DE41267C - Verfahren und Maschine zur Oberflächenbearbeitung von Metallen - Google Patents

Description

CHES

PATENTAMT

Das neue Verfahren zur Bearbeitung von Metallflächen kann im allgemeinen Anwendung finden, um Metallkörper bezw. die Arbeitsflächen von solchen entweder nur zuzurichten oder sie gleichzeitig zuzurichten und zu härten, im besonderen eignet sich dasselbe jedoch zur Bearbeitung der Oberflächen von solchen Metallkörpern , deren Härtegrad eine wirksame und schnelle Bearbeitung durch schneidend wirkende Werkzeuge nicht zuläfst, ferner zum gleichzeitigen Zurichten und Härten von Körpern aus weichem Metall, welchen mit Hülfe der gewöhnlichen Verfahrensweisen ein höherer Härtegrad nicht mehr mitgetheilt werden kann.

Das Zurichten, Hobeln, Abdrehen, Glätten oder Poliren, kurz jedwede Bearbeitung von Metallflächen, welche sich durch eine Wegnahme von Metall an der Oberfläche des Arbeitsstückes äufsert, wird entweder durch ein schneidend wirkendes Werkzeug oder durch ein abschleifendes Werkzeug bewirkt bezw. vermittelst einer Fläche, welche «ich reibend über jene bewegt, wie z. B. eine Schmirgelscheibe. Besteht die zu bearbeitende Fläche aus einem weichen (oder doch verhältnifsmäfsig weichen) Metalle, wie gewöhnliches Eisen oder weicher Stahl, so dafs sie Schneidewerkzeugen einen leichten Angriff bietet, so kann man das Zurichten oder Wegnehmen von Metall von der betreffenden Oberfläche ohne grofse Schwierigkeit oder Kosten durch Schneiden bewirken. Doch übt eine solche Bearbeitung auf die zugerichtete Oberfläche eine zugleich härtende Wirkung nicht aus, obschon es in sehr vielen Fällen wünschenswerth ist, dafs entweder die gesammte bearbeitete Oberfläche oder ein Theil derselben eine höhere Härte besitze als der Haupttheil des die Substanz des Körpers bildenden Metalles. Eine solche gleichzeitige Veränderung der Oberflächenbeschaffenheit von Metallen läfst sich mit den gewöhnlichen Bearbeitungsweisen nicht erreichen. Ist das Metall •an der zu bearbeitenden Fläche sehr hart (z. B. Hartgufs, geschreckter Gufs, hochgehärteter Stahl), so dafs der Angriff eines schneidenden Werkzeuges wirkungslos bleibt oder nur ungenügend erfolgt, so greift man zum Abreiben oder Wegschleifen, eine nicht nur langsame und mühsame, sondern oft auch so kostspielige Arbeit, dafs sie in vielen Fällen vollständig unausführbar wird.

Der Erfinder hat gefunden, dafs jede Bearbeitung von Metallflächen, welche in der Wegnahme von Metall besteht, selbst wenn diese Flächen aus dem härtesten Material, wie geschrecktes Eisen, Hartgufs oder hochgehärteter Stahl, bestehen, erfolgreich, billig und schnell dadurch bewirkt werden kann, dafs man die zu bearbeitende Oberfläche dicht am Umfange einer ungemein schnell rotirenden Scheibe aus weicherem Metall vorbeibewegt. Hierbei wird die zu bearbeitende Oberfläche weggebrannt und weggeschmolzen unter Hinterlassung einer vollkommenen glatten und gleichmäfsigen Fläche mit hoher Politur, und zwar ohne dafs sich die weichere Zurichtescheibe bemerkenswert!! abnutzt oder erhitzt, wie auch der bearbeitete Körper nur unmittelbar an dem angegriffenen Punkte eine bemerkenswerthe Temperaturzunahme erfährt. Das Metall kann mittelst dieses Verfahrens unter immer gleichbleibendem Erfolge bis auf jede gewünschte

Tiefe weggenommen werden. Ferner hat der Erfinder entdeckt, dafs Körper aus weichem oder verhältnifsmäfsig weichem Stahl, gewöhnlichem Gufs oder Schmiedeisen sich bei der obigen Bearbeitung an ihren Oberflächen ungemein härten; ferner dafs bei der Bearbeitung von Hartgufs, geschrecktem Eisen nicht nur die ursprüngliche Härte erhalten bleibt, sondern im Gegentheil noch beträchtlich verstärkt wird; sowie endlich, dafs hochgehärteter Stahl in dieser Weise ohne Beeinträchtigung seines Härtegrades zugerichtet und auch noch weiter gehärtet werden kann.

Das volle Verständnifs der Erfindung wird sich am leichtesten durch eine Darlegung ihrer praktischen Ausführung erreichen lassen, und es werden demgemäfs unter Bezugnahme auf die beiliegenden vier Blatt Zeichnungen Vorrichtungen beschrieben, welche für das Zurichten allein oder das Zurichten und gleichzeitige Härten der Lauffläche und des Flantsches der Räder von Eisenbahnfahrzeugen unter Anwendung des obigen Verfahrens erdacht worden sind; es ist dies eine der wichtigsten und werthvollsten Anwendungen, welche das neue Verfahren überhaupt finden kann.

Bei der Herstellung der Räder für Eisenbahnfahrzeuge ist es höchst wünschenswerth, dafs die Lauffläche dieser Räder, d. h. derjenige Theil ihres Umfanges, der mit der Schiene in Berührung tritt, eine harte, Abnutzung möglichst ausschliefsende Oberfläche besitzt, während es gleichzeitig wesentlich ist,, dafs der eigentliche Radkörper sich in so weichem Zustande befindet, dafs er den auf ihn ausgeübten Beanspruchungen widerstehen kann und unter der Einwirkung von Kälte nicht zerspringt. Auch ist es wünschenswerth, diese harte Oberfläche vollkommen glatt und kreisrund zu gestalten.

Man unterscheidet bei den gewöhnlich angewendeten Rädern für Eisenbahnfahrzeuge zwei Gattungen: solche aus geschrecktem Gufs (Hartgufs) und solche, welche gänzlich aus Stahl bestehen oder mit einer. stählernen Felge bezogen sind. Die ersteren werden an der Lauffläche und dem Flantsch gleichzeitig mit dem Giefsprocefs gehärtet. Die hierbei erzielte Härte ist indefs so enorm, dafs auf keinem der bekannten Wege diese gehärteten Oberflächen glatt und gleichmäfsig gemacht oder nach stattgefundener Abnutzung wieder in Stand gesetzt werden können. Derartige Räder werden dementsprechend in dem verhältnifsmäfsig rohen Zustande, mit welchem sie die Formen verlassen, in Benutzung genommen und haben nach der Abnutzung nur den Werth alten Eisens. Bei den Rädern der zweiten Klasse kommt kohlenstoffreicher Stahl zur Verwendung, und werden die daraus bestehenden Flächen aus dem Grunde nicht weiter zugerichtet, weil man ein Mittel, diese Bearbeitung an diesem Material zugleich praktisch und erfolgreich auszuführen, nicht kennt. Diese Räder sind infolge dessen weniger dauerhaft, als wenn sie eine Härtung erfahren hätten.

Die. vorliegende Erfindung ermöglicht die Herstellung von Rädern für Eisenbahnfahrzeuge aus allen genannten Materialien, welche mit vollkommen zugerichteten und äufserst harten Arbeitsflächen versehen sind, während dem eigentlichen Radkörper sein ursprünglicher weicherer Härtegrad bewahrt bleibt.

Auf den beiliegenden vier Blatt Zeichnungen veranschaulicht:

Fig. ι eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Zurichten eines Eisenbahnfahrzeugräderpaares mittelst des angezeigten Verfahrens in der Oberansicht,

Fig. 2 dieselbe in der Endansicht, in Fig. ι von rechts aus gesehen,

Fig. 3 dieselbe in der Seitenansicht, in Fig. 2 von links aus gesehen,

Fig. 4 dieselbe in der Seitenansicht, in Fig. 2 von rechts aus gesehen (ein Theil ist weggebrochen),

Fig. 5 einen Schnitt nach %-% in Fig. 1 und in gröfserem Mafsstabe,

Fig. 6 einen Schnitt nach x-x in Fig. 2 und 5 und in grö.fserem Mafsstabe,

Fig. 7 ebenso einen Schnitt nach x-x in Fig. i,

Fig. 8 einen Querschnitt nach x-x in Fig. 3 und 7, _t ■

Fig. 9 einen Schnitt nach y-y in Fig. 1,

Fig. 10 eine innere Ansicht eines der Futter oder Lager für die Welle des zuzurichtenden Rades, '

Fig. 11 einen Horizontalschnitt durch dieses Futter nach x-x in Fig. 10,

Fig. 12 die Seitenansicht eines Rades und einer Zurichtescheibe zur Illustration der Wirkungsweise der letzteren,

Fig. 13 in Oberansicht eine Modification der Vorrichtung, welche zum Zurichten nur der Lauffläche eines Rades eingerichtet ist,

Fig. 14 eine Endansich't derselben, in Fig. 13 von rechts aus gesehen,

Fig. ι 5 eine Seitenansicht derselben, in Fig. 14 von links aus gesehen.

Fig. 16, 17 und 18 sind Detailfiguren in gröfserem Mafsstabe.

In der Vorrichtung Fig. 1 bis 11 erheben sich von den Enden einer genügend schweren Basis A zwei senkrechte Träger B, in denen auf der einen Längsseite der Maschine in den Lagern γγ die Welle 90 mit den Zurichtescheiben 99 rotirt. Letztere sind aus gutem Stahl hergestellt, so dafs sie hinreichende Stärke besitzen, um bei rapider Drehung einer Bruchgefahr durch ihre lebendige Kraft nicht ausgesetzt zu sein. Sie sind so geformt, dafs ihre Umfange die Gegenstücke zu den Laufflächen

und Flantschen eines Räderpaares bilden. An der Aufsenseite jeder Zurichtescheibe 99 sitzt auf der Welle 90 eine kleine Scheibe (oder Verdickung) 91, um welche Treibriemen gelegt sind, vermittelst deren der Welle von einer passenden Kraftquelle aus Bewegung mitgetheilt wird. Damit die Zurichtescheiben mit der benöthigten Geschwindigkeit getrieben werden können, müssen die Welle 90 und Scheiben 91 verhältnifsmäfsig kleineren Durchmesser besitzen, und sind daher, um springenden Bewegungen der Welle entgegenzutreten, auf der Basis A noch die Träger α angeordnet, in denen die Welle an der inneren Seite der Zurichtescheiben vermittelst der Lager 78 weitere Stützung findet.

An den Trägern B sind in 88, 89 flache Gleitflächen gebildet, auf welchen ein Gestell oder Schlitten C beweglich ist, zusammengesetzt aus den durch Zugeisen dd starr mit einander verbundenen Endstücken c. In letzteren sind in Lagern 95 Spindeln 96, Fig. 5 und ,9, montirt, welche auf ihren nach innen vortretenden Enden Futter D zur Aufnahme der Enden 15 der Achse 98 eines zuzurichtenden Räderpaares 97 tragen. Die Spindeln 96 sind mit ihren Lagern durch Nuth und Feder verbunden, so dafs sie nicht rotirend, sondern nur longitudinal vermittelst der Stellschrauben 70 bewegt werden können, um die Futter D behufs Aufnahme von Achsen verschiedener Länge gegen einander verstellen zu können.

Die Futter D bestehen aus metallenen Blöcken 49 mit einer sich nach aufsen öffnenden, länglich viereckigen Vertiefung. Die Rückseite der letzteren ist zur Aufnahme der Enden 1 5 der Achse 98 eingerichtet, während ihre Ober- und Unterseite Rippen 8 tragen, auf denen sich ein Gleitstück 47, Fig. 3, 9, 10 und 11, vermittelst Nuthen hält und führt. Dasselbe vergabelt sich so, dafs es das betreffende Achsende an dessen ihm zugekehrter Seite umfafst und als Klemmbacke wirkt. Auf ihrer aufsen liegenden Seite ist die Backe 47 mit gegen einander convergirenden und in der Mittellinie zusammenstofsenden schwalbenschwanzförmigen Nuthen 6 versehen, in welchen sich mit den Rippen 5 auf ihrem Theil 1.6 zwei Backen 46 führen, welche so gestaltet sind, dafs sie bei ihrer Gegeneinanderbewegung die Enden 1 5 der Achse 98 auf deren der Backe 47 gegenüberliegenden Seite umfassen. In den Blöcken 49 führen sich Schraubenspindeln 45, welche, durch Löcher in den Backen 46 hindurchgesteckt, sich in den Backen 47 festhalten.

Die Wirkungsweise des Futters JD ist folgende: Nachdem die Achse 98 mit ihren Enden 1.5 in die Vertiefungen 48 eingesetzt ist, bewegt man die Schraubenspindeln 45 so, dafs sie die Backen 47 nach einwärts ziehen und diese die Achse an der einen S.eite mit ihren Gabeln umfassen; gleichzeitig .werden die Backen 46 mittelst der Nuthen 6 der Backen 47 gegen einander zu bewegt, so dafs diese die Achsenenden auf der anderen Seite umfassen und die Achse in dem Futter so eingespannt und festgehalten wird, dafs sie an jeder anderen als einer rotirenden Bewegung verhindert ist.

In den Nuthen 6 sind gegen die Rippen 5 wirkende Federn 7 angeordnet, welche die Backen 46 wieder zurückdrücken, wenn man die Schraubenspindeln 45 zur Lösung der Backen 47 zurückdreht.

Die Rotation der Achse 98 mit den Rädern 97 wird wie folgt bewirkt: Auf der Welle 90 der Zurichtescheiben sitzt eine keine Riemscheibe 60, welche durch einen Riemen 61 mit der Scheibe 62 auf der kleinen Welle 63 verbunden ist. Letztere rotirt in den Enden der von einem der Längsschienen b getragenen Arme 92 vorgesehenen Lagern. Auf der Welle 63 sind noch eine Reihe Scheiben 59 von verschiedener Gröfse montirt, deren eine (je nach dem Grade der den Rädern 97 mitzutheilenden Geschwindigkeit) durch einen Riemen 24 .mit der corresppndirenden einer Reihe yo_;n Scheiben 58 verbunden ist, we_:lche auf der in den anderen Enden der Arme 92 gelagerten Welle 64 befestigt sind. Diese trägt ferner zwei Scheiben 57, die durch Riemen 56 mit Scheiben 55 auf den beiden Wellen 65 verbunden sind. Letztere rotiren in Muffen 66 und greifen an ihren Enden mit endlosen Schrauben 54 in Schneckenräder 53 auf den kurzen Wellen 67, welche aufserdem sich gegen die Lauffläche der Räder legende Frictionsscheiben 52 tragen. Jede der Wellen 6y ist in den oberen Enden der Arme 68 der auf dem Längsträger d montirten oscillirenden Welle 69 gelagert. Die Muffen 66 stützen sich mit ihren äufseren Enden auf die Lager der Wellen 6γ und werden an den inneren Enden vermittelst der am Träger d festen Stangen 71 gehalten. Das Oscilliren der Welle 69 geschieht vermittelst der Federn 72, welche zwischen Ohren 50 an den Armen 68 und einer durch Stellschraube 74 vertical zu verstellenden Platte 73 eingespannt sind. Durch Variation dieser Spannung bringt .man die Frictionsscheiben 52. mehr oder weniger dicht an die Räder 97.

Oberhalb der Räder 97 hängen von der Längsschiene b eine Anzahl an diese angehängte Sperrklauen 25, Fig. 4, herab, welche auf, den Rädern schleifen und ihre Rückdrehung verhindern.

Der Schlitten C, welcher die Räder 97 und den gesammten zu deren Drehung dienenden Apparat trägt, kann einerseits, um .die Räder nach dem Einspannen ihrer Achse in die Futter D genau in eine Linie mit den Zu-

richtescheiben zu bringen, longitudinal bewegt und andererseits während des Zurichtens gegen die Scheiben 99 hin verstellt werden. Zu diesem Ende sind auf den Gleitflächen 88 zwischen diese und die betreffenden Endstücke c des Schlittens C Blöcke h eingeschaltet, welche sich mit schwalbenschwanzförmigen Nuthen in ihrer Unterseite auf entsprechend geformten Rippen 75 der Gleitflächen 88 führen, auf ihrer Oberseite dagegen durch rechtwinklig zu ersteren angeordnete Nuthen mit den Rippen y6 der in die Stücke c eingesetzten Zapfen 93 verbunden sind. Die Rippen 75 sind an Schraubenspindeln 40 befestigt, welche von Muttern 39 an der Unterseite der Blöcke h geführt werden und durch ihre Drehung den Schlitten quer auf die Räder verstellen. Die longitudinale Verstellung des Schlittens wird vermittelt durch in die Rippen γ6 fassende und.in Muttern 37 auf der Oberseite der Blöcke h arbeitende Schraubenspindeln 38. Die Schraubenspindeln werden mittelst geeigneter Schlüssel 87 an ihren vortretenden Enden gedreht, Fig. 5. Die Arbeitsweise der wie beschrieben constrüirten Maschine ist folgende: Nachdem die die Räder 97 . tragende Achse 98 mit ihren Enden in den Futtern eingespannt worden ist, verstellt man den Schlitten C longitudinal so weit, dafs die Räder genau in einer Linie mit den Zurichtescheiben 99 liegen, und spannt dann die Federn 72 mittelst der Schraube 74 so, dafs die Frictionsräder 52 sich kräftig an die Laufflächen der Räder anlegen. Dann setzt man die Welle 90 der Zurichtescheiben 99 in der Pfeilrichtung in Drehung. Letztere überträgt sich durch die Riemen 61 und die weiteren Transmissionsorgane auf die Frictionsscheiben 52, welche die Räder 97 in der gleichen Richtung in langsame Rotation versetzen. Sobald die Scheiben 99 hinreichend schnell laufen, z. B. 2500 bis 3000 Umdrehungen pro Minute machen (der Scheibendurchmesser zu 84 bis 103 cm angenommen), bewegt man den Schlitten C mittelst der Schraubenspindeln 40 so weit auf die Scheiben zu, bis directer Contact oder höchste Annäherung zwischen letzteren und den Laufflächen bezw. inneren Flantschenseiten der Räder stattfindet. Jetzt wird jeder Theil jeden Rades, der vor eine Zurichtescheibe gelangt, wie in Fig 12 angedeutet, weggebrannt und weggeschmolzen. Da die Räder mittelst der Frictions-■ scheiben 52 nur langsam rotirt werden, also sämmtliche Theilchen ihrer Umfange nur nach und nach vor die Zurichtescheiben treten, so werden alle Theilchen bis zu der gleichen Tiefe weggebrannt bezw. weggeschmolzen, d. h. die Radumfänge werden unter völliger Wegnahme ihrer ursprünglichen unebenen, rohen Oberfläche mit einer neuen, vollkommen ebenen und glatten Oberfläche von vollendeter Arbeit versehen. Dieses Resultat wird erreicht,, wie hart oder wie weich das die Räder zusammensetzende Metall auch sei, ob es aus Stahl oder Eisen bestehe, und ohne bemerkliche Abnutzung oder schädliche Erhitzung der Zurichtescheiben, ebensowenig wie auch die Räder selbst sich nicht bemerkenswerth erhitzen, aufser an den Punkten, die eben der Bearbeitung unterliegen. Durch Fortsetzen der Operation und gehörige Handhabung der Schraubenspindeln 40 behufs Annäherung der Räder an die Zurichtescheiben nach Mafsgabe der fortschreitenden Bearbeitung kann man von den Rädern jede beliebige Metalldicke wegnehmen.

Die Gestelltheile B werden an den Gleitflächen für den Schlitten C zweckmäfsig mit Scalen versehen, wie g, Fig. 2, welche den Maschinenwärter bei der Verstellung des Schlittens leiten und ihn befähigen, denselben an beiden Enden in der gleichen Lage bezüglich der Zurichtescheiben zu halten, so dafs beide Räder in genauer Uebereinstimmung bearbeitet werden.

Wegen der grofsen Geschwindigkeit, mit welcher die Zurichtescheiben 99 laufen, versagen die gewöhnlichen Mittel zum Schmieren der Lager der Welle 90. Um letzteres zu ermöglichen, ist die Maschine mit einer kleinen Pumpe 94, Fig. 3, verbunden, mittelst deren continuirlich ein Strom Schmieröl aus dem Reservoir E mittelst des Saugrohres 80 und Druckrohres 81 durch die Lager yy, 78 hindurchgetrieben wird. Diese Pumpe wird von einer Kurbelwelle 41 aus getrieben, welche durch die Scheiben 42, 44 und den Riemen 43 von der Welle 63 aus Bewegung erhält. Das Druckrohr 81 steht durch Abzweigungen 79 in Verbindung mit Oeffnungen in den Lagern jy, 78, sowie mit kleinen, von den auf die äufseren Enden der Lager jj unter Einschliefsung der Wellenköpfe aufgeschraubten Kappen 36 gebildeten Räumen, Fig. 3 und 7. Die inneren Enden der Lager jj und die äufseren Enden der Lager 78 sind mit Hohlräumen 35 versehen, in welchen auf der Welle 90 feste Scheiben 34 liegen; die inneren Enden der Lager 78 tragen die Welle 90 umschliefsende und mittelst einer Stange 32 in Stellung gehaltene Kappe 33, so dafs kleine geschlossene Kammern entstehen, innerhalb deren die Welle 90 mit auf ihrem Umfange gebildeten Rippen 9 versehen ist. Die Hohlräume 35 und die von den Kappen 33 gebildeten Kammern stehen mit dem Oelreservoir E durch Abflufsröhren 82 in Verbindung. Diese Schmiervorrichtung arbeitet wie folgt: Nachdem man den Riemen 43 von der Losscheibe 31 auf die ' Festscheibe 42 übergeschoben, saugt die Pumpe OeI- aus E durch 80 an und drückt dasselbe durch 81 und die betreffenden Zweigröhren 79 in die Lager jy

und 78, und zwar mit solchem Drucke, dafs es seinen Weg rund um die Welle nimmt und in " die Hohlräume 35 und die von den Kappen 33 gebildeten Räume tritt, aus welchen es durch die Röhren 82 nach E zurückfliefst. Jedes Lecken von OeI wird von den Scheiben 34 und Rippen 9 verhindert, indem dieselben das OeI mittelst Centrifugalkraft von der Welle abschleudern. Von dem Druckrohr 81 zweigt sich eine über dem Reservoir E ausmündende, mit Ventil 11 versehene Röhre 83 ab; drückt die Pumpe das OeI schneller nach 81, als dasselbe durch die Lager circuliren kann, so öffnet sich das Ventil 11 und das überschüssige OeI fliefst direct nach E zurück.

In der Modification Fig. 13 bis 18 ist nur eine Zurichtescheibe angeordnet; dieselbe ist nur mit einer ganz dünnen Arbeitskante versehen und besteht ihre Aufgabe darin, die Lauffläche des Rades ohne Rücksicht auf dessen Flantsch zu bearbeiten. Die die Zurichtescheibe tragende Welle rotirt hier nur in den Lagern jj der aufrechten Gestelltheile B; um sie am Hüpfen zu hindern, sind um Scheiben 91 zwei äufsere Treibriemen 100 in derselben und ein mittlerer dritter in der entgegengesetzten Richtung geführt. Die Radachse wird wiederum in einem auf horizontalen Gleitflächen 88, 89 der Gestelltheile B longitudinal und seitlich verstellbaren Schlitten C eingespannt, der wie früher aus zwei Endstücken c besteht, nur dafs dieselben hier durch ein massives Blatt d starr mit einander verbunden sind. Auf den Oberseiten von c sind in den verstellbaren Lagern 29 gewöhnliche Spitzen 84 montirt. In dem Arm 85 des rechtsseitigen Stückes c ist eine stehende Welle 86 gelagert, die auf dem oberen Ende eine Riemscheibe 28 und auf ihrem unteren Ende eine endlose Schraube 17 trägt. Letztere greift in ein Schneckenrad 27, welches während des Zurichtens durch die Zwingen 26, Fig. 14, mit dem Ende der Radachse 98 verbunden ist und sich dann mit drei Bolzen 18 gegen die Seitenfläche des zuzurichtenden Rades stützt. Zur Verstellbarkeit des Schlittens longitudinal und seitlich auf die Zurichtescheibe 99 zu sind in Vertiefungen 12 der Gleitfiächen 88 durch Stange 30 mit einander verbundene Blöcke h beweglich, deren Oberseite je eine schräge Rippe oder Führung 75 und deren Unterseite je eine gerade Rippe 76 trägt, Fig. 14. Die geraden Rippen 76 greifen in Nuthen im Boden der Vertiefungen 12, während die schrägen Rippen 75 in ebenso angeordnete Nuthen in den Stücken c fassen. Der rechtsseitige Block h trägt einen Vorsprung, in welchem die in einer Mutter im Stück c arbeitende Schraubenspindel 38 gelagert ist; in einem zweiten Vorsprung desselben Blockes ist die in einer Mutter am aufrechten Gestelltheil B arbeitende Schraubenspindel 40 montirt. Durch Drehen der Schraubenspindel 40 werden die Blöcke h und mit ihnen der Schlitten C geradlinig longitudinal bewegt, während derselbe durch Drehen der Schraubenspindel 38 schräg seitwärts gegen die Scheibe 99 verschoben wird, so dafs man durch gleichzeitige Handhabung beider Schraubenspindeln das Rad in die Bearbeitungslage bringt.

Die Maschine functionirt wie folgt: Nachdem man das Schneckenrad 27 auf das Ende der Achse 98 des zuzurichtenden Räderpaares aufgesetzt und mittelst der Backen 26 mit demselben verbunden, sowie die Bolzen 18 gegen die Seitenfläche des Rades geschraubt hat, spannt man die Achse 98 zwischen die Spitzen 94 ein, so dafs sie frei im Rahmen C hängt, wobei das Rad 27 in die endlose Schraube 17 eingreift. Hierauf bewegt man vermittelst der Schraubenspindeln 38, 40 den Rahmen C gegen die Zurichtescheibe 99, so dafs deren Kante an der hinteren Kante der Radlauffläche an einem Punkte der Linie anliegt, in welcher der Umfang des Rades nach dem Zurichten liegen soll, Fig. 16. Hierauf setzt man die Zurichtescheibe in Drehung, und wenn dieselbe hinreichend schnell läuft, wird die Welle 86 mittelst der Riemscheibe 28 so in Rotation versetzt, dafs sie das Rad langsam in der Pfeilrichtung dreht, während der Schlitten C vermittelst der Schraubenspindeln 38 allmälig schräg nach rechts hin bewegt wird, bis die ganze Oberfläche der Lauffläche der Zurichtescheibe dargeboten und mit der schon angegebenen Wirkung abgebrannt bezw. abgeschmolzen ist, Fig. 17 und 18.

Nachdem so das eine Rad des Paares zugerichtet ist, braucht man zur Bearbeitung des anderen Rades nur die Achse 98 von dem Rad 27 zu lösen, sie zwischen den Spitzen 84 herauszunehmen und umgedreht wieder einzuspannen. Nachdem man das Rad 27 wieder aufgesetzt hat, nimmt man die Bearbeitung wie oben vor.

Der Gestelltheil B wird zweckmäfsig mit einem Zeiger 3 versehen und der Schlitten C mit einer Schablone 4, welche sich nach Mafsgabe der Verschiebung der Scheibe an dem Zeiger 3 hinbewegt und dem Maschinenwärter als Führer dient.

Man erkennt leicht, dafs die letztere Construction, ohne von ihren charakteristischen Eigenthümlichkeiten abzugehen, stark modificirt werden kann. Auch in der Maschine Fig. 1 bis 12 kann eine der beiden Zurichtescheiben 99 weggelassen werden, natürlich müfs man alsdann, nachdem das eine Rad zugerichtet ist, die Achse behufs Zurichtung des anderen Rades herumdrehen. Will man nur die Laufflächen der Räder zurichten, so formt man die Zurichtescheiben 99, so dafs sie nur

ein Gegenstück zu jenen bilden, und will man nur die Flämischen zurichten, so erhalten die Scheiben 99 nur die hierzu nöthige Gestaltung. Auch können andere als die dargestellten Mittel zum Rotiren der Räder während des Zurichtens benutzt werden.

Die Schraubenspindeln 40 und auch 38 können je durch passende Mechanismen mit" einander verbunden werden, so dafs beide Spindeln jeden Paares gleichzeitig von derselben Seite der Maschine aus in Thätigkeit gesetzt werden. Eine der Schraubenspindeln 38 kann wegbleiben. Will man den Rahmen C eine gröfsere Längsbewegung mittheilen, so verlängert man die Lager 88. 89 dementsprechend.

In der Maschine Fig. 13 bis 18 kann die wirkende Kante der Zurichtescheibe dicker oder dünner als angegeben gehalten werden. Die durch die schrägen Rippen 75 der Blöcke h ermöglichte Verstellung genügt, um die Maschine für die Bearbeitung von Rädern sehr verschiedener Gröfse zu befähigen. Sollte gewünscht werden, der Maschine die Bearbeitung noch gröfserer Räder zuzuweisen, so würde man die Lager 29 entsprechend verschieben und ein entsprechend gröfseres Schneckenrad 27 anwenden. Jeder Maschine sind mehrere Räder 27 verschiedener Gröfse zum obigen Zwecke beigegeben.

Vermittelst des beschriebenen Verfahrens können Räder für Eisenbahnfahrzeuge und andere Körper aus härtestem Hartguis oder hochgehärtetem Stahl, welche für Schneidwerkzeuge unzugänglich sind, ebenso gut wie Räder und andere Körper aus weicherem Metall, wie gewöhnliches Gufs- und Schmiedeeisen oder weicher Stahl in kurzer Zeit und billig zugerichtet werden.

Die Schnelligkeit, welche den Zurichtescheiben zur Erzielung guter Wirkung mitgetheilt werden mufs, hängt natürlich in gewissem Mafse von dem zuzurichtenden Metall ab. Mit einer Zurichtescheibe von ca. 103 cm im Durchmesser und 3 000 Umdrehungen pro Minute können schon Räder etc. aus härtestem geschreckten Eisen oder Hartgufs rasch zugerichtet werden. Durch Beschleunigung dieser Geschwindigkeit erzielt man natürlich entsprechend erhöhte Wirkungen. Durch Vergröfserung des Scheibendurchmessers kann man selbstredend die Umdrehungsgeschwindigkeit entsprechend vermindern, und umgekehrt.

Ob während der Bearbeitung Berührung oder blofse höchste Annäherung zwischen der Zurichtescheibe und der zu bearbeitenden Oberfläche statthat, läfst sich nicht entscheiden, indem die Schnelligkeit der Scheibe, die intensive Hitze und der Abbrand an der Bearbeitungsstelle jede genaue Beobachtung vereiteln; findet jedoch Berührung statt, so kann dieselbe nur sehr leicht sein, da es sich gezeigt hat, dafs selbst nach längerem Gebrauch die Zurichtescheiben Abnutzung nicht bemerken liefsen, was doch bestimmt der Fall sein müfste, wenn zwischen beiden Theilen beträchtlichere Reibung stattfände. Ferner ist auch die Erfahrung gemacht worden, dafs, wenn man die Schnelligkeit der Zurichtescheibe von obigem Durchmesser auf ι 000 bis ι 500 Umdrehungen pro Minute reducirt und man das Rad in der beschriebenen Weise gegen dieselbe bewegt, sich beide Stücke beträchtlich erhitzen, die Zurichtescheibe rapide Abnutzung erfährt und im praktischen Sinne kein Metall vom Rade weggenommen wird. Beschleunigt man andererseits die Schnelligkeit der Scheibe auf 2500 bis 3 000 Umdrehungen pro Minute und bewegt man, wie beschrieben, das Rad gegen dieselbe, so erfährt sie weder Abnutzung noch erwähnenswerthe Erhitzung, während auf dem Rade rapider Metallbrand und Abschmelzung statthat.

Die Schnelligkeit, mit welcher das Rad oder der andere Körper an der Zurichtescheibe vorbeibewegt wird, hängt natürlich von der Geschwindigkeit der letzteren, dem Metall des Rades etc. und der Tiefe der Bearbeitung ab. Will man die zuzurichtende Oberfläche zugleich, gar nicht oder nur wenig härten, so läfst man die Bewegung verhältnifsmäfsig langsam vor sich gehen, z. B. ein Wagenrad drei oder vier Umdrehungen pro Minute machen. Will man dagegen zugleich auch härten, wie bei stählernen Rädern oder Körpern aus hochgehärtetem Stahl, ohne . die Härte wegzunehmen, so läfst man das Rad 10 bis 12 Umdrehungen pro Minute machen und bewegt es nur so langsam auf die Scheibe zu, dafs bei jeder Umdrehung nur eine ganz dünne Metallschicht weggenommen wird.'

Die härtende Wirkung läfst sich dadurch vergröfsern, dafs man auf den die Scheibe ver-' lassenden Theil der Radfläche Wasser aufgiefst.

Die mittelst des neuefi Verfahrens zu erzielende Härtung ermöglicht, Räder aus kohlenstoffarmem Stahl, der bekanntlich durch die gewöhnlichen Verfahrensweisen sich nicht härten läfst, mit äufserst harten Arbeitsflächen zu versehen.

Die Anwendung der Erfindung zum Zurichten und Härten der Laufflächen und Flantschen von Rädern ist deshalb eingehend beschrieben worden, weil dieselbe eine ihrer wichtigsten und werthvollsten Verwendungen bildet, indem sie ein Mittel bietet, nicht nur neue Hartgufsräder, sondern insbesondere auch Räder aus kohlenstoffarmem Stahl an ihren Arbeitsflächen zuzurichten und zu härten und ferner dasWiederinstandsetzen schon gebrauchter Räder aus Hartgufs etc. ermöglicht. Letztere Anwendung ist von grofser Wichtigkeit schon um deshalb, weil man bisher ein Mittel nicht

kannte, um abgenutzte Hartgufsräder in kurzer Zeit und billig wieder zuzurichten und dieselben lieber unters alte Eisen warf.

Die in beschriebener Weise behandelten Räder lassen sich deutlich von gewöhnlichen Rädern sowohl durch die Glätte und Vollendung ihrer Arbeitsfläche, als auch durch deren überwiegende Härte unterscheiden.

Es ist klar, dafs die Erfindung ebenso wie zum Zurichten und Härten von Rädern auch derselben Bearbeitung von anderen Körpern, wie Hartgufswalzen und cylindrische Körper, im allgemeinen benutzt werden kann; ferner zur gleichen Bearbeitung von ebenen Oberflächen, wobei nur der Unterschied besteht, dafs in letzterem Falle die Fläche in gerader Linie (anstatt rotirend) an der Zurichtescheibe hingeführt werden mufs, was sich durch die gewöhnlichen Hobelmaschinen ähnlichen Mechanismen leicht bewirken läfst.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Ein Verfahren zur Oberflächenbearbeitung von Metallen unter Wegnahme von Metall und gleichzeitigem Härten der neuen Oberfläche, darin bestehend, dafs man den zu bearbeitenden Metallkörper dicht an dem glatten Umfange einer rapid rotirenden Scheibe aus weicherem Metall langsam vorbeibewegt, wodurch die Oberfläche des Arbeitsstückes glatt weggebrannt und weggeschmolzen wird.
2. 2. Eine Maschine zur Ausführung dieses Verfahrens an Fahrzeugrädern und anderen cylindrischen Körpern, insofern die Zurichtewerkzeuge aus auf derselben Welle befestigten und rapid rotirenden Scheiben 99 bestehen, deren Umflächen das Gegenstück zu der zuzurichtenden Fläche bilden und das von der Welle der Scheiben 99 durch Frictionsräder 52, Fig. 1 bis 3, in langsame Rotation versetzte Arbeitsstück mittelst Backen 47 und 46 in Futtern D, Fig. 9 und 10, centrirt ist und diese auf einem Schlitten C, Fig. 1 bis 4, montirt sind, dessen unterer Theil (h) longitudinal und dessen oberer, die Futter haltender Theil (c) seitlich zu den Scheiben 99 verstellt werden kann, Fig. 1 bis 4.

   Hierzu 4 Blatt Zeichnungen.