Titel: | Maschine zur Fabrication von Feilen und Raspeln, welche sich George Winslow, Kaufmann zu Boston in Nordamerika, einer Mittheilung zufolge am 3. Jul. 1847 für England patentiren ließ. |
Fundstelle: | Band 110, Jahrgang 1848, Nr. XLVII., S. 248 |
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XLVII.
Maschine zur Fabrication von Feilen und Raspeln,
welche sich George
Winslow, Kaufmann zu Boston in Nordamerika, einer
Mittheilung zufolge am 3. Jul. 1847 für England
patentiren ließ.
Aus dem London Journal of arts, Sept. 1848, S.
77.
Mit Abbildungen auf Tab.
V.
Winslow's Maschine zur Fabrication von Feilen und
Raspeln.
Die Erfindung besteht in einer eigenthümlichen Maschine, in welcher die Feilenzähne
durch den Druck geeigneter Meißel gegen die Oberfläche
der Feile anstatt durch eine Reihe von Schlägen gebildet werden. Der Grad des
Druckes der Meißel wird nach der verschiedenen Dicke der Feile regulirt und auf
diese Weise eine geeignete gleichförmige Schnitttiefe für alle Zähne erzielt.
Fig. 13 stellt
die Maschine im Grundriß,
Fig. 14 im
Seitenaufriß,
Fig. 15 im
senkrechten und centralen Längendurchschnitte und
Fig. 16 in der
Frontansicht dar.
Fig. 17 ist
eine hintere Ansicht der Maschine, und zwar theilweise im Durchschnitt, um die
Construction der verschiedenen Theile deutlicher darzulegen. A ist das Maschinengestell; B die Hauptwelle,
durch welche die Bewegung von irgendeiner geeigneten Triebkraft aus auf die
ausübenden Theile der Maschine übertragen wird. An dem äußeren Ende dieser Welle ist
ein mit einer Kuppelungsbüchse versehenes Schwungrad C
lose gelagert, während an ihrem inneren Ende eine kreisrunde Scheibe
D befestigt ist. Diese Scheibe enthält einen langen
radialen Einschnitt E zur Aufnahme eines Kurbelzapfens
F, welcher eine Kuppelung zwischen der
Verbindungsstange G und der Scheibe D bildet und sich nach jedem beliebigen Halbmesser
dieser Scheibe adjustiren läßt, um den Zug der Stange G
verändern zu können. Die Stange G ist durch einen in dem
Schlitz K adjustirbaren Bolzen mit dem senkrechten Hebel
H und das obere Ende des letztern mit einem
Schlitten L verbunden, welcher durch ein paar
horizontale Schienen M, M
die nöthige Führung erhält. Quer über die obere Fläche des Schlittens gehen ein paar
Uförmige Rinnen N, N zur
Aufnahme zweier rectangulärer Metallstücke oder Schieber O, O, welche oben auf dem Schlitten liegen und
sich vor- und zurückbewegen lassen. Diese Schieber sind durch Gelenke P, P mit den Enden zweier
langer horizontaler Hebel Q, Q verbunden, deren Umdrehungszapfen auf eine geeignete und feste Weise mit
einer an die oberen Schienen des Gestells befestigten horizontalen Bodenplatte S verbunden sind. Die Meißelhalter T, T bestehen aus krummen
Metallstücken, die mit Backen oder andern geeigneten Vorrichtungen zum Festhalten
zweier Meißel U, U versehen
sind. Diese Meißelhalter sind durch zwei kleine Gelenke V, V mit den vorderen Enden der beiden Hebel
Q, Q verbunden und
bewegen sich gegeneinander und von einander hinweg. Um den Neigungswinkel der Ebene
jedes Meißels gegen die anliegende Fläche der Feile adjustiren und nach Umständen
verändern zu können, müssen die Meißelhalter selbst einer geeigneten Adjustirung
fähig seyn. W ist ein langer horizontaler Schlitten,
welcher sich auf der Bodenplatte S in einer
Längenrichtung frei hin- und herbewegen läßt, und der Verstärkung wegen mit
einem Bogen X (Fig. 14) versehen ist.
Dieser Schlitten hat die Bestimmung die Feile während des Einschneidens der Zähne
auf ihren beiden gegenüberliegenden Seiten zu unterstützen. Zu dem Ende enthält er
zwei Docken (puppets) Y und
Z oder andere geeignete Vorrichtungen zum Festhalten
der Feile. Der Theil Y hat eine Hülse, worin der Stiel
der Feile mit Hülfe mehrerer Schrauben a, a befestigt wird; der Theil X dagegen ist mit einer Spitze b versehen,
welche in ein an dem dünnen Feilenende angebrachtes Loch greift. Die Docken sollten
nach beiden Richtungen seitwärts verschiebbar seyn, um die Feile gegen die von
beiden Seiten angreifenden Messer in die geeignete Lage bringen zu können. Zwischen
je zwei aufeinanderfolgenden Einschnitten der Messer muß der Schlitten W auf eine geringe Strecke nach Innen bewegt werden.
Diese Bewegung wird durch eine an ihren Enden bei d, e im Hauptgestell A und dem
Theile S gelagerten Schraube c bewirkt. Diese Schraube befindet sich unter dem Schlitten W und läuft in einer von dem Schlitten abwärts sich
erstreckenden Hervorragung f, die zu dem Ende mit einer
Schraubenmutter versehen ist. Der Mechanismus, durch welchen die Schraube c in gewissen Intervallen in Rotation gesetzt wird, ist
folgender. g ist ein kleines, wie Fig. 17 zeigt, an dem
einen Ende der Schraube befestigtes Sperrrad; h ein
Stirnrad, das lose an der jenseits der Büchse d
hervorragenden Spindel i5 sitzt; i ein kleiner an der einen Speiche
des Rades h befindlicher Sperrhaken, welcher in die
Zähne des Sperrrades greift; k ist eine an dem um m5 drehbaren Hebel l angebrachte Zahnstange, welche mit dem Rade h in Eingriff gebracht werden kann. Eine Stange m ist an ihrem unteren Ende mit dem untern Ende der
Zahnstange und an ihrem oberen Ende mit dem einen Arm eines um o oscillirenden Winkelhebels n verbunden. Von der Seite der Verbindungsstange G ragt ein kleiner Stift p dergestalt hervor,
daß er nicht nur mit dem herabhängenden Arm des Winkelhebels n in Berührung kommt, wenn die Stange G sich
zurückbewegt, sondern auch den genannten Arm zurückdrängt, und dadurch den Hebel
veranlaßt, die Zahnstange k zu heben und somit dem Rade
h die erforderliche Drehung zu ertheilen. Diese
Bewegung bringt den Sperrhaken i gegen das Sperrrad g der Schraube c, so daß er
dieser eine kleine Drehung ertheilt. In Folge dieser Drehung bewegt sich der Wagen
W mit seiner Feile eine kurze Strecke, d. h. so weit
zurück, daß die Messer den nächstfolgenden Einschnitt machen können. Das Maaß der
Bewegung der Schraube, welches die Feinheit der Feilenzähne bestimmt, wird durch
einen Stift q regulirt, den man in eines der an dem
unteren Ende der Zahnstange k (Fig. 17) angebrachten
Löcher r, r, r einsetzt. Da die Zahnstange, wie oben bemerkt, mit dem
Winkelhebel n verbunden ist, so wird, je höher der
genannte Stift gehoben wird, der herabhängende Arm des Winkelhebels n desto weiter vor- oder zurückbewegt, so daß der
an der Stange G befindliche Stift p nicht so bald anschlägt, als dieses sonst der Fall seyn würde. Da der
Stift p fortfährt durch die nämliche Strecke sich zu
bewegen, so hängt die Größe der Drehung der Schraube c
von der Größe der Bewegung ab, welche der Stift p dem
Winkelhebel n ertheilt.
Um die Zahnstange k mit dem Rade h außer Eingriff zu bringen, wenn die Maschine eingestellt werden soll,
ist der Hebel l durch eine Stange t mit einem langen horizontalen um u drehbaren
Hebel s verbunden. Dieser Hebel steht durch eine Stange
1 und einem Hebel 2 mit einer Kuppelung v in Verbindung
und setzt somit das Schwungrad C mit der Treibwelle B nach Umständen in oder außer Verbindung. Nachdem der Hebel s das Schwungrad mit der Treibwelle in Verbindung
gebracht hat, wird er durch einen kleinen Hebel w
Fig. 16 in
seiner Lage erhalten. Der Hebel w dreht sich um y und ist mit einem Knopfe x
versehen, mit dessen Hülfe er in die Höhe gehoben oder niedergedrückt werden kann;
auf sein inneres Ende drückt eine gebogene Feder z. An
der unteren Seite des Wagens W befindet sich ein
adjustirbarer Stift a1
Fig. 15,
welcher nach Vollendung der letzten Feilenzähne gegen den oberen Theil der Feder z anschlägt, dadurch diese und somit den Hebel w an seinem inneren Ende niederdrückt; das äußere Ende
dieses Hebels geht daher hinreichend in die Höhe, um dem Hebel s die Seitenbewegung zu gestatten. Indem dieser nun frei
wird, zieht eine Feder b1 die Kuppelung außer Verbindung mit dem Schwungrad und setzt dadurch die
Maschine in Stillstand. An der Spindel der Schraube c
ist ein Stirnrad c1
befestigt, welches in ein anderes an dem Ende der Achse e1 befindliches Stirnrad d1 greift; die Achse
e1 enthält an
ihrem Ende ein kleines Kurbelrad f1. Durch Umdrehung dieses Kurbelrades ist der
Arbeiter im Stande die Schraube c in eine rasche
rückgängige Rotation zu setzen, wodurch der Schlitten mit der Feile zurückgeführt
wird, um die Anfertigung einer andern Feile zu beginnen.
Der zunächst zu beschreibende Theil der Maschine ist derjenige, wodurch die Messer
während irgendeiner Zu- oder Abnahme in der Dicke der Feile, veranlaßt
werden, dennoch unter gleichförmigem Druck auf dieselbe einzuwirken, und Schnitte
von gleichförmiger Tiefe zu bewirken. Das Einschneiden der Feile beginnt immer an
ihrem dünneren Ende, ihrem Stiele gegenüber; von diesem Ende aus nimmt die Feile
gewöhnlich bis gegen ihre Mitte hin an Dicke zu, worauf diese bis an den Stiel
ziemlich gleichförmig bleibt. Während der ganzen Operation muß jedoch der Druck der
Messer gleichförmig bleiben. Die Bewegung des Schlittens L muß daher nach jeder Schließung der Messer ein wenig vermindert werden,
und dieses Resultat wird durch die eigenthümliche Art seiner Verbindung mit den
Hebeln erreicht, durch welche die Messerhalter in Bewegung gesetzt werden.
Das untere Ende des Hebels H ist mit Hülfe einer
gebogenen Stange h1
mit einer horizontalen Schiebstange g1 verbunden, welche sich in geeigneten Lagern
vor- und rückwärts bewegen läßt. An ihrem vorderen Ende ist diese Stange mit
einer Reihe von Einschnitten k1 versehen, in welche eine Hervorragung l1 des kleinen um n1 drehbaren Hebels
m1 (Fig. 16)
greift. Der Hebel m1
ist durch eine Stange p1 mit einem kurzen Hebel o1 verbunden. Der letztere schwingt nun seinen Drehungspunkt q1, so oft sein
innerer Arm von einer kleinen an der rotirenden Scheibe D befestigten Hervorragung niedergedrückt wird. Dadurch wird der Hebel m1 hinreichend
gehoben, um den Theil l1 aus den Einschnitten der Schiebstange g1 zu entfernen. Die Einschnitte k1 und der damit
verbundene Mechanismus haben den Zweck, die Stange g1 bei ihrem stufenweisen Vorrücken in ihrer Lage
zu erhalten, während die Feile von ihrer Spitze gegen die Mitte hin geschnitten
wird. Von der Stange g1 geht eine Schnur s1 nach einer an eine horizontale Querwelle u1 befestigte Walze
t1. An dem äußeren
Ende der Welle u1
befindet sich ein eigenthümlich gestaltetes Excentricum v1 (Fig. 14 und 17). Der
Umfang dieses Excentricums ist mit einer Rinne versehen, zur Aufnahme einer Schnur
w1, deren Ende an
dem der Welle zunächst gelegenen Theile des Umfanges vom Excentricum befestigt ist.
Die Schnur w1 geht
nach einer im Maschinengestell gelagerten Walze x1. Um diese Walze ist eine andere Schnur y1 geschlungen, die
sich abwärts erstreckt und an einen langen Hebel z1 geknüpft ist, der um a2 oscillirt und mit einem Gewichte b2 belastet ist. Das
Vorderende des Hebels z1 tritt durch einen in dem Pfosten d2 (Fig. 16) angebrachten
Schlitz c2. Nahe an
der inneren Seite des Hebels z1 ist eine verschiebbare Stange f2 angeordnet und
durch einen Arm g2
(Fig. 17)
und die Säule d2
unterstützt, durch welche beide sie sich in einer Längenrichtung frei bewegen kann.
Sie ist mit einem Stift h2 versehen, der von einem Schieber i2 hervorragt, welcher auf der Stange verschiebbar
ist, und vermittelst einer Stellschraube k2 (Fig. 13) an dieselbe
befestigt werden kann. Der Stift h2 lehnt sich gegen die eiserne Zugstange l2 des Gewichts b2. Mit der
Schiebstange f2 ist
ein um o2 drehbarer
horizontaler Hebel m2
verbunden. Dieser Hebel artikulirt in seiner Mitte mit dem untern Arm eines
verticalen um q2
drehbaren Hebels p2.
Der letztere ist mit einem Sperrhebel s2 verbunden, dessen eines Ende in einem
Einschnitte t2 der an
den Schlitten W geschraubten Platte u2 liegt; das andere
Ende des Sperrhebels s2 enthält einen hervorragenden Stift, welcher in einem unregelmäßigen
Einschnitte v2, w2, x2, y2 läuft, der in einem
an das Gestell geschraubten Metallstücke z2 angebracht ist. Von y2 bis x2 ist der Einschnitt horizontal, von x2 bis w2 neigt er sich
abwärts und von w2 bis
v2 geht er wieder
horizontal. Der Zweck des Hebels p2 und seines Sperrhakens s2 ist, der Schiebstange f2 vermöge der
einwärts gehenden Bewegung des Wagens w eine vorwärts
gehende Bewegung zu ertheilen, wodurch der Stift h2 veranlaßt wird gegen den Haken l2 des Gewichts b2 zu drücken, das
letztere an dem Hebel z1 vorwärts zu schieben und dadurch die Wirkung des Gewichts auf die Schnur
y2 zu erhöhen. Diese gesteigerte
Wirkung theilt sich durch den Mechanismus den Messern mit. Während die Operation des
Schneidens nach der Mitte der Feile hin vor sich geht, ist es nothwendig daß das
Gewicht b2 allmählich
gegen das Vorderende seines Hebels hinbewegt werde. Dieß geschieht durch den
Schlitten W, welcher den oberen Arm des Hebels p2 zurückdrängt, bis
der Stift des Hebels s2 in den geneigten Theil w2, x2 des Schlitzes v2, w2, x2, y2 fällt. Während der Stift den erwähnten geneigten
Theil hinabgeht, wird der hintere Arm des Hebels s2 in die Höhe gedrückt, so daß sein vorderer Arm
aus den Einschnitten der Platte u2 gehoben wird. Der Schieber w fährt nun fort sich nach Innen zu bewegen, ohne weiter
auf den Hebel p2 zu
wirken. Das Herausheben des Sperrhebels aus dem Einschnitte findet statt, wenn die
Messer die Mitte oder den dicksten Theil der Feile erreicht haben. Jeder der
zwischen den Führungen N, N
gleitenden Schieber O, O,
hat einen nach hinten sich erstreckenden Arm b3, der mit einer Schraubenmutter c3 versehen ist. Eine
Spindel d3 mit rechts
und links gewundenen Schraubengängen e3, f3 geht durch diese beiden Schraubenmuttern und
enthält an ihrem einen Ende ein Handrad g3, an ihrem andern Ende aber ein Sperrrad h3. In letzteres
greift ein mit dem Hebel i3 verbundener Sperrkegel und wird mit demselben durch eine wurmförmige
Feder in Contact erhalten. Von dem inneren Ende des um k3 drehbaren Hebels i3 erstreckt sich eine
Federkette l3 abwärts
nach einem Stifte m3,
der von der hinteren Seite einer kreisrunden Platte n3 hervorragt. Letztere ist an die Welle u1 befestigt, die das
Excentricum v1
enthält. Die beiden rechts und links gewundenen Schrauben der Spindel d3 setzen den Arbeiter
in den Stand, die Schneiden der Meißel in den geeigneten Abstand zu stellen, wenn
sie an dem schmalen Ende einer Feile ihren Schnitt beginnen sollen. Der Zweck des
Sperrrades h3 des
Sperrhebels i3, der
Kette l3 und der
kreisrunden Platte n3
ist, das Excentricum v1 und sein Gewicht zu unterstützen. Wenn das Excentricum v1 in die Höhe geht,
so wird das Vorderende des Sperrhebels i3 durch die Kette l3 niedergedrückt, und in Folge davon wird der
Sperrhaken gegen das Sperrrad gehoben. Die rückgängige Bewegung des Schlittens L. drückt das genannte Sperrrad gegen den Sperrhafen und
setzt dasselbe, sowie die Schraubenspindel nach einer Richtung in Rotation, welche
die Schrauben e3, f3 veranlaßt, die
Schieber O, O gegen einander
zu bewegen. Dadurch werden, wenn der Schlitten L sich
vorwärts bewegt, die Hebel P, P einander näher gebracht, so daß sie mit größerer Kraft auf die Hebel Q wirken können.
Der Zweck der Schiebstange g1 der Schnur s1, der Rolle t1, der Welle
u1 des
Excentricums v1, der
Schnur w1 und des
Gewichts b2 ist eine
Hülfskraft zu erzeugen, welche auf die Hebel P, P wirkt und den Verlust ausgleicht der in der Operation
der letzteren stattfindet, während die Feile von dem dünneren Ende gegen ihre Mitte
hin geschnitten wird. Das Excentricum v1 muß von solcher Größe und Gestalt seyn, daß es
das Gewicht in den Stand setzt, mit einer dem Kraftverlust der Hebel P proportional zunehmenden Hebelskraft auf die Welle u1 zu wirken. In den
Abbildungen sind die Messer mit geraden Schneiden dargestellt, wie solches die
Anfertigung gewöhnlicher Feilen erfordert; sollen dagegen Raspeln verfertigt werden,
so ist die Form dieser Messer abzuändern.
Nachdem der Patentträger die verschiedenen Theile der Feilenschneidmaschine und ihre
Bestimmung erläutert hat, recapitulirt er in folgendem noch einmal ihre
Wirkungsweise, um ihre combinirten Bewegungen vollkommen verständlich zu machen.
Eine auf die gewöhnliche Weise geeignet vorbereitete und zu schneidende Feile wird
in den Docken Y, Z des
Schlittens W befestigt und das Schwungrad C an seine Welle B
gekuppelt. Mit dieser Welle wird auch die Scheibe D in
Rotation gesetzt und vermittelst der Verbindungsstange G
dem senkrechten Hebel H eine oscillirende Bewegung
ertheilt. Da das obere Ende dieses Hebels mit dem Schlitten L verbunden ist, so schiebt es diesen vorwärts und setzt dadurch den
Apparat P, Q, T in Thätigkeit, welcher den Meißeln U den zum Einschneiden der Zähne nöthigen Druck
ertheilt. Nachdem auf jeder Seite der Feile oder Raspel ein Zahn gebildet ist, so
muß der Schlitten W auf die für die Einschneidung eines
zweiten Zahnes geeignete Entfernung vorwärts bewegt werden. Dieses geschieht, indem
man der Schraube c eine theilweise Drehung ertheilt. Ein
Stift p ist an die Verbindungsstange G in einer solchen Lage befestigt, daß er bei jedem Zug
dieser Stange mit dem herabhängenden Arm des Hebels n in
Berührung kommt; dieser Hebel ertheilt sofort vermittelst der Stange m der Zahnstange k eine
aufwärtsgehende Bewegung. Während die Maschine in Wirksamkeit ist, befindet sich die
Zahnstange k mit dem lose an der Schraubenspindel c sitzenden Stirnrade h im
Eingriff, und da das letztere mit einem Sperrhaken i
versehen ist, welcher in die Zähne eines an der Schraubenspindel C befestigten Sperrrades g
einfällt, so versetzt die aufwärts erfolgende Bewegung der Zahnstange das Rad g in eine theilweise Drehung und ertheilt somit der
Schraube W die zum Fortschreiten des Schlittens W erforderliche Bewegung.
Da der Zug der Verbindungsstange G die unmittelbare
Ursache der Fortbewegung des Schlittens L ist, welche
die Schließung der
Schneidinstrumente gegen die Feile bewirkt, so ist klar, daß wenn die relativen
Bewegungen dieser Theile absolut wären, die Meißel stets in gleichförmigem Abstande
von einander angreifen und auf diese Weise, wenn die Feile an Dicke zunimmt, einen
zu tiefen Schnitt bewirken würden. Um diesem Uebelstande abzuhelfen, läßt man den
senkrechten Hebel H, welcher die Bewegung der Stange G auf den Schlitten L.
überträgt, um einen beweglichen Drehungspunkt an der mit der Schiebstange g1 verbundenen Stange
h1 oscilliren.
Während daher der Schlitten L. die geeignete
Vorwärtsbewegung erhält, wird die Stange g1 durch das andere Ende des Hebels H vorwärts geschoben. In der auf diese Weise erlangten
Lage wird die Stange g1 durch den in eine ihrer Kerben einfallenden Haken l1 erhalten; da jedoch dieser Haken bei
jeder Drehung der Scheibe D gehoben und niedergelassen
wird, so kann sich die Stange g1 zurückbewegen, und der Hebel H seine vorherige Lage wieder erlangen. Es ist indessen
nothwendig, dem Angriff der Meißel eine gewisse Kraft zu geben; dazu dient ein längs
der Stange z1
verschiebbares Gewicht. Da die Stange g1 durch eine Schnur s1 mit der Rolle t1 verbunden ist, so ertheilt sie bei
ihrer Vorwärtsbewegung dieser Rolle eine theilweise Drehung und veranlaßt auf diese
Weise die Aufwindung eines Theils der Schnur w1 auf das an der Achse der Rolle t1 befestigte
Excentricum v1. Diese
Schnur ist um eine Rolle x1 gewickelt und an dieselbe befestigt; von der nämlichen Rolle hängt eine
Schnur y1 herab,
welche an den belasteten Hebel z1 befestigt ist. In dem Maaße nun, als die
Hebelwirkung des Gewichtes zunimmt, wird auch der Widerstand gegen die
Vorwärtsbewegung der Stange g1 zunehmen und auf diese Weise die dem Hebel H ertheilte Unterstützung regulirt werden; würde dieser
Hebel einen stationären Stützpunkt haben, so würde er dem Schlitten L stets eine gleichförmige Vorwärtsbewegung ertheilen.
Die zunehmende Dicke der Feile macht es nöthig, den Druckhebeln in Verbindung mit
ihren Hältern eine dieser Zunahme entsprechende Adjustirung zu ertheilen. Da diese
zunehmende Dicke in der That die Ursache der vorwärtsgehenden Bewegung der
Schiebstange g1 ist,
so wird die von dieser Stange auf die Achse der Rolle t1 übertragene Bewegung dazu benützt,
die inneren Enden der Druckhebel P zusammenzuziehen und
dadurch den Abstand der gegen die Feile gerichteten Schneiden zu vergrößern. Eine
kreisrunde Scheibe m3
bringt vermittelst der Kette l den Sperrkegel des Hebels
i3 mit dem
Sperrrade h3 der
Schraubenspindel d3 in
Berührung; und wenn der Schlitten L, auf welchem diese
Spindel gelagert ist, sich vorwärts bewegt, so wird das Sperrrad durch seine
Berührung mit dem Sperrkegel um einen Zahn weiter bewegt. Auf diese Weise werden die Theile O, O durch die Wirkung der
Schrauben e3, f3 veranlaßt sich
einander zu nähern und die Enden der Druckhebel P näher
gegen einander zu ziehen, somit die verlangte Adjustirung der Meißel zu
bewirken.