Titel: Daglish, über Maschinen zur Spiegelglas-Fabrication.
Autor: Daglish, G. H.
Fundstelle: 1864, Band 174, Nr. LXVII. (S. 260–267)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj174/ar174067

LXVII. Ueber die bei der Spiegelglas-Fabrication angewendeten Maschinen, insbesondere über die neuen Maschinen zum Rauh- und Klarschleifen der Spiegelplatten; von G. H. Daglish zu St. Helens.

Nach seinem Vortrage in der Institution of Mechanical Engineers zu Birmingham. –

Aus dem Mechanics' Magazine, Juli 1864, S. 71.

Mit Abbildungen auf Tab. IV.

In den letzten zehn Jahren hat sich die Erzeugung von Spiegelglas um das Vierfache der früheren Production vermehrt, während der Preis desselben um die volle Hälfte niedriger geworden ist. Die Production unserer Spiegelglasfabriken beträgt etwa 85000 Quadratfuß per Woche, während etwa 12000 Quadratfuß fremdes Spiegelglas importirt werden. Das fremde Glas wirk wegen seiner größeren Farblosigkeit vorgezogen, die durch die größere Reinheit der zu seiner Fabrication angewendeten Rohmaterialien, namentlich des Sandes, bedingt wird, von welchem letzteren den ausländischen Fabrikanten große Mengen sehr reiner und hellfarbiger Sorten zu Gebote stehen.

In Folge der bedeutenden Concurrenz haben die englischen Fabrikanten in neuerer Zeit eine ausgedehnte Reihe von Versuchen begonnen, deren Zweck die Herstellung eines Spiegelglases von besserer Qualität |261| und zu geringeren Productionskosten ist, und in mehreren Fällen wurden entschieden günstige Resultate erzielt. Zu diesem Behufe wird der in den „brittischen Spiegelglas-Werken“ zu Ravenhead bei St. Helen's nöthige Sand jetzt aus Frankreich importirt; überdieß werden alle irgend zu Gebote stehenden Mittel benutzt, um die übrigen Rohmaterialien möglichst im Zustande chemischer Reinheit anwenden zu können.

Die genannten Werke besitzen auch zwei Siemens'sche Regenerator-Gasöfen, welche zum Schmelzen des Spiegelglassatzes dienen, und da in solchen Oefen weder Staub noch Rauch existirt und ihre Temperatur sich leicht reguliren läßt, so muß ein guter Theil der erzielten günstigen Resultate deren Anwendung zugeschrieben werden. Unter den so veränderten Verhältnissen ist das jetzt dort fabricirte Glas den besten französischen Producten in jeder Hinsicht ganz gleich zu stellen.

Da Zeit Geld ist, so erscheint jede die Fabrication des Glases beschleunigende Verbesserung von größter Wichtigkeit. Dieß zeigt sich vorzugsweise deutlich bei dem Kühlen der Spiegelglasplatten. Nachdem der Satz eingeschmolzen und zum Gusse fertig ist, wird die denselben enthaltende Wanne auf die Gießtafel gebracht und ihr Inhalt an einem Ende der letzteren, vor einer schweren gußeisernen Walze, ausgegossen; die Glasmasse wird dann mittelst der Walze über die Gießtafel gleichmäßig ausgebreitet, wobei die Dicke des Spiegels durch eiserne, an den Längsseiten der Tafel angebrachte Leisten, auf denen die Enden der Walze laufen, bestimmt wird. Sobald die gegossene Glasplatte genügend erstarrt ist, um aufgehoben werden zu können, wird sie in den Kühlofen gebracht, wo sie sich allmählich abkühlt, bis sie an die Luft gebracht werden kann, ohne daß ihr Zerspringen zu fürchten ist. Dieser Kühlproceß nahm früher vierzehn Tage und noch längere Zeit in Anspruch, wird aber jetzt, bei der verbesserten Einrichtung der Kühlöfen, in vier Tagen beendet, so daß in jedem Ofen das Dreifache an Glas von dem, was früher für möglich gehalten wurde, gekühlt werden kann. Dadurch wird aber sehr bedeutend an Gebäuden und an Raum gespart, da immer nur eine Schicht von Spiegelplatten auf einmal im Ofen gekühlt werden kann, indem das Uebereinanderlegen mehrerer Platten sich bis jetzt als durchaus unpraktisch herausstellte. Die mit der Production der Rohmaterialien von der erforderlichen Qualität verbundenen chemischen Schwierigkeiten und Manipulationen sind auf diese Weise sehr glücklich überwunden worden; dagegen dürfte die Aufgabe, in den nachfolgenden mechanischen Operationen die nöthigen Verbesserungen einzuführen, noch nicht so vollständig gelöst seyn, obgleich auch nach dieser Richtung hin bereits bedeutende Fortschritte gemacht worden sind.

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Wenn die Spiegelplatten aus dem Kühlofen kommen, so erscheinen sie noch sehr unvollkommen, namentlich auf der oberen Fläche, welche in halbflüssigem Zustande mit der Walze überfahren und dadurch wellig wurde; auf der unteren Fläche sind alle Unebenheiten der Gießtafel und in gewissem Grade auch die an der Sohle des Kühlofens befindlichen Rauhigkeiten etc. abgeprägt; überdieß sind beide Seiten der Platten sehr häufig mit einer harten, nur halbdurchsichtigen Haut überzogen. Die Größe der Platten ist verschieden; die größten haben ungefähr 17 Fuß Länge bei 9 1/2 Fuß Breite und einer entsprechenden Stärke oder Dicke von 3/8 bis 5/8 Zoll.

Die gekühlten Spiegelplatten werden zunächst dem Rauhschleifen unterworfen, um die erwähnte harte Haut zu beseitigen und ebene, gleichmäßige Flächen herzustellen, was mittelst Sand und Wasser geschieht. Dann folgt das Klarschleifen, eine Fortsetzung des Rauhschleifens, wozu Smirgel von sieben verschiedenen Feinheitsnummern dient, und wodurch die Glasflächen für das Poliren oder die Politur vorbereitet werden, wozu man Polirroth (ein reines geschlämmtes Eisenoxyd) in feuchtem Zustande anwendet.

Die zum Rauhschleifen am meisten gebräuchliche Maschine ist die, welche schon im Anfange der Spiegelglasfabrication angewendet wurde und deren Erfindung James Watt zugeschrieben wird. Dieselbe ist unter der Bezeichnung Fliegrahmenmaschine (fly frame machine) bekannt und in Fig. 8 abgebildet. Sie besteht aus zwei, etwa 12 Fuß von einander entfernt stehenden steinernen Kästen A, A, den Schleifbänken, in welche die zu schleifenden Glasplatten mit Gyps eingekittet werden; auf jeder dieser Schleifbänke bewegt sich der gleichfalls eine eingekittete Spiegeltafel tragende kleinere Oberstein B, B, ein etwa 8 Fuß langer und 4 1/2 Fuß breiter hölzerner Rahmen oder Kasten, welcher unten mit etwa 4 Zoll breiten und 1/4 Zoll dicken Eisenplatten bekleidet und an seiner oberen Seite mit einem starken schmiedeeisernen Knopfe versehen ist, mittelst dessen er auf der Glasplatte umher geführt wird. Das Triebwerk für diese beiden Obersteine liegt zwischen den beiden Schleifbänken und besteht aus dem quadratisch geformten, gußeisernen Rahmen C, mit welchem an entgegengesetzten Seiten zwei flache Stangen D, D gelenkig verbunden sind, welche über die Schleifbänke hinausragen und an langen Ketten vom Dache herabhängen, so daß sie sich frei nach jeder Richtung hin bewegen können; von dieser ihrer eigenthümlichen Bewegung hat die Vorrichtung die Bezeichnung Fliegrahmen erhalten. Beide Obersteine sind mit ihr mittelst des erwähnten schmiedeeisernen Knopfes verbunden, welcher sich in der Coulisse zwischen den Stangen D, D |263| lose bewegen kann. Der Fliegrahmen erhält seine Bewegung von der stehenden Welle E, welche durch zwei, zum Aus- und Einrücken mit einer Frictionskuppelung versehene Winkelräder von der Hauptwelle aus getrieben wird. Um oberen Ende der Welle E ist ein schmiedeeiserner Arm oder eine Kurbel mit einem beweglichen Knopfe oder einer Warze angebracht, welcher sich in einer im Centrum des Fliegrahmens befindlichen Hülse bewegt. Um die Mittelwelle E stehen noch vier andere Wellen F, F in gleicher Entfernung von der ersteren und von einander, deren jede am oberen Ende, ähnlich wie die Mittelwelle, einen schmiedeeisernen, mit beweglicher Warze versehenen Kurbelarm trägt; diese Warzen bewegen sich ebenfalls in Hülsen, welche an den vier Ecken des Fliegrahmens angebracht sind. Wenn daher die Mittelwelle E angelassen wird, so wird der Fliegrahmen C durch die Warze des Kurbelarms rund herum gedreht, wobei seine Seiten durch die vier an seinen Ecken wirkenden Kurbelarme der Wellen F, F immer parallel ihrer ursprünglichen Stellung erhalten werden. Da die beiden Obersteine B, B vermittelst ihrer Knöpfe mit den Armen D, D des Fliegrahmens verbunden sind, so wird auch ihnen diese kreisförmige Bewegung mitgetheilt; gleichzeitig können sie sich aber auch frei um ihren eigenen Mittelpunkt drehen, was sie je nach der zwischen beiden rauhschleifenden Flächen stattfindenden stärkeren oder schwächeren Reibung in größerem oder geringerem Grade thun. Bei dieser schleifenden Bewegung der Obersteine wird ununterbrochen Sand und Wasser angewendet, bis sich die Oberfläche der Spiegelplatte bei genauer Untersuchung als ganz fehlerfrei erweist. Dann wird der Sand abgewaschen, und nun beginnt mit Anwendung derselben Maschine das erste Stadium des Klarschleifens, indem der Sand durch die gröberen Nummern des Smirgels ersetzt wird. Bevor man indessen zum Klarschleifen übergeht, wird erst die andere Seite rauh geschliffen, zu welchem Zwecke die Spiegeltafel umgekehrt werden muß; dabei ist sorgfältig darauf zu achten, daß sie stets waagrecht eingekittet wird, damit die beiden geschliffenen Flächen möglichst parallel ausfallen.

Der Fliegrahmen macht per Minute etwa 40 Umdrehungen. Wie bereits angedeutet, und wie auch aus der Zeichnung hervorgeht, ist der Oberstem nicht groß genug, um auf die ganze Fläche einer großen Spiegelplatte auf einmal wirken zu können; es ist demnach eine Theilung der Arbeit erforderlich, zu welchem Behufe man die Stellung des Obersteines angemessen ändert, indem man den centralen Knopf desselben in der Coulisse zwischen den Stangen D verstellt.

Bis vor wenigen Jahren wurde das Klarschleifen zum wesentlichsten Theile durch Menschenhand ausgeführt, indem zwei Spiegelplatten, zwischen |264| welche Smirgelpulver gebracht worden, auf einander gerieben wurden. Gegen Ende der Arbeit ist große Sorgfalt nöthig, damit keine Kritzeln entstehen und deßhalb wird zur Vollendung des Processes Menschenarbeit für durchaus nothwendig gehalten, indem eine geübte Hand den geringsten Ritz, die kleinste Schramme sofort fühlt, wohingegen bei Anwendung einer Maschine das kleinste Sandpartikelchen die ganze Fläche verderben würde, bevor man es wahrzunehmen im Stande wäre.

Im Jahre 1857 führte Croßley eine Maschine zum Klarschleifen von Glas ein, welche allen Ansprüchen so weit genügt, daß die Behutsamkeit der menschlichen Hand nur für den letzten Theil der Operation erforderlich ist. Diese Klarschleifmaschine, von welcher Fig. 9 eine Abbildung gibt, ist höchst einfach und läßt sich ganz billig herstellen. Sie besteht zunächst aus einem langen Holzbalken oder Baum C, der an einem Ende mit einer an einer stehenden Welle sitzenden Kurbel E verbunden ist und sich über die steinerne Schleifbank A erstreckt, welche letztere die zu schleifende Spiegelplatte aufnimmt. An diesem Balken sind die beiden hölzernen Obersteine B, B befestigt, auf deren Unterseite eine zweite Glasplatte eingekittet ist, welche auf der in der Schleifbank befindlichen aufliegt. Bei dieser Einrichtung können die Obersteine nur der ihnen vom Balken C mitgetheilten Bewegung folgen und nicht zugleich auch frei um ihren Mittelpunkt sich drehen, wie oben beim Rauhschleifen beschrieben wurde. Der Mittelpunkt des Baumes C zwischen beiden Obersteinen wird mittelst einer radialen Stange G, welche an einer Seite der Schleifbank an einen Träger H befestigt ist, in einer Lage rechtwirklich zu der Richtung des Baumes erhalten. Wird die Maschine angelassen, so erhält der Baum nebst den beiden Obersteinen eine ∞ ähnliche Bewegung, welche der durch Menschenhand vermittelten ähnlich ist. Ein Vorzug dieser Maschine ist der, daß zwei Glasflächen durch eine einzige Operation klargeschliffen werden. Der zwischen beiden Obersteinen B, B bleibende Raum gestattet ein leichtes Aufgeben von Smirgel und eine bequeme Untersuchung des Fortschreitens der Arbeit, ohne daß der Gang der Maschine unterbrochen werden muß.

Die zum Poliren dienende Maschine beruht auf demselben Principe, wie die zu diesem Zweck ursprünglich angewendete. Sie besteht aus einem starken gußeisernen Rahmen von etwa 18 Fuß Länge und 10 Fuß Breite, welcher eine Reihe von dünnen Walzen enthält, auf denen eine als Polirtisch dienende, an ihrer unteren Seite mit zwei Zahnstangen versehene Holzplatte liegt. Mittelst in diese Zahnstangen eingreifender Triebe wird der Platte oder dem Politische eine langsame Seitenbewegung vor- und rückwärts ertheilt, so daß alle Theile der Spiegelplatte |265| von den Reibern bearbeitet werden. Die zu polirenden Glasplatten werden auf dem Polirtisch mit Gyps festgekittet; die Enden dieses Tisches bewegen sich zwischen Gleitrollen, die am Hauptrahmen befestigt sind, so daß der Tisch durch die Reiber nicht verrückt werden kann. Die erwähnten Reiber oder Polirscheiben sind mit Filz überzogene, mit einer centralen Spindel versehene Holzstücke, welche mit Gewichten mehr oder weniger beschwert werden können, so daß sich die Größe der Reibung genau reguliren läßt. Eine Anzahl solcher Polirscheiben ist an zwei beweglichen Stangen befestigt, welche an beiden Enden der Holzplatte auf Walzen laufen und durch eine kurze, an ihren Enden mit rechtwinkelig zu einander stehenden Kurbeln versehene Welle in Bewegung gesetzt werden. Auf diese Weise arbeiten die Polirscheiben transversal zu der Richtung, in welcher der Polirtisch sich bewegt, und indem das Polirpulver in flüssigem Zustande angewendet wird, erhält die Oberfläche der Glasplatte den erforderlichen Politurgrad. Ist die eine Seite fertig polirt, so wird die andere derselben Operation unterworfen.

Etwa i. J. 1857 wurden in den „brittischen Spiegelglas-Werken“ zu Ravenhead mit einer ganz verschiedenen Classe von Rauh – und Klarschleifmaschinen Versuche angestellt, zu dem Zweck die Production zu vermehren, die Selbstkosten zu vermindern und auch das Klarschleifen auf derselben Maschine vorzunehmen, welche zum Rauhschleifen dient, so daß die Nothwendigkeit, zu jener Operation eine besondere Maschine anzuwenden, wegfällt und somit durch Vermeidung des Umkehrens und Wiederbefestigens der Spiegelplatten an Zeit und Kosten gespart wird. Die neue Rauh- und Glattschleifmaschine ist in Fig. 10 und 11 abgebildet; sie besteht aus einem drehbaren Tische K von 20 Fuß Durchmesser, welcher auf einer starken gußeisernen stehenden Welle L befestigt ist und sich mit einer Geschwindigkeit von durchschnittlich 25 Umdrehungen per Minute bewegt, indem die Welle durch Vermittelung einer zweiten stehenden Welle M von der Hauptwelle N aus mittelst Winkelrädern und zum Ein – und Ausrücken dienender Frictionskuppelung O getrieben wird. Diese Einrichtung des zur Bewegung des Politisches dienenden Mechanismus rührt von dem Verfasser her und wurde deßhalb angenommen, um für den Polirtisch eine Welle L zu bekommen, deren Länge gleich dem halben Durchmesser des Tisches ist, und um gleichzeitig die Hauptwelle N zur Bewegung einer ganzen Reihe von Politischen in einem und demselben Raume benutzen zu können. Etwa 10 Zoll über der oberen Fläche des Tisches ist ein starker Holzbalken P befestigt, an dessen beiden entgegengesetzten Längsseiten, rechts und links vom Mittelpunkte des Tisches, zwei gekerbte gußeiserne Platten Q, Q befestigt sind, deren |266| Kerben den im Centrum der Obersteine B, B angebrachten Knopf aufzunehmen haben. Diese, den bei den älteren Maschinen gebräuchlichen ganz ähnlichen Obersteine lassen sich mittelst der beschriebenen Vorrichtung leicht nach Erforderniß näher oder weiter vom Mittelpunkte des Tisches entfernt stellen, indem der Knopf in eine andere Kerbe eingehängt wird. Die Obersteine können sich nur um ihren eigenen Mittelpunkt bewegen und erhalten diese Bewegung durch die größere Reibung, welche an dem vom Centrum entfernteren Theil des Tisches durch die dortige größere Geschwindigkeit verursacht wird. Die Leistung dieser Maschine im Rauhschleifen ist offenbar weit größer als die der älteren, in Folge der rascheren Bewegung der Obersteine B, B, und weil überdieß der Tisch K bewegt wird. Den Gedanken, sowohl die Obersteine als auch gleichzeitig den Tisch zu bewegen, faßte der Verfasser schon bei Gelegenheit früherer Versuche; bei der praktischen Prüfung fand sich aber, daß die von selbst erfolgende Bewegung der Obersteine sich, der zu bewerkstelligenden Arbeit weit besser anpaßt, als dieß durch irgend einen Antrieb erzielbar wäre. Diese Einrichtung hat auch den Vortheil, daß die Oberfläche frei bleibt und nicht durch Maschinentheile verdeckt wird; sie erleichtert demnach das Einlegen, Umkehren und Wegnehmen der Spiegelplatten; ferner ist der ganze Bewegungsmechanismus bedeckt und somit vor der nachtheiligen Wirkung des von der in Arbeit befindlichen Platte abfließenden nassen Sandes geschützt.

Auf den Werken zu Ravenhead wird sowohl das Rauh- als das Klarschleifen mit dieser Maschine ausgeführt, und nur für den letzten Theil des Klarschleifens wird aus den bereits angeführten Gründen Handarbeit angewendet. Da die Spiegelplatten gewöhnlich eine oblonge Form haben, so stellte sich bald heraus, daß bei der ursprünglichen Gestalt der Maschine, mit einem durch die punktirte Linie in Fig. 11 angedeuteten kreisförmigen Tische, viel Schleifmaterial zum Anfüllen der Tischfläche unnütz aufgewendet werden mußte, weßhalb die runde Form des Tisches in eine ungleichseitig achteckige oder eine quadratische mit abgestumpften Ecken, wie Fig. 11 zeigt, umgeändert wurde. Durch diese Abänderung wurde das Rauhschleifen durchaus nicht erschwert, wogegen der Aufwand an Schleifmaterial bedeutend vermindert und das Rauhschleifen großer Spiegelplatten sehr erleichtert wurde. Die Abnutzung bei dieser Maschine stellte sich in Vergleich zu den alten Maschinen, in Folge der geringeren Anzahl der arbeitenden Theile, der großen Ausdehnung der Tragfläche, der sanften Bewegung und des vollkommenen Gleichgewichtszustandes des Tisches, als sehr gering heraus. Eine jede solche Maschine schleift wöchentlich 1200 bis 1500 Quadratfuß Glas fertig, etwa ein Drittheil mehr, |267| als die älteren Maschinen bei gleich großer schleifender Fläche zu liefern im Stande waren.

Der erste Punkt, welcher bei weiteren Verbesserungen berücksichtigt werden muß, betrifft das Verfahren beim Gießen der Glasplatten und die zur Ausführung dieser Operation angewendeten Maschinen. Die Platten sind im rohen Zustande so unregelmäßig und fehlerhaft, daß etwa 40 Proc. des Glases weggeschliffen werden müssen, wodurch ein sehr bedeutender Verlust an Glas, so wie an Zeit und Material beim Schleifen verursacht wird; es ist demnach in hohem Grade der Beachtung werth, ob nicht nach dieser Richtung hin irgend Verbesserungen eingeführt werden können, so daß die Spiegelplatten schon beim Gusse glatter und gleichmäßiger ausfallen. Das Rauh – und das Klarschleifen ist jetzt gegen das frühere Verfahren allerdings bedeutend verbessert; indessen dürfte zweifelsohne noch Anlaß zu manchen weiteren Fortschritten vorliegen. Es wurde versucht, das Poliren bis auf einen gewissen Grad auf dem zuletzt beschriebenen Drehtische auszuführen, doch ohne allen praktischen Vortheil; das jetzige System ist sicherlich theoretisch ganz richtig, da die Wirkung der Reiber oder Polirscheiben eine regelmäßige ist und sich gleichförmig über die ganze Oberfläche des Glases erstreckt, so daß dieses eine gleichförmige Temperatur behält; wenn indessen durch irgend eine Vorrichtung eine continuirliche Bewegung der Polirscheiben, anstatt der jetzigen abwechselnden bewerkstelligt werden könnte, so würde die Abnutzung der Maschine zuverlässig geringer werden und auch eine geringere Betriebskraft nöthig seyn; sehr wahrscheinlich würde sich dabei auch eine größere Geschwindigkeit anwenden lassen und damit eine vermehrte Production erzielt werden.

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