, sieht aber ein nach Bedarf ein -155I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.zurückendes Rädervorgelege für die anzutreibende Welle s vor. Die Stufen - rolle der Welle s ist mit einem Rädchen r1 behaftet, welches ihre Drehungen unter Vermittlung der Räder r2 und r3 auf das Rad r4 überträgt. Letzteres Rad sitzt fest auf s, während sich die Stufenrolle frei um s dreht. Man erzielt so n verschiedene Geschwindigkeiten für die Welle. Bringt man aber das Rädervorgelege ausser Eingriff und befestigt die Stufenrolle an der Welle s, so lassen sich n andere Drehungszahlen der Welle s erzielen. Es liefert also auch diese Anordnung doppelt so viele Geschwindigkeiten, als Stufen der Rollen vorhanden sind. In gleicher Weise lässt sich die Zahl der Geschwindigkeitsstufen verdreifachen oder gar vervierfachen.
Nun wird man für gewöhnlich verlangen, dass die sämmtlichen Ge - schwindigkeitsstufen eine gesetzmässige Reihe bilden. Das ist aber mit der vorhin kurz erörterten Abstufung nach arithmetischer Reihe ausgeschlossen. Heisst das Uebersetzungsverhältniss des Räder-Vorgeleges ψ, so würde bei jenem Abstufungsgesetz die ganze Reihe der Geschwindigkeiten wie folgt aussehen: u1 + (n — 1) x; u1 + (n — 2) x; ...... u1 + x; u1; [u1 + (n — 1) x] ψ; [u1 + (n — 2) x] ψ; ...... [u1 + x] ψ; u1 · ψ. (41)
d. h. die ohne Vorgelege hervorgebrachten Umdrehungszahlen würden um x, die mit ihm erzielten um x · ψ springen. Eine solche Reihe dürfte nicht befriedigen. Anders ist es, wenn man der Abstufung eine geometrische Reihe zu Grunde legt. 1)Vergl. Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1892, S 576.
Es sei u1 die kleinste Umdrehungszahl der getriebenen Rolle. u2 soll φ mal grösser sein, ebenso u3 φ mal grösser sein als u2 u. s. f.
Dann wird die Reihe: u1; u1 · φ; u1 · φ2; ...... u1 · φn — 2; u1 · φn — 1. .. (42)
Diese Reihe solle durch 〈…〉 Stufen der Rollen und Vorgelege erzielt werden; n muss daher eine durch zwei theilbare Zahl sein. Die zwei Hälften der Reihe sind, wenn man die grösste Umdrehungszahl voransetzt:156Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.
also beispielsweise für n = 10: u1 {φ9; φ8; φ7; φ6; φ5} ohne Vorgelege, u1 {φ4; φ3; φ2; φ; 1} mit Vorgelege.
Es sollen nun durch das Räder-Vorgelege mit dem Uebersetzungs - verhältniss ψ die Umdrehungszahlen der oberen Reihe in die der unteren Reihe verwandelt werden, d h. es wird verlangt: 〈…〉 u. s. w. bis zu: 〈…〉
Alle diese Gleichungen ergeben: 〈…〉 , ........ (44) d. h. man erhält die gleichförmige Abstufung sämmtlicher Umdrehungs - zahlen einfach durch richtige Wahl des Uebersetzungsverhältnisses im Vor - gelege. Ebenso ist es, wenn zwei oder mehr Vergelege angewendet werden. Daher ist die Abstufung nach der geometrischen Reihe fast ausschliesslich im Gebrauch, sobald man durch Vorgelege die Zahl der Geschwindigkeits - stufen vermehrt. Sie wird aber oft auch dann angewendet, wenn ein Vor - gelege fehlt, und zwar weil die in festem Verhältniss zu den Umdrehungs - zahlen stehende Abstufungsgrösse für den praktischen Gebrauch in der Regel bequemer ist, als der für alle Geschwindigkeiten gleiche Sprung der Umdrehungszahlen. Deshalb soll das Rechnungsverfahren für die geo - metrische Reihe eingehender behandelt werden, als für die arithmetische Reihe geschah.
Aus Reihe 42 folgt zunächst die grösste Umdrehungszahl un zu: un = u1 · φn — 1 ........ (45) dann: 〈…〉 ........ (46) zur Berechnung von φ, wenn n, u1 und un gegeben sind, sowie: 〈…〉 ........ (47) zur Berechnung von n, wenn φ, u1 und un gegeben sind.
φ wird gewöhnlich zwischen 1,25 und 2 gewählt.
Für Stufenrollen ohne Vorgelege ergiebt sich ferner (vergl. Fig. 315, S. 153): 〈…〉 ..... (48) 157I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.oder 〈…〉 ...... (49)
Meistens macht man die beiden zusammen arbeitenden Stufenrollen unter sich gleich. Also D1 = dn, Dn = d1 u. s. w.
Alsdann wird: 〈…〉 oder 〈…〉 ........ (50)
Auf demselben Wege kann man aus 48 auch gewinnen: 〈…〉 .......... (51)
Unter der obigen Voraussetzung, dass D1 = dn u. s. w. sein soll, ge - winnt man ferner aus D1 · π · U = Dn · π · u. 〈…〉 ..... (52) ebenso: 〈…〉 .... (53) 〈…〉 .... (54) und für gekreuzte Riemen oder offene Riemen, sofern bei letzteren der Wellenabstand A, Fig. 316, gross ist: D1 + Dn = D2 + Dn — 1 = D3 + Dn — 2 u. s. f. ... (55)
Durch Verbindung der Ausdrücke 52 bis 55 sind die Durchmesser leicht anszurechnen, nachdem man einen derselben nach der zu übertragen - den Arbeit bestimmt hat.
Für Stufenrollen mit Vorgelege ist dasselbe Rechnungsverfahren anzuwenden; es kommt die Bestimmung des Vorgeleges hinzu, dessen Uebersetzungsverhältniss ψ nach Gleichung 44 gewonnen wird. Wählt man für ein Vorgelege das in Fig. 306 dargestellte Räderwerk, so ist: 〈…〉 ....... (56)
Bei dem in der Stufenrolle untergebrachten Rädervorgelege, Fig. 318 a, ist das Rad r1 mit der Stufenrolle, die Zapfen, um welche sich die Räder r2 frei drehen, sind mit der Welle fest verbunden, das Rad r3 kann entweder nach aussen verriegelt oder, um das Vorgelege auszuschalten, mit der Stufenrolle gekuppelt werden. 1)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1891, S. 274, mit Abb.Es werde vorläufig angenommen, die Zapfen von r2 ruhten, so würde sich r3 entgegen -
158Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.gesetzt von r1 minutlich c3 mal drehen, wenn r1 sich c1 mal dreht, und zwar in dem Verhältniss: 〈…〉 ........ (57)
Soll r3 ruhen, so muss das Ganze im entgegengesetzten Sinne sich c3 mal drehen, also die mit den Zapfen von r2 verbundene Welle minut - lich c3 mal, die Stufenrolle aber c1 + c3 mal, d. h. die wirkliche Umdrehungs - zahl u = c1 + c3 der Stufenrolle verhält sich zur Drehungszahl c3 der Welle nach der Gleichung: 〈…〉 ...... (58) oder 〈…〉 ....... (59)
Bei dem, wie das vorige in die Stufen - rolle zu legenden Vorgelege, welches Fig. 319 darstellt,1)J. Pechan, Werkzeuge und Werkzeugmaschinen auf der 1893er Chicagoer Aus - stellung, Wien 1894, S. 53, mit Abb. sitzt r1 fest an der Stufenrolle, r4 fest auf der anzutreibenden Spindel, während die Zapfen, um welche sich die mit einander verbundenen Räder r2 und r3 frei drehen, so lange ruhen, als das Vorgelege benutzt wird, aber behufs Ausschaltung des Vorgeleges mit der Stufenrolle gekuppelt werden. Es ist das Uebersetzungsverhältniss: 〈…〉 ......... (60)
Da nun bei dem Vorgelege, welches Fig. 318 darstellt, die Summen der Radhalbmesser unter sich gleich sein müssen, oder: r1 + r2 = r3 + r4 ....... (61) zu machen ist, und für die übrigen Vorgelege ähnliche Bedingungen vor - liegen, zu gleicher Zeit aber nur ganze Zähnezahlen möglich sind, so lassen sich die Ergebnisse der Gleichungen 56, 59 und 60 nicht mit voller Genauigkeit durchführen, ihre Werthe vielmehr nur angenähert erreichen.
Ein Beispiel möge das Rechnungsverfahren erläutern.
Es sei ein Vorgelege für 8 Geschwindigkeitsstufen innerhalb der Grenzen u1 = 20 und u8 = 340 zu berechnen. Bei 20 minutlichen Um - drehungen der Spindel s, Fig. 318, sei ein Moment von 5000 cmkg zu überwinden. Man gewinnt zunächst aus Gl. 46: φ = rund 1,5159I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.und, unter Zugrundelegung dieses Werthes, nach Gl. 42:
und nach Gl. 44: 〈…〉
Zur Bestimmung der Riemenrollendurchmesser übergehend, weise ich darauf hin, dass für diese zunächst nur die Geschwindigkeiten u5, u6, u7 und u8 in Frage kommen, also in Gl. 49 zu setzen ist: 〈…〉 und wenn d1 = D4, d4 = D1: U2 = u5 · u8 = u12 · φ4 · φ7 also gewinnt man nach Einführung der Zahlenwerthe: U = 186 als Umdrehungszahl der treibenden Stufenrolle.
Es ergiebt sich ferner für die Rollendurchmesser D1 bis D4: D1 · π · U = D4 · π · u5, oder 〈…〉 und: D1 + D4 = D2 + D3.
Es sei nun der grösste Riemenrollendurchmesser wegen der örtlichen Verhältnisse zu 520 mm angenommen, so gewinnt man aus Vorstehendem: D4 = 520 mm; D1 = 289 mm; D4 + D1 = 809 D2 + 1,222 · D2 = 809 D2 = 〈…〉 = 364 mm; D3 = 445 mm.
Wegen des weiter oben gefundenen Uebersetzungsverhältnisses im Rädervorgelege: ψ = 0,1975 hat die Stufenrolle bei kleinster Geschwindigkeit das Moment: 0,1975 · 5000 = 987,5 cmkg zu überwinden, d. i. an 26 cm Halbmesser rund 38 kg Kraft am Umfange der Rolle. 0,5 kg Nutzleistung für jedes mm der Riemen - breite ergiebt 76 mm Riemenbreite oder etwa 90 mm Rollenbreite.
Die Uebersetzungsverhältnisse der Zahnradpaare 〈…〉 und 〈…〉 , Fig. 318, mögen etwa gleich sein, und es möge vorläufig r4 und r2 zu 250 mm, r3 und r1 zu 110 mm angenommen werden. Dann ist der Zahndruck P bei dem160Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.erstgenannten Räderpaar 200 kg, bei dem andern rund 90 kg. Daraus gewinnt man, wenn die Zahnbreite 9 〈…〉 betragen soll, mit: 〈…〉 für r1 und 〈…〉 oder rund 4 für r3 und 〈…〉 oder rund 6 und bei 360 mm Wellenabstand: für r1 und r2 zusammen 720: 4 = 180 Zähne für r3 und r4 zusammen 720: 6 = 120 Zähne.
Diese Zähne kann man so vertheilen, dass auf das Rad r1: 56, Rad r2: 124, Rad r3: 37 und Rad r4: 83 Stück entfallen. Dann wird die ganze Räderübersetzung zu: 〈…〉
Das weicht von dem Geforderten (0,1975) zu sehr ab; besser schliesst sich ihm an: 〈…〉 .
Es würden hiernach werden: 〈…〉 Zahnbreite; 〈…〉 Zahnbreite.
Sehr häufig verwendet man das Räderpaar r3 und r4 auch für die erste Uebersetzung. Für das vorliegende Beispiel würden bei diesem Ver - fahren — bei 120 Zähnen für jedes Räderpaar — die Zähnezahlen 37 und 83 sich ergeben, welche eine genügend genaue Gesammtübersetzung, näm - lich 0,1987 statt 0,1975, liefern würden.
Die Aus - bezw. Einrückvorrichtungen für die durch Fig. 318a und 319 dargestellten Vorgelege mögen, da letztere wenig angewendet werden, hier unerörtert bleiben; die angezogenen Quellen enthalten das Nöthige.
Das Vorgelege, Fig. 318, wird aus -, bezw. eingerückt durch Ver - schieben der zu r2 und r3 gehörigen Welle quer gegen ihre Länge, oder derselben Welle, bezw. der Räder in ihrer Axenrichtung, oder endlich da - durch, dass man sowohl Rad r4, als auch die Stufenrolle auf deren Welle frei drehbar, und eine Kuppelung anbringt, welche entweder das eine oder das andere mit der Welle verbindet.
Bei den beiden erstgenannten Verfahren sitzt das Rad r4 fest auf seiner Welle, während sich die Stufenrolle um die Welle frei zu drehen vermag. Sobald nun das Vorgelege ausgerückt ist, muss eine Verbindung zwischen Stufenrolle und Welle hergestellt werden, damit letztere an den Drehungen der ersteren theilnimmt. Diese Verbindung wird regelmässig161I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.unter Vermittlung des Rades r4 hergestellt, beispielsweise nach Fig. 320. Es bezeichnet a einen Theil der Stufenrolle, b deren Boden und r4 das auf der Welle feste Rad. An b ragt ein Ring c hervor, welcher mit einer oder mehreren zur Aufnahme des viereckigen Kopfes der Schraube i ge - eigneten Unterbrechungen versehen ist. i steckt in einem Schlitz des Rades r4. Befindet sich i in der durch ausgezogene Linien gezeichneten Lage, so dient ihr Kopf als Mitnehmer, bringt man aber i in die Lage, welche durch gestrichelte Linien angegeben ist, so können a und r4 sich unabhängig von einander drehen. Das Bedienen dieser Kupplung nimmt einige Zeit in Anspruch; rascher ist der vorliegende Zweck durch die in
Fig. 321 abgebildete Kupplung1)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1892, S. 753, mit Abb. zu erreichen. a, b und r4 haben dieselbe Bedeutung wie vorhin, i ist ein runder Riegel, welcher durch eine in der Büchse c liegende Schraubenfeder in ein Loch der Bodenscheibe b gedrückt wird. Soll die Kupplung gelöst werden, so wird i zurückgezogen und ein wenig gedreht. Dabei legt sich der in i feste Stift e gegen die freie End - fläche der Büchse c und hindert das eigenmächtige Vorschnellen des Riegels. Zum Kuppeln von a und r4 ist nur nöthig, den Riegel i so zu drehen, dass sein Stift in die Büchse c schlüpfen kann, und ihn dann einem der in b befindlichen Löcher gegenüber zu bringen.
Gebräuchliche Mittel zum Ein - und Ausrücken der Vorgelege sind folgende: Die Lager der Vorgelegewelle k, Fig. 322, sind aussen vierkantig und in Schlitzen des Maschinengestells m um etwas mehr, als die Radzahnlänge beträgt, verschiebbar. Ein Klötzchen l füllt den Raum zwischen Lager und Schlitzende aus und wird auf die eine oder andere Seite des Lagers gelegt, je nachdem die Räder ein - oder ausgerückt sind. Um das Klötz - chen l vor gelegentlichem Herausfallen zu schützen, wird es wohl durch einen Einsteckstift festgehalten.
Diese Einrichtung birgt die Gefahr in sich, dass die beiden zu k ge - hörigen Lager nicht gleichförmig verschoben und hierdurch Verbiegungen der Welle oder der Lager herbeigeführt werden. Von dieser Schwäche ist die folgende Einrichtung frei. Die beiden Räder r2 und r3, Fig. 318, sitzen fest auf der hohlen Welle oder Kanone k, Fig. 323, und drehen sich mit dieser lose um den Bolzen b. Dieser ist mit zwei ausseraxig liegenden Zapfen im Maschinengestell m gelagert. Indem man den Abstand a der Zapfenaxe von der eigentlichen Bolzenaxe etwas grösser macht, als die halbe Zahnlänge beträgt, erreicht man das Aus -, bezw. Einrücken der RäderFischer, Handbuch der Werkzeugmaschinenkunde. 11162Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.durch halbe Drehung des Bolzens b. Dieser wird durch einen Einsteck - stift oder ein anderes Mittel am eigenmächtigen Drehen gehindert. Um
die beiden Löcher des Maschinengestelles gleich weit bohren zu können, wählt man zuweilen die Ausführungsform, welche Fig. 324 zeigt.
Die Verschiebung der Vorgelegeräder mit ihrer Welle in deren Axenrichtung erreicht man für leichte Maschinen wohl durch die Einrichtung, welche Fig. 325 darstellt. Zwischen den mit dem Maschinengestell festen Lagern m ist für die Verschiebung Raum genug ge - lassen; in die Welle sind zwei Furchen ge - dreht, so dass ein Einsteckstift i sie in den beiden in Frage kommenden Lagen an eigen - mächtiger Verschiebung hindern kann. Bei schwereren Maschinen legt man, nach Fig. 326, zwischen ein Lager m und die benachbarte Radnabe, bezw. das Lager und den Kopf der Welle den halbrunden Bügel i, Fig. 326 und 327. Es werden den Lager - körpern auch wohl zwei halbrunde Bügel i, nach Fig. 328, angelenkt, von
denen der eine oder andere eingelegt wird, je nachdem die Welle die eine oder andere Verschiebung erfahren hat.
163I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.Für die Verschiebung der Räder auf der Vorgelegewelle mögen fol - gende Beispiele genügen. Fig. 329 zeigt eine von der Gisholt Machine Comp. (Madison, Wisc. ) für doppeltes Vorgelege angewendete Einrichtung. Es soll die Drehbankspindel s sich entweder mit der Stufenrolle, oder unter Vermittlung der Räder r1 r2 r3 r4 oder endlich der Räder r1 r2 r5 r6 drehen. Das Rad r2 bleibt stets mit r2 im Eingriff, indem es mittels hohlen Zapfens in m1 gelagert ist. Auch das Räderpaar r3 r4 bleibt für gewöhnlich im Eingriff. r4 ist zunächst ebenso auf der Spindel s frei drehbar wie die Stufenrolle nebst Rädchen r1; eine durch den Handhebel h steuerbare Kupplung verbindet die Stufenrolle, oder das Rad r4 mit der Spindel. Soll das Vorgelege r1 r2 r5 r6 benutzt werden, so verschiebt man r3 und r5 mit ihrer Welle in entsprechendem Grade nach rechts, so dass r5 in das an der Planscheibe feste Rad r6 greift. Diese Verschiebung erfolgt durch einen Handhebel unter Vermittlung des Querstückes q. Man findet für diese Verschiebung auch die durch Fig. 330 abgebildete Einrichtung im Ge -
brauch. Hier steckt in m eine Lagerbüchse l, welche den Raum zwischen r3 und r5 ausfüllt und mittels Zahnstange und Rädchen verschoben wird, wobei sie die Räder r3 und r5 nebst Welle mitnimmt.
Das Ein -, bezw. Ausrücken durch Verschieben der Räder in deren Axenrichtung enthält die Gefahr, dass bei unaufmerksamer Handhabung vorübergehend nur ein Theil der Zahnbreite zu Angriff kommt, so dass leicht dieser Theil abbricht. Man zieht deshalb die erste Gruppe der Aus -, bezw. Einrückvorrichtungen allgemein vor.
Das Ein - und Ausrücken mittels einer zwischen r4 und die Stufen - rolle gelegten Klauen -, besser Reibungskupplung, welches schon bei Er - örterung der Fig. 329 genügend erwähnt worden ist, zeichnet sich allen andern gegenüber durch die Einfachheit ihrer Bedienung und den geringen Zeitaufwand, welchen letztere erfordert, vortheilhaft aus: es bleiben die Räder im Eingriff und nur die Kupplung ist zu bethätigen. Dagegen ist11*164Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.als Mangel zu bezeichnen, dass es einige Schwierigkeiten verursacht, das Rad r4 genügend sicher gegen Schwankungen zu machen.
Wenn der Uebersetzungsgrad der verschiedenen Geschwindigkeiten ein ganz bestimmter sein soll, sind ausschliesslich Zahnräder brauchbar. Man bedient sich zur Aenderung der Geschwindigkeiten der sogenannten Wechselräder, d. h. Räder, die ausgewechselt oder durch solche anderer Grösse ersetzt werden.
Fig. 331 zeigt eine derartige Einrichtung. Rad a betreibt das Rad b in dem Uebersetzungsverhältniss 〈…〉 . Soll dieses ein anderes werden, so ersetzt man a oder b durch ein grösseres oder kleineres Rad. Da aber die Wellen der Räder a und b eine feste gegensätzliche Lage haben, so muss ein Zwischenrad c den wechselnden Raum zwischen den Rädern a und b ausfüllen. Dieses Zwischenrad dreht sich lose um einen Zapfen, der so zu befestigen ist, dass man ihm bequem den richtigen Ort geben kann.
In stärkerem Grade als durch die vorliegende Einrichtung lässt sich das Uebersetzungsverhältniss ändern, wenn man, nach Fig. 332, a in d und c in b greifen lässt, wobei c und d mit einander fest verbunden sind, aber sich lose um einen einstellbaren Zapfen drehen. Es beträgt die Ueber - setzung: 〈…〉 , wenn r2 der Halbmesser von b ist; ersetzt man also c und d durch Räder, deren Halbmesser im entgegengesetzten Sinne von den bis - herigen abweichen, so wird z. B. gleichzeitig der Zähler des Uebersetzungs - verhältnisses kleiner und der Nenner grösser. Es kann aber auch b oder a ausgewechselt werden.
Zur Befestigung des stellbaren Zapfens pflegt man bei der Anordnung, welche Fig. 331 zeigt, wie bei der durch Fig. 332 dargestellten, den Pferde - kopf oder das Stelleisen e, Fig. 332, zu benützen. Es ist das eine Platte mit mehreren, zur Aufnahme des Zapfens geeigneten, Schlitzen, welche man um einen Vorsprung des Lagers m sich drehen und mittels in bogenförmigen Schlitzen steckender Schrauben festhalten lässt.
Diese Wechselräderanordnungen gestatten, weitgehende Aenderungen in der Uebersetzung vorzunehmen, wenn man eine entsprechend grosse Zahl von Rädern vorräthig hat; sie sind auch für eine Uebersetzung, die ursprünglich nicht vorgesehen war, zu gebrauchen, indem man nur nöthig hat, ein neues, passendes Rad zu beschaffen. Aber das Auswechseln der Räder ist zeitraubend. Es giebt zahlreiche Fälle, in denen man mit wenigen Geschwindigkeitsstufen auskommt. In diesen Fällen erscheint es zweck - mässig, — ähnlich den Stufenrollen — Stufenräder anzuwenden. Man sieht aber aus Fig. 333 sofort, dass nur eins der Stufenräder aus mit ein - ander fest verbundenen Rädern bestehen darf; das andere muss aus ein - zelnen, unabhängig von einander drehbaren Rädern bestehen, von denen je nur eins mit der zugehörigen Welle gekuppelt wird. 1)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1891, S. 275, mit Abb.Diese Kupplung kann nun, nach Fig. 334, durch einen verschiebbaren Splint i stattfinden, der in einer Stange a steckt und durch Schlitze der hohlen Welle b nach aussen hervorragt, um in Kerben der betreffenden Radnabe zu greifen. Durch Verschieben der Stange a wird so ohne weiteres das eine oder andere165I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.Rad mit der Welle gekuppelt, während die übrigen Räder sich frei zu drehen vermögen.
Allein, man muss die bisherige Kupplung erst völlig lösen, bevor der Splint in die Kerben der folgenden Radnabe tritt, d. h. man muss die Lagerflächen der Nabenbohrungen so weit verkürzen, dass zwischen den benachbarten ein ringförmiger Raum freibleibt, in welchem der Splint sich frei bewegen kann. Dadurch wird die Führung der Räder auf der Welle
b unsicher, nach einiger Abnutzung schwanken sie in erheblichem Grade. Das verhütet man wohl durch Unterstützen der Nabenaussenflächen durch Lager in dünnen Platten c; zwischen den Rädern werden, um den Platten Raum zu gewähren, Spielräume gelassen. Vor Jahren habe ich die Lösung der vorliegenden Aufgabe angegeben, welche Fig. 335 darstellt. Jedes Rad hat seinen eigenen Splint i, welcher nur in der Richtung des Durch - messers verschiebbar ist. Die hohle Welle b wird daher nicht durch lange Schlitze geschwächt, sondern enthält nur Löcher, in denen die Splinte ver - schoben werden können. Die Radnabenbohrungen legen sich in ganzer Länge an die Welle b, ihre Fläche ist nur durch einige zur Aufnahme der Splintenden geeignete Löcher unterbrochen. Die Verschiebung der Splinte findet nun durch die aus zwei Theilen zusammengesetzte Stange a statt, indem in die ebenen Flächen der Stangen -
hälften Nuthen geschnitten sind, in welche an i sitzende Zapfen greifen. Diese Nuthen, welche im übrigen gerade sind, haben an einer Stelle eine Krümmung, die gross genug ist, um den Splint in die Radnabe zu schieben, während die geraden Nuthenstrecken die übrigen Splinte zurückhalten.
Die aus der Welle b, Fig. 334 und 335, nach aussen hervorragende Stange a bietet Gelegenheit, den richtigen Ort für sie rasch zu finden, indem man hier Marken anbringt, welche erkennen lassen, welches Räder - paar gekuppelt ist.
Es lassen sich, nach Fig. 331, S. 163, verschiedene Uebersetzungen dadurch gewinnen, dass auf der einen Welle ein einziges Rad, auf der anderen verschiedene der Räder verwendet werden, wenn ein stellbares Zwischenrad die wechselnden Abstände der Räder ausfüllt. Das hat Norton1)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1892, S. 1286, mit Abb.166Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.in folgender Weise handlich gemacht. Auf einer Welle b, Fig. 336, sitzen verschiedene Räder in staffelförmiger Anordnung fest, auf der anderen Welle a steckt nur ein Rad, und zwar so, dass es an der Welle verschieb - bar ist, aber sich mit ihr drehen muss. Man verschiebt, behufs Aenderung der Uebersetzung, das auf a steckende Rad so, dass es demjenigen Rade auf b gegenüber kommt, mit welchem die verlangte Uebersetzung 〈…〉 er - zielt wird, und benutzt ein Zwischenrad c zur Ausfüllung des zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Rädern befindlichen Raumes. Damit diese Zustellung rasch und richtig gewonnen werden kann, ist c in einer Gabel g gelagert, welche einerseits a und das verschiebbare Rad umgreift, anderseits in einen Schlitz der Stellplatte d sich legt. An g sitzt eine Klinke i, die in Löcher der Stellplatte d greift und dadurch g in der ihr gegebenen Lage festhält; neben den Löchern sind Zahlen angebracht, welche die zugehörige Uebersetzung erkennen lassen.
Endlich ist noch der v. Pittler’schen Anordnung,1)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1891, S. 1315, mit Abb.; 1897, S. 992, mit Abb. Fig. 337, zu ge - denken. Auf a steckt ein auswechselbarer Wurm, auf der Zwischenwelle c ein auswechselbares Wurmrad. Die Drehungen von c werden durch ein Kegelradpaar auf b übertragen, so dass möglich wird, der um a drehbaren Lagerung von c eine der Grösse des Wurmrades angemessene Schräglage zu geben.
Was die Grösse der zu erzielenden Geschwindigkeitsübersetzungen anbelangt, so ist zu unterscheiden zwischen der Vermehrung und Ver - minderung der Umdrehungszahlen. Erstere wird für Reibräder -, Riemen - und Zahnräderbetrieb begrenzt einerseits durch die nothwendige Grösse der kleineren, angetriebenen Rolle oder des kleineren Rades, anderseits durch den Raum, welcher für das grössere Rad oder die grössere Rolle verfügbar ist. Im allgemeinen wird mittels einmaliger Uebersetzung selten mehr als die vierfache Umdrehungszahl gewonnen. Bei Uebersetzungen, welche der Geschwindigkeitsminderung dienen, kann das Verhältniss der Rad -, bezw. Rollendurchmesser viel grösser genommen werden; man findet dasselbe nicht selten bis zu 1 / 10 im Gebrauch.
167I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.Schraubenradbetrieb gestattet, allerdings bei grossen Reibungsver - lusten, eine stärkere Geschwindigkeitsvermehrung als das Vorgelege mit gewöhnlichen Rädern, und mittels Wurm und Wurmrad vermindert man die Drehungen auf 1 / 100 und weniger, muss in letzterem Falle aber ein sehr grosses Wurmrad verwenden. Allgemein gewinnt man stärkere Ueber - setzungen durch mehrere nach einander wirkende Vorgelege, welches Ver - fahren einer besondern Erörterung hier nicht bedarf. Nur eine Zusammen - fassung zweier Vorgelege, welche sich z. B. für die Ableitung der Schalt - bewegung von der Hauptwelle einer Bohrmaschine eignet, sei hier be - schrieben, weil sie wenig bekannt ist. In Fig. 338 bezeichnet a die sich rasch drehende Welle, b die zu dieser gleichaxig gelagerte Welle, welche sich langsam drehen soll. a drehe sich minutlich u1 mal, b in derselben Zeit U mal. Mit dem Lager von a ist ein innen verzahntes Rad fest verbunden, welches z1, auf b sitzt ein eben solches Rad, welches z4 Zähne hat. a ist mit einem Kurbelzapfen versehen, um den sich die beiden Räder, die z2 bezw. z3 Zähne haben frei, aber gemeinsam drehen.
Um das Uebersetzungsverhältniss 〈…〉 zu bestimmen, sei zunächst an - genommen, die Kurbelwelle a ruhe, während das Rad z1 sich minutlich u1 mal drehe. Alsdann dreht sich z4 und die Welle b minutlich u2 mal, wenn 〈…〉 ....... (62)
Soll nun Z1 ruhen und a sich u1 mal drehen, so muss das ganze System sich u1 mal in umgekehrter Richtung drehen, d. h. es ist U = u2 — u1 ........ (63) also: 〈…〉 〈…〉 ...... (64)
Wählt man z. B. z1 = 50, z2 = 48, z3 = 49, z4 = 51, so erhält man: 〈…〉 das ist 〈…〉 .
Es lässt sich durch dieses doppelte Vorgelege sonach eine ausser - ordentlich grosse Uebersetzung erzielen.
An unten verzeichneter Stelle1)D. R. P. No. 93134. Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1897, S. 1094, mit Abb. ist ein dem vorigen verwandtes Ge - triebe beschrieben, welches gleichzeitig als Kehrgetriebe wirkt.
168Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.Hier mag bemerkt werden, dass die geringe, durch derartige Räder - übersetzungen zu gewinnende Geschwindigkeit, welche für die Schalt - bewegung stetig arbeitender Werkzeuge verwendet wird, zuweilen durch ruckweises Drehen (siehe weiter unten) Ersatz findet. Solches ruckweises Zuschieben gegenüber einem stetig arbeitenden Werkzeug (Drehstichel, Bohrer und dergl. ) ist nun für genaue Arbeiten zu verwerfen, weil es in dem Augenblicke, wo das Zuschieben stattfindet, wesentlich andere Wider - stände liefert, als während der übrigen Arbeitszeit.
4. Unter Wende - oder (Um -) Kehrgetriebe versteht man Getriebe, welche die Umkehr der Drehrichtung vermitteln.
Wegen der Massenwirkungen, welche das Aufheben der bisherigen und Hervorbringen der entgegengesetzten Drehrichtung mit sich führt, sind für Geschwindigkeiten einiger Grösse nur solche Kehrgetriebe brauchbar, welche ein gegensätzliches Gleiten der zusammenarbeitenden Theile zulassen. Nur für sehr kleine Geschwindigkeiten ist starrer Zusammenhang der Getrieb - theile zulässig. Es sind daher für Kehrgetriebe die Bewegungsübertragungen durch Reibräder, Riemen oder Schnüre bevorzugt.
Das Reibradgetriebe mit Planrad, Fig. 306, S. 000, ist ohne weiteres als Kehrgetriebe brauchbar, wenn die Welle c lang genug ist, um die Rolle b über die Mitte der Scheibe a hinwegschieben zu können. Es ge - währt das vorliegende Getriebe natürlich auf beiden Seiten der Axe von a, also in beiden Drehrichtungen, innerhalb der Grenzen 〈…〉 und o willkür - liche Aenderung des Uebersetzungsverhältnisses, so dass es gern verwendet wird, so lange der Zeitaufwand für die weite Verschiebung der Reibrolle unwichtig ist.
Verwandt mit dem soeben besprochenen ist das Farcot’sche Kehr - getriebe, Fig. 339. Auf der Welle a sitzen zwei Reibungsrollen b fest, die
antreibende Welle c enthält die Riemen - rolle d, durch welche sie in Umdrehung versetzt wird, und die Scheibe e, welche die Drehung auf die Reibrollen b über - tragen soll. c ist nun so in l und l1 ge - lagert, dass sie in der Bildebene um l zu schwingen vermag, also die eine oder die andere Rolle b angetrieben oder auch keine dieser beiden Rollen von e berührt wird. Dieses Getriebe erlaubt also, ausser Umkehr der Drehrichtung ohne weiteres auch die Unterbrechung des Betriebes, eine Eigenschaft, die den meisten Kehr - getrieben eigen ist. Es ist mittels dieses Getriebes auch möglich, in der einen Dreh - richtung eine grössere Geschwindigkeit zu erzeugen, als in der anderen. Man braucht zu diesem Zweck nur R1 kleiner als R2 zu machen. Dagegen ist die wechselnde Lage der Welle c lästig. Man muss, um das Ablaufen des Riemens zu verhüten, die zu d gehörende Riemenrolle entweder unter oder über d legen, oder statt Riemens eine Schnur verwenden. Dieser Uebelstand fällt hinweg, wenn c, Fig. 340, mit169I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.einer Reibrolle e, a mit zwei Reibscheiben versehen und a in seiner Längen - richtung verschiebbar angeordnet wird.
Hiermit nahe verwandt ist das Uhlhorn’sche Kehrgetriebe. 1)Verhandl. des Gewerbefleissvereins, 1831, S. 253, mit Abb.Es sind die Reibscheiben b und die Reibrolle e, Fig. 340, durch Kegelräder b und e, Fig. 341, ersetzt. Die beiden Räder b sind durch eine Röhre mit einander verbunden, welche auf der Welle a sich verschieben lässt, aber an den Drehungen der Welle teilnehmen muss.
Diesem schliesst sich das Getriebe an, welches Fig. 342 darstellt. 2)Armengand, Publication industrielle, 1843, Bd. 3, Blatt 7 u. 13.Die beiden Räder b1 und b2 greifen immer in e; b1 sitzt fest auf der Welle a, b2 ist mit der Riemenrolle d fest verbunden und dreht sich mit dieser frei auf der Welle a, ohne den Ort zu ändern, die Riemenrolle f sitzt fest auf a, die Rolle g kann sich, als sogenannte lose Rolle frei um die Welle a drehen. Liegt der Riemen h auf g, so findet kein Betrieb statt, schiebt man h auf d, so erhält
die Welle c die eine, schiebt man den Riemen h auf die Rolle f, so er - fährt c die entgegengesetzte Drehung.
Es lässt sich dieses Kehrgetriebe auch so gestalten, dass die eine Drehrichtung eine grössere, die andere eine kleinere Geschwindigkeit hat,170Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.z. B. nach Fig. 343, in welcher e aus zwei verschieden grossen Rädern besteht, oder nach Fig. 344, in welcher b2 kleiner als b1 ist. Letztere An - ordnung bedingt eine schräge Lage von a gegenüber c, was in dem Falle, dass c seine Bewegung mittels eines Wurmes weiter überträgt, unschädlich gemacht werden kann.
Das Uhlhorn’sche Kehrgetriebe, Fig. 341, S. 169, wird oft in der Ausführungsform angewendet, welche Fig. 345 zeigt. Es können die Räder b sich frei um die Welle a drehen, sie müssen aber ihren Ort beibehalten. Zwischen ihnen liegt, auf der Mitte längs fester Leisten verschiebbar, das Kuppelstück d, welches entweder das eine oder das andere Rad b mit a kuppelt oder beide Räder freilässt. Statt der in Fig. 345 gezeichneten Klauenkupplung wird bei Geschwindigkeiten einiger Grösse eine zwei - seitige Reibungskuppelung verwendet. 1)Vergl. u. a. D. R. P. No. 92320, Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1897, S. 1070, mit Abb.
An dieser Stelle möge hervorgehoben werden, dass für die Wirkung der Kehrgetriebe selbstverständlich gleichgiltig ist, ob z. B. a oder c an -
getrieben wird, beziehungsweise c oder a die Drehbewegung weiter leitet. Wenn in den Beschreibungen das eine oder andere zu Grunde gelegt wurde, so geschah es des kürzeren Ausdrucks halber.
Eine Reihe von Kehrgetrieben beruht auf dem Umstande, dass der gekreuzte Riemen die Drehrichtung umkehrt, während der offene sie un - verändert lässt.
Es wird das für den vorliegenden Zweck in zwei Richtungen benutzt: entweder sitzen die beiden angetriebenen Rollen frei drehbar auf ihrer Welle und werden mit dieser nach Bedarf gekuppelt, oder sie sind auf der Welle befestigt und die Riemen werden verschoben.
Fig. 346 zeigt ein Beispiel der ersteren Verwendungsart von offenen und gekreuzten Riemen. Die Rollen c und d hängen durch einen gekreuzten, a und b durch einen offenen Riemen zusammen; zwischen b und d liegt das Kuppelstück k, welches entweder b oder d, oder keine dieser beiden Rollen mit ihrer Welle verbindet. 2)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1894, S. 1086, mit Abb.Darf die Welle, um welche b und d171I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.sich drehen, in der Axenrichtung verschoben werden, so eignet sich die durch Fig. 347 dargestellte Anordnung, welche bei Gewindeschneidmaschinen vorkommt. Die Rollen b und d sind mittels ihrer langen Naben gleichaxig zur Spindel s gelagert und je mit einem Hohlkegel versehen, in welche der Doppelkegel k passt. Es ist leicht ersichtlich, dass mit geeigneten Grössen - verschiedenheiten der Riemenrollen die Geschwindigkeit der einen Dreh - richtung beliebig grösser als die der anderen Drehrichtung gemacht wer - den kann.
Das zweite, bereits genannte Verfahren für die Benutzung des offenen und gekreuzten Riemens zur Umkehr der Drehrichtung versinnlicht Fig. 348. Es sind die Rollen b und d paarweise vorhanden, und zwar so, dass je eine Rolle auf der Welle fest sitzt, eine als „ lose “Rolle sich frei drehen kann. Die beiden Rollen a und c sind doppelt so breit als jene, so dass man jeden Riemen auf die zu ihm gehörige „ feste “oder „ lose “Rolle schieben kann. In dem besonderen Falle, dass die Geschwindigkeiten in beiden Drehrich - tungen dieselben sind, kommt man, nach Fig. 349, zusammen mit dreifacher Riemen - breite aus.
Soll nun die Dreh - richtung umgekehrt werden, so muss man zu - nächst den bisher arbei - tenden Riemen auf seine lose Rolle schieben, dann erst darf der an - dere Riemen auf seine
feste Rolle gebracht werden, weil andernfalls die Riemen, oder doch einer derselben gleiten müssten. Bei diesem nach einander zu bewirkenden Ver - schieben der beiden Treibriemen ist ein Irrthum leicht möglich, weshalb man die beiden Riemenführer von einander abhängig macht. 1)Zeitschr. für Werkzeugmaschinen und Werkzeuge. 15. Okt. 1896, S. 3, mit Abb.Das kann,172Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.nach Fig. 350 durch Vereinigung der beiden Riemenführer an gemeinsamer Stange g geschehen. Dann müssen jedoch die „ losen “Rollen l bei b und d die doppelte Breite der eigentlichen Riemenrollen haben, also a und c in dreifacher Breite ausgeführt werden, im ganzen wird sonach der Raum für 6 Riemenrollenbreiten in Anspruch genommen. In dem besonderen Falle, dass je die auf einer Welle steckenden Rollen gleiche Durchmesser haben,
kommt man nach Fig. 351 im ganzen mit 4 Riemen - rollenbreiten aus. Zum Ver - ständniss der Fig. 350 und 351 möge bemerkt werden, dass man den „ festen “Rollen einen etwas grösseren Durch - messer zu geben pflegt als den „ losen “, damit der Riemen, wenn er auf einer losen Rolle liegt, weniger ge -
spannt ist. Behufs bequemen Ueberführens des Riemens von der losen Rolle (l) auf die feste (f) versieht man die erstere nach Fig. 352 wohl mit einem Anlauf.
Nach dem vorhin Dargelegten ist der Raumbedarf der Riemen - rollen erheblich grösser, wenn beide Riemenführer auf derselben Stange sitzen, als wenn sie unab - hängig von einander verschoben werden können. Man hat deshalb eine Zahl von Führern erdacht, welche gestatten, innerhalb 4, bezw. 3 Rollenbreiten die Rollen unterzubringen (vergl. Fig. 348 u. 349, S. 171) aber doch so von einander abhängig sind, dass die Riemen nur nach einander in der geforderten Weise verschoben werden können.
Bei einer Gruppe dieser Anordnungen sind die eigentlichen Riemen - führer um feste Bolzen drehbar. Fig. 353 stellt eine hierher gehörige Ein - richtung, und zwar für den Fall dar, dass die Rollen unter sich nicht gleich, also zwei feste und zwei lose Rollen vorhanden sind. Um die in einer festen, nicht gezeichneten Platte sitzenden Bolzen a und c schwingen zwei Winkelhebel b und d, welche einerseits die sogenannten Riemengabeln, e und g tragen, anderseits mit hervorragenden Zapfen h und i versehen173I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.sind. Diese Zapfen greifen in Schlitze der gleichlaufend zur Welle gut geführten Platte k, durch deren Verschiebung das verlangte eigenartige Fortrücken der Riemengabeln und Riemen bewirkt wird. Es sei darauf hingewiesen, dass durch die Gestalt der in k angebrachten Schlitze eigen - mächtiges Bewegen der Riemenführer verhindert wird. Fig. 354 zeigt eine verwandte Anordnung für den Fall, dass man mit einer festen und zwei losen Riemenrollen auskommt. Die beiden Riemenführer a e und c g sind mit den Enden a und c an einer festen, in der Figur nicht angegebenen Platte drehbar verbolzt und greifen mit Zapfen h und i in die quer gegen die Welle verschiebbare Platte k.
Statt einer geradlinig verschiebbaren Platte k, wie in Fig. 353 u. 354 angegeben, verwendet man auch eine um einen Bolzen drehbare Platte mit krummen Nuthen, welche in gleicher Weise auf Stifte (h und i, Fig. 353 und 354) wirkt, wie soeben beschrieben. Es findet das in denjenigen Fällen statt, wenn eine Bogen - schwingung leichter herbeizuführen ist als eine geradlinige.
Man kann dasjenige, was in den letzten Beispielen durch die Ein - wirkung von Nuthen auf Stifte hervorgebracht wird, auch dadurch er - reichen, dass eine verschiebbare Fläche gegen zwei Hervorragungen des zu bewegenden Hebels gelegt wird, und zwar kann die Fläche in gerader Linie oder im Bogen verschiebbar sein. Fig. 355 deutet eine derartige Anordnung an, bei welcher die Platte k, deren Schmalseiten auf die Enden der Bügel h und i wirken, um den Bolzen m schwingt. Um Raum für den festen Bolzen c und den um diesen schwingenden Hebel i d zu gewinnen, ist der rechtsseitige Theil von k gekröpft; in der Figur ist das nach oben Gekröpfte weggebrochen. Der Riemenführer ist für zwei Rollenpaare (Fig. 353) und in der Mittellage, d. h. so gezeichnet, wie er aussieht, wenn beide Riemen auf der losen Rolle liegen. Dreht man nun k nach Pfeil I, so ändert der Riemenführer b e seine Lage nicht, während der Riemen - führer d g sich in die gestrichelt gezeichnete Lage begiebt; dreht man dagegen k aus der Mittellage in der Richtung des Pfeiles II, so bleibt d g in Ruhe, während b e in die gestrichelt gezeichnete Lage geschwenkt wird.
Die um Bolzen schwingenden Riemenführer leiden im allgemeinen an174Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.dem Uebelstande, dass der Hebelausschlag nicht allein von der Riemen - breite, sondern auch von dem Abstand abhängig ist, welcher in der Schwingungsebene des Hebels zwischen dessen Drehpunkt und dem Riemen liegt. Es muss deshalb der Riemenführer fast jedem Einzelfall angepasst werden. Von diesem Mangel werden sie frei, wenn man die Schwingungs - ebenen der Hebel verlegt, wie bei dem Pick’schen Riemenführer1)D. R. -P. Nr. 60886. geschehen.
Nach Fig. 356 schwingen die beiden Führerhebel b um feste Bolzen a in Ebenen, welche der durch beide Wellen gelegten gleichlaufend sind. Ein dritter Hebel h dreht sich um den festen Bolzen e und trägt einen Stift i, der in leicht erkennbarer Weise auf die Hebel b wirkt. Die festen Anschläge d begrenzen den Ausschlag von b nach der einen Seite, der Stift i nach der andern Seite.
Der gleiche Zweck wird erreicht, wenn man die Riemengabeln an
gerade geführten Stangen befestigt und diese Stangen durch Zahnbögen oder angelenktes Gestänge durch die Hebel b und d (Fig. 353, 354, 355) bethätigen lässt.
Andere beachtenswerthe Bewegungsvorrichtungen geradlinig geführter Riemengabeln sind von Riemerschmied2)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1894, S. 77, mit Abb. und von der Crane Co.3)Zeitschrift d. Ver. deutscher Ingen. 1893, S. 1251, mit Abb. ange - geben. Es gehören zu der vorliegenden Gruppe von Riemenführern noch die beiden, welche durch die Fig. 357 und Fig. 358 bis 360 abgebildet sind. Fig. 357 zeigt den Teichmann’schen Riemenführer in seiner Anwen - dung auf ungleich grosse Riemenrollen a b und c d. Die Riemengabeln sitzen an den Schlitten e und f: sie können mit diesen längs der Stangen g gleiten. Federn, welche sich gegen Stellringe der Stangen g legen, suchen e und f in deren Mittellage zu halten, indem sie letztere gegen die an g festen Bunde i drücken. Zwischen g liegt die Steuerstange h, welche durch Bohrungen der Schlitten e und f gesteckt ist, und zwischen e und f Bunde enthält. Verschiebt man h aus ihrer Mittellage nach rechts, so wird e mitgenommen und der Riemen von a nach b geschoben, während der andere auf c bleibt, und findet dann die entgegengesetzte Verschiebung von h statt, so kehrt zunächst der erstere Riemen auf a zurück, erst dann wird der andere Riemen von c auf d geschoben. Fig. 358 bis 360 stellt175I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.einen von mir angegebenen Führer dar, und zwar in seiner Anwendung auf Riemenrollen gleichen Durchmessers. Gleichlaufend zur Axe der Rollen sind zwei Winkeleisen a angebracht, auf welchen die Schlitten b und c ver - schiebbar reiten. An diesen Schlitten sind die Riemengabeln b1 und c1 be - festigt und zwar so, dass sie, nach hinten verlängert, unter beide Winkel - eisen sich legen. Auf den Winkeleisen kann ferner der Schlitten d gleiten, in welchem die Doppelkurbel e f gelagert ist. Endlich sind in die Winkel - eisen a Schienen g befestigt, auf deren obere Ränder sich nach Umständen
die Warzen i und k der Kurbeln e und g legen. An dem unteren Rande des nach innen gekehrten Lappens von b wie c ist eine Kerbe angebracht, in welche i bezw. k greift, sobald die eine oder andere dieser Warzen auf dem oberen Rande des zugehörigen g liegt. Alsdann liegt die zweite Warze tiefer als der obere Rand der zweiten Leiste g, greift also nicht in die Kerbe des andern Schlittens. Die Figuren stellen eine Endlage dar; Gabel c1 führt ihren Riemen auf der losen, Gabel b1 den ihrigen auf der festen Rolle, und i, vollständig in die Kerbe von b greifend, verschiebt die Gabel b1 nach links, sobald der Schlitten d in dieser Richtung bewegt wird, während, weil die Warze k eine tiefe Lage hat, c und c1 an dieser Ver - schiebung nicht theilnehmen. Nachdem der zu b gehörige Riemen auf der losen Rolle angekommen ist, befindet sich die Warze i in der Lage i1, Fig. 358, weil die Warze k gegen das abgeschrägte Ende der zu ihr ge - hörigen Leiste g stossend, sich gehoben hat. Unmittelbar nach diesem176Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.Zeitpunkte verlässt — bei weiterer Verschiebung des Schlittens d nach links — i die Kerbe von b und greift k voll in die Kerbe von c, so dass nunmehr der zu c gehörige Riemen auf die feste Rolle geschoben wird. Es könnten nun b oder c sich eigenmächtig verschieben, so lange i, bezw. k sich nicht in die zugehörigen Kerben legen. Um das zu verhüten, ist folgende Verriegelung vorgesehen: In die oberen Ränder der Winkeleisen a sind Kerben geschnitten, in welche je ein dem Schlitten b, beziehungs - weise c angelenkter Riegel h greifen kann. Die plattenförmigen Lenker
von h ragen aber so weit nach unten, dass sie von den Kurbeln e bezw. f ge - tragen werden, so lange die betreffenden Warzen in die Kerben von b bezw. c greifen, also die Riegel nicht einfallen können, so lange der zu - gehörige Schlitten b bezw. c mit dem Schlitten d ge - kuppelt ist. Sobald jedoch z. B. die Warze i die Kerbe von b verlässt, senkt sich h und der Riegel fällt in die zugehörige Kerbe von a. Man kann die Enden der Winkeleisen a mittels Quer - stücke b verbinden, die nach einem Kreisbogen ausgehöhlt sind, so dass sie auf bogenförmigen Böcken m befestigt werden können. Dadurch wird möglich, den Riemenführer der zufälligen Neigung der Riemen anzupassen.
Die Umkehr der Drehrichtung lässt sich bei Riemenbetrieb endlich auf dem durch Fig. 361 versinnlichten Wege erreichen. Rolle b sitzt fest auf der Welle a, c ist eine Leitrolle und die beiden Riemenrollen d und e177I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.drehen sich frei um die Welle f. Mittels eines Kuppelstücks k lässt sich aber d oder e mit der Welle f fest verbinden. 1)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1894, S. 1254, mit Abb.
Bei Stirnrad - und Reibungsrad-Betrieb lässt sich die Umkehr der Dreh - richtung durch Einschaltung eines Hilfsrades erreichen. Fig. 362 zeigt die gebräuchlichste der hierher gehörenden Ausführungsformen, welche man Wendeherz zu nennen pflegt. Rad 1 greift in Rad 2 und dieses in Rad 3; es dreht sich daher 3 entgegengesetzt von 2. Die Lager der Räder 2 und 3 sind dem Lager von 1 so angelenkt, dass erstere um letzteres schwingen können, somit entweder 2 oder 3 mit dem Rade 4 in Eingriff zu bringen ist, oder — in der Mittellage — Rad 4 überhaupt frei bleibt. Fig. 363 zeigt eine von dem vorigen wenig abweichende Anordnung für Reibräderbetrieb. Das Zahnrad 1 greift in 2 und dieses in 3. Mit letz - teren beiden Rädern sind Reibrollen verbunden, welche zur Innenfläche des Reibradkranzes R passen. Es sind nun die Räder 2 und 3 nebst deren Reibrollen am Hebel h gelagert, welcher um die Welle des Rades 1 schwingen kann, und dadurch die drei in Frage kommenden Lagen der Reibrollen vermittelt. h ist biegsam, um die Reibrollen elastisch anzudrücken.
Es giebt auch Kehrgetriebe, bei welchen die andere Drehrichtung mit oder ohne Geschwindigkeitsänderung durch Verschieben von Stirnrädern in deren Axenrichtung bewirkt wird. 2)Verhandl. d. Ver. z. Bef. d. Gewerbfleisses, 1829, S. 301; 1831, S. 253, mit Abb. Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1892, S. 638, m. Abb. Zeitschr. f. Werkzeugmaschinen, 15. Nov. 1896, S. 36, mit Abb. The Iron Age, 4. Febr. 1897, S. 7, mit Abb.
Schliesslich möge noch der Reibrollenantrieb, Fig. 364, angeführt werden;3)The pract. mechanic’s Journal, Mai 1856, S. 31, mit Abb. b ist ein inneres, c ein äusseres Reibrad, die Reibrolle a passt sowohl zu dem einen wie zu dem andern und kann, vermöge beweglicher Lagerung gegen b oder c gedrückt werden. Man erhält in der einen Dreh - richtung eine grössere, in der andern eine kleinere Geschwindigkeit. Im übrigen erinnert dieser Antrieb an den durch Fig. 339, S. 168 dargestellten.
5. Das Ein - und Ausrücken des Betriebes bewirkt man durch Ver - schiebung von Kupplungstheilen, Rädern, Reibrollen und Treibriemen. Es gehören die betr. Einrichtungen dem allgemeinen Maschinenbau an und können deshalb als bekannt angenommen werden. Einige derselben sindFischer, Handbuch der Werkzeugmaschinenkunde. 12178Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.jedoch den Sonderbedürfnissen der Werkzeugmaschinen angepasst; sie sollen in Beispielen hier Platz finden.
Zunächst ist allgemein des Umstandes zu gedenken, dass beim Ein - rücken des Betriebes den bisher ruhenden Theilen die verlangte Geschwin - digkeit gegeben werden, die Trägheit ihrer Masse überwunden werden muss. Das betreffende Triebwerk hat also während des Einrückens eine grössere Triebkraft zu übertragen als später, indem der Unterschied für die Beschleunigung verbraucht wird. Je kürzer die Zeit ist, innerhalb welcher die verlangte Geschwindigkeit herbeigeführt wird, um so grösser ist der erwähnte Ueberschuss an Triebkraft. Dieser steht ferner im geraden Verhältniss zur Masse des zu drehenden und zum Quadrat der zu erzielen - den Geschwindigkeit. Man bedarf daher für das Einrücken einer gewissen Zeit, die abhängig ist von dem Ueberschuss an Triebkraft, welchen man zulassen will, von der Masse und von der Geschwindigkeit der in Betrieb zu setzenden Theile. Der zulässige Ueberschuss an Triebkraft, bezw. die Mehrbeanspruchung der Triebwerkstheile während des Einrückens ist be - schränkt. Geschwindigkeit und Masse der zu bewegenden Theile sind ge - geben, weshalb die Zeit diesen Werthen angepasst werden muss. Daraus folgt, dass Einrichtungen, welche ihrer Natur nach das Einrücken rasch
vollziehen, nur für leichte Maschinentheile und geringe Geschwindigkeiten brauchbar sind. Dahin gehören Klauen - und Stiftkupplungen, sowie alle selbstspannenden Kupplungen. Letztere werden weiter unten besonders gewürdigt werden. Bei diesen Kupplungen kann die zum Hervorbringen dienende Zeit nur durch elastische Nachgiebigkeit der zugehörigen Theile geboten werden. Soweit die allgemeinen Gesichtspunkte.
Um die Schrauben, welche zum Verschieben der Aufspanntische dienen, zu bewegen, legt man oft mehrere Räder, z. B. 1 bis 4 nach Fig. 365, hintereinander. 2 sei das treibende Rad, 1 und 4 seien die betriebenen Räder, während 3 als Zwischenrad dient. Soll nun die Welle, auf welcher Rad 1 sitzt, ausser Betrieb gesetzt, bezw. eingerückt werden, so kann das geschehen, indem man das zugehörige Rad um seine Breite verschiebt, so dass der Eingriff mit 2 aufhört. Diesem Zwecke dient folgende Ein - richtung: In Fig. 366 bezeichnet a die Welle, bezw. Schraubenspindel, zu welcher das Stirnrad b gehört. Das Rad b steckt auf einer Büchse — oder ist mit ihr zusammengegossen —, welche auf dem freien Ende von a verschiebbar ist, aber in jeder Lage mit a sich drehen muss. Behufs Ver - schiebens des Rades b sitzt an der Büchse eine glatte Scheibe c, hinter welche der Arbeiter seine Finger legt. Am äussersten Ende der Welle a ist ein Vierkant ausgebildet, auf welches die Handkurbel k gesteckt werden kann, um mittels dieser die Welle a zu drehen.
Man bemerkt sofort, dass beim Einrücken des Rades b zunächst nur179I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.die in Bezug auf Fig. 366 linksseitigen Ecken seiner Zähne mit den zuerst getroffenen Ecken des Gegenrades in Eingriff treten, also diese Ecken nicht allein den Betriebsdruck, sondern auch den weiter oben genannten Ueber - schuss für das Hervorbringen der Geschwindigkeit zu erleiden haben, dem - gemäss wenigstens die Gefahr des Abbrechens dieser Ecken vorliegt. Diese sonst wegen ihrer Einfachheit sich empfehlende Ein - und Ausrückung ist daher allgemein zu verwerfen.
Sie ist aus anderen Gründen unzulässig, wenn — nach Fig. 365 — 1 das treibende Rad ist, und 2 und 4 betrieben werden sollen, indem mit dem Ausrücken von 2 auch die Verbindung zwischen 1 und 4 unterbrochen werden würde.
Einerseits um die oben angegebene Ge - fahr für die Radzähne zu vermeiden, ander - seits, um auch in dem soeben angeführten Falle unveränderten Eingriff der Räder zu ermöglichen, lässt man
jedes Zahnrad auf seiner Welle sich lose drehen und kuppelt es nach Bedarf mit der Welle.
Nach Fig. 367 dient hierzu eine Klauenkupplung, deren eine Kupp - lungstheil i mit Hilfe der glattrandigen Scheibe c verschoben werden kann. Die festen Leisten d hindern durch ihre linksseitigen Endflächen das Rad b, an der Verschiebung von i sich zu betheiligen. Um eigenmächtiges Ver - schieben des Kupplungstheiles i zu hindern, kann man diesen mit einem leistenförmigen, ringsumlaufenden Rand r versehen, welcher sich gegen den
Boden der Schutzhaube e, und zwar entweder an dessen Aussen - oder Innenseite lehnt, je nachdem das eigenmächtige Aus - oder Einrücken ver - hindert werden soll. Die Schutzhaube e wird zu diesem Zweck aufklappbar oder wegnehmbar angeordnet.
Will man die sich drehende Scheibe c, Fig. 366 u. 367, nicht un - mittelbar mit den Fingern berühren, so kann der verschiebbare Theil i, Fig. 368, mit einer ringförmigen Vertiefung versehen werden, in welche ein durch Hebel zu verschiebender Halsring e greift. Auch mittels Schraube wird der bewegliche Kuppeltheil verschoben, z. B. mit Hilfe einer Ein - richtung, welche Fig. 369 im Schnitt darstellt. b dreht sich, wie vorhin, frei um die Welle a; ein links liegender Bund und ein rechts angebrachter12*180Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.Ring r hindern das Rad b seinen Ort zu verlassen. Der Kuppeltheil i wird längs der festen Federn d mittels der Mutter e verschoben, welche mit i drehbar verbunden ist. Nach Fig. 369 sind zu diesem Zweck zwei halbe Ringe f hinter den an e ausgebildeten Bund gelegt und in i befestigt, nach Fig. 370 ist in i eine ringförmige Nuth gedreht, in welche sich der an der Mutter e ausgebildete Bund legt. Um diesen Bund in die Nuth legen zu können, ist das betreffende Ende des Kupplungstheils i seitwärts ausgefräst. Die Klauenkupplungen, welche in Fig. 367 und 368 angedeutet sind, haben nur je zwei Zähne und zwei Lücken; man muss daher zuweilen nahezu eine halbe Drehung des Rades abwarten, bevor ein Einrücken mög - lich ist. Um mit geringerem Zeitverlust auszukommen, versieht man die Kupplungstheile mit vier und mehr Zähnen.
Der Vollständigkeit halber führe ich hier noch eine Klauenkupplungsart an, obgleich diese für spanabhebende Werkzeugmaschinen selten gebraucht wird. In Fig. 371 und 372 bezeichnet a die Welle, b das mit ihr zu kuppelnde Rad und c denjenigen Theil, welcher die Kupplung herbeiführt oder löst. c ist ein aus gehärtetem Stahl bestehender Stift, welcher im ganzen walzenförmig, aber auf die Radnabenlänge abgeflacht ist. a und b sind mit halbrunden Längsfurchen versehen, die zur Aufnahme von c be - stimmt sind. Liegt nun c so in diesen Furchen, wie Fig. 371 darstellt,
so können sich Rad und Welle unabhängig von einander drehen, hat aber c die in Fig. 372 ge - zeichnete Lage, so muss sich a mit b drehen, sofern das Rad die durch Pfeile angegebene Dreh - richtung hat. Für das Ein -, bezw. Ausrücken genügt also eine kleine Drehung des Stiftes c um seine Axe, welche ein ausserhalb der Radnabe an c festsitzender Hebel vermittelt. Eine Feder sucht c in der in Fig. 372 angegebenen Lage zu erhalten, und ein von aussen gegen den erwähnten Hebel ausgeübter Druck giebt c die in Fig. 371 gezeichnete Lage.
Die Flächen der Reibungskupplungen gleiten auf einander, wenn der zu überwindende Widerstand grösser ist als die Reibung, sie regeln dem - nach selbstthätig die Zeit, innerhalb welcher die einzurückenden Betriebs - theile ihre volle Geschwindigkeit annehmen. Sie gestatten ausserdem, die Ingangsetzung des Betriebes sehr langsam stattfinden zu lassen, indem zu diesem Zweck der Andruck der Reibflächen allmählich vorgenommen wird. Das macht sie in einer Zahl von Fällen fast unentbehrlich.
Eine häufig vorkommende Ein -, bezw. Ausrückvorrichtung mit Rei - bungskupplung zeigt Fig. 373. Es bethätigt z. B. der Wurm w das Wurm - rad b, welches zunächst um die Welle a sich frei zu drehen vermag. Der Kranz des Rades b ist innen kegelförmig ausgedreht, das auf a nur ver - schiebbare Kuppelstück i mit einem Gegenkegel versehen; i wird mittels der Mutter e in den Hohlkegel des Rades b gedrückt, wenn die Welle a sich mit dem Rade b gemeinsam drehen soll. Ist i zurückgezogen, so lässt sich a unabhängig vom Wurmrad b drehen, vielleicht mittels eines an i befestigten Handringes f.
Der Ort, an welchem die Ein -, bezw. Ausrückung stattfindet, muss181I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.dem Orte, von dem aus die betreffende Welle nach Umständen mittels der Hand gedreht werden soll, aus leicht erkennbaren Gründen möglichst nahe liegen. Wenn nun z. B. das Wurmrad b sich in einiger Entfernung vom Standpunkt des Arbeiters befindet, so wird nach Fig. 374 das Kuppelstück i mit der Mutter e durch eine Stange d in Verbindung gebracht, welche in einer Bohrung der Welle a verschiebbar ist, und das Mittel, welches die Drehung der Welle a durch die Hand gestattet — hier z. B. ein Hand - kreuz f — in der Nähe von e auf der Welle a befestigt.
Die Reibungskupplungen werden, nicht allein wegen des stossfreien Einrückens, welches sie gestatten, geschätzt, sondern auch wegen ihrer
Eigenschaft, bei zu grossem Widerstande während des Betriebes gleitend nachzugeben. Diese Eigenschaft schwächen nun kegelförmige Reibflächen, mehr noch die trommelförmigen, sie tritt am reinsten auf bei ebenen Reib - flächen, weshalb in manchen Fällen diese gewählt werden, obgleich der in die Axenrichtung fallende Druck weit grösser als bei den anderen, hier angedeuteten Reibflächengestalten wird. Die Halbfigur 375 zeigt eine dementsprechende, der Fig. 374 möglichst ähnlich gemachte An - ordnung. Der Kuppeltheil i wird mit einer Ringfläche, auf welche wohl Leder geleimt ist, mittels der Mutter e gegen das sonst frei um die Welle a drehbare Wurmrad b gedrückt und dadurch dieses mit der Welle a verbunden. Zuweilen legt man auf die Nachgiebigkeit der Kupplung wenig Werth, und verbindet
dann nach Fig. 376 den Kupplungstheil i mit dem Rade b mittels einer Schraube, deren Kopf in einer ringförmigen Aufspann-Nuth T-förmigen Querschnitts liegt, die im Rade b ausgebildet ist.
Treibriemen gleiten ebenso wie die Reibflächen der Kupplungen, wenn der Widerstand grösser ist als die Reibung. Es ist deshalb das Ein - und Ausrücken mittels „ fester und loser “Riemenrolle sehr gebräuchlich. Dieses Ein - und Ausrücken beruht auf folgendem Vorgange: Legt man über die Rollen a und b, die auf den genau gleichlaufend liegenden Wellen c und d,182Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.Fig. 377, sitzen, einen endlosen Faden und dreht die Rollen geeignet um, so bewegt sich der Faden mit, ohne seinen Ort zu verlassen. Uebt man nun aber bei e einen seitlichen Druck gegen den Faden aus, so dass er in der Nähe von d mit seiner ursprünglichen Lage den Winkel γ ein - schliesst, so beginnt er auf den Rollen zu wandern. Man kann annehmen, dass der Scheitel des Winkels γ im Auflaufpunkte des Fadens, d. h. in dem Punkte liegt, wo der Faden sich fest auf die Rolle b legt. Bei der in Fig. 377 angegebenen Bewegungsrichtung legt sich jeder folgende Punkt des Fadens weiter rechts auf die Rolle als der vorhergehende, und zwar beträgt diese Seitwärtsverschiebung υ, wenn der Faden in seiner Längen - richtung den Weg V zurücklegt:
υ = V. tg γ ......... (65)
Durch den Druck bei e wird also der Faden all - mählich von der festen Rolle b1 auf die lose b2 ge - führt. Aehnlich wie der Faden verhält sich ein Treib - riemen. Wenn auch die bei e auftretende Seiten kraft den Riemen nicht so rein durchbiegt als den Faden, so ist doch das in Gleichung 65 ausgedrückte Gesetz, nach welchem die Geschwindigkeit der Riemen - verschiebung mit der Geschwindigkeit V und dem Winkel γ wächst, auch für den Riemen giltig. Die Geschwindigkeit V, mit welcher der Riemen in seiner Längenrichtung sich bewegt, ist meistens gegeben, das Maass, um welches man den Riemen durchbiegen darf, beschränkt. Nun erkennt man, dass die Neigung γ des Fadens gegen seine ursprüngliche Richtung er - heblich grösser ist, als die Neigung ψ in der Nähe der Rolle a, d. h. der Ablaufstelle. Würde man die Drehrichtung der Rollen umkehren, aber die zum Verschieben des Riemens dienende Kraft bei e be - lassen, so würde man in Gl. 65 ψ statt γ, d. h. einen weit kleineren Winkel einsetzen müssen, und einen viel kleineren Werth für υ erhalten, als der in Fig. 377 angegebenen Anordnung eigen ist. Es ist daher selbstverständlich, dass man den Riemenführer, welcher bei e die Verschiebung des Riemens von b1 nach b2 bewirken soll, in möglichste Nähe der Auflaufstelle des letzteren legt.
So lange der Riemen beim Einrücken nur mit einem Theil seiner Breite auf der festen Rolle liegt, so lange ist die zwischen ihm und der Rolle auftretende Reibung entsprechend kleiner als bei vollem Aufliegen des Riemens. Man ist demnach in der Lage, durch allmähliches Verschieben des Riemens von der losen auf die feste Rolle unter starkem Gleiten des Riemens die Beschleunigung der in Betrieb zu setzenden Theile beliebig langsam stattfinden zu lassen, was bei grossen Geschwindigkeiten und Massen von hohem Werth ist.
Wenn der Riemen längere Zeit auf der losen Rolle liegt, so erfährt — trotz guter Schmierung — sowohl die Bohrung der Rolle als auch die Welle ziemlich starke Abnutzung. Man steckt deshalb häufig eine Büchse fest auf die Welle und lässt die Rolle sich um diese drehen. Sind nennens -183I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.werthe Abnutzungen eingetreten, so wird die genannte Büchse durch eine andere ersetzt. Diese Büchse b wird auch in einem besondern Lager l, Fig. 378, befestigt und so weit gemacht, dass sich die Welle a in ihr frei drehen kann. c bezeichnet die lose, d die feste Rolle. Sitzt die feste Rolle d, Fig. 379, auf dem freien Ende der Welle a, so kann man einen im Maschinengestell l festen Bolzen b, um welchen sich die lose Rolle dreht, anwenden. In beiden Fällen ist b leicht auszuwechseln, wenn zu starke Abnutzung eingetreten ist. Es muss hier erwähnt werden, dass man mit den durch Fig. 378 und 379 dargestellten Anordnungen noch einen anderen Zweck verfolgt. Bei einiger Unaufmerksamkeit kann nämlich die Reibung der losen Rolle auf der Welle so gross werden, dass letztere mitgenommen wird. Dass solches unerwartetes Drehen recht gefährlich werden kann, liegt auf der Hand; die vorliegenden Lagerungen für die lose Rolle vermeiden es.
Schon durch Fig. 350 bis 352 (S. 172) wurde angegeben, dass man zuweilen der losen Rolle einen kleineren Durchmesser gebe als der festen. Man erzielt hierdurch einen geringeren Druck auf die lose Rolle, demnach geringere Abnutzung und kleinere Reibungsverluste.
Die Seite 182 erörterte Verschiebung des Riemens ist nur möglich, wenn der Riemen überhaupt eine Geschwindigkeit V hat. Daraus scheint zu folgen, dass die lose Rolle auf die an - getriebene Welle gesetzt werden muss, was thatsächlich in der Regel geschieht. Da nun der nicht arbeitende bewegte Riemen auch Arbeitsverluste mit sich führt, so hat man nach Mitteln gesucht, welche gestatten, gegen diese Regel zu handeln. Es ist hierfür offenbar nur nöthig, eine Einrich - tung zu treffen, vermöge welcher dem ruhenden Treibriemen lediglich zum Zweck des Einrückens eine Bewegung ertheilt werden kann, z. B. auf folgendem Wege.
In Fig. 380 bezeichnet a die treibende Welle, d die auf ihr feste Rolle. Die Rolle c steckt frei drehbar und verschiebbar auf der festen Büchse b. Gesetzt, der Riemen liege auf dieser losen Rolle, ruhe also; er solle auf die feste Rolle d geführt werden. Dann verschiebt man c zunächst gegen d, so dass die Ränder beider Rollen auf einander treffen, durch die auf - tretende Reibung c in Umdrehung versetzt wird und der Riemen auf die feste Rolle d geführt werden kann. Ist das geschehen, so schiebt man c wieder in die Anfangslage zurück. Bei dem Ausrücken wird ähnlich ver -184Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.fahren. So werden Abnutzungen und Arbeitsverluste durch den nicht arbeitenden Riemen vermieden.
Eine etwas andere, aber der soeben beschriebenen verwandte Anord - nung ist in der Quelle beschrieben. 1)D. R. -P. No. 90936. Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1897. S. 603, mit Abb.
Die Verschiebung des Riemens bewirkt man nun durch Stifte oder Finger, die paarweise zu einer Gabel vereinigt werden, woher der Name
Riemengabel rührt. Behufs Schonung der Riemen - ränder werden oft auf die Stifte Rollen gesteckt. Die offenen, eigentlichen Gabeln lassen bei unge - stümer Handhabung den Riemen leicht ausgleiten, weshalb man vorzieht, die Gabel zu schliessen, wofür die Fig. 353 bis 355, 358 bis 360 (S. 172 u. 173, 175 u. 176) Beispiele bieten.
Zum Verschieben der Riemengabeln dienen mannigfache Einrichtungen; bei allen wünscht man die Gabel nach stattgehabter Verschiebung in ihrer Lage festzuhalten. Hierfür folgen unter Bezug - nahme auf die bei den Fig. 353 bis 360 bereits gegebenen noch einige Beispiele. In Fig. 381 be - zeichnet h den Hebel oder die Stange, mittels welcher die Riemengabel verschoben wird, a einen festen Theil. In h ist eine Büchse b geschraubt, in welcher ein Stift s frei verschiebbar ist, aber durch eine Feder stets nach aussen gedrückt wird. Die Spitze dieses Stiftes greift nun in Ver - tiefungen von a und hält dadurch h gegenüber den zufälligen Kräften ge -
nügend in seiner Lage fest. Ein kräftiger, gegen h ausgeübter Handdruck zwingt den Stift zurückzuweichen und die Verschiebung von h zu gestatten.
Fig. 382 u. 383 stellt einen für Deckenvorgelege geeigneten Riemenführer dar. g ist die an die Flachschiene s genietete geschlossene Riemengabel. Die Schiene s wird in f und f1 geführt, letztere sind in irgend einer ge -185I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.eigneten Weise neben den Riemenrollen befestigt. Mit s ist ein T-förmiger Hebel a gelenkig verbolzt; in s feste Stifte b begrenzen die Beweglichkeit dieses Hebels, an den über Rollen r gelegte Schnüre c gebunden sind. An den Enden dieser Schnüre, in geeigneter Höhe, sind Bälle g angebracht, mittels welcher man die Schnüre anziehen und dadurch Schiene s nebst Riemengabel g verschieben kann. Dem Führungsstück f1 ist nun eine durch Feder niedergedrückte Klinke k angelenkt, welche in Kerben der Schiene s zu greifen vermag, und dadurch deren Verschiebbarkeit aufhebt. Das zum Eingreifen in die Kerben bestimmte Ende der Klinke k ist breiter als die Schiene s und zwar so, dass es über den Hebel a ragt. Wird nun z. B. die linksseitige Schnur c angezogen, so dreht sich zunächst a und hebt dabei die Klinke aus der Kerbe, worauf die Verschiebung der Schiene s stattfindet, bis die Klinke in die andere Kerbe fällt. In etwas anderer Durchbildung findet man diesen Riemenführer in unten verzeichneter Quelle1)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1863, S. 410, mit Abb. beschrieben.
Für die In - und Ausser-Betriebsetzung der Werkzeugmaschinen ist das Verschieben des Treibriemens von der losen auf die feste Rolle vorwiegend im Gebrauch. Es wird zwischen die Triebwerkswelle und die Maschine eine Vorgelegswelle geschaltet, welche einerseits die in Rede stehenden Riemenrollen, anderseits die Stufenrolle trägt (vergl. Fig. 317 u. 318). Dieses Vorgelege wird oft an der Decke der Werkstatt angebracht und heisst dann Deckenvorgelege. Nicht selten zieht man jedoch vor, die fragliche Vorgelegewelle an der Maschine selbst zu lagern, um sich von den Zu - fälligkeiten unabhängig zu machen, welche mit der Lagerung an der Decke verknüpft sind. Kommt Kehrbetrieb in Frage, so ist ein besonderes Vor - gelege für die Ausserbetriebsetzung meistens entbehrlich (vergl. Fig. 340 bis 364).
Die hin - und hergehende Bewegung kann längs gerader oder bogen - förmiger Wege stattfinden. Da die massgebenden Gesichtspunkte für beide Wegesgestalten gleich sind, so darf ich meine Erörterungen auf eine der - selben beschränken, und zwar die geradlinige, zumal in der Anwendung die bogenförmige gegenüber der geradlinigen fast verschwindet.
Was nun zunächst
1. Die Mittel zum Hervorbringen der Bewegung anbelangt, so ist in erster Linie der Krummzapfen oder die Kurbel anzuführen, und zwar sowohl in ihrer Verbindung mit der Lenkstange als auch auf eine Schleife wirkend.
Es könnte auch das Reichenbach’sche Kehrrad oder Mangelrad in Frage kommen, wenn diesem nicht die Regelbarkeit der Wegeslänge fehlte.
Ausgedehnte Anwendung findet die Zahnstange mit Rad, und zwar in zwei Ausführungsformen. Bei der einen dreht sich die Welle a des Rades b, Fig. 384, in festen Lagern, während die Zahnstange z sich mit dem zu bethätigenden Schlitten s hin - und herbewegt; bei der andern ruht die Zahnstange z, Fig. 385, und das Zahnrad b nebst Welle a verschieben sich mit dem Schlitten s. Die Welle a wird z. B. nach Fig. 303, S. 149 von einer längs der Zahnstange z gelagerten Welle aus angetrieben.
186Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.Auch Schraube und Mutter werden für den vorliegenden Zweck viel - fach benutzt. Die gewöhnliche lange Schraube mit Mutter braucht nur genannt zu werden. Sie ist schwer in guter Schmierung zu halten, auch theuer in der Herstellung. Eine kurze Schraube b, Fig. 386, kann man in einem Oelbehälter waten lassen, also gut schmieren. Sie greift in die Zahnstange z, welche mit dem Schlitten fest verbunden ist. Diese Zahn - stange kommt nun in zwei Ausführungsformen vor, nämlich als Theil einer
langen Mutter,1)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1897, S. 829, 830, 1033, mit Abb. wobei die Axe der Schraube mit derjenigen der Verzahnung von z zusammenfällt, oder als gewöhnliche Zahnstange z, Fig. 387, so dass die Axe a der Schraube b mit ihr einen spitzen Winkel einschliessen muss, der gleich ist dem Neigungswinkel der Schraube in deren „ Theilkreise “. Es kommt diese Anordnung namentlich bei Anwendung des in Fig. 344 (S. 169) abgebildeten Vorgeleges zur Anwendung, wird aber auch für den Antrieb, den Fig. 388 zeigt,2)Sellers, Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1891, S. 247, mit Abb. benutzt. Es bezeichnet z die Zahnstange, welche in Bezug auf die Figur unter der kurzen Schraube oder dem Wurm b liegt; die Welle a wird von der Welle d aus durch Schraubenräder betrieben.
Es ist zwar zuzugeben, dass eine gewöhnliche Zahnstange mit geraden Zähnen einfacher und billiger herzustellen ist als eine Zahnstange, deren Zähne Stücke eines Muttergewindes sind. Dagegen darf nicht übersehen werden, dass die Zähne der ersteren Zahnstange das Schraubengewinde nur in wenigen Punkten berühren, während diejenigen der letzteren sich in ganzer Fläche anlegen.
187I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.Das Band ist in seiner Anwendung für hin - und hergehende Be - wegungen sehr alt; es ist in neuerer Zeit zuweilen bei spanabhebenden Maschinen zur Anwendung gekommen und zwar als Drahtseil oder als dünnes Stahlband. Man legt es, nach Fig. 389, so auf eine zeitweise in der einen, zeitweise in der anderen Richtung sich drehende Trommel a, dass es durch Reibung mitgenommen wird. Mittels Leitrollen wird der Bogen, längs welchem das Band b die Trommel oder Rolle a umspannt, möglichst gross zu machen gesucht. Gegenüber den ohne weiteres zu erkennenden guten Eigenschaften dieses Betriebsmittels will ich nur eine Schwäche des - selben anführen: da Temperaturwechsel auf das dünne Band viel rascher einwirken, als auf den, meistens kräftig gehaltenen Schlitten, an dem die Enden des Bandes b befestigt sind, so muss diese Befestigung eine elastisch nachgiebige sein. Daraus erwächst aber eine gewisse Unsicherheit der Schlittenbewegung.
Der Druck gespannter Flüssigkeiten, insbesondere des Wassers,1)Max Hasse & Co. D. R.P. No. 20749; Conradson, - D. R. P. No. 76753. ist bisher für den vorliegenden Zweck nur sehr wenig im Gebrauch, obgleich bei geeigneter Ausführungsform seine Verwendung sehr vortheilhaft erscheint. 2)Vergl. Z. d. Ver. deutscher Ingen. 1898, S. 518.
2. Die Begrenzung der Wegeslänge erscheint zunächst leicht erreichbar zu sein. Bei dem Betrieb durch eine Kurbel ist sie ohne weiteres gegeben, bei Zahnstangen - u. s. w. Betrieb hat man nur die Antriebswelle in Ruhe zu setzen, und bei Verwendung des Druckwassers genügt das Absperren des Wasserzuflusses. Geht man jedoch genauer auf den Gegenstand ein, so findet man er - hebliche Schwierigkeiten.
Der Schlitten und das, was mit ihm zusammenhängt, hatte vor Be - endigung seines Weges eine gewisse Geschwindigkeit V, welche — bei dem Gewicht G — dem Arbeitsvermögen 〈…〉 entspricht, wenn g die Beschleuni - gung des freien Falles bedeutet. Dieses Arbeitsvermögen muss nun ver - nichtet werden, bevor der Schlitten zur Ruhe kommen kann, und — was gleich hier ausgesprochen werden mag — wieder erzeugt werden bei Be - ginn der neuen Schlittenbewegung.
Bei dem Antrieb durch einen Krummzapfen nimmt nun die Schlitten - geschwindigkeit V von ihrem höchsten Werth bis zu Null allmählich ab, es findet daher die Vernichtung obigen Arbeitsvermögens längs des halben Schlittenweges statt. Trotzdem hat der Kurbelzapfen am Ende des Schlitten - wegs lediglich zum Ueberwinden der Massenwirkung des Schlittens den Widerstand 〈…〉 zu leisten, wenn r den Kurbelhalbmesser, V die sekund - liche Kurbelzapfengeschwindigkeit und G das auf den Kurbelzapfen bezogene Gewicht der hin - und herbewegten Theile bezeichnet. Soll, wie bei den anderen Betrieben selbstverständlich erscheint, jenes Arbeitsvermögen auf einer kürzeren Strecke des Weges verbraucht werden, so ist hierfür na - türlich eine entsprechend grössere Kraft erforderlich. Man hat Vorsorge188Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.zu treffen, dass das Arbeitsvermögen rechtzeitig aufgezehrt wird, und selbstverständlich vorher den Antrieb auszurücken. Das Erzielen einer bestimmten Wegeslänge, das Stillhalten des Schlittens an genau bestimmten Orte ist sonach nicht so einfach als beim Betriebe durch eine Kurbel.
Es ist wohl vorgeschlagen worden, jenes Arbeitsvermögen zum Spannen einer Feder zu benutzen, durch letztere gewissermassen aufsaugen zu lassen, behufs seiner Verwerthung für das Beschleunigen des Schlittens in der entgegengesetzten Bewegungsrichtung. Dahingehende, praktisch brauch - bare Einrichtungen sind mir jedoch nicht bekannt.
Regelmässig vernichtet man jenes Arbeitsvermögen durch Reibungs - widerstände, nachdem vielleicht etwas davon für die Bethätigung der Schaltantriebe vorweg genommen ist. Ist die Geschwindigkeit V klein, so genügen hierzu die vorhandenen Reibungswiderstände,1)Siehe vorige Quelle. S. 518. ist sie gross, so fügt man den von selbst sich ergebenden noch besondere, kräftig wirkende hinzu, indem man das zum Drehen der treibenden Welle dienende, durch Reibung wirkende Kehrgetriebe umsteuert.
Es folgt hieraus, dass das Ende des Weges nicht völlig genau im voraus bestimmt werden kann. Bei ganz kleinen Geschwindigkeiten, etwa solchen von 50 mm sekundlich und weniger, ist allerdings der mögliche Fehler verschwindend, bei 300 mm aber schon erheblich. Es lässt sich also Zahnstange mit Rad, Schraube und Band für grössere Schlitten - geschwindigkeiten nur dann verwenden, wenn die Wegeslänge nicht hochgradig genau zu sein braucht. Dasselbe gilt für den Betrieb durch
Wasserdruck. Selbst bei geschicktester Handha - bung des betreffenden Ven - tiles oder Hahnes wird nur selten gelingen, den Schlitten immer an genau derselben Stelle zur Ruhe zu bringen.
Die Kurbel ist demnach das einzige hierher ge - hörige Bewegungsmittel, welches, weil zwangläufig wirkend, ohne weiteres eine bestimmte Weges - länge liefert.
Man muss nun die Kurbelwarze so mit ihrer Welle verbinden, dass dem Warzenkreis verschiedene Durchmesser zu geben sind, wofür hier einige Beispiele folgen:
Nach Fig. 390 steckt auf der Welle a eine runde Scheibe b, welche mit durchgehender Aufspann-Nuth versehen ist. In dieser steckt der Kopf der Schraube, die unter Vermittlung der Scheibe e den hohlen, mit breitem Fuss versehenen Kurbelzapfen d fest gegen die Scheibe b drückt.
Soll eine einzelne Schraube c eine genügende Befestigung liefern, so muss sie ziemlich dick gemacht werden, erfordert deshalb eine weite und tiefe Aufspann-Nuth, und demnach einen grossen Abstand x zwischen Scheiben - Vorderfläche und Kurbelwellenlager, zumal wenn, wie in Fig. 390 vor -189I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.gesehen, die Aufspann-Nuth auch über die Mitte der Scheibe hinweggeführt werden soll.
Diesen Uebelstand vermeidet die Verbindungsweise, welche Fig. 391 darstellt. Auf a steckt der Doppelarm b — b könnte auch eine runde Scheibe sein — mit zwei Aufspann-Nuthen, die seitwärts von der Welle a liegen, so dass diese bis zu der vorderen Fläche von b reicht. Die Kurbel - warze d ist durch ihren breiten Fuss gestützt und mittels 4 Schrauben c an b befestigt. Trotz grösserer Standhaftigkeit dieser Ausführungsform liefert sie einen nennenswerth kleineren Werth für den Abstand x, als die durch Fig. 390 dargestellte.
Theils behufs bequemerer Verstellung, theils um diese Verstellung ohne Unterbrechung des Betriebes ausführen zu können, hat man manche andere Anordnungen vorgeschlagen, die jedoch nur wenig Eingang gefunden haben. 1)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1871, S. 258, mit Abb., 1892, S. 1039, S. 1073. mit Abb.Für grössere Maschinen benutzt man zum Verschieben des Kurbel - zapfens in der Regel eine Schraube, die bei Anordnungen nach der Fig. 390 in der Aufspann-Nuth, bei denen nach Fig. 391 zwischen den Aufspann - Nuthen liegt. Es muss ausdrücklich bemerkt werden, dass diese Schraube nur für die Verschiebung des Zapfens, nicht zur Aufnahme der auf den Zapfen wirkenden Lenkstangendrücke bestimmt sein kann.
Mit der Aenderung des Krummzapfenhalbmessers ändert sich — bei gleichbleibender Drehgeschwindigkeit der Kurbel — die mittlere Ge - schwindigkeit des bewegten Schlittens. Soll diese ihre bisherige Grösse wenigstens angenähert beibehalten, so muss mit der Umstellung des Kurbel - zapfens eine Aenderung der minutlichen Kurbeldrehungen stattfinden, man hat zu diesem Zweck dem Antrieb für die Kurbelwelle Stufenrollen, aus - wechselbare Rädervorgelege oder dergl. einzuschalten. Es wird hierdurch der Bau weniger einfach, die Behandlung der Einrichtung aber recht um - ständlich. Der Betrieb durch Zahnstangen und dergl. ist von dem ange - führten Uebelstande frei, gewährt ausserdem den Vortheil gegenüber dem Kurbelbetrieb, dass er eine gleichförmige Schlittengeschwindigkeit liefert. Wegen dieser Vorzüge zieht man den Zahnstangen - und Schraubenbetrieb dem Kurbelbetrieb mehr und mehr vor.
Für die Hub - oder Wegesbegrenzung des durch Zahnstange oder Schraube bewegten Schlittens genügt, wie schon angegeben wurde, bei sehr kleinen Geschwindigkeiten das Ausrücken des Antriebes.
Dieses kann mittels der Hand stattfinden. S. 178 — 181 sind Einrichtungen beschrieben, welche dem Ausrücken kreisender Triebwerke dienen; sie190Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.sind zur Stillstellung des in die Zahnstange greifenden Rades, der Schraube oder der Trommel, welche — nach Fig. 389 — ein Band bewegt, ohne weiteres anwendbar. Man will aber zuweilen den Schraubenbetrieb ein - stellen, obgleich die Schraube sich wie bisher weiter dreht. Zu diesem Zwecke wird der Eingriff von Mutter und Schraube aufgehoben.
Von den vielen hierfür geeigneten, Mutterschloss genannten Ein - richtungen mögen folgende hier angeführt werden.
Man zerlegt die Mutter in zwei Hälften und zieht diese gleichmässig nach aussen, wenn die Schraube von der Mutter frei werden soll. Es sind z. B. die Mutterhälften a und b, Fig. 392, prismatisch gestaltet und von den Wänden c eines Kanales so umgeben, dass sie nur in der Halb - messerrichtung der Schraube s verschoben werden können. Zu ihrer Verschiebung dient ein geeignetes Hebelwerk oder ein sonstiges Mittel.
Die Fig. 393 bis 395 stellen ein solches von mir an - gegebenes Mutterschloss dar. s bezeichnet den Querschnitt der Schraube, a und b die beiden Mutterhälften, welche in einer breiten Nuth des Körpers c unter Beihilfe der Querschienen d gut geführt werden. Um diese Führung möglichst zu sichern, beträgt die Breite der Führungs - flügel von a oben nur ⅔, unten nur ⅓ der Mutterlänge, und umgekehrt
die Breite der an b sitzenden Führungsflügel unten ⅔, oben ⅓ der Mutterlänge, so dass nach Fig. 395 jede Mutterhälfte hinter beiden Querstücken d ge - führt wird. In c ist eine kurze Welle e gelagert, welche an einem Ende mit einer Scheibe und zwei in Schlitze der Mutter - hälften greifenden Zapfen i, am andern Ende mit einem Handhebel h ausgestattet ist, so dass durch Drehung des letz - teren die Mutterhälften die ver - langte Verschiebung erfahren. Die Lage des Hebels h gegenüber dem Zapfen i ist so gewählt, dass sein Gewicht eigenmächtiges Aendern der den Mutter - hälften gegebenen Lagen verhindert.
Fig. 396 und 397 stellt das Wohlenberg’sche Mutterschloss1)D. R. -P. No. 31322. dar. Dasselbe ist zwar in erster Linie für zum Gewindeschneiden dienende Dreh - bänke bestimmt, kann aber ebensowohl für andere Zwecke gebraucht werden. Die Mutterhälften liegen in den beiden Körpern a und b, welche an der Bettplatte, quer gegen die Schraube, in Führungen verschiebbar sind. Diese Verschiebung erfolgt durch eine theils rechtsgängige, theils linksgängige Schraube e, wenn diese mittels des Handhebels f gedreht wird. Ein zu191I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.starkes Zusammenschieben der Mutterhälften hindert die Schraube s. Wegen des besonderen Zweckes mittels der betreffenden Drehbank Gewinde zu
schneiden, sind folgende Einrichtungen vorgesehen. Die Querschlitten - schraube d ist einem Winkelstück k angeschlossen, welches an seiner unteren Seite mit zwei die obe - ren Enden der Mutter - hälften umgreifenden Leisten versehen ist, und durch einen ent - weder durch das Loch m oder n geschobenen Stift mit a oder b gekuppelt werden kann. Soll z. B. äusseres Gewinde ge - schnitten werden, so steckt man den Stift in das Loch m und er -
reicht hierdurch, dass bei dem Ausrücken der Mutter a b gleichzeitig die Querschraube d nebst Stichel zurückgezogen wird. Für gewöhnliche
Dreharbeit steckt man den Stift l in das Loch o und kuppelt dadurch k mit der Bettplatte, so dass nunmehr durch Drehen der Schraube e nur die Mutter geöffnet oder geschlossen wird.
192Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.Das, durch Fig. 398 und 399 dargestellte, Mutterschloss soll sich drehen, während die zugehörige Schraube ruht. 1)American Machinist. 15. Okt. 1896, S. 980, mit Abb.An dem mit seiner langen Nabe in g gelagerten Rade b sitzen zwei feste Backen, zwischen denen die Mutterhälften m sich in der Halbmesserrichtung verschieben können. Diese Backen d enthalten die Lager für zwei gekröpfte Wellen a, welche vermöge der in Fig. 398 erkennbaren Räder sich in entgegen - gesetzter Richtung drehen, sobald man die eine derselben mittels des Hand - hebels c dreht. Die Kröpfungen der Wellen a greifen in längliche Löcher der Mutterhälften m, so dass die Drehung von a entgegengesetzte Verschie - bungen der Mutterhälften herbeiführt.
Man kann nun — sofern der verfügbare Raum solches zulässt — die beiden Mutterhälften hinter einander legen oder eine halbe Mutter in doppelter Länge ausführen, ohne an Berührungsfläche der Gewindegänge zu verlieren; um das Ausweichen der Schraube zu verhüten, wird der
Mutterhälfte gegenüber eine glatte, halbrunde Höhlung an - gebracht. Dann braucht, um den Betrieb auszurücken, nur diese eine halbe Mutter ver - schoben zu werden, so dass die Einrichtung einfacher ausfällt.
Auch bei grösserer Schrauben - geschwindigkeit ist unbedenk - lich, durch Oeffnen des Mutter - schlosses den Betrieb des Schlittens zu unterbrechen, nicht aber ihn durch Schliessen des Mutterschlosses einzurücken. Der Versuch, Mutter und Schlitten plötzlich die Geschwindigkeit zu geben, welche einer grossen Schraubengeschwindigkeit ent - spricht, würde Mutter und Schraube bald zu Grunde richten. Die Mutterschlösser sind deshalb als Einrückvorrichtungen nur für geringe Geschwindigkeiten geeignet.
Die Mutterschlösser werden zuweilen, jene oben (S. 177 u. f.) ange - gebenen Ausrückvorrichtungen in der Regel durch die Bewegungen des Schlittens selbstthätig bedient. Es wirkt zu diesem Zweck ein am Schlitten, oder an einer diesem angeschlossenen Stange einstellbarer Vor - sprung, ein Frosch oder Knaggen oder dergl. nach Zurücklegung be - stimmter Wegeslänge auf die Ausrückvorrichtung. Hierher gehörende Ein - richtungen sind im allgemeinen so einfach, dass sie einer Beschreibung nicht bedürfen. Soll jedoch die selbstthätige Ausrückvorrichtung den Weg ganz genau beschränken, so ist eine besondere Ausbildung der betreffenden Theile nöthig, und hierfür folgen hier einige Beispiele.
193I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.Fig. 400 stellt eine solche Einrichtung dar, wie Droop & Rein sie für Fräsmaschinen verwenden. a bezeichnet ein Stück des Unter - schlittens, dem der im Querschnitt gezeichnete Hebel h so angebolzt ist, dass er in senkrechter Ebene schwingen kann. In diesem Hebel h ist — was die Abbildung nicht erkennen lässt — der Wurm gelagert, welcher zum Betriebe der den Oberschlitten bethätigenden Schraube dient. Wenn nun h, vermöge seines eigenen Gewichtes, um den Betrag sich senkt, welchen der Bügel b zulässt, so kommt der Wurm ausser Eingriff und der sich bisher langsam bewegende Oberschlitten wird augenblicklich in Ruhe versetzt. Nach Fig. 400 befindet sich h in seiner oberen Lage, es ist also der Oberschlitten in Betrieb. Ein mit hakenförmiger Nase versehener Winkelhebel c, der sich um einen an a festen Bolzen drehen kann, hält h in dieser Lage, und zwar vermöge des auf seinen wagerechten Schenkel von unten wirkenden Federdruckes. Dieser zweite Hebelschenkel greift in eine Kerbe des wagerecht verschieb - baren Bolzens d; wegen der keilförmigen Gestalt der Kerbe wird der wagerechte Schenkel von c niedergedrückt, sobald d nach rechts oder nach links eine Verschiebung erfährt, und hierdurch der senkrechte Schen - kel von c gezwungen, h loszu - lassen. Die Verschiebung von d aus seiner Mittellage hat daher die Stillstellung des Ober - schlittens zur Folge. Dieser Oberschlitten ist nun mit zwei in einstellbaren Fröschen stecken - den Schrauben e versehen, wel - che bei entsprechender Verschie - bung gegen d drücken und dadurch den beabsichtigten Still - stand herbeiführen. Ein durch die Deckplatte des Gehäuses g
hervorragender, an c fester Stift i, ermöglicht dem bedienenden Arbeiter, das Ausrücken früher zu bewirken, und die Doppelfeder f, welche gegen zwei Zapfen des Bolzens d greift, bringt diesen in seine Mittellage zurück, sobald die Schrauben e solches gestatten.
Fig. 401 zeigt eine andere, gleichwirkende Einrichtung, welche Dierks - meyer & Helsner ausführen. 1)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1897, S. 1033, mit Abb.Der Schlitten s der Fräsmaschine wird von dem Rade a aus angetrieben. a dreht sich lose um einen im Lappen d des unteren Schlittens festsitzenden Bolzen und ist mit dem Wurmrad b fest verbunden, in welches der Wurm w greift. Es soll der Betrieb durch Senken des Wurmes w ausgerückt werden, weshalb die Wurmwelle durch Kreuzgelenk (Fig. 294, S. 147) angetrieben wird. Das Lager g des Wurmes ist auf der Welle c befestigt, die in dem Lappen d sich drehen kann und im Vordergrunde den Hebel h trägt. Ein doppel -Fischer, Handbuch der Werkzeugmaschinenkunde. 13194Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.armiger Hebel e ist um einen am Unterschlitten festen Bolzen drehbar und übergreift mit einer am rechtsseitigen Schenkel ausgebildeten Kerbe das obere Ende des Hebels h, diesen so festhaltend; linksseitig ist e mit einer keilförmigen Nase versehen, welche in die Bahn des Frosches f ragt. Be - wegt sich nun f in Bezug auf Fig. 401 nach rechts, so wird der links - seitige Arm von e niedergedrückt und g fallen gelassen. Ein am rechts - seitigen Arm von e ausgebildeter Haken, gegen welchen das obere Ende von h stösst, verhütet zu tiefes Sinken des Lagers g. Ein zweiter, zur entgegengesetzten Bewegungsrichtung gehöriger Frosch rückt in gleicher Weise den Eingriff von w in b aus. Die beiden Frösche sind mittels am Schlitten s vorgesehener Aufspann-Nuth geeignet einzustellen.
Durch Fig. 402 ist eine solche selbstthätige Ausrückvorrichtung dar - gestellt, wie sie J. E. Reinecker ausführt. 1)Vergl. Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1897, S. 830, mit Abb.Es wird die den Schlitten s verschiebende Schraube durch das Wurm -, bezw. Schraubenrad b betrieben, in welches a greift. Letzteres — nach Umständen entweder Schraubenrad oder Wurm — dreht sich frei um den Bolzen d und wird durch ein in der Figur angedeutetes Kegelradpaar von der Welle c aus angetrieben.
d stützt sich nun linksseitig auf die Welle c, oder auf gleichaxig liegende Hohlzapfen und wird am rechtsseitigen Ende durch einen Haken des Hebels e getragen. Dieser Hebel dreht sich um einen am Unterschlitten festen Bolzen und wird, nachdem der Oberschlitten s den bestimmten Weg zurück - gelegt hat, durch einen der Frösche f oben nach rechts bewegt, so dass er d loslässt. Der Bolzen d sinkt theils wegen seines Gewichtes, theils wegen des Druckes einer Feder, rasch nieder und bringt a und b ausser Eingriff. Soll früher ausgerückt werden, so zieht man an dem Knopf, der sich am oberen Ende von e befindet; durch Heben des am rechtsseitigen Ende von d sitzenden Schnabels rückt man ein.
Fig. 403 zeigt eine fernere Ausführungsform, welche ich 1885 an einer Fräsmaschine der Gravenstadener Maschinenfabrik gesehen habe. c ist der das Ausrücken bewirkende Klauenmufftheil. Seinen Hals umgreift der nach unten hängende Schenkel des Hebels e. Der nach links gerichtete Arm dieses Hebels wird stetig nach unten gezogen, sei es durch ein Ge -195I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.wicht oder eine Feder; zwei über einander greifende Nasen stützen ihn in der gezeichneten Lage, so lange der Schlitten s sich verschieben soll. Eine dieser Nasen, nämlich i, sitzt an dem kleinen Schlitten a, die andern am äussersten Ende von e. Ein nach oben gerichteter Arm des Schlittens a ragt in die Bahn der Frösche f, welche am Schlitten einstellbar befestigt sind. Es wird demnach durch den Angriff eines der Frösche f der Schlitten a nach rechts oder links verschoben, so dass die Nase i unter der an e befindlichen hinweggleitet und e die zum Ausrücken der Kupplung er - forderliche Drehung macht.
Die hier angeführten Beispiele kennzeichnen sich dadurch, dass von dem bewegten Schlitten nur der Anlass zum Ausrücken gegeben wird, letzteres aber eine besondere Kraft ausführt. Hierdurch wird erreicht, dass das Ausrücken selbst in sehr kurzer Zeit erfolgt, und deshalb die un - vermeidlichen Ungenauigkeiten in der Wegesbegrenzung so klein ausfallen, dass man sie vernachlässigen kann.
Es ist hier noch eines selbstthätigen Aus - rückens zu gedenken, welches zwar keiner eigentlichen Wegesbe - grenzung dient, aber erwähnt werden muss, nämlich das selbst - thätige Ausrücken, so - bald der Widerstand ein gewisses Maass über - schreitet. Man verwen - det für diesen Zweck Nachgiebigkeiten im Antrieb, welche dem zu - lässig höchsten Wider - stande entsprechen. Derartiges kommt auch
bei anderen Aufbereitungsmaschinen vor, z. B. in Gestalt sogenannter Brechstücke bei Walzwerken, das sind leicht ersetzbare Verbindungstheile, welche bei der Ueberschreitung der für andere theurere Maschinentheile zu - lässigen Beanspruchung brechen, um letztere vor Bruch zu schützen.
Für die spanabhebenden Werkzeugmaschinen kommen zu diesem Zweck in erster Linie die Treibriemen in Frage: man wählt deren Ab - messungen in betreffenden Fällen absichtlich so klein, dass die Riemen nicht im stande sind, eine für andere Maschinentheile gefährlich grosse Kraft zu übertragen. Manche Reibungskupplungen lassen sich, wie weiter oben schon angedeutet, in gleichem Sinne verwenden, und werden so ver - wendet.
Aber auch Klauenkupplungen sind für den vorliegenden Zweck brauchbar. Bei manchen Schraublehren1)Herm. Fischer, Allgem. Grundsätze und Mittel des mechanischen Aufbereitens. Leipzig 1888, S. 22. ist der Knopf a, Fig. 404, um die Messschraube s an sich lose drehbar; ihre Drehung wird aber auf13*196Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.letztere mittels einer Klauen - oder Zahnkupplung übertragen, deren Zähne in der Drehrichtung, bei welcher die Schraube angezogen wird, die Kupp - lung zu lösen versuchen. Dem tritt eine auf den verschiebbaren Kuppel - theil b einwirkende Feder f entgegen. Wird der Widerstand, den die Schraube s erfährt, zu gross, so giebt die Feder f nach. Genau so, natür - lich mit entsprechender Ausgestaltung, werden in geeigneten Fällen An - triebe der Werkzeugmaschinen ausgeführt, z. B. solche, die zum Einschneiden des Gewindes für Stift - oder Kopfschrauben bestimmt sind. Durch An - spannen der Feder lässt sich die Kupplung einstellen. Soll in beiden Dreh - richtungen selbstthätiges Ausrücken stattfinden, so gestaltet man wohl die Zähne der Kupplung nach Fig. 405, wobei nach Umständen die Abschrä - gung der Zähne an einer Seite anders als an der zweiten gemacht wird.
Nennt man den Druck der Feder Q und die zu übertragende Um - fangskraft P, so tritt — wenn man von Reibungswiderständen absieht — das Ausrücken ein, sobald: 〈…〉 wird. Vermöge der zwischen den Zähnen auftretenden Reibung, muss je - doch, wenigstens wenn das Ausrücken mit einiger Geschwindigkeit statt -
finden soll, P erheblich grösser sein, als jener Ausdruck angiebt. Es hängt dieser Mehrbetrag von der Reibungs - werthziffer ab. Da diese im vorliegenden Falle nicht einmal angenähert richtig geschätzt werden kann, da
sie z. B. anders ausfällt, wenn längere Zeit kein Gleiten der Zähne stattgefunden hat, als wenn solches häufig vorkommt, so leidet die Selbstthätigkeit dieser Aus - rückvorrichtung an einer gewissen Un - sicherheit. Diese in der wechselnden Grösse der Reibungswerthziffer f liegende Unsicherheit hat Rieppel1)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1883, S. 307, mit Abb. für Widerstände, welche in der Axenrichtung von Schrauben (für das Zuschieben der Bohrer, für das Verschieben der Drehbankschlitten und dergl. ) liegen, dadurch umgangen, dass er diesen Widerstand unmittelbar zum Fortrücken des verschiebbaren Theils der Kupplung (es ist Reibkegelkupplung verwendet) benutzt. Rieppel nennt diese selbstthätige Ausrückvorrichtung — wenig zutreffend — Druck - schaltung. Sie dürfte — in entsprechender Ausgestaltung — häufigere Verwendung verdienen, als sie bisher gefunden hat.
3. Selbstthätige Umkehr der Bewegungsrichtung.
a) Die Kurbel und das Reichenbach’sche Kehrrad liefern ohne weiteres die Umkehr des Schlittens oder sonstigen in gerader Linie verschobenen Maschinentheils, sobald das Wegesende erreicht ist. Anders verhalten sich alle übrigen Bewegungsmittel, weil — um volle Freiheit in der Regelung der Wegeslänge zu haben — nothwendig ist, die Umkehr von der Schlitten - bewegung abzuleiten. Der Schlitten ist nun ohne weiteres imstande, den bisherigen Antrieb zu unterbrechen, da er sich so lange bewegt, wie die Ausrückung nicht vollzogen ist. Mit der Ausrückung des Antriebes kann aber der Schlitten zum Stillstand kommen und ist dann nicht mehr im -197I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.stande, irgend welche, die rückläufige Wirkung veranlassende Steuerungs - mittel zu bethätigen. Hierfür ist, wenn man von der Herbeiziehung einer besondern Kraftquelle absieht, erforderlich, vor dem Ausrücken des An - triebes eine gewisse Arbeitsmenge so aufzuspeichern, dass sie nach dem Ausrücken der einen Betriebsrichtung die andere einzurücken vermag.
Die Masse des Schlittens selbst und dessen, was sich mit ihm bewegt, kann als derartiger Speicher benutzt werden und dient dann auch häufig den vorliegenden Zwecken, wenn die Schlittengeschwindigkeit einige Grösse hat, es bewegt sich dann der Schlitten nach dem Ausrücken der bisherigen Betriebs-Richtung noch weiter und rückt dabei die neue Betriebsrichtung ein.
Fig. 406 zeigt die ältere, hierher gehörige Einrichtung. B ist die Steuerwelle, welche das Kehrgetriebe (S. 168 u. f.) bethätigt. Auf B sitzt der sogenannte Stiefelknecht A, dessen beide Klauen nicht in derselben Ebene liegen. Mit Hilfe einer Aufspann-Nuth sind an dem Schlitten S zwei Frösche oder Knaggen K befestigt, von denen der eine in die Bahn der einen, der andere in die Bahn der anderen Klaue A fällt. Wenn nun der Schlitten S sich z. B. in der Pfeilrichtung bewegt, so stösst schliesslich der rechtsseitige Frosch K gegen die linksseitige Klaue A, dreht infolge dessen die Steuer - welle B, so dass der Antrieb ausgerückt wird, dreht sie aber sofort weiter bis in die gestrichelt gezeichnete Lage A, wobei das Einrücken der neuen Betriebsrichtung stattfindet. Wird hierbei — und durch andere Widerstände — die lebendige Kraft des Schlittens nebst Zubehör nicht ver - braucht, so kann K über den Stiefelknecht hinweggleiten, z. B. in die gestrichelt ge - zeichnete Lage K1 sich begeben, ohne den Stiefelknecht und die Steuerwelle weiter zu beeinflussen. Indem die Steuerwelle um den Winkel α nach links gedreht wird, gelangt die rechts liegende Klaue A in eine
solche Lage, dass sie demnächst von dem zu ihr gehörigen Frosch nach rechts verschoben werden kann. Die Steuerwelle schwingt also bei Voll - endung jedes Schlittenweges um den bestimmten Winkel α, welcher zur Bethätigung des betreffenden Kehrgetriebes zur Verfügung steht.
Indem der Frosch K mit voller Schlittengeschwindigkeit auf die ruhende Klaue des Stiefelknechtes trifft, entsteht ein Stoss, welcher um so heftiger aus - fällt, je grösser einerseits diese Geschwindigkeit und anderseits die Trägheit der mit der Steuerwelle verbundenen Theile ist. Die Geschwindigkeit des Schlittens ist gegeben, sonach lässt sich der Stoss nur mildern durch Minderung der zu überwindenden Massenträgheit. Leichte Bauart der mit der Steuerwelle schwingenden Theile, grosse Halbmesser der Klaue A wirken im vorliegen - den Sinne günstig. Giebt man aber der Klaue eine grössere Länge, so bedarf zur Erzielung des Schwingungsbogens α der Schlitten eines längeren, für das Spanabheben „ verlorenen “Weges.
Man hat vorgeschlagen, den Stoss durch federnde Nachgiebigkeit der plötzlich aufeinandertreffenden Flächen zu mindern. Ich vermag aber über keine erfolgreich ausgeführte derartige Einrichtung zu berichten. Eher ist198Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.möglich, durch elastische Verbindung der Klauen mit der Steuerwelle stoss - mildernd zu wirken; wirkt doch thatsächlich die von selbst vorhandene federnde Nachgiebigkeit der Steuerungstheile im vorliegenden Sinne.
Fig. 407 zeigt eine Vorrichtung, welche, wenn gut ausgeführt, von dem angegebenen Uebelstande fast frei ist. Die Steuerwelle B liegt gleichlaufend zum Weg des Schlittens S. Auf B ist ein Körper A befestigt, in dessen krumme Nuth die Rollen r der in gewöhnlicher Weise am Schlitten S befestigten Frösche K greifen. Die Krümmung der Nuth kann nun offenbar so gewählt werden, dass eine allmählich beschleunigte und ebenso verzögerte Drehung der Steuerwelle B erfolgt, also der Stoss wegfällt; der Schwingungswinkel α ist, wie bei dem Stiefelknecht, ein ganz bestimmter.
Rücksichtnahme auf bequeme Zugänglichkeit ver - anlasst für kleine Maschinen zuweilen die Anbringung der Frösche an der den Schlitten bewegenden Welle, statt an dem Schlitten selbst. Zu diesem Zwecke ist auf der Welle a, Fig. 408, eine ebene Scheibe b mit kreis - förmiger Aufspann-Nuth befestigt, wobei letztere dem Anschrauben der Frösche K dient. Die Frösche K stossen gegen einen an der Steuerwelle sitzenden Arm. Hier - bei muss das in die Zahnstange des Schlittens greifende Rad so gross sein, dass es auch für den grössten Schlittenweg keine ganze Drehung zu machen braucht. Es kommt vor, dass man die Welle a, Fig. 408, von der Antriebswelle des Schlittens aus durch Räder an - treibt, welche die Drehung von a so verlangsamen, dass hier weniger als eine ganze Drehung vorliegt, während die Antriebswelle deren mehrere macht. Man bringt auch, zu gleichem Zweck, die Aufspann-Nuth und die Frösche K an der Aussenfläche einer Walze b, Fig. 409, an. Das bedingt jedoch, dass die Arme, gegen welche die Knaggen K stossen sollen, bei jeder Verstellung der letzteren in eine andere Lage ge - bracht werden müssen.
b) Nicht selten ist das Arbeitsvermögen des Schlittens nicht aus - reichend, um den vorliegenden Zweck ganz zu erzielen. Alsdann nimmt man eine besondere Arbeitsaufspeicherung vor. Der hierher gehörige Um -199I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.faller1)Dingler’s polyt. Journal 1825, Bd. 18, S. 40; S. 269; 1829, Bd. 34, S. 81; 1842, Bd. 83, S. 265; 1877, Bd. 223, S. 372, Bd. 224, S. 500; Bd. 225, S. 139, mit Abb. kommt in zwei Ausführungsformen vor. Fig. 410 zeigt die ein - fachere derselben. Es ist an der Steuerwelle B ein nach oben gerichteter Hebel c befestigt, an dessen oberem Ende sich ein Gewicht befindet. Während die Steuerwelle behufs Ausrückens, also um 〈…〉 gedreht wird, gelangt das Gewicht in seine höchste Lage. Von hier ab sinkt es nach unten und hilft also die Steuerwelle weiter zu drehen. Ein Paar Anschläge E begrenzen die Schwingungen des Hebels C.
Wirksamer ist die durch Fig. 411 abgebildete zweite Einrichtung. Es wird die Steuerwelle B nicht unmittelbar angetrieben, sondern zunächst der Hebel C, z. B. durch geeignete Frösche und eine Stange mit Schleife F. Letztere umgreift einen Zapfen des Hebels C. Hebel C ist um B frei drehbar und wird für sich emporgerichtet, wenn die Schleife F in der Pfeilrichtung sich verschiebt. Fest auf B sitzt der Hebel D. Er ist mit zwei Zapfen versehen, welche in die Schwingungsbahn von C ragen. In dem Augenblicke, in welchem C die nahezu senkrechte Lage erreicht hat,
wird der linksseitige Zapfen von D berührt, so dass D sich mit C nach links bewegen muss. Bis dahin hatte also die Steuerwelle keinerlei Dreh - bewegung erfahren, war also der Antrieb des Schlittens noch ungeschwächt. Es beginnt nunmehr das Ausrücken, so dass bei dessen Vollendung der Hebel C schon eine starke Neigung nach links hat, also erforderlichenfalls das Einrücken der neuen Betriebsrichtung allein übernehmen kann.
Diese mit umfallenden Gewichten versehenen Steuerungsvorrichtungen verursachen mehr oder weniger heftige Stösse gegen die Anschläge E. Man mindert diese Stösse, indem man das Gewicht durch eine Feder ersetzt.
Fig. 412 stellt eine Einrichtung dar, welche sich im wesentlichen nur durch Fehlen des Gewichtes von der durch Fig. 410 abgebildeten unterscheidet. Die Steuerwelle B wird z. B. durch einen Stiefelknecht, oder auch durch die Stange F bethätigt. Während der auf ihr festsitzende Hebel C sich aus seiner linksseitigen in die Mittellage begiebt, ist der bis - herige Antrieb noch thätig. Es wird in dieser Zeit die auf den Bolzen200Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.M sich stützende Feder I gespannt, welche, nachdem Hebel C die Mittel - lage durchschnitten hat, diesen bis in seine rechtsseitige Endlage drückt.
Die Feder wird aber auch in folgender eigenartiger Weise verwendet. Fig. 413 stellt z. B. einen der sogenannten Frösche dar, welche am Schlitten befestigt sind. Jeder Frosch besteht aus einem Gehäuse F, in welchem der Kolben K verschiebbar ist. Eine Feder sucht den Kolben nach rechts zu schieben, ein Stellring hindert ihn am Herausfallen. Wenn nun dieser Frosch auf dem Wege nach rechts gegen die betreffende Klaue eines Stiefelknechts, oder besser gegen ein in gerader Linie ausweichendes Um - steuerungsmittel stösst, so wird der Kolben zunächst in sein Gehäuse zurück -
gedrängt. Erst wenn die Federspannung gross genug geworden ist, um die ruhende Reibung der Steuerung zu überwinden, wird letztere bethätigt. Da der Reibungswiderstand mit dem Eintritt der Bewegung abnimmt, so entspannt sich die Feder F, indem der Kolben K die Steuerung fortschnellt. Auf dem vorliegenden Grundgedanken beruhende Umsteuerungen findet man in mannigfachen Ausführungsformen. Fig. 414 und 415 stellen noch ein Beispiel dar. Am Schlitten sitzt eine Oese K fest, welche die Steuer - stange B umschliesst. B ist so geführt, dass sie sich in ihrer Längen - richtung frei verschieben kann; sie trägt Stellringe C mit Schraubenfedern. Die Verschiebung von B kann nun entweder ohne weiteres zur Riemen -201I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.verschiebung benutzt oder z. B. auf eine die Umsteuerung vermittelnde Querstange E, Fig. 415, übertragen werden.
Da der Zeitpunkt, in welchem die Spannung der Feder die ruhende Reibung der Steuertheile überwindet, unbestimmt ist, so liefern die in Fig. 413 bis 415 abgebildeten Einrichtungen keine genaue Begrenzung des Schlittenweges.
Bei manchen Antriebsarten genügt das Umsteuern, um die neue Be - triebsrichtung bis zum folgenden Umsteuern zu erhalten, z. B. wenn Klauen - kupplungen angewendet werden, oder die Umkehr durch Verschieben des Treibriemens auf eine andere Rolle stattfindet. Viele Reibungskupplungen dagegen, z. B. diejenigen mit kegelförmigen Reibflächen, bedürfen dauern - den Andrucks. Auch bei Wurmrad - und Zahnradeinrückungen ist ein solcher dauernder Andruck nöthig, wenn derselbe auch kleiner ist wie bei den Kupplungen mit kegelförmigen Reibflächen. Dieser Andruck kann durch den Betriebswiderstand herbeigeführt werden — man nennt die be - treffenden Einrichtungen: selbstspannende Kupplungen — oder durch eine besondere äussere Kraft.
Ein Beispiel für den Andruck durch den Betriebswiderstand stellt Fig. 416 dar. Den Schlitten S (an welchem die Spindel eines Langloch - fräsers gelagert ist) verschiebt die Schraube s längs seiner Führung, indem
die Schraube zeitweise sich links, zeitweise rechts dreht. Auf den Enden der Schraube s sitzen die Wurmräder r und r1 fest. Zwei Wurme, w und w1, sind in den Enden eines doppelarmigen Hebels gelagert, welcher um die Axe m schwingen kann; diese Axe ist gleichzeitig die Axe der Antriebs - welle, und auf letzterer sitzen zwei Riemenrollen, die — mittels offenen bezw. gekreuzten Riemens — Wurm w bezw. w1 antreiben. Bringt man durch Rechtsschwingen des doppelarmigen Hebels Wurm w1 mit r1 in Ein - griff, so berühren sich w und r nicht, und umgekehrt sind w1 und r1 ausser Eingriff, wenn w und r mit einander arbeiten. Ersterer Eingriff liefert die eine, der andere die entgegengesetzte Drehrichtung der Schraube s. Die Umsteuerung bewirken die am Schlitten S festen Nasen n und n1, in - dem sie gegen die, am doppelarmigen Hebel einstellbaren Frösche f und f1 stossen. Es ist nun eine gewisse Kraft nöthig, welche verhindert, dass der dem arbeitenden Wurm gebotene Widerstand den Wurm ausser Ein - griff bringt. Deshalb sind die in der Figur durch Pfeile angegebenen Drehrichtungen der Wurme gewählt, auch ist die Axe m höher gelegt als die Angriffsstellen der Wurme. Demnach übt z. B. der Widerstand W auf den doppelarmigen Hebel das linksdrehende Moment W. h aus, drückt also w um so fester gegen r, je grösser der zu überwindende Widerstand ist.
Ein solcher sich selbst steigernder Andruck ist zulässig, so lange wie202Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.bei Schaltbewegungen die Massenwirkung, welche bei der Umkehr der Drehrichtung auftritt, klein ist; für die Arbeitsbewegung — bei der grössere Gewichte mit viel grösserer Geschwindigkeit verschoben werden — führt sie dagegen, wie bei Klauenkupplungen, mehr oder weniger heftige Stösse herbei, die nur dann in erträglichen Grenzen gehalten werden können, wenn man in irgend einer Weise Nachgiebigkeiten anbringt. Das ist bei dem Walter’schen Antrieb1)D. R. -P. No. 32840. Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1886, S. 593, mit Abb. 1890, S. 128, mit Abb. durch Riemenantrieb der betreffenden Kupp - lungen erreicht. Solche selbstspannende Kupplungen dürfen demnach nur mit besonderer Vorsicht angewendet werden.
Das am Hebel C, Fig. 410 und 411, sitzende Gewicht liefert ohne weiteres einen dauernden Andruck der Kupplung (die Anschläge E fallen dann fort) und zwar einen begrenzten, so dass — bei sonst geeigneter Durchbildung der Kupplung — ein Gleiten eintritt, sobald der Widerstand zu gross wird. Die Feder, welche nach Fig. 412 jenes Gewicht zu ersetzen bestimmt ist, ist für den dauernden Andruck wenig geeignet, weil sie in den Endlagen entspannt ist.
c) Die Umsteuerung wird auch durch eine besondere Kraftquelle herbeigeführt, so dass die Tischbewegung nur veranlassend zu wirken hat, also zwischen den umsteuernden Fröschen und den Theilen, welche diese zu verschieben haben, nur geringe Drücke auftreten, selbst dann, wenn sich der Umsteuerung sehr grosse Widerstände entgegensetzen. Hierfür bietet eine Sellers’sche Hobelmaschine2)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1891, S. 247, mit Abb. ein bemerkenswerthes Beispiel. Das Kehrgetriebe beruht (nach Fig. 346, S. 170) auf einem verschiebbaren Doppelkegel, welchen die Welle mit der einen oder anderen der sich in entgegengesetzten Richtungen drehenden Riemenrollen kuppelt. Ein be - sonderer Antrieb rückt aus und schiebt den Doppelkegel zunächst mit mässigem Druck in den sich umgekehrt drehenden Hohlkegel, so dass das vorhandene Arbeitsvermögen des Schlittens allmählich getödtet und ebenso allmählich die Beschleunigung in der neuen Bewegungsrichtung des Tisches stattfindet. Nunmehr erfolgt das volle Eindrücken des Kupplungskegels.
Ebenso bemerkenswerth ist die Gordon-Steuerung. 3)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1898, S. 521, mit Abb.Der Kupplungs - Doppelkegel wird durch eine, in einer Bohrung der zugehörigen Welle ver - schiebbare Stange H, Fig. 417, dem einen oder anderen Hohlkegel ge - nähert. H ist mit einer Zahnstange versehen, welche in den an der Welle G festen Zahnbogen e greift. Ferner sitzt auf G der Hebel G b fest, so dass durch die Schwingung des letzteren von b nach b1, bezw. umgekehrt, die Umsteuerung vollzogen wird. An b greift nun eine Kolbenstange a b, deren Kolben in dem festen Stiefel C durch Druckluft hin und her ge - schoben werden kann. Ein Schieber oder Hahn, welchen der Hebel A bethätigt, lässt zu diesem Zwecke die Druckluft vor oder hinter dem Kolben ein - oder austreten. A ist mittels Stange J mit dem Hebel L verbolzt, den bei a ein Bolzen mit der Kolbenstange verbindet. Auf das Ende c des Hebels L wirken — mittelbar — die Frösche des Hobelmaschinen - schlittens. In der gezeichneten Stellung möge diese Einwirkung so statt - finden, wie der bei c angegebene Pfeil angiebt. Es wird dann A und mit ihm der Vertheilungsschieber aus seiner Mittellage so verschoben, dass203I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.links vom Kolben Druckluft eintritt, die rechts befindliche Luft aber aus - treten kann. Der Kolben und dessen Stange bewegen sich nach rechts, die Stange H wird ebenfalls nach rechts verschoben und dadurch der bis - herige Schlittenantrieb umgesteuert. Es bewegt sich aber auch a nach a1, folglich der Knotenpunkt d von d1 zurück in seine alte Lage, so dass A und der Vertheilungsschieber der Druckluft wieder in ihre Mittellage kommen. Links vom Kolben befindet sich Druckluft, welche nun die Stange so lange nach rechts drückt, also die Kupplung für den neuen Be - trieb geschlossen hält, bis der Schlitten das Hebelende von c1 nach c ver - drängt. Die Einschaltung des Hebels L bewirkt insbesondere, dass der Kolben und dessen Stange a b nicht zu rasch von links nach rechts sich bewegen, also die Umsteuerung nebst Verzögerung und Beschleunigung des Schlittens nicht in zu kurzer Zeit durchgeführt wird; er vermittelt ferner, dass Hebel A wieder in seine Mittellage zurückgebracht wird.
d) Wenn eine selbstthätige Umsteuerung in Wirksamkeit getreten ist, so schliesst sie willkürliches Eingreifen aus. Es kommen aber Fälle vor,
in denen ein Umsteuern mit der Hand auch in der Nähe des Schlitten - Hubendes nothwendig wird. Deshalb sollen die Umsteuerungseinrichtungen so ausgebildet werden, dass sie jederzeit das Eingreifen des die Maschine bedienenden Arbeiters gestatten. Die weiter oben angeführte Sellers’sche Hobelmaschine1)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1891, S. 247, mit Abb. und die einseitig offene Hobelmaschine von Billeter2)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1897, S. 1035, mit Abb. ent - halten hierher gehörige Beispiele.
4. Rascher Rückgang. In zahlreichen Fällen soll der Schlitten in der einen Bewegungsrichtung eine grössere Geschwindigkeit haben als in der andern. Insbesondere ist solches der Fall, wenn nur in der einen Be - wegungsrichtung gearbeitet wird. Die zweite dient dem Rückgang; es soll bei dieser der Weg in kürzerer Zeit durchschritten werden.
Dieser rasche Rückgang lässt sich bei Kurbelantrieb dadurch er - reichen, dass man für den Arbeitsgang einen grösseren, für den Rück - gang einen kleineren Theil der Kurbeldrehung verwendet. Nach Fig. 418 greift der Kurbelzapfen a in den langen Schlitz der Schwinge c, welche204Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.um den festen Bolzen b sich drehen kann und durch die Stange d den betreffenden Schlitten hin - und herbewegt. Man erkennt aus der Figur ohne weiteres, dass die todten Punkte der Kurbel in o1 und o2 liegen und dass — bei der durch einen Pfeil angegebenen Drehrichtung der Kurbel — die Bewegung der Stange d nach links in einer Zeit stattfindet, welche
der Länge des Bogens o1 o2 ent - spricht, während für die ent - gegengesetzte Bewegung von d eine dem Bogen o2 o1 angehörige viel grössere Zeit verbraucht wird. In gedrungener Bauart zeigen Fig. 419 im Schnitt und Fig. 420 schematisch dasselbe Mittel für den raschen Rück - gang verwerthet. Das Zahnrad R dreht sich mit gleichförmiger Geschwindigkeit frei um den Hals des festliegenden Körpers e. An R sitzt die Kurbelwarze a, welche unter Vermittlung eines sogenannten Steins in eine Nuth des T-förmigen Maschinentheils b c greift. Dieser dreht sich frei in einer Bohrung von e, deren Axe um A von derjenigen des Rades R abweicht. An c ist eine Aufspann-Nuth zur Aufnahme eines zweiten Kurbelzapfens angebracht, und an letzteren greift die zur Bethätigung des Schlittens dienende Stange d. Aus Fig. 420 ist ersichtlich, dass der Kurbelzapfen, an welchen d greift,
sich dann in seinen Todlagen befindet, wenn der Kurbelzapfen des Rades R bei o1, bezw. o2 angekommen ist. Bei der angedeuteten Drehrichtung braucht der eine Weg des Schlittens die Bogenlänge o2 o1, während der andere mit o1 o2 auskommen muss.
Bei Kurbelbetrieb lässt sich der rasche Rückgang auch durch Ein -205I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.schalten eines Vorgeleges mit unrunden Rändern erzielen. Vor Jahren wurde hiervon häufig Gebrauch gemacht, jetzt hat man dieses Mittel fast ganz aufgegeben, und zwar wegen des unruhigen Ganges der Räder.
Bei Zahnstangen -, Schrauben - oder dergleichen Betrieb des Schlittens ist der rasche Rückgang auf sehr verschiedene Weise zu erreichen, und zwar:
a) durch verschiedene Halbmesser der im Kehrgetriebe verwendeten Riemenrollen; vergl. Fig. 346, S. 170; Fig. 348, S. 171.
b) bei gleichem Durchmesser der Rollen durch verschieden grosse Räder; vergl. Fig. 343 und 344, S. 169; endlich
c) nur durch Räder, vergl. Fig. 362 bis 364, S. 176 und 177.
Den unter b) angezogenen Beispielen ist noch das Folgende anzufügen. Es sitzt die Riemen - rolle f, Fig. 421, auf der Welle a fest; die Rolle l dreht sich als lose Rolle frei um a, die dritte Rolle dreht sich ebenfalls frei um a, ist aber mit dem Stirnrad 3 fest ver - bunden. Das Rad 1 sitzt auf a fest. Wird die Riemenrolle f angetrieben, so dreht Rad 1 das Rad 2, wel - ches auf der Welle b sitzt, links herum; ist dagegen der Treib - riemen über l hinweg auf die dritte Rolle geschoben, so dreht Rad 3 das auf einer Zwischenwelle c sitzende Rad 4 links herum und das ebenfalls auf c sitzende Rad 5, das Rad 2 rechts herum. Die Welle b hat daher — je nach den Uebersetzungsverhältnissen der an - geführten Räder in der einen Drehrichtung eine andere Ge - schwindigkeit als in der zweiten. Auf der Welle b sitzt nun z. B. ein Rad 6, welches in die Zahn - stange z greift, oder b ist als Schraube ausgebildet, um die Schlittenverschiebung zu bewirken.
Zu den unter c) angeführten Beispielen gehört noch das Folgende. Es war zu Fig. 402, S. 194 angegeben, dass der um d sich lose drehende Wurm a in das Wurmrad b greife, um die den Schlitten bethätigende Schraube zu drehen. Wenn man nun auf c einen zweiten Bolzen d steckt, diesen gerade so ausstattet, wie den früher beschriebenen, aber dem Wurm die entgegengesetzte Neigung giebt, und ausserdem das Uebersetzungsver - hältniss zwischen Wurm und Wurmrad oder der Kegelräder anders macht, so gewinnt man bei dem Einrücken des letzteren Getriebes nicht allein die entgegengesetzte Bewegungsrichtung des Schlittens, sondern auch eine andere Geschwindigkeit für diesen. Hier wird die Umkehr der Bewegungs -206Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.richtung und die andere Geschwindigkeit durch Heben des einen oder anderen d erzielt.
5. Ableitung der Schaltbewegung. Bei geradlinigem Hauptweg (S. 34) bewirkt man die Schaltung regelmässig dann, wenn vor Beginn eines Schnittes das Werkstück vom Werkzeug noch nicht berührt wird. Das gilt insbesondere für Hobel -, Feil - und Stossmaschinen. Bei Fräs - maschinen für Zahnräder findet das seitliche Fortrücken um eine Zahn - theilung ebenfalls vor Beginn eines neuen Schnittes, und bevor der Fräser mit dem Werkstück in Berührung getreten ist, statt. Die Langlochfräs - maschinen unterscheiden sich von den vorigen insofern, als das Zuschieben des Fräsers in seiner Axenrichtung an den Enden des geradlinigen Haupt - wegs stattfindet, aber der Fräser während dieses Tiefersenkens arbeiten muss. Die hier angeführten Maschinen verlangen also ein ruckweises Schalten und zwar während der Zeit, die auch zur Umkehr des Schlittens benutzt wird.
Man kann diese Schaltbewegung bei Kurbelantrieb von der Kurbel - welle ableiten, weil jeder Kurbeldrehung ein Hin - und ein Herweg ent - spricht, und die Wegesenden des Schlittens genau mit den Todpunkten der Kurbel zusammenfallen. Aehnliches ist bei den sonstigen Betriebsarten
nicht möglich; hier kann man nur die Schlittenbewegung selbst für das Ableiten der Schaltung heranziehen.
In allen Fällen kommen Schalträder zur Verwendung, welche das ruckweise Fortbewegen entweder thätig bewirken oder zulassen. Sie sollen hier zunächst kurz erörtert werden und dann erst die Bethätigung der Schalträder, Klinken u. s. w. durch die Kurbelwelle oder den Schlitten.
a) Als Schalträder für thätiges, ruckweises Bewegen sind vorwiegend die Sperr-Räder, seltener die Räder mit Klemmklinke im Gebrauch.
Fig. 422 stellt ein gewöhnliches Sperr-Rad a mit Klinke b dar. Letz - tere gleitet, wenn sie nach rechts bewegt wird, über die Zähne des Rades a hinweg, greift aber, wenn nach links bewegt, in die Zahnlücken und dreht dann das Rad um einen Bogen, der einer ganzen Zahl der Zähne entspricht. Wenn nämlich das vordere Ende der Klinke bei Beginn ihrer Bewegung nach links nicht ohne weiteres auf eine Zahnbrust trifft, so be - wegt sie sich zunächst allein; das Rad betheiligt sich an der Drehung erst, nachdem das Klinkenende die nächste Zahnbrust erreicht hat. Die Schwin - gung der Klinke ist deshalb regelmässig grösser als der Bogen, um welchen das Sperr-Rad gedreht wird. Der Zapfen der Klinke b kann in einer ge - raden oder krummen Linie hin - und herschwingen; am besten ist es, wenn er um die Axe der Welle m schwingt, weil alsdann die Stirnfläche der Klinke gegenüber der Zahnbrust ihre Lage nicht ändert. Es muss dafür gesorgt werden, dass das Sperr-Rad a nicht zurückschnellt, sobald die Klinke den Rückweg antritt. Hierzu genügt in manchen Fällen die Rei - bung der Welle m in ihren Lagern, andernfalls ist eine zweite, auf festen Bolzen steckende Klinke c erforderlich. Häufig legen sich die Klinken b und c durch ihr eigenes Gewicht gegen den Kranz des Rades a. Ist hierauf207I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.nicht mit Sicherheit zu rechnen, so lässt man sie durch Federn an - drücken.
Die Klemmklinke, Fig. 423, legt sich auf den glatten Rand des Rades a, und nimmt a von dem Augenblick an mit, in dem sie sich nach links zu bewegen beginnt. Heisst der Abstand des Berührungspunktes zwischen Klinke und Radkranz von der Geraden, welche die Mitte des Bolzens der Klinke mit der Mitte der Welle m verbindet, e, die Länge der Klinke l und die anzuwendende Reibungswerthziffer f, so muss 〈…〉 sein, wenn die Klinke anfassen soll. Der Druck zwischen Radkranz und Klinke ist selbstverständlich ein sehr grosser, weshalb man den Bolzen der Klinke mit der Welle m auf möglichst geradem Wege verbinden muss, so dass er nur um m zu schwingen vermag. Um den in der Richtung des Halbmessers auftretenden Druck zu mindern, giebt man dem Klinkenende, welches gegen den Radkranz sich legt, keilförmigen Querschnitt und ver - sieht den Radkranz mit einer hohlkeilförmigen, ringsum laufenden Nuth. Es sind diese Klemmklinken für Metallbearbeitungsmaschinen wenig ge - bräuchlich.
Man regelt die Grösse des Bogens, um welchen das Sperr - Rad bei jedem Spiel der Klinke weiter ge - dreht wird, entweder dadurch, dass man bei unveränderlichen Schwingungsbogen der Klinke diese zunächst
von dem Rade zurückhält, oder durch Aenderung des von der Klinke beschriebenen Bogens. Für ersteres Verfahren deutet Fig. 424 eine Ausführungsform an. Seitwärts vom Rade a befindet sich eine einstell - bare Platte o, deren Rand zum Theil über die Zahnspitzen des Sperr - Rades hinwegragt, und die Klinke b ist so verbreitert, dass sie über dem Rande von o liegt. Wenn sie über dem grösseren Halbmesser von o sich befindet, so kann die Klinke nicht eingreifen; erst nachdem sie einen der Lage von o angemessenen Theil ihres Weges zurückgelegt hat, vermag die Klinke mit den Zähnen des Sperr-Rades in Berührung zu treten. Durch geeignete Einstellung der Platte o kann auf diesem Wege das Eingreifen der Klinke sogar ganz verhindert werden. In etwas anderer Ausführungs - form stellt die unten verzeichnete Quelle1)Richard, Werkzeugmaschinen. Paris 1895, Bd. 1, S. 279, mit Abb. das gleiche Verfahren dar. Man macht davon wenig Gebrauch. Für das andere, schon erwähnte, gebräuch - lichere Verfahren bietet Fig. 422 ein Beispiel. Mit dem um die Welle m schwingenden Hebel d, an welchem der zur Klinke b gehörige Bolzen sitzt, ist ein zweiter Hebel h fest verbunden. In diesem ist ein langer Schlitz oder eine Aufspann-Nuth zum Befestigen eines Bolzens i angebracht, an den die Stange s greift. Nähert man i der Welle m, so wird der Aus -208Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.schlag der Klinke vergrössert, und befestigt man i in grösserer Entfernung von m, so schwingt die Klinke in kleinerem Bogen.
Weiter oben wurde schon hervorgehoben, dass der Bogen, um welchen das Sperr-Rad bei jedem Spiel der Klinke sich drehe, gleich der Bogen - länge sei, welche von einer ganzen Zähnezahl eingenommen wird, also gleich 1, 2, 3 u. s. w. Zahntheilungen. Man muss sonach, um eine einiger - massen feine Regelung dieser Bogengrösse zu ermöglichen, die Zahntheilung möglichst klein oder den Schwingungsbogen der Klinke möglichst gross machen. Hinsichtlich des letzteren ist man häufig beschränkt, und die zulässig kleinste Zahntheilung wird durch den Zahndruck bestimmt. Man kann nun die jedesmalige Drehung des Sperr-Rades den verschieden grossen Wegen der Klinke genauer dadurch anpassen, dass man mehrere Klinken zusammenfasst und deren Länge verschieden macht, so dass entweder die eine oder die andere, diejenige, welche am ersten hierzu geeignet ist, zum Angriff kommt. Fig. 425 zeigt ein so wirkendes Klinkenpaar b und b1. Man sieht, dass, wenn der rechtsseitige Todpunkt um eine halbe Zahn - theilung weiter nach rechts gelegen hätte, die Klinke b1 zum Angriff ge - kommen wäre. Ein solches Klinkenpaar bringt daher, wenn es richtig aus -
geführt worden ist, denselben Genauigkeitsgrad hervor, wie die Einzel - klinke bei halber Zahntheilung oder doppelter Zähnezahl. Statt eines Paares von Klinken werden mehrere, bis zu 6, angewendet, entweder indem man sie übereinander oder — bei entsprechend grosser Breite des Sperr-Rades — nebeneinander legt.
Das Vorwärtsrücken des Sperr-Rades ganz genau einzustellen, gelingt auch dann nur schwer, wenn sein Betrag durch eine ganze Zahl seiner Zähne ausgedrückt werden kann, und zwar weil die bewegten Theile nicht allein der Abnutzung unterworfen sind, sondern auch elastisch nachgeben. Es giebt aber einen Weg, welcher das ruckweise Drehen mit aller Genauig - keit durchführen lässt; man findet solche Einrichtungen bei Zahnräderfräs - maschinen. 1)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1892, S. 750, mit Abb.Fig. 426 stellt das Wesentliche derselben dar. Man hat auf die Welle m neben das Sperr-Rad ein genaues Lehrrad r befestigt, welches so viele keilförmige Zahnlücken enthält, als das zu fräsende Rad Zähne haben soll. In diese Zahnlücken passt das keilförmige linksseitige Ende des um einen festen Bolzen schwingbaren Hebels h. Soll die Welle m — mit der das Werkstück verbunden ist — um eine Zahntheilung weiter ge - dreht werden, so wird zunächst der Hebel h zurückbewegt, worauf das Sperr-Rad in Wirksamkeit tritt, indem es m ziemlich genau um den Betrag209I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.einer Zahntheilung dreht. Nunmehr senkt sich das abgebogene keilförmige Ende des Hebels h mit einiger Kraft in die ihm gegenüber gekommene Zahnlücke und berichtigt hierdurch nach Bedarf die Lage des Werkstücks.
Nicht selten verlangt man von einer Sperr-Rad-Anordnung Verwend - barkeit in beiden Drehrichtungen. Zu diesem Zweck werden wohl zwei Sperr-Räder — eins für die Rechts -, eins für die Linksdrehung — neben einander gelegt und wird dafür gesorgt, dass die Klinke des einen oder die des andern ausser Thätigkeit gesetzt werden kann. Häufiger gestaltet man das Sperr - Rad so, dass es für beide Drehrichtungen brauchbar ist. Fig. 427 stellt eine oft vor - kommende derartige Einrichtung dar. Die Zähne des Sperr-Rades sind denjenigen gewöhnlicher Stirnräder ähnlich; die Klinke b ist mit zwei in die Zahnlücken des Sperr-Rades passenden Zungen versehen
und um den Bolzen c zu drehen. Sonach genügt das Umlegen der Klinke von links nach rechts, um statt der Linksdrehung des Rades a, dessen Rechtsdrehung zu erreichen. Bei der für die Figur gewählten Lage könnte man vielleicht das gehörige Einfallen der Klinke in die Zahnlücken dem Gewicht der Klinke überlassen. Um von der Wirkung dieses Ge - wichts unabhängig zu sein, die Axe des Sperr-Rades senkrecht stellen, oder die Klinke unterhalb des Rades eingreifen lassen zu können, ist in die
Klinke ein federnd nachgiebiger Kolben gelegt, welcher gegen die eine oder andere der beiden breiten Abflachungen des Zapfens c sich legt und dadurch die Klinke stets gegen das Rad a drückt. Oben sieht man an c noch eine kleine Abflachung. Diese hat den Zweck, die Klinke in ihrer Mittellage festzuhalten, wenn das Schaltwerk nicht arbeiten soll.
Als zweites Beispiel eines solchen für beide Drehrichtungen brauch - baren Schaltwerks ist die durch Fig. 428 und 429 dargestellte Schaltdose anzusehen. Sie bezweckt folgendes: es soll die das Schaltwerk bethätigende hin - und hergehende Bewegung durch eine Zahnstange übertragen werden. Fischer, Handbuch der Werkzeugmaschinenkunde. 14210Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.Es ist nun für das Wesen der Schaltdose gleichgiltig, ob die Zahnstange mit dem Stirnrad c oder mit dem — zufällig — kleineren b im Eingriff steht; der einfacheren Beschreibung halber möge letzteres angenommen werden. Rad b kann sich um den festen Zapfen a frei drehen; wegen des Eingriffs mit der hin - und hergehenden Zahnstange dreht es sich wechselnd rechts und links herum. In b steckt der Zapfen e, welcher an einem Ende zur Doppelklinke d ausgebildet ist, am andern Ende die Feder f trägt. Zahnrad c ist auch auf dem Zapfen a frei drehbar; es soll die ihm zu Theil gewordene ruckweise Drehbewegung auf Zahnräder übertragen, die zum Betrieb von Schrauben dienen (vergl. Fig. 365 bis 369, S. 178 — 179). Die Innenfläche des Kranzes von c ist nun verzahnt, wie namentlich Fig. 428 zeigt, und zwar so, dass die Klinke, je nachdem man sie mit dem Zapfen e ein wenig links oder rechts aus der gezeichneten Mittellage dreht, rechts bezw. links gegen die Sperr-Radzähne stösst und c dreht. In der Mittel - lage von d wirkt die Klinke nicht. Man erreicht die drei Lagen der Klinke d nun dadurch, dass man das freie Ende der Feder f in eine der drei
Kerben legt, welche in dem an b festen Plättchen g angebracht sind. Eine andere gut gebaute Schaltdose findet man in unten genannter Quelle be - schrieben. 1)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1897, S. 1036, mit Abb.
b) Einrichtungen, welche die Schaltung in bestimmter Weise zu - lassen, bedürfen eines die fragliche Drehbewegung stets anstrebenden Schleppantriebes. Die Schaltklinke hindert die Drehbewegung so lange, wie sie eingreift und gestattet, das Drehen, sobald sie sich zurückzieht.
Solchen Schleppantrieb erreicht man z. B. durch einen verhältniss - mässig schlaffen Riemen. Um die Reibung bequem regeln zu können, welche dieser Riemen in der durch die Schaltung bestimmten Zeit zum Drehen der betr. Riemenrolle hervorbringen muss, ist ein gut einstellbarer Riemenführer vorgesehen, welcher den Riemen in grösserer oder geringerer Breite auf der Rolle hält. 2)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1892, S. 751, mit Abb.
Es wird der in Rede stehende Antrieb ferner hervorgebracht durch eine Reibkupplung, bei welcher der Flächenandruck so geregelt werden211I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.kann, dass nur das erforderliche Maass der Reibung vorliegt. Da die Reibkegel hierzu sich weniger eignen, so soll hier nur ein Beispiel mit ebenen Reibflächen angeführt werden. In Fig. 430 bezeichnet z. B. a eine Welle, welche sich stetig dreht, b ein zum Uebertragen der Drehbewegung bestimmtes Zahnrad. An b ist der Reibkranz r befestigt. Die Reibscheibe e ist aus Stahlblech verfertigt und mit dem auf a verschiebbaren Muff c fest verbunden. Mittels der Muttern d lässt sich nun der Druck zwischen r und e sehr genau regeln.
Fig. 431 stellt ein das ruckweise Drehen zulassendes Sperr-Rad dar. Der Schleppantrieb versucht das Rad a rechts zu drehen, die Klinke k ver - hindert diese Drehung. Sobald aber k gehoben wird, folgt a dem Schlepp - antrieb. Es muss nun dafür gesorgt werden, dass die Klinke k rechtzeitig sich wieder senkt, damit sie den folgenden Zahn erfasst und hierdurch die Drehbewegung von a unterbricht. Deshalb findet das Aufheben der Klinke k z. B. wie folgt statt. Dem linksseitigen Ende von k ist eine Zunge z angelenkt, welche durch einen Stift i gehindert wird, sich rechts zu drehen, und einer Linksdrehung ihr einseitig gestütztes Gewicht entgegensetzt. Der
Hebel h hebt nun, indem er sich links dreht, unter Vermittlung von z die Klinke k aus, h gleitet aber bald von der Spitze der Zunge z ab und lässt also k wieder fallen. Wenn h demnächst rechtsdrehend in seine Anfangs - lage zurückkehrt, so weicht z leicht aus.
Die Sperrklinke k, Fig. 431, hindert, wenn eingelegt, nur die Rechts - drehung des Rades a. Soll gleichzeitig auch jede Linksdrehung verhütet werden, so versieht man wohl das Rad mit keilförmigen Kerben nach Fig. 426, S. 208, in welche die entsprechend gestaltete Klinke greift. Zu diesem Zweck verschiebt man die Klinke auch geradlinig, wie Fig. 432 und 433 darstellt. 1)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1892, S. 751, mit Abb.Es ist a das, unter der Einwirkung eines Schlepp - antriebes stehende Sperr-Rad, welches z. B. nur einen Zahn enthält. Vor der Brust dieses Zahnes ist eine Lücke ausgespart, in welche die Klinke k, hier das Ende eines Kolbens greift. k wird in b gut geführt und durch eine Schraubenfeder stets nach rechts gedrückt. Links greift an die Stange von k der doppelarmige Hebel c, welcher um den festen Bolzen d frei dreh -14*212Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.bar ist. Auch die Scheibe e kann um d frei gedreht werden. Mittels Bolzens g ist die Klinke h der Scheibe e angelenkt; sie wird durch eine Feder so gehalten, dass ihre Nase bei einer Rechtsdrehung der Scheibe gegen das obere Ende des Hebels c stösst und dadurch den Kolben k zu - rückzieht. Seitlich sitzt an h ein Zapfen mit Rolle i; letztere tritt über das schräge obere Ende des Hebels l und hebt dadurch die Klinke h aus, worauf k wieder gegen das Rad a gedrückt wird. Die in Fig. 432 an - gedeutete Feder hält den Hebel l nachgiebig fest.
Aus dem Vergleich dieser die Schaltung zulassender Schaltwerke mit den vorher beschriebenen thätigen, ergiebt sich nun, dass die ersteren das Maass des Schaltens ohne weiteres genau begrenzen, während hierfür die thätigen Schaltwerke eines Lehr-Rades (Fig. 426, S. 208) bedürfen. Dem gegenüber tritt als Mangel der ersteren die schwierigere Regelung des Schaltbetrages hervor. Es findet diese durch Wechselräder, bezw. durch Stufenräder (Fig. 331 bis 335) statt, und zwar so, dass z. B. jede ganze Drehung des Sperr-Rades a, Fig. 433, die schliesslich verlangte Drehung erzielt.
c) Die Bethätigung der Schaltwerke. Zu den Mängeln des Schlittenantriebs durch Kurbel gehört die ungleichförmige Schlitten -
geschwindigkeit. Dieser Mangel erscheint für den vorliegenden Zweck als Vortheil, indem durch ihn für das Bethätigen der Schaltung genügend Zeit gewonnen wird, ohne den Schlittenweg bedeutend grösser machen zu müssen, als die Schnittlänge beträgt. In Fig. 434 bedeute a die Schnitt - länge, 2 r den Schlittenweg. Man sieht aus der Figur, dass, obgleich a nicht viel kleiner ist als 2 r, doch ein erheblicher Theil der Kurbeldrehung weg, nämlich 2 α, auf den Unterschied entfällt, also an jedem Hubende des Schlittens für das Bethätigen der Schaltung die Zeit verfügbar ist, welche die Kurbel gebraucht, um den Winkel α zu durchschreiten. Man benutzt nun für den vorliegenden Zweck einen auf der Kurbelwelle fest - sitzenden Daumen, welcher gegen das Ende eines Hebels drückt und diesen hin - und herbewegt, oder eine mit der Kurbelwelle verbundene Daumen - Nuth oder Kurven-Nuth, in welche ein Zapfen des in Schwingungen zu versetzenden Hebels greift. Das letztere Verfahren ist das verbreitetste, weshalb nur für dieses Beispiele angegeben werden sollen. Das Schaltwerk verlangt für jedesmaliges Fortrücken des Schaltrades ein Hin - und Her - bewegen der Klinke. Man muss beide Schwingungen unmittelbar auf ein - ander folgen lassen, wenn an jedem Hubende des Schlittens eine Schaltung stattfinden, wenn also in beiden Bewegungsrichtungen des Schlittens eine Spanabnahme stattfinden soll. In diesem Falle ist die Daumen-Nuth z. B. 213I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.nach Fig. 435 zu gestalten. Die auf der Welle a befestigte ebene Scheibe b ist an ihrer vorderen Fläche mit einer Nuth versehen, welche zwischen den Winkeln α überall gleichweit von der Wellenmitte entfernt, innerhalb der Winkel α aber nach aussen gebaucht ist. Der Zapfen i des Hebels h greift in diese Nuth und wird deshalb bei jeder halben Drehung der Scheibe hin - und herbewegt. Soll der Ausschlag des Hebels h einige Grösse
haben, so darf α nicht zu klein sein, damit die den Zapfen i verschieben - den Nuthwandflächen der Bewegungsrichtung gegenüber nicht zu steil werden.
Wenn dagegen nur an einem Hubende des Schlittens geschaltet werden soll, so zieht man vor, innerhalb des einen α, Fig. 436, den Zapfen i nur nach aussen, innerhalb des anderen α demnächst nach innen drängen zu lassen, so dass bei gleicher Schwingungsgrösse des Hebels h die Winkel α nur halb so gross zu werden brauchen. Man legt die krumme Nuth nicht selten in eine walzenförmige Fläche, Fig. 437 und 438. Es gilt auch in diesem Falle das, was über die in ebener Fläche ange - brachte Nuth gesagt wurde.
Es kann das Schaltwerk auch durch die Schlittenbewegung bethätigt werden. Man macht hiervon in dem besondern Falle, dass das Schaltwerk
am Schlitten sitzt, selbst dann Gebrauch, wenn die Bewegung des Schlittens durch eine Kurbel stattfindet. Fig. 439 zeigt ein hierher gehöriges Beispiel. a bezeichnet das Sperr-Rad, welches an der Schraube sitzt, die bestimmt ist, das am Kopf einer Feilmaschine befindliche Stichelhaus zu verschieben, Die Klinke b ist einem Hebel angelenkt, der um die Axe von a schwingt und mit seinem freien Ende der Stange s angeschlossen ist. Letztere wird214Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.in dem festen Auge c geführt. Auf der Stange s sitzen Stellringe e und e1. Diese sind nun so befestigt, dass sie vor Beendigung des Schlittenwegs gegen c stossen, wodurch die Stange s zurückgehalten wird und der die Klinke b tragende Hebel eine Schwingung erfährt. Durch die Lage der Stellringe e und e1 lässt sich die Grösse der Hebelschwingung, also der Betrag der Schaltung regeln.
Es lässt sich, wenn das Schaltwerk an der Schlittenbewegung theil - nimmt, auch auf folgendem Wege von ihr die Schaltbewegung ableiten. 1)Richard, Werkzeugmaschinen, 1895, Bd. 1, S. 293, mit Abb.In das lose um die Welle w, Fig. 440, sich drehende Zahnrad a greift eine — in der Figur nicht angegebene — festliegende Zahnstange, während w in dem Schlitten S gelagert ist. Demgemäss erfährt a abwechselnd Rechts - und Linksdrehungen. Zu beiden Seiten von a liegen Scheiben b, welche durch die Feder f gegen a gedrückt werden, beide Scheiben sind mit w so ver - bunden, dass sie sich nur gemeinsam drehen können. Es würde demnach, vermöge der zwischen a und b auftretenden Reibung sich w in demselben
Grade rechts - und linksherum drehen wie das Zahnrad a, wenn sie sich frei drehen könnte. Das ist nun nicht der Fall; man hat vielmehr an einer der Scheiben b einen Vorsprung angebracht, wel - cher, nachdem a eine gewisse Drehung in der einen oder andern Richtung erfahren hat, gegen einen an S einstellbaren Anschlag stösst, so dass nunmehr a zwischen b gleitet. Durch die Lage der Anschläge lässt sich der Winkel, um welchen sich w rechts und dann links dreht, bestimmen und demgemäss — da die Welle w die Schaltklinke bethätigt — die Grösse der Schaltung.
Die Bethätigungsweise, für welche Fig. 439 und 440 Ausführungs - beispiele sind, leiden gegenüber der vorher angegebenen an dem Uebel - stande, dass ihnen nur die Schlittengeschwindigkeit zur Verfügung steht, also ein grösserer Schlittenweg ausserhalb der Schnittlänge für die Schaltung nöthig ist. Sie wird aber für den besonderen Fall, dass die Schalteinrich - tung an der Schlittenbewegung theilnimmt, deshalb oft angewendet, weil sie den Zweck in einfacher Weise erreicht.
Es wird die Schaltbewegung ferner von der Steuerwelle (B, Fig. 406 bis 412) abgeleitet.
Diese schwingt um ihre Axe. Die Schwingungen benutzt man — leider zu häufig — unmittelbar zur Bethätigung der Sperrklinke, indem sie durch gewöhnliche Gestänge oder durch Zahnstangen (Fig. 428 u. 429, S. 209) auf die Sperrklinke übertragen werden. Ich habe das Wort „ leider “eingefügt, weil dieses Verfahren bei den am häufigsten vorkommenden Ge - schwindigkeiten starke Erschütterungen der Steuerungstheile veranlasst, indem die gegen die Klauen des Stiefelknechts stossenden Frösche (Fig. 406) oder die in eine krumme Nuth greifende Rolle (Fig. 407) durch dieses Ver - fahren noch mit dem — oft beträchtlichen — Widerstande der Schaltung215I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.belastet werden. Die vorliegende Ableitung ist übrigens so einfach, dass überflüssig erscheint, Ausführungsbeispiele anzugeben.
In neuerer Zeit hat man sich auch mehr und mehr den Verfahren zugeneigt, welche die Umsteuerung nur zum Einleiten, bezw. Ermöglichen der Schaltung benutzen. Die zulassenden Schaltungen wirken in diesem Sinne; es hat die Umsteuerung nur die Klinke k, Fig. 431, oder den Riegel k, Fig. 433, zurückzuziehen, worauf der Schleppantrieb die Schaltung voll - zieht. Nahe verwandt hiermit ist eine von Sellers1)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1891, S. 247, mit Abb. angewendete Schaltung, welche Fig. 441 darstellt. Das Sperr-Rad b sitzt fest auf der Welle a und dreht sich mit dieser stetig in der Richtung des angegebenen Pfeiles. Der Körper c steckt lose auf a, wird aber durch einen an c gelagerten Sperr - kegel mit b gekuppelt, sobald man diesem gestattet, in das Sperr-Rad zu greifen. Mit dem Sperrkegel ist jenseits des Rades b ein Hebel i verbunden. In der Bahn dieses Hebels befindet sich eine Gabel d, welche in der Rich - tung des gezeichneten Doppelpfeiles hin - und hergeschoben werden kann. Wenn d in der gezeichneten Lage sich befindet, so legt sich i gegen den Haken des oberen Gabelarmes, so dass der Sperrkegel nicht in die Kerben des Sperr-Rades greifen kann; es ruht also c. Sobald d gehoben, also i losgelassen wird, drückt eine Feder die Klinke gegen das Rad b und letzteres nimmt c mit. Bei jener Verschiebung von d ist aber deren unterer Arm so viel gehoben, dass er dem mit b sich drehenden Hebel i entgegentritt, und damit den Sperrkegel auslöst. c macht also bei jedem Spiel der Gabel d eine halbe Drehung und bethätigt hierdurch die Schal - tung (im vorliegenden Falle sogar auch einen Theil der Umsteuerung). Demgemäss sind die von den Fröschen des Hobelmaschinentisches zu überwindenden Widerstände klein, die von ihnen unmittelbar bewegten Theile leicht und die Stösse — trotz grosser Geschwindigkeiten
— gering.
Eine letzte Gruppe von Vorrichtungen, welche zur Bethätigung des Schaltwerks dienen, benutzt den Umstand, dass die den Schlitten an - treibende Welle zeitweise in der einen, zeitweise in der andern Richtung sich dreht. Die Umkehr der Drehrichtung fällt mit dem Hubende des Schlittens zusammen, giebt also die Zeit an, zu welcher zu schalten ist. Man benutzt demgemäss den ersten Theil der neuen Drehbewegung zum Bethätigen des Schaltwerks. Es gehört hierher die bereits durch Fig. 440 dargestellte Vorrichtung. Zwei andere sollen hier noch angeführt werden.
Fig. 442 zeigt eine von der Prentiss tool Co. angewendete Einrichtung. 2)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1890, S. 130, mit Abb.Das sich wechselnd links und rechts drehende Rad b enthält in seinem trommelförmig ausgedrehten Kranz eine mit Leder überzogene Schlepp - feder c, an deren Enden Nasen e1 und e2 angebracht sind. Am Maschinen - gestell befinden sich die einstellbaren Stifte i1 und i2, die in die Bahn von e1 bezw. e2 fallen. Der Arm d sitzt fest auf der das Schaltwerk bethätigen -216Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.den Welle a. Beginnt die durch einen Pfeil angegebene Drehrichtung von b, so legt sich e1 gegen d und dreht a in gleichem Sinne. Durch den Widerstand, welchen e1 findet, wird die Feder c in den Radkranz gepresst und die Reibung vermehrt. Kommt nun aber e2 bei i2 an, so wird c nicht allein festgehalten, sondern auch in einigem Grade entspannt, so dass Feder und Radkranz an einander gleiten. d und a ruhen, bis zur nächsten Um - kehr der Drehrichtung, nach welcher e2 gegen den Arm d drückt u. s. w.
Ernst Rein hat folgende Einrich - tung angegeben. 1)D. R. -P. No. 78628.Es ist g, Fig. 443 und 444, eine Welle, welche sich bei jedem Hubwechsel des Schlittens um 180° drehen, und dadurch das Schalt - werk bethätigen soll. Auf g sitzt das Zahnrad d fest, und dieses steht im Eingriff mit den Ringen der Walze a, welche mit zu der Schraube b passen - dem Muttergewinde versehen ist und eine Art Sperr-Rad c trägt. Diesem Sperr-Rad liegt eine Doppelklinke e gegenüber, welche durch die Stange f entweder an der rechten oder der linken Seite der Fig. 444 gegen c ge - legt werden kann. b dreht sich mit der Antriebswelle des Schlittens zeitweise links, zeitweise rechts herum, ist vielleicht eine Verlängerung der Antriebswelle. Dreht sich nun bei der gezeichneten Lage der Klinke e die Schraube b in der Richtung des Pfeiles
I, so dreht sich die Mutter a mit ihr. Dreht sich aber b in der Richtung des Pfeiles II, so hindert e die Mutter a sich mit zu drehen; es muss sich also a verschieben, und zwar um die Länge l der Klinke. Nachdem solches geschehen ist, kann sich c frei drehen, weshalb die Verschiebung von a aufhört. Die zweite Nase der Doppelklinke e ist, wie Fig. 443 andeutet, etwa um die Breite des Rades c gegen die erste verschoben. Legt man217I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.nun mit Hilfe der Stange f die Klinke e um und tritt hierauf die Dreh - richtung I der Schraube b ein, so wird a am Drehen gehindert und ver - schiebt sich deshalb entgegengesetzt als früher um die Länge l. Bei rich - tigen Bemessungen der Klinkenlänge l bewirken diese Verschiebungen von a eine halbe Rechtsdrehung, dann eine halbe Linksdrehung der Welle g. Die Steuerung der Maschine hat zu diesem Zweck nur die Arbeit zu ver - richten, welche das Umlegen der Klinke e erfordert.
Bei dieser Rein’schen Einrichtung dreht sich also die Welle g, welche das Schaltwerk bethätigt, um 180° hin und her, bei der Sellers’schen, Fig. 441, die Hülse c sich jedesmal um 180°, aber immer in demselben Drehsinn. Die Verwerthung dieser Drehungen ist aber in beiden Fällen dieselbe. Es ist nämlich mit jener Welle wie mit dieser Hülse eine Kurbelscheibe (vergl. Fig. 390, S. 188) verbunden, auf deren Warze die zur Bethätigung des Schaltwerks dienende Lenkstange steckt, welche sich demnach in beiden Fällen um den Kurbelwarzenkreis-Durchmesser verschiebt. Man wählt — auch für andere hierher gehörige Einrichtungen1)Zeitschr. d. Ver. deutscher Ingen. 1898, S. 523, mit Abb. — diese halbe Drehung der Kurbel deshalb, weil etwaige Un - genauigkeit der Grösse dieser Drehung auf die Verschiebung der Lenkstange bezw. Klinke fast ohne Einfluss ist. Die Grösse dieser Verschiebung und damit der Betrag des Schaltens wird durch Verstellen der Kurbelwarze ge - regelt; zum Erleichtern dieses Ver - stellens sind oft neben der betreffen - den Aufspann-Nuth der Kurbelscheibe Marken angebracht, welche den Betrag des Schaltens ausdrücken.
Die hier angegebenen Bethätigungs - weisen, mit Ausnahme der durch Fig. 435 und 437 angegebenen, liefern an jedem Hubende des Schlittens nur
eine Schwingung, so dass für jede Hin - und Herbewegung des Schlittens nur einmal geschaltet wird. Das genügt mit wenigen Ausnahmen dem Be - dürfniss. Soll bei jedem Hubwechsel des Schlittens eine Schaltung statt - finden, so ist solches dadurch zu erreichen, dass man der die Schaltung bethätigenden, soeben erörterten Kurbelscheibe eine ganze, statt einer halben Drehung machen lässt. Man kann aber auch nach Fig. 445 ein Hebelpaar einfügen, welches eine wagerechte Verschiebung in eine hin - und eine hergehende der lothrechten Stange herbeiführt.
d) Zum Abschluss der Erörterungen über die Ableitung der Schalt - bewegung ist noch einiges über die Auswahl unter den angegebenen Ver - fahren und über die Bemessung der zur Schalteinrichtung gehörigen Maschinen - theile zu sagen.
Wenn der Schlitten durch eine Kurbel hin - und hergeschoben wird, so leitet man aus bereits angegebenen Gründen die Schaltbewegung regel - mässig von der Kurbelwelle ab, und zwar in der Weise, wie Seite 213 angegeben ist.
218Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.Die Ableitungen nach Fig. 439 und 440 kommen fast nur für Feil - maschinen und sonstige Maschinen in Frage, bei welchen das Schaltwerk an der Schlittenbewegung theilnimmt. Sie leiden, wie schon bemerkt worden ist, an dem Uebelstande, dass der „ verlorene Weg “des Schlittens, d. h. der Ueberschuss der Wegeslänge über die Schnittlänge verhältnissmässig gross ausfällt. Beachtenswerth ist bei der durch Fig. 440 gekennzeichneten Einrichtung, dass die Uebertragung mittels einer Reibungskupplung statt - findet, worauf weiter unten zurückgekommen werden wird.
Die Bethätigung des Schaltwerks durch die Steuerwelle vermehrt die Stösse zwischen Fröschen und Stiefelknecht; sie sollte für Maschinen, deren Schaltung grösseren Arbeitsaufwand erfordert, nicht angewendet werden. Wenn der Schlitten nach Fig. 407 mittels Rolle und krummer Nuth auf die Steuer - welle wirkt, so sind die Stösse weit geringer und damit die Verwendbarkeit der Steuerwelle für die Schaltung grösser. Es darf aber nicht übersehen werden, dass der Steuerwellenantrieb durch krumme Nuth erhebliche seit - liche Drücke auf den Schlitten ausübt, wodurch die Genauigkeit des Schlitten - wegs oft beträchtlich leidet. Um das zu vermeiden, fügt man wohl einen Hilfsschlitten ein, an welchem die Rolle sitzt, und lässt den eigentlichen Schlitten diesen Hilfsschlitten durch Frösche verschieben, deren Angriffs - flächen winkelrecht zur Bewegungsrichtung liegen. Dieser Hilfsschlitten kann gleichzeitig zur Hand-Umsteuerung verwendet werden. 1)Zeitschr. des Ver. deutscher Ingen. 1897, S. 1035, mit Abb.
Wenn die Umsteuerung nach Fig. 413 und 414, S. 200, unter Ver - mittlung von Federn stattfindet, so können ihre Theile, wegen des all - mählich stattfindenden Angriffes zierlich gehalten werden, was auf die Stoss - wirkung des Schaltwerks günstig einwirkt.
Diejenigen Schaltantriebe, welche durch die Steuerung nur eingeleitet werden, bieten die beste Gewähr für ruhigen Gang, insbesondere, wenn der Sperrkegel durch einen Kurbelzapfen bethätigt wird, der von Todpunkt zu Todpunkt schwingt (S. 217), indem, bei guter Durchbildung des Ganzen die Beschleunigung des Sperrkegels eine allmähliche ist. Sie finden deshalb mehr und mehr Eingang, obgleich ihre Herstellung theurer ist als die mancher anderer Schaltantriebe.
Die Widerstände, welche das Schaltwerk zu überwinden hat, sind nur angenähert zu bestimmen, da sie fast ausschliesslich aus Reibungswider - ständen bestehen und diese von zahlreichen Nebenumständen (Schmierung, Anpressung der Lager und dergleichen) abhängen. Mit der Schätzung dieser Widerstände ist aber nur ein Anhalt für die erforderlichen Ab - messungen gegeben. Alle thätigen Schaltklinken greifen mit einem gewissen Stoss an, der verschieden gross ausfällt, je nach der besseren oder weniger guten Durchbildung. Dieser Stoss versucht, das Sperr-Rad sofort mit einiger Geschwindigkeit fortzutreiben. Wegen der Massenträgheit des Sperr - Rades und der mit diesem zusammenhängenden Theile ist eine gewisse Zeit nöthig, um ihnen diese Geschwindigkeit zu vertheilen. Es muss daher die federnde Nachgiebigkeit irgend hierzu geeigneter Theile ausgleichend eingreifen. Ist diese nur in geringem Grade vorhanden, so fällt für kurze Zeit der Widerstand, welcher sich der Sperrklinke bietet, sehr gross aus und muss deshalb in entsprechender Weise bei der Feststellung der Ab - messungen berücksichtigt werden. Das kann meistens nur auf Grund des219I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.praktischen Gefühls geschehen. Werden aber Reibflächen in die Ueber - tragungsmittel eingeschaltet, und zwar solche, welche nicht durch den auf - tretenden Widerstand stärker zusammengedrückt werden, also etwa nach Fig. 430 oder 440, S. 210 u. 214, so kann an der Stelle, wo diese sich be - finden, der Widerstand höchstens dem zwischen den Reibflächen auftretenden gleich sein. Bei Ueberschreitung dieses Betrages gleiten die Reibflächen an einander und verlängern dadurch die zur Gewinnung der Geschwindig - keit erforderliche Zeit. Für das Bestimmen der Abmessungen ist aber an dieser Stelle ein sicherer Anhalt in der Grösse der fraglichen Reibung geboten. Man findet denn auch solche Einrichtungen zierlicher ausgeführt als solche, bei denen die federnde Nachgiebigkeit der Hebel und Wellen die Beschleunigung der in Bewegung zu setzenden Theile vermitteln muss.
Bei den Schaltwerken, welche den stetig arbeitenden Stichel ver - schieben (S. 168), ist der Widerstand, den der Stichel in der Schaltrichtung zu überwinden hat, zu berücksichtigen. Er liefert in Verbindung mit dem, durch ihn verursachten Reibungsverlust an der Schraube, welche den Stichel verschiebt, in der Regel den grössten Theil des Widerstandes, der die Sperrklinke zu überwinden hat, und ist daher meistens bestimmend für die Abmessungen der die Schaltbewegung übertragenden Theile.
Um Wiederholungen möglichst zu vermeiden, sollen die spanabnehmen - den Werkzeugmaschinen in folgende drei Gruppen vertheilt werden: A) Der gegensätzliche Hauptweg zwischen Schneide und Werkstück ist geradlinig; die Späne werden in Streifen abgehoben (Räumnadel -, Stoss -, Feil -, Seitenhobel -, Grubenhobel -, Tischhobelmaschinen). B) Der Hauptweg ist kreisförmig; die Späne werden in Streifen abgehoben (Drehbänke, Aus - bohr -, Schwärmer -, Lochbohr -, Gewindeschneidemaschinen). C) Kreisende Schneiden erzeugen Späne kommaartigen Längenschnitts (Fräs - und Schleif - maschinen).
A. Es sind zwei Verfahren für die Benutzung des geradlinigen Haupt - weges der Schneide gegenüber dem Werkstück im Gebrauch.
Das verbreitetste dieser Verfahren besteht darin, dass ein Stichel einen Span abhebt, dann zurückkehrt und hierauf einen zweiten Span weg - schneidet u. s. w., oder auch, dass ein Stichel, nachdem er einen Schnitt vollzogen hat, umgedreht wird, so dass er auf dem Rückwege den zweiten Span abnimmt. Die Maschinen, welche nach diesem Verfahren arbeiten, werden unter dem allgemeinen Namen Hobelmaschinen zusammengefasst.
Das andere der erwähnten Verfahren benutzt eine Zahl von Sticheln, welche hinter einander arbeiten und — in der Regel — je nur einmal mit dem Werkstück in Berührung kommen. Die zu einem steifen Körper, der Räumnadel, vereinigten, oder an dem festen Körper der Räumnadel ausgebildeten Schneiden sind bis jetzt allein im Gebrauch, doch ist auch vorgeschlagen, die einzelnen Stichel durch Gelenke zu einer endlosen Kette zu vereinigen, welche, über Rollen gelegt, sich ebenso bewegt wie z. B. der auf Rollen liegende Treibriemen. Ich begnüge mich hinsichtlich der220Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung.zuletzt angeführten, bisher kaum einmal angewendeten Maschinenart mit der Nennung der Quelle. 1)American Machinist 3. Juni 1897, mit Schaubild.
1. Die Räumnadel-Maschinen oder Räummaschinen sollen da - gegen, weil sie für manche Arbeitszwecke Bedeutung haben, an Hand einiger Beispiele näher erörtert werden. Die Räumnadel hat ihren Namen nach dem älteren ihrer Verwendungszwecke: dem Ausräumen, Erweitern gegebener Löcher. Sie wird nicht — wie der Ausräumer oder die Reibahle — um ihre Axe gedreht, sondern in der Axenrichtung geradlinig verschoben,
eignet sich daher auch für das Ausräumen unrunder, beziehungsweise für das Erzeugen irgend wie gestalteter prismatischer Löcher.
Fig. 446 stellt eine Zahl von Lochquerschnitten dar, welche mittels der Räumnadel aus dem eingezeichneten kreisförmigen hervorgegangen sind und die Verwendung finden für Löcher der Handkurbeln, Handräder, Lenkstangen, bis zu den Keilnuthen von Rädern, Riemenrollen und Kupp - lungsstücken.
Es kommen drei Arbeitsverfahren in Frage.
Nach Fig. 4472)Zeitschr. des Ver. deutscher Ingen., 1897, S. 19, mit Abb. soll ein zunächst auf 79 mm Weite gebohrtes Loch zu einem etwa quadratischen Querschnitt aufgeräumt werden. Es sitzen
auf der die Mitte der Räum - nadel einnehmenden Stange a zahlreiche Scheiben c, welche an 4 um 90° von einander abweichenden Stellen ihres
Umfanges allmählich mehr und mehr nach aussen hervorragende Schneiden besitzen, sonach, wenn man sie der Reihe nach durch das kreisrunde, 79 mm weite Loch führt, schrittweise das geforderte Umgestalten herbei - führen. Der Druck, welcher winkelrecht zur Schnittrichtung auftritt, wird an den vier Arbeitsstellen nicht genau gleich sein; es würde deshalb die Räum - nadel sich verlaufen, wenn man sie nicht bestimmt führte. Zu diesem Zweck ist je zwischen zwei schneidenden Scheiben eine führende Scheibe b gelegt,221I. Theil. Die spanabnehmenden Werkzeugmaschinen.welcher je zwischen zwei Stellen, an denen Spanabheben stattfindet, eine unversehrte Bohrungsfläche zur Auflage geboten wird. Fig. 448 ist ein Stück des Längenschnittes der Räumnadel; d bezeichnet das Werkstück. Laut Quelle misst der mit 28 Schneiden besetzte Theil der Räumnadel 1,72 m in der Länge; die drei letzten Schneidscheiben haben gleiche Grösse, um die genaue Weite der erzeugten, vierkantigen Loch-Gestalt zu sichern. Nach jedem Schleifen der Schneiden rücken die Schneidscheiben um eine Stufe vor, die vorderste wird verworfen, und auf den hintersten Platz kommt eine neue Scheibe. Es legt sich das eine Ende des Besatzes gegen einen Bund der Stange a, und gegen das andere Ende drückt eine Mutter.
Das zweite Verfahren versinnlichen die Figuren 449 und 450. Die vordere Hälfte der Nadel ist, nach Fig. 449, an der einen Seite halbrund und glatt, erfährt also hier Führung, während die andere Seite mit stufenweise mehr und mehr nach aussen hervorragenden Schneiden ver - sehen ist. Die letzte dieser Schneiden vollendet den rechteckigen Quer - schnitt der einen Lochhälfte. Hierauf folgt die zweite Hälfte der Nadel, Fig. 450, welche an einer Seite von 3 glatten ebenen Flächen begrenzt und durch diese in dem zur Hälfte fertigen Loch geführt wird, während die andere Seite stufenweise an Grösse zu - nehmende Schneiden enthält.
Dieses Verfahren stellt eigentlich schon das letzte dar, welches angewendet wird, wenn das gebohrte Loch nur nach einer Seite aufgewei - tet werden soll (vergleiche die beiden letzten Querschnitte der Fig. 446). Fig. 451 zeigt einen Theil einer zur Erzeu - gung von Keilnuthen dienen -
den Nadel. In die Stange a, deren Durchmesser der Bohrweite gleich ist, sind in mässiger Entfernung von einander Löcher gebohrt, welche zur Auf - nahme der Zähne z dienen. Diese Zähne sind fest in die Löcher gedrückt und werden am eigenmächtigen Drehen durch Splinte s gehindert. Nach Fig. 452 ist die Nadel gewissermassen eine dicke Säge; sie kann nicht unmittelbar von den Lochwänden geführt werden. Man hat daher in dem festen Bock c einen auswechselbaren Dorn b angebracht, dessen Dicke genau der Bohrweite des zu bearbeitenden Loches gleicht. Dieser Dorn ist mit einer zur Aufnahme von a geeigneten Nuth versehen. Man gewinnt auf diesem Wege eine sich gegen die Lochwand stützende Führung. Die Tiefe der zu erzeugenden Nuth kann durch einzulegende Leisten i geregelt werden; soll die Nuth „ Anzug “haben, so macht man i entsprechend keil - förmig. Die richtige Lage des Werkstückes ist rasch gefunden, es braucht dieses nur über b geschoben zu werden und eine Befestigung ist unnöthig, so dass1)Zeitschr. des Ver. deutscher Ingen., 1898, S. 238. mit Hilfe dieser Vorrichtung in 10 Minuten 10 Nuthen erzeugt werden können.
222Werkzeugmaschinen für die