Titel: Francoeur's Bericht über die Maschine zum Feilen ebener und gekrümmter Oberflächen.
Autor: Francoeur, Louis Benjamin
Fundstelle: 1833, Band 50, Nr. XCIII. (S. 408–415)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj050/ar050093

XCIII. Bericht des Hrn. Francoeur über die Maschine zum Feilen ebener und gekrümmter Oberflächen, welche Hr. Georg Oberhäuser, Mechaniker zu Paris, place Dauphine, No. 19 erfand.

Aus dem Bulletin de la Société d'encouragement. Januar 1832, S. 3.

Mit Abbildungen auf Tab. VII.

Die Commission, welche die Gesellschaft zur Untersuchung der Maschine des Hrn. Oberhäuser ernannte, hat sich in die Werkstätte dieses Mechanikers begeben, die Maschine daselbst genau besichtigt, und sie auch in ihrem Gange beobachtet. Das Resultat ihrer Untersuchungen ist Folgendes.

Das Werkzeug, womit das Metall bearbeitet wird, ist keine gewöhnliche Feile, sondern ein einfacher Grabstichel oder Krazer, der von der Maschine mit solcher Schnelligkeit in eine Hin- und Herbewegung gesezt wird, so daß dieses Instrument jedes Mal, so oft es zurükgeführt wird, nur ein einziges Spänchen wegnimmt. Zugleich wird die Stellung des Stükes, welches man feilen will, durch den Arbeiter sehr langsam verändert, und zwar in einer Richtung, welche senkrecht gegen den Grabstichel ist. Hieraus folgt, daß, indem die verschiedenen Furchen, die das Instrument zieht, vollkommen parallel und zusammenstoßend sind, die Oberfläche auf das Regelmäßigste abgefeilt wird, ohne daß man irgendwo auch nur eine Spur von dem Nichtzusammenhängen der Furchen bemerkt. Bloß wenn man eine solche Oberfläche unter einem gewissen Lichte betrachtet, sieht man einen farbenspielenden Widerschein, welcher eben die Regelmäßigkeit der Arbeit beweist.

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Wir wollen nun in die Details dieser sinnreichen Maschine eingehen. Ein großes Flugrad B, Fig. 1, von 4 Fuß im Durchmesser, welches mittelst einer Kurbel von einem Arbeiter getrieben wird, treibt mittelst eines Riemens ohne Ende D eine kleine Rolle E von beiläufig 16 Mal kleinerem Durchmesser als das Rad, so daß mithin diese Rolle 16 Umdrehungen macht, bis die Kurbel eine einzige vollendet hat. Man kann den Apparat auch mit zwei Rollen, von denen die eine 18 Zoll, die andere 3 Zoll im Durchmesser hat, und von welchen leztere durch die erstere in Bewegung gesezt wird, versehen; dadurch wird nämlich dasselbe Resultat erreicht. An der Welle F der Rolle befindet sich ein excentrisches Rad G, welches an dem Knie H befestigt ist. Dieses Knie articulirt mit dem Träger des Instrumentes (porte-outil) I, welches durch zwei Schwalbenschwänze so an seiner Stelle erhalten wird, daß er vollkommen frei zwischen denselben hin und her gleiten kann, ohne jedoch irgend eine Bewegung nach der Seite machen zu können. Pas excentrische Rad kann sich innerhalb bestimmter Gränzen von der Achse der Rolle entfernen, so daß es dem Instrumente größere oder kleinere Gänge machen läßt, und daß das Instrument in Folge hiervon eine mehr oder weniger breite, doch aber immer schmale, Oberfläche abfeilt. Die Stüke, welche Hr. Oberhäuser mit seiner Maschine behandelt, haben nämlich nicht über 3 Zoll oder 8 Centimeter Breite oder Dike, ein Maß, welches die Glänze des Hin und Her seiner Maschine bildet.

Die Commission hat gefunden, daß der Arbeiter das große Rad leicht so treiben kann, daß es 84 Umdrehungen in einer Minute macht; will man aber nur aus dem Groben arbeiten, so kann das Rad bis an 120 Umdrehungen in der Minute machen. Im ersten Falle macht die Rolle 1344 Umdrehungen in einer Minute, so daß mithin das Instrument in einer Minute 1344 Spänchen wegnimmt. Die Schnelligkeit dieser Bewegung wechselt übrigens mit der Stellung des excentrischen Rades, welches die Ausdehnung der Hin- und Herbewegung bestimmt, so wie auch mit dem Widerstande, den das Metall leistet. Wie wollen jedoch im Durchschnitte annehmen, daß in Einer Minute 1200 Spänchen weggenommen werden. Die Schnelligkeit ist hierbei so groß, daß man die Spänchen wegspringen, und die Oberfläche zufeilen und poliren sieht, ohne daß man etwas von dem bemerkt, was diese Wirkung hervorbringt.

Der Träger des Instrumentes wird zwischen seine Schwanzstüke gebracht, die auf eine solide Weise an dem Wagen oder an der Büchse S befestigt sind. Dieser Wagen oder diese Büchse bewegt sich mittelst einer Nußschraube T senkrecht zwischen zwei Gehäusen.

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Durch diesen Mechanismus läßt sich das Instrument auf die Höhe des Stükes, welches gefeilt werden soll, heben, damit es nicht zu tief in das Metall eindringt, und nicht eine zu große Dike desselben mit einem Male angreift. Die eben erwähnte Büchse trägt eine Platte, welche zwischen zwei Spizenschrauben ein Charnir bildet, und welche von Rükwärts zwischen den zwei Kreissegmenten NN festgehalten wird. Durch diesen Theil der Maschine wird der Platte I jener Grad von Neigung gegeben, der nöthig ist, wenn man (was zuweilen von Nuzen seyn kann) will, daß der Grabstichel das Metall unter einem bestimmten Winkel angreife.

Was den Grabstichel oder Krazer J betrifft, so besteht derselbe aus einer kleinen, an der Spize schneidenden Platte aus gehärtetem Gußstahle; er ist am Ende des Schaftes des Trägers so angebracht, daß er sich bei dem Gange über das zu feilende Stük schwingt, während er beim Zurükziehen Widerstand leistet und schneidet. Diese sinnreiche Einrichtung war aus folgenden Gründen unumgänglich nothwendig: 1) um den Grabstichel beim Vorwärtsgehen nicht abzunüzen und abzustumpfen; 2) um ihn, im Falle der Stahl bricht, herausnehmen und durch einen neuen ersezen zu können, und 3) endlich, um ihn, wenn er nicht mehr schneidet, schärfen zu können. Uebrigens ist der Grabstichel auf eine solide Weise an dem Träger befestigt, der ihm die Hin- und Herbewegung mittheilt.

An dem vorderen Theile des Gestelles, welches die ganze Maschine trägt, befinden sich zwei Wagen, denen man mittelst Nußschrauben eine so langsame Bewegung mittheilen kann, als man will. Der eine dieser Wagen bewegt sich horizontal, der andere senkrecht in prismatischen, in dem Gestelle X angebrachten Pfannen.

Der erstere dieser beiden Wagen R Fig. 1 ist bestimmt, mittelst Zangen und Drukschrauben die geradlinigen Oberflächen, welche man feilen will, zu halten. Zu diesem Behufe ist hinter dem Wagen R in einer Schraubenmutter eine 3 Fuß lange Schraube W angebracht, so daß, wenn man diese Schraube mittelst der Kurbel U dreht, der Wagen vorwärts und rükwärts läuft. Es braucht wohl nicht bemerkt zu werden, daß die Richtung dieser Schraube parallel mit der Oberfläche, welche man abfeilen will, und senkrecht gegen die Bewegung des Grabstichels ist.

Der zweite Wagen hat einen Drehepunkt P, dem man eine langsame drehende Bewegung mittheilen kann. Er ist zu diesem Zweke mit einem gezähnten, senkrechten Kreisabschnitte Fig. 6, und mit einer Tangentenschraube b versehen, die in denselben eingreift. Dreht man die Kurbel d dieser Schraube, so dreht sich der Kreisabschnitt |411| so langsam als man es will, und bewirkt zugleich auch die Umdrehung des Drehepunktes P.

Dieser zweite Wagen ist bestimmt, an seinem Drehepunkte die kreisförmigen Stüke, welche man an ihrem inneren Rande ausfeilen will, zu tragen: die Maschine feilt nämlich eben so gut Flächen als kreisförmige Stüke. Der Theil, welches gefeilt werden soll, wird durch eine senkrechte Nußschraube Q so weit gehoben oder gesenkt, bis er mit der Spize des Grabstichels gleiche Höhe hat. Das Metallstük wird übrigens sehr gut an dem Drehepunkte P befestigt, und zwar mittelst einer Schraubenmutter, welche auf den Kegel O drükt, der das Stük genau centrirt, ohne daß er bei den wiederholten Schlägen, die es gegen seinen Rand erleidet, kugeln kann.

Die äußeren Theile der Kreise lassen sich auf der Drehebank immer sehr leicht formen; allein diese Kreise werden durch ein genau passendes Halsstük an dem Mittelpunkte erhalten, um welchen sie sich drehen sollen, und dieses Halsstük steht durch Arme mit dem Kreise in Verbindung, und diese Arme oder Strahlen müssen die Ausschnitte, durch welche sie von einander getrennt sind, frei oder offen lassen.

Diese inneren Theile waren es, die bisher immer nur mit großer Schwierigkeit genau ausgefeilt werden konnten. Die Maschine des Hrn. Oberhäuser verrichtet nun aber diese Arbeit sehr gut. Das Instrument greift nämlich die inneren Ränder dieser Ausschnitte an, und nimmt alle überflüssigen Theile an denselben mit eben der Genauigkeit weg, mit welcher es auf der Drehebank an den äußeren Theilen geschehen kann, vorausgesezt, daß die Strahlen oder Arme, welche einen Theil des Ausschnittes einnehmen, nicht die Anwendung dieses Apparates verhindern.

Aus dieser Darstellung erhellt, daß sowohl die ebenen als die gekrümmten Theile, die man abfeilen will, an dem Wagen befestigt, und von diesem auf eine solche Weise an das Instrument gebracht werden, daß dieses nur eine geringe Tiefe derselben angreifen kann, und daß die Operation wiederholt werden muß, wenn die erste nicht tief genug eingewirkt haben sollte. Während der Arbeiter die Bewegung des zuzufeilenden Stükes durch die Handhabung der Nußschraube leitet, wird dem Grabstichel durch das Flugrad die schnelle Hin- und Herbewegung mitgetheilt, und dadurch das Abfeilen bewirkt.

Der Wagen mit der geradlinigen Bewegung R hat unter dem Einflusse der langen Schraube, durch welche er bewegt wird, einen so regelmäßigen Gang, daß man sich desselben auch bedienen kann, um gerade Linien in gleiche Theile abzutheilen. Ich besize ein messingenes, vierekiges Lineal, welches mit der Feilmaschine verfertigt |412| worden, und welches auf der einen Seite in Millimeter, auf der anderen hingegen in Linien abgetheilt ist. Die Gänge dieser Schraube haben genau einen Millimeter, und versieht man dessen Welle oder Achse mit einem eingetheilten Kreise oder mit einem mikrometrischen Diopterlineale, so kann man auf diese Weise alle beliebigen Bruchtheile erhalten. Obwohl nun dieser Vortheil hier nur eine Nebensache ist, so verdient derselbe doch berüksichtigt zu werden.

Alle Mechaniker, und alle jene, welche sich mit der Verfertigung mathematischer und astronomischer Instrumente abgeben, wissen, wie lange es hergeht, bis man einen Arbeiter bildet, der gehörig mit der Feile umzugehen weiß; und selbst unter den Gewandtesten dieser Leute gibt es nur sehr wenige, die es bis zu jener Genauigkeit gebracht haben, welche die Kunst fordert. Diese Schwierigkeit sich gute Arbeiter zu verschaffen, und die Unvollkommenheit, welche bei aller Gewandtheit des Arbeiters doch noch immer in einem gewissen Grade bleibt, verursacht bei allen genauen Arbeiten, die mit der Feile gemacht werden mußten, einen unvermeidlichen Verlust an Arbeit, Zeit und Geld. Aus zahlreichen und authentischen Versuchen, welche mit der Maschine des Hrn. Oberhäuser gemacht wurden, geht hervor, daß man mit derselben in einer gegebenen Zeit eben so viele materielle Arbeit erhält, als 5 Arbeiter in dieser Zeit hätten liefern können, und daß das Product der Maschine überdieß besser und genauer ist, als jenes der Handarbeit.

Die oben erwähnten Nachtheile des Feilens mit der Hand brachten schon früher den berühmten Reichenbach auf die Idee und Erfindung einer Feilmaschine. Ich bedauere, daß ich die Maschine des Hrn. Oberhäuser nicht mit der Reichenbach'schen vergleichen konnte. So viel ich erfahren konnte, besaß Hr. Gambey eine Zeichnung der Reichenbach'schen Maschine, die jedoch so unvollständig war, daß man nur die Idee des Erfinders aus derselben entnehmen konnte. Hr. Georg Oberhäuser sah diese Zeichnung bei Hrn. Gambey, und hieraus läßt sich schließen, daß derselbe die Reichendach'sche Idee auffaßte, und dieselbe durch einige Verbesserungen auf jenen Grad von Vollkommenheit brachte, in welchem er sie später ausführte.

Wenn die Maschine des berühmten Reichenbach ein Mal genauer bekannt seyn wird, so wird sich beurtheilen lassen, ob die an derselben angebrachten Modificationen dem Apparate eine größere Genauigkeit und Regelmäßigkeit geben. Einstweilen müssen wir jedoch bemerken, daß Hr. Fröhlich, ein sehr geschikter Künstler, welcher 18 Monate in den Werkstätten Reichenbachs arbeitete, und welchen ich hierüber befragte, mich versicherte, daß Reichenbach seine Maschine nur zum Arbeiten aus dem Groben anwendete, und daß zur Vollendung eines Kreises nach der Abnahme von der Doke noch eine längere oder |413| kürzere Zeit nöthig war. Ein Kreis von 3 Fuß erforderte manch Mal noch 10–12 Tage zu seiner Vollendung, während die Maschine des Hrn. Oberhäuser denselben mit einem Male fertig macht.

Die Producte dieser Maschine sind durch ihren hohen Grad von Vollendung sehr merkwürdig. Hr. Gambey, der unter allen Verfertigen: genauer Instrumente gegenwärtig den ersten Rang einnimmt, vertraut derselben die Zubereitung der schönen Kreise an, deren er bedarf. Die Commission muß jedoch bemerken, daß man sehr irren würde, wenn man glaubte, daß diese Maschine die Feile in allen Fällen ersezt und ersezen kann. Ihre Anwendung beschränkt sich nämlich bloß auf die Metallstüke, und vorzüglich auf die messingenen, kupfernen Gegenstände, welche zur Verfertigung von astronomischen, geodätischen und nautischen Instrumenten nöthig sind, und vorzüglich auf die vollständigen Kreise, die Theodoliten, Compasse, Reflexionskreise und Sextanten etc., kurz auf alle Fälle, in welchen die Feile nur auf Oberflächen von geringer Breite zu wirken hat. Unter anderen Umständen würde nämlich die Anwendung dieser Maschine kostspielig seyn, und vielleicht auch nicht mehr dieselben genauen Resultate geben.

Erklärung der Zeichnungen.

Fig. 1. Längenaufriß und Durchschnitt der Feilmaschine.

Fig. 2. Ansicht derselben von Oben.

Fig. 3. Ein Aufriß, von Vorne gesehen.

Fig. 4. Ein senkrechter Durchschnitt des Mechanismus und der beiden Wagen, in einem doppelt größeren Maßstabe, als Fig. 1.

Fig. 5. Verbindungsstük von Vorne und im Profile.

Fig. 6. Der Kreisabschnitt mit der Tangentenschraube, durch welche das Rad getrieben wird, wenn der Rand innen ausgefeilt werden soll.

Fig. 7. Eine Mutterschraube, die von der großen horizontalen Schraube geführt wird.

Fig. 8. Die Pfannen des excentrischen Rades.

Fig. 9. Die Platte des Grabstichelträgers.

Fig. 10. Ein Theil des großen Wagens.

Gleiche Buchstaben beziehen sich an allen Figuren auf gleiche Gegenstände.

AA, das Gestell und die Bank, welches den ganzen Mechanismus trägt.

B, das große Triebrad.

C, die Kurbel, mit welcher dieses Rad getrieben wird.

D, ein Riemen, der um das Rad läuft.

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E, eine Rolle, die durch das große Rad getrieben wird.

F, die Achse dieser Rolle.

G, das excentrische, an dieser Achse angebrachte Rad.

H, das Knie oder Zwischenstük, welches durch das excentrische Rad eine Hin- und Herbewegung erhält.

I, die Platte des Grabstichelträgers.

J, der stählerne, an dem Träger befestigte Grabstichel.

K, ein gerippter Arm, durch welchen der Sector L befestigt wird. Dieser Sector hat ein Fenster oder einen Spalt, in welchem sich die Achse des excentrischen Rades bewegt, so daß man dasselbe verschieden stellen kann.

M, eine Mutterschraube zum Aufhalten des Wagens, in welchem sich das excentrische Rad bewegt.

NN, zwei andere, kleinere Sectoren, welche an jeder Seite die Platte I festhalten.

O, ein Kegel, der durch eine Mutterschraube angezogen wird, und der dazu dient, das Rad, welches gefeilt werden soll, an seiner Achse festzuhalten.

P, der Drehepunkt, auf weichen das Rad, welches gedreht werden soll, gebracht wird.

Q, eine senkrechte Nußschraube, durch die die Kreise, die man feilen will, gehoben oder gesenkt werden.

R, ein Wagen, an welchem die geradlinigen Stüke, die gefeilt werden sollen, aufgezogen werden.

S, eine Platte, die man mittelst der Nußschraube T heben und senken kann.

U, eine Kurbel, durch die man dem Wagen R eine horizontale Bewegung mittheilen kann.

V, der Schaft der Tangentenschraube, durch welche der Sector getrieben wird, welcher seinerseits den Kreis in Bewegung sezt.

W, eine horizontale Schraube, die den Wagen R führt.

X, ein Gestell, welches die senkrechte Schraube und den zu feilenden Kreis trägt; zwischen diesem Gestelle hebt und senkt sich der senkrechte Wagen, der das Stük führt.

Y, ein Verbindungsstük, welches unter der Bank angebracht wird, und welches den Kreis trägt, wenn man dessen Nabe ausfeilen will.

Z, ein in die Maschine gebrachter Kreis, der gefüllt werden soll.

a, eine Nußschraube, wodurch der Winkel, unter dem das Instrument wirken soll, regulirt wird.

b, eine an der Achse V angebrachte Schraube ohne Ende.

c, ein Sector, der voll dieser Schraube geführt wird.

d, die Kurbel der Achse V.

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ee, Drukschrauben, durch welche die Platte des Wagens angezogen wird; dergleichen Schrauben befinden sich an jeder Seite vier.

f, f, Löcher in der vorderen Platte des Wagens R, die zum Befestigen der Stüke, welche gefeilt werden sollen, dienen.

g, g, geradlinige Stüke, die in die Maschine gebracht worden, und welche die Einwirkung des Grabstichels erleiden. In Fig. 1 ist dieß Stük flach gefeilt; in Fig. 4 bildet das Instrument eine Schräge.

h, eine Drukschraube, durch welche die Stellung der Platte I regulirt wird.

i, eine an der großen Schraube aufgezogene Schraubenmutter, die den Wagen R trägt.

k, eine Schraubenmutter, durch welche die große Schraube Q geht.

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