Titel: Eastman's verbesserte Säge-Maschine.
Autor: Cleaveland,
Fundstelle: 1823, Band 10, Nr. XXV. (S. 155–164)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj010/ar010025

XXV. Beschreibung einer verbesserten Säge-Maschine mit Sectional-Zähnen73) zur Verfertigung von Faß-Dauben und Böden, und Seiten- oder Wetterläden: nebst Bemerkungen über diese Maschine und das mit derselben bearbeitete Holz. Von Rob. Eastman zu Brunsvick, Maine. Mitgetheilt von Professor Cleaveland of Bowdoin College in Prof. Silliman's American Journal of Science et Arts.

Aus Gill's technical Repository N. 10 S. 217.

Mit Abbildungen auf Tab. V.

Die Maschine besteht aus einem ungefähr 24 Fuß langen und fünf Fuß breiten Gestelle und einem zwölf Fuß langen und vier Fuß breiten Wagen. Der Wagen bewegt sich auf eisernen Rollen, die an ihrem Umfange mit Furchen versehen sind, und auf eisernen Bahnen laufen, welche mittelst Bolzen an der inneren Seite des Gestelles befestigt sind. An dem einen Ende dieses Wagens ist ein eiserner Mittelpunct mit einem Boke, der an einem Ende des Scheites oder Blokes eingetrieben und einer jener Mittelpuncte ist, um welche er sich dreht. An dem anderen Ende des Wagens, wo zwei Querstüke sich befinden, ist ein eiserner Baum, welcher eine eiserne Theilungs-Platte aufnimmt, durch welche concentrische Kreise von Löchern in gleicher Entfernung von einander, und correspondirend mit der Größe der Scheiter, die zu Dauben, Böden etc. verarbeitet werden sollen, gebohrt sind. Diese Löcher nennt man die Nummern der Platte. An dem Ende des Baumes der Theilungs-Platten, an der inneren Seite des Wagens, ist ein Vierek zur Aufnahme des daran angepaßten Bockes, der zuerst in das Ende |156| des Scheites eingetrieben und dann auf dem Vierek-Baume eingestekt wird, wodurch der Baum, die Theilungs-Scheibe, und das Scheit fest unter einander verbunden und zugleich mit einander um den Baum und den Mittelpunkt, welche mittelst Bügel-Schrauben an ihrer Stelle festgehalten sind, gedreht werden.

Nahe an der Mitte des Gestelles ist die Hauptspindel aus Gußeisen, die auf Reibungs-Rollen läuft, und von Pfosten auf dem Fußboden gestüzt wird: diese Pfosten können gehoben und gesenkt werden, um die Säge der jedesmaligen Dike der zu schneidenden Scheiter anzupassen. Auf dieser Spindel sind die Säge und die Einschneider angebracht, und mittelst Schrauben an derselben wohl befestigt. Die Einschneider sind hakenförmige Stüke Eisen, mit stählerner Schneide und einer Spalte, um sie, nach der verschiedenen Breite des zu verarbeitenden Holzes, dem Mittelpuncte der Sage nähern oder von demselben entfernen zu können. Da sie an der gemeinschaftlichen Bewegung der Säge Theil nehmen, obschon sie in geringerer Entfernung von ihrem Mittelpuncte stehen, so schneiden sie das Scheit und lassen die dikeren oder äußeren Kanten des Holzes vollkommen gerade.

Ein Laufband, das über die Hauptrolle an der Hauptspindel und eine Trommel unter derselben läuft (die durch Pferde, Wasser oder Dampf getrieben wird), bewegt die Säge und sezt die Maschine in Thätigkeit. Die Säge hat bloß Sectional-Zähne, und besteht aus einer kreisförmigen Platte von Eisen- oder Stahl-Blech, die ungefähr ein Achtel Zoll dik ist, und gewöhnlich nur acht Zähne hat, welche an der äußeren Kante der Säge-Platte aufgesezt sind. Sie sind schwalben-schweifartig ausgeschnitten und gefurcht, damit sie so lang fest bleiben, bis sie abgenüzt sind, wo dann neue eingesezt werden können.

Unter dem Gestelle befindet sich innerhalb eine kleine Spindel, mit einer großen Rolle an derselben, welche mittelst eines Laufbandes mit der Hauptspindel verbunden ist: an dem anderen Ende dieser kleinen Spindel, außerhalb des Gestelles, |157| befindet sich eine andere kleine Rolle, welche gleichfalls mittelst eines Laufbandes mit der Speis-Rolle verbunden ist, die auf einem beweglichen Hebel nahe an der Mitte des Gestelles angebracht ist. Auf der inneren Fläche dieser Speis-Rolle sind zwei Zahn-Räder, wovon das eine, das im Mittelpuncte angebracht ist, acht Zapfen oder Zähne führt, das andere ein Ring mit fünfzig nach Innen gekehrten Zähnen ist, die gegen den Mittelpunct hin gekehrt sind. Eine andere kurze Spindel mit zwei darauf befestigten Zahnrädern, deren jedes ungefähr achtzehn Zähne hat, ist nahe an dem Mittelpuncte des Gestelles befestigt. Eines dieser lezteren Räder greift in den unter dem Wagen befestigten Zahnstok; das andere, welches an dem äußeren Ende des Zahnstokes befestigt ist, wird abwechselnd von den größeren oder kleineren Zahnrädern der Speis-Rolle getrieben, so daß sie den Wagen und das Scheit auf demselben abwechselnd gegen die Säge vorwärts schieben, oder von derselben zurükziehen, je nachdem die Räder mit 8 und mit 50 Zähnen auf das Zahnrad mit 18 Zähnen verschieden wirken, wodurch nicht bloß die Bewegung verkehrt, sondern zugleich auch der Wagen schneller oder langsamer auf seinem Laufe zu oder von der Säge bewegt werden kann. So bewegt der Wagen sich langsam gegen die Säge hin, wenn das Rad mit 8 Zähnen auf das Rad mit 18 Zähnen wirkt; wenn aber der Schnitt vollendet ist, fällt der Schaft mit der Speis-Rolle, und macht das Rad mit 8 Zähnen aus dem Rade mit 18 Zähnen los; macht, daß lezteres in den Ring mit 50 Zähnen eingreift, und kehrt nicht bloß die Bewegung um, sondern beschleunigt den Lauf des Wagens auf seinem Rükwege von der Säge in dem Verhältnisse von 50 zu 8. Das Aufsteigen und Fallen der Speis-Rolle wird auf folgende Weise bewirkt. Der Hebel, welcher die Speis-Rolle führt, hat eine kleine hakenförmig gekrümmte Stahlfeder an jedem Ende, welche abwechselnd an Stiften an der inneren Seite des Gestelles fängt oder eingreift, um die Zahnräder in Bewegung zu halten oder zurükzuhalten, wenn der Wagen vor- oder rükwärts läuft. In dem Mittelpuncte des Hebels ist ein Stift oder Zaken, wodurch er an der Seite des Gestelles befestigt ist, und auf welchem er sich dreht. Oben an der Spize dieses Hebels sind zwei hölzerne Federn angebracht, die von dem Mittelpuncte |158| desselben gegen jedes seiner Ende hin auslaufen, und so aufsteigen, daß sie schiefe Flächen bilden.

Ein an der unteren Seite des Wagens hervorstehendes Stük drükt auf die aufsteigenden Enden dieser hölzernen Federn, so wie der Wagen vor- und rükwärts läuft, und spannt die Stahl-Federn abwechselnd von den Stiften in dem Gestelle ab. Die hölzerne Feder macht, daß das Ende des Hebels, auf welches das hervorstehende Stük drükt, niedersteigt und daß das andere Ende aufsteigt, und seine Stahlfeder wieder an dem Stifte in dem Gestelle einsperrt. Das Stük Holz, welches die Speis-Rolle trägt, ist an jenem Ende des Hebels angebracht, welches sich in der Mitte des Gestelles befindet, und macht, daß es bei jeder abwechselnden Bewegung des Wagens auf- und nieder steigt. Ein eisernes Gestell ist an dem Ende des Querstükes des Wagens fest angebolzt, und trägt in seiner Mitte einen eisernen Zeiger mit einer stählernen Spize, welche, mittelst einer stählernen Feder, die Löcher der Theilungs-Platte sperrt, und das Scheit fest in seiner Lage erhält, während die Säge ihren Schnitt führt.

Innenwendig an dem End-Querstüke des Gestelles ist ein Wechsel-Eisen, welches aus einem horizontalen Stük Eisen besteht, das an seinem äußeren Ende einen Elbogen in Form eines spizigen Winkels bildet: an dem inneren Ende ist ein anderer Elbogen, der nach Abwärts gekehrt ist, und einen rechten Winkel bildet, dessen eine Stange mit Schrauben-Löchern durchbohrt ist, die in gehöriger Entfernung angebracht sind, um auf die Nummern-Kreise an der Theilungs-Scheibe zu passen. In diese Löcher in der Stange wird ein 7 bis 8 Zoll langer stählerner Stift so eingeschraubt, daß er in jedes Loch der Kreise in der Theilungs-Scheibe paßt. Dieses Eisen kann sich horizontal bewegen, indem es von Haken-Bolzen gestüzt, und durch eine kleine Feder, welche auf das innere Ende wirkt, in seiner Lage erhalten wird: überdieß sind zwei Wach-Schrauben angebracht, welche die große Spize in eines der Löcher der Theilungs-Scheibe leiten, wenn der Wagen und das Scheit von dem Schnitte zurükkehren.

Auf der anderen Seite des Gestelles, wo das äußere Ende des Zeigers an dem Wagen durchgeht, ist ein kleines Streich-Eisen, welches auf das äußere Ende des Weisers schlägt, und |159| seine Spize aus der Theilungs-Scheibe aushebt; und da zu gleicher Zeit die große Spize in eines der Löcher der Theilungs-Scheibe tritt, und der Wagen auf den spizigen Winkel des Wechsel-Eisens schlägt, so erhält sie eine horizontale Bewegung nach Innen, wodurch die Theilungs-Platte und das Scheit um eine Nummer weiter gerükt wird, wenn bas Wechsel-Eisen auf die Wach-Schraube schlägt, welche macht, daß die Theilungs-Platte nicht weiter, als um eine Nummer sich schieben kann. Da nun das äußere Ende des Zeigers von dem Streich-Eisen befreit ist, tritt seine Spize mittelst der Feder in ein neues Loch der Theilungs-Platte, und das Scheit rükt zu einem neuen Schritte vor.

Auf diese Weise arbeitet die Maschine ohne alle andere Beihülfe, als die der treibenden Kraft, bis sie rings um das Scheit eine Scheibe oder einen Kreis ausgeschnitten hat, wie Halbmesser eines Kreises, und die dünneren Enden an demselben befestigt läßt. Diese werden abgenommen, und eine andere Scheibe auf dieselbe Weise ausgeschnitten, vorausgesezt daß die Größe des Scheites dieß erlaubt.

Fig. 11 Tab. V. zeigt die Maschine im Grundrisse, mit dem zum Schnitte hergerichteten Scheite in derselben.

Fig. 12 zeigt dieselbe von der Seite;

Fig. 13 von dem Ende her, mit einem zum Theile geschnittenen Scheite.

Fig. 14 die Säge von Oben, die Reibungs-Rollen etc. in vergrößertem Maßstabe.

Fig. 15 die Säge.

Fig. 16 der Einschneider.

Fig. 17 der Zeiger, das Gestell desselben und die Feder.

Fig. 18 das Wechsel-Eisen nach zwei Ansichten.

Fig. 19 das Sez-Eisen.

Fig. 20 das Streich-Eisen.

Fig. 21 die Rollen.

Fig. 22 ein Pfosten und die Reibungs-Rollen.

Fig. 23 die Theilungs-Scheibe oder Platte.

Fig. 24 ein Durchschnitt der Säge-Platte und zweier Zähne, über der Linie a, a, in Fig. 15 genommen.

AA, das Gestell aus starkem Holze, ungefähr 8 Zoll hoch, 14 breit, und durch Schrauben befestigt.

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BB, der Wagen, gleichfalls aus Holz, ungefähr 7 Zoll hoch, 8 breit, und durch Schrauben befestigt.

C, das Scheit, aufgezogen und in die Maschine eingesezt.

D, Säge und Einschneider.

E, Hauptrolle und Schaft.

F, Speis-Rolle und Wechsel-Geschirr, welches mit dem Stellhaken unter dem Wagen verbunden ist.

G, Spann-Rollen.

HH, Regulir-Rollen und Spindeln.

II, Reibungs-Rollen.

J, Theilungs-Platte.

K, Theilungs-Spindel und Bock.

L, Central-Eisen und Bok.

MM, Eisen-Bahnen, die an den Seiten des Gestelles angebolzt sind, damit die Rollen darauf laufen können.

NN, Kehr-Hebel und Federn.

O, Stift, welcher den Hebel an der Seite des Gestelles befestigt, und zugleich der Stüzpunct ist, auf welchem er sich bewegt.

P, Vorsprung an der unteren Seite des Wagens, welcher auf den Kehrhebel wirkt.

Q, Zeiger, Feder und Gestell des Zeigers.

R, Wechsel-Eisen und lange Spize74).

S, Sez-Eisen, das unter dem Wagen angebolzt ist, und den spizigen Winkel des Wechsel-Eisens schlägt, wenn der Wagen wiederkehrt.

T, Streich-Eisen, welches den Zeiger aus der Theilungs-Platte löst, wenn der Wagen wiedergekehrt ist.

UU, Bügel-Schrauben.

Bemerkungen.

Diese Maschine liefert eine neue Methode, das Holz zu verschiedenen nüzlichen Zweken zu verarbeiten. Obschon die kreisförmige Säge in unserem Lande (Amerika), wie in Europa, bereits früher bekannt war, um kleines Holz mit derselben zu schneiden, so wurde sie doch, so viel wir wenigstens wissen, bisher |161| niemals mit Vortheil angewendet, um Holz in einer größeren Tiefe zu schneiden: hiezu gehören unerläßlich Sectional-Zähne.

Bei meinem ersten Versuche, die kreisförmige Säge anzuwenden, um Schindel (clap-boards) zu schneiden, bediente ich mich einer Rundsäge, die beinahe voll Zähne war, um 5 bis 6 Zoll tief in kleine Scheiter einzuschneiden. Diese Arbeit foderte eine Kraft, welche man mittelst eines Laufbandes beinahe durchaus nicht geben konnte: die Hize machte, daß die Scheibe sich ausdehnte, und die Säge sich warf, oder, wie man sagt, aus dem Geleise kam. Um diesem Nachtheile abzuhelfen, nahm ich zu den Sectional-Zähnen meine Zuflucht, und diese Verbesserung gelang mir vollkommen. Die Kraft, welche ehevor nöthig war, um eine gegebene Menge von Arbeit zu verrichten, war, auf diese Weise, wenigstens um 3/4 vermindert, und die Arbeit, die ehevor mit Sägen von 70–80 Zähnen geschah, ward, auf diese Weise, mit 8 Zähnen vollbracht. Die Sägespäne, die ehevor so fein wie Mehl waren, waren jezt gröber, aber die Oberfläche des Holzes war viel feiner, als wenn dasselbe mit einer vollzähnigen Säge geschnitten wurde.

Die Sectional-Zähne haben die Form eines Habichts-Schnabels, und schneiden das Scheit von dem Umfange gegen den Mittelpunkt. Die Sage kann von einem Laufbande, das 8 Zoll breit ist, getrieben werden, und wenn sie mit gehöriger Schnelligkeit umläuft, d.h., 1000 bis 1200 mal in einer Minute, schneidet sie das härteste Weiß-Eichenholz75) mit der größten Leichtigkeit 9–10 Zoll tief. Die Einschneider schneiden zugleich 1–2 Zoll weg, und machen die dike Kante des Holzes gerade.

Die Leichtigkeit, mit welcher diese Säge das härteste Holz schneidet, läßt sich aus dem wohl bekannten Grundsaze erklären, daß, wenn zwei in Bewegung begriffene Körper mit einander in Berührung kommen, die wechselseitige Wirkung derselben auf einander in geradem Verhältnisse mit ihren Geschwindigkeiten steht. Wenn man daher eine Scheibe von Eisenblech in eine sehr schnelle Bewegung um ihre Achse bringt, so wird sie mit der größten Leichtigkeit den Stahl durchdringen, ja sogar |162| eine Feile abschneiden, wenn man sie auf dem Umfange derselben spielen läßt. Eben dieß gilt auch von einer Säge, die sich um ihren Mittelpunkt dreht, wenn sie auf Holz einwirkt. Dieser erfoderliche Grad von Schnelligkeit wird durch die stete Umdrehung einer Kreissäge erhalten, wodurch diese einen großen Vorsprung von jeder anderen gewinnt, die sich nur langsam bewegt, und daher bald stumpf wird, indem die Zähne bei der schnellen Bewegung nicht so leicht stumpf werden; und wenn sie dieses wird, so sind hier nur 8 Zähne, die bald wieder zugefeilt sind. Wenn die Schnelligkeit der Bewegung der Sage auf 40 oder 50 Umdrehungen in einer Minute beschränkt wird, so würde man wenigstens vier solche Laufbänder, wie das obige brauchen, um die Säge durch das Scheit durchzutreiben.

Eine solche Maschine schneidet zwischen 1800 bis 2000 Quadrat-Fuß Fichtenholz in einem Tage, und zwei solche Maschinen können von einem einzigen Röhren-Rade oder horizontalen Wasser-Rade getrieben werden, das 7 bis 8 Fuß im Durchmesser und 6 oder 7 Fuß Aufschlag-Wasser hat, nebst einem Zahnrade und Triebstoke von so hohem Geschirre, daß die Trommel, die ungefähr 4 Fuß im Durchmesser halten muß, dadurch eine hinlänglich schnelle Bewegung erhält. Die Maschine ist so eingerichtet, daß sie Holz von 4 bis 10 Fuß Länge und 2 bis 10 Zoll Breite und irgend einer nöthigen Dike verarbeiten kann.

Sie ist bereits in den meisten Staaten von Neu-England eingeführt, und hat überall ihrem Zweke vollkommen entsprochen. Die vorzügliche Güte des auf diese Weise bearbeiteten Holzes wurde vor 3 Jahren selbst in unserer Stadt hinlänglich erwiesen, wo jährlich zwischen 15–20 hölzerne Gebäude aufgeführt und die Wände derselben mit dem auf diese Weise geschnittenen Holze bedekt wurden. Die Ursache, warum dieses Holz besser ist, als das auf den gewöhnlichen Mühlen gesägte, liegt in der Bearbeitung: es wird nämlich gegen den Mittelpunct des Scheites, wie Halbmesser in einem Kreise, geschnitten. Dadurch bleibt eine Kante desselben fein und scharf, wie eine Feder (feather-edged), so wie es nämlich seyn muß, wenn es fest an einem Gebäude anliegen soll, und solche Wetter-Läden dürfen, wo sie dem Wetter widerstehen sollen, einzig und allein nach dem Laufe der Adern des Holzes geschnitten werden; denn auf diese Weise |163| können sie sich weder werfen und zusammenziehen, noch ausdehnen und anschwellen. Das auf den gewöhnlichen Mühlen gesagte Holz, das in den mittleren und südlichen Staaten (Amerika's) und in Westindien allgemein zur Bedekung der Wände an den hölzernen Gebäuden gebraucht wird, ist zum Theile in falscher Richtung gegen die Adern geschnitten, was auch die Ursache des Springens und Werfens dieser Wetter-Läden, und des frühen Verfallens der Gebäude ist, die alle Feuchtigkeit eindringen lassen. Man kann sich hievon deutlich überzeugen, wenn man einen Stok untersucht, der dem Wetter längere Zeit über ausgesezt war: die Risse und Sprünge an demselben, die durch das Werfen entstehen, laufen alle gegen den Mittelpunct oder das Herz, woraus erhellt, daß das Werfen in gerader entgegen gesezter Richtung gegen die Adern entsteht; daß folglich Holz, welches quer durch die Richtung der Sprünge geschnitten wird, der Witterung nicht in dem Verhältnisse widerstehen kann, wie jenes, was in der Richtung derselben gesägt wurde. Ich nehme keinen Anstand zu behaupten, daß man mit der Hälfte Holzes, das auf diese Weise geschnitten wurde, dieselbe Anzahl Gebäude deken, und Wetterdicht und gesund für ein ganzes Jahrhundert erhalten kann, mit welchem man gegenwärtig an diesen Gebäuden kaum 50 Jahre lang ausreicht. Wenn man hiezu noch die Ersparung an Transport-Kosten und an Arbeitslohn bei dem Aufzimmern rechnet, so wird man sich, hoffentlich, überzeugen, daß dieses auf obige verbesserte Weise geschnittene Holz den Vorzug verdient.

Hinsichtlich auf Verfertigung von Dauben und Bodenstüken hat bei diesem Verfahren große Ersparung an Holz Statt, indem man auf diese Weise wenigstens noch einmal so viel als auf die gewöhnliche Art durch Klieben erhält; man braucht auch bei der Säge nicht, wie bei dem Klieben, auf geschlachtes Holz Rüksicht zu nehmen. Die Bodenstüke sind, nachdem sie gesägt sind, bereits in der Form, die sie haben sollen, wenn das Faß gebunden werden muß, und alles, was noch daran zu geschehen hat, ist, daß man sie an den Seiten abhobelt. Das Holz zu den Dauben muß gerade seyn, damit sie gebunden werden können; sie können aber auf diese Weise so genau zugeformt werden, daß sie bei dem Aufsezen nur wenig Nachhülfe mehr bedürfen.

|164|

Diese beiden Artikel werden dadurch, daß sie kein überflüßiges Holz mehr an sich haben, auch leichter zu transportiren, und können in jeder erfoderlichen Dike geschnitten werden, sowohl zu größeren als zu kleineren Fässern, (pipes et hogsheads) und auch zu Mehlfässern76).

Sectional-Zähne nennt der Herr Verfasser Zähne, die an den Enden zweier Durchmesser angebracht sind, welche auf einander senkrecht stehen. A. d. Ueb.

|160|

Q und R finden sich nicht in der Zeichnung des Originales. A. d. Ueb.

|161|

Eine amerikanische Eichenart. A. d. Ueb.

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Wenn unsere Leser vielleicht mit uns bedauern, daß die Beschreibung dieser sinnreichen Sagemühle etwas dunkel ist, so werden sie doch vielleicht mit uns nicht daran verzweifeln, daß irgend ein verständiger Sagemüller das Mangelhafte in der Beschreibung daran ergänzen und davon für sich und seine Mitbürger erwünschten Gebrauch machen kann. Unsere Sägemühlen bedürfen überhaupt einer Reform, wenn nicht das lächerliche Beispiel einer an einer deutschen Universitäts-Stadt, wo doch jährlich Mechanik gelehrt wird, erbauten Sagemühle noch öfters wiederkehren, und in Stadt und Land beweisen soll, daß wir es im Sagemühlen-Baue noch nicht weiter gebracht haben, als es bei'm Bretterschneiden zum Baue der Arche Noah's bereits gekommen ist. A. d. Ueb.

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