Titel: Winslow's Maschine zur Fabrication von Feilen und Raspeln.
Autor: Winslow, George
Fundstelle: 1848, Band 110, Nr. XLVII. (S. 248–256)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj110/ar110047

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.

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 |249| 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 |250| 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. |251| 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 |252| 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 |253| 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 |254| 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 |255| 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 |256| 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.

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