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

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