DE68219C - Verfahren und Einrichtungen, Werkzeuge zur Bearbeitung von Bausteinen in gleichmäfsiger Schärfe zu erhalten - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Schärfe zu erhalten.

Bei der Bearbeitung verschiedener Gesteinsarten, besonders der Sandsteine, behufs Herstellung von Bausteinen sind die verwendeten Metallwerkzeuge infolge der Schleifwirkung des Steines rascher Abstumpfung unterworfen, weshalb man sich des Meifsels und ähnlicher einfacher Werkzeuge bedient, weil diese sich leicht wieder schärfen lassen. Diese Art Werkzeuge eignen sich aber nicht vortheilhaft für einen mechanischen Betrieb und man ist daher fast ausschliefslich auf die Handarbeit des Steinmetzen angewiesen.

Viele Steinarten lassen ihres körnig-porösen Gefüges halber schon verhältnifsmäfsig stumpfe Werkzeuge eindringen; so sind beispielsweise für die Mehrzahl der Sandsteinsorten die Werkzeuge mit einer Schneidenstärke von ⁸/₄ mm als vollkommen scharf genug anzusehen. Man versieht daher diese Werkzeuge mit einer möglichst schlanken keilförmigen Schärfe und arbeitet sie bis auf das zulässige Mafs der Dicke ab, worauf sie wieder dünner geschliffen bezw. geschmiedet werden.

Es wird demnach das Werkzeug um so länger scharf bleiben, je schlanker die Schärfe ist. Diese Schlankheit der Schärfe ist jedoch bei solchen durch Schlag oder Stofs getriebenen Meifseln u. dergl. an gewisse Grenzen gebunden, damit beim Arbeiten kein nachtheiliges Zittern oder Federn des Werkzeuges stattfindet.

Vorliegende Erfindung betrifft nun Steinwerkzeuge, welche stets scharf bleiben, indem die sich gegen den Stein verbrauchenden Spitzen, Zähne oder Schneiden sich fortwährend ergänzen. Diese Werkzeuge lassen sich in den verschiedensten ■ Formen, als: Säge, Hobel, Fräser, Bohrer u. dergl. herstellen und ist dadurch die Möglichkeit eines vortheilhaften mechanischen Betriebes, welcher sich bei Herstellung von Architekturwerkstücken, beim Steinbaubetrieb und ähnlichen Zwecken verlohnt, gegeben. .

Bei- diesen »scharfverbleibenden Steinwerkzeugen« wird der Angriff gegen den Stein von den kurzgefafsten Enden langer und entsprechend schwacher Drähte ausgeübt, die mit ihrem vollen Durchmesser eine zinken- oder zahnartige Angriffsschneide bilden, welche durch Verschiebbarkeit der Drähte in ihrer Längsrichtung sich der fortschreitenden Abnutzung entsprechend immer ergänzen läfst, wodurch das Werkzeug stets scharf erhalten wird.

Die Fassung der Drähte geschieht mittelst eines Trägers in der dem besonderen Zwecke des Werkzeuges entsprechenden Art der Anordnung der Drahtspitzen. In dem Träger sind Kanäle hergestellt, in welchen die Drähte einzeln oder-mehrfach neben einander liegend eingeführt sind und derartige Führung haben, dafs der Druck, welcher sie gegen den Stein vorschiebt, kein seitliches Ausgleiten derselben aus ihrer Bahn zur Folge hat. Die Anzahl der Kanäle, sowie die Menge der eingeführten Drähte ist beliebig, allerdings nur in dem Umfange, wie es die durch den besonderen Zweck jedes Werkzeuges bedingte Form desselben erlaubt. Zur Schiebung der Drähte dient ein besonderer, am Träger angebrachter Schub-

apparat, welcher zugleich den vorräthigen Draht aufnimmt.

Die Wirkung dieser »scharfverbleibenden Steinwerkzeuge« besteht in einer reifsenden, kratzenden oder schabenden Thätigkeit, wie sie von Säge, Hobel, Fräser, Bohrer, Raspel und ähnlichen Werkzeugen ausgeübt wird. Die erzeugten Schnittflächen sollen die fertiggearbeitete saubere Oberfläche der Steinwerkstücke darstellen.

Die Drähte können mit verschieden eckigem oder rundem Querschnitt zur Verwendung gelangen, und bei gewissen Arten dieser Werkzeuge, können die Drähte ganz oder theilweise durch Metallbänder ersetzt werden; in letzterem Falle wird die Arbeitswirkung eine messerartig schabende sein.

Als Material für die Drähte hat sich namentlich bei der Sandsteinbearbeitung der federharte Stahldraht (sogenannter Saitendraht) als vorzüglich geeignet gefunden, weil er mit der genügenden Härte zugleich Biegsamkeit und Glätte vereinigt, die ihn geeignet machen, ihn durch die mannigfachen Krümmungen der Kanäle in den Sägeblättern u. s. w. hindurchzuschieben. Im allgemeinen empfiehlt es sich, die Drähte bezüglich ihrer Härte und des Durchmessers nach der Festigkeit und dem gröberen oder feineren Korn des zu bearbeitenden Steines zu richten; dieselben Bedingungen, welche für die Eigenschaften des Drahtes vorauszusetzen sind, haben auch für das etwa an ■ dessen Stelle verwendete Metallband Geltung.

Die Zeichnung stellt einige Ausführungsformen dieser »scharfverbleibenden Steinwerkzeuge« dar; die Verschiedenheit des Steinmaterials aber sowie die der daraus herzustellenden Architekturformen können jedoch noch mancherlei Anpassungen bezüglich der Form der Werkzeuge von Fall zu Fall nöthig machen.-

Die Fig. i, ib und 2 stellen eine Säge in Ansicht und Schnitt dar, welche durch Gestalt und Arbeitswirkung der sogen. Fuchsschwanz-, säge am nächsten gleichkommt; sie dient zur Erzeugung beliebig langer, der Höhe des Sägenblattes entsprechend tiefer Einschnitte. Am oberen verstärkten Theile des Sägenblattes ist der zur Schiebung der Drähte dienende Schubapparat mittelst der von seinen Seitenwandungen t und t¹ ausgehenden Flantschen i und i¹ befestigt. Mit dem Schubapparat ist die in Fig. ι zum Theil weggelassene Magazintrommel D verbunden. Die Hülse C dient zur Anfügung der Säge an das treibende Maschinengestell; sie läfst sich auch durch andere Vorrichtungen ersetzen.

Das Sägenblatt besteht aus einigen Stahlblechausschnitten von annähernd 1 mm Stärke, mit 1,2,3,4,5,6 bezeichnet. Diese Ausschnitte sind in einer Ebene in bestimmten Zwischenräumen neben einander gestellt und von beiden Seiten mit je einer dünnen Stahlblechplatte bedeckt, mit welchen sie fest vernietet sind. Durch die gleichzeitige Ueberdeckung der Zwischenräume werden an deren Stelle die Kanäle bcdef gebildet, welche bei a in einen gemeinsamen Kanal zusammentreffen. Zur .sichtbaren Darstellung dieser Kanäle ist auf der Zeichnung die äufsere Bekleidung sowie ein Theil der Hülse C als weggelassen gedacht. Die Drähte dringen bei a gemeinsam in das Sägenblatt ein, um am anderen Rande desselben als einzelne Zähne wieder zu Tage zu treten.

Oberhalb α sind die Drähte zwischen zwei im Rahmen des Schubap.parates liegende Walzen k und k^I geprefst. Die Walze k¹ hat zwei ringförmige Ansätze; zwischen dieselben hinein pafst das Profil der Walze k. Durch Drehung der Walzen in entsprechender Richtung werden die Drähte im Sägenblatte vorgeschoben. Am unteren Rande des Blattes ist die rechtwinklig umgekantete Leiste g befestigt, in welche die Drahtenden in zum Theil schräg nach aufsen gerichteten Löchern hindurchgesteckt sind (Fig. ib). Dadurch werden ein Theil der Spitzen in ihre Angriffsrichtung gegen den Stein, nach beiden Seiten des Blattes zu, schräg nach aufsen gerichtet, wodurch die zur ungehinderten Führung der Säge erforderliche Breite der Schnittbahn erzielt und die letztere in ihrer ganzen Breite mit Zähnen ausgefüllt wird. Zur bequemen Einführung der Drahtenden in die Löcher der Leiste g sind an dem unteren Rande der Stahlblechbekleidung kleine Ausschnitte gemacht; man kann durch die so gebildeten seitlichen Oeffnungen der Kanäle jeden einzelnen Draht leicht in das richtige Loch rücken und die Oeffnungen können durch Verkitten gegen das Eindringen von Steinstaub in die Kanäle wieder geschlossen werden.

Die Walze k dreht sich auf einer mit beiden Enden durch die Rahmenwandungen t und t^l hindurchgesteckten Welle. Die Löcher in den Wandungen gestatten eine kleine Verschiebung dieser Welle, um die Näherung der beiden Walzen k und k¹ zu einander zum Zwecke der Pressung der zwischenliegenden Drähte zu ermöglichen, was letzteres durch den Druck der U-förmigen Doppelfeder / vermittelt wird, deren mittlerer Theil sich gegen den den Schubapparat mit dem Sägenblatt verbindenden Flantsch i, die beiden Enden gegen die aus den Rahmenwandungen t und t¹ hervorstehenden Walzenfortsätze stützen. Durch die beiden Stellschrauben m und m¹ kann diese Doppelfeder in beliebiger Spannung erhalten wenden.

Die Walze k sitzt fest auf ihrer Umdrehungswelle und die letzte ist gleichfalls durch den Rahmen hindurchgesteckt und trägt an ihrer Verlängerung das Zahnrad ο in fester Ver-

bindung. Durch Drehung dieses Zahnrades in weiterer Vermittelung der beiden mit je einer der beiden Walzen k und k¹ fest verbundenen Zahnräder η und n^l (s. Schnitt Fig. 3 b) wird das Walzensystem in Gang gesetzt. In das Zahnrad 0 greift das Triebrad ρ ein, welches auf einer Welle in fester Verbindung mit dem Steigrad q sitzt. Auf derselben Welle ist der Hebel r drehbar angebracht und stemmt sich mittelst eines unter Federdruck gehaltenen Schnapphäkchens in die Zähne des Steigrades ein, so dafs durch den Druck des Hebels in entsprechender Richtung das ganze Räderwerk in Bewegung zu setzen ist.

Die Erfahrung hat bewiesen, dafs die Schiebung der Drähte in manchen Fällen unzuverlässig geschieht, wenn dieselben einfach neben einander liegend zwischen zwei'glatte Walzen geprefst sind; dies hat seinen Grund in dem Mangel an genügenden Berührungsflächen zwischen den gehärteten Drähten und Walzen. Die Fig. 5 und 6 stellen nun in etwas gröfserem Mafsstabe zwei verschiedene Walzeneinrichtungen dar, welche diesem Uebelstande begegnen. In Fig. 5 liegen die Drähte paarweise in Zwischenräumen geordnet und durch zwei ringförmige Ansätze seitlich festgehalten auf der Walze v. Die gegenüberliegende Walze ist nun hier durch eine Anzahl kreisrunder und an ihren Rändern keilförmig abgeschrägter Scheiben χ χ ersetzt. Diese Scheiben werden von der Welle w in Umdrehung versetzt, doch sind sie in der Längsrichtung der Welle verschiebbar. Die keilförmigen Scheibenränder pressen sich zwischen die auf der Walze ν liegenden Drähte hinein, jedoch ohne auf die Walze selbst aufzutreffen. Durch die seitliche Beweglichkeit der Scheiben vertheilt sich der Druck auf alle Drähte gleichmäfsig, deren jeder von drei Seiten gefafst wird. Diese Einrichtung ist geeignet, die Drähte mit sehr kräftigem " Drucke vorwärts zu schieben und daher für Werkzeuge mit langen oder stark gekrümmten Kanälen zu wählen. In den meisten Fällen wird jedoch die in Fig. 6 dargestellte Walzeneinrichtung genügen. Es wirken hier nur zwei glatte Walzen gegen einander und anstatt der keilförmig profilirten Scheibenränder prefst sich eine zweite Lage Drähte zwischen die kleineren Lücken der folgenden Drähtereihe hinein. Da sich die Lücken infolge der beiden seitlichen ringförmigen Walzenansätze nicht erweitern können, so ist hier ebenfalls jeder einzelne Draht dem Walzendrucke von drei Seiten ausgesetzt. Anstatt zwei kann man auch noch mehrere Lagen Drähte mit demselben Erfolge über einander schichten, wenn das betreffende Werkzeug eine gröfsere Anzahl erfordert.

Das Magazin D ist eine am Schubapparat befestigte Trommel, welche durch Abnehmen der einen Seitenwand zu öffnen ist. Der vorräthige Draht liegt zusammengerollt darin und tritt durch die schlitzartige Oeffnung u zu Tage, um zwischen die Walzen zu gelangen.

Es empfiehlt sich, die inneren Theile des Schubapparates durch eine Kapsel gegen das Eindringen von Steinstaub zu schützen.

Die Fig. 3 zeigt zugleich mit der. Seitenansicht des Schubapparates das Profil eines von seiner ursprünglichen Richtung abgelenkten Sägenblattes. Durch diese Ablenkung wird an der hinteren Seite der Säge in der Richtung der punktirten Linie R- S freie Bahn geschaffen. Dies macht diese Säge zum Glattsägen grofser Steinflächen, wie es Fig. 12 veranschaulicht, geeignet. Die vom Block abzusägende Steinschicht wird zuvor durch einige zur Bewegungsrichtung der Säge parallele Einschnitte in Streifen zerlegt, die schmäler sind, als die Höhe des. Sägenblattes beträgt; es wird dann jeder einzelne Streifen abfallen, ehe er dem weiteren Vordringen der Säge hinderlich sein kann. Falls aber die zu beseitigende Steinschicht sehr dünn ist, fällt dieselbe auch ohne Einschnitte beim Sägen stückweise von selbst ab, oder man hilft leicht durch einen Hammerschlag nach. Rathsam ist es, für diese sowie für alle hier beschriebenen Steinsägen das Gestell so einzurichten, dafs sich die Säge auf- und niederbewegt, weil dann der Sägestaub ungehindert von selbst aus der Schnittöffnung heraus und zu Boden fallen kann.

Fig. 4 stellt eine Hohlkehlensäge dar. Das Sägenblatt bildet hier einen Kreisbogen, dessen Mittelpunkt mit der Mittenachse der Hülse C zusammenfällt. Bei der Anwendung wird nun diese Säge so geführt, dafs sie sich bei der Hin- und Herbewegung zugleich langsam um die feststehende Hülse C vorwärts bewegt, es wird dadurch das Sägenblatt in der Richtung der Krümmung in der Schnittöffnung vorgeschoben; dadurch eignet sie sich zum Aussägen von Hohlkehlgesimsen. Durch Verschiebbarkeit der Hülse C kann man diese Säge zur Herstellung verschieden grofser Hohlkehlen geeignet machen, allerdings nur so weit, als die Krümmung des Sägenblattes in die Schnittöffnung pafst. Wenn man die Hülse wegfallen läfst und der Säge eine andere zweckmäfsige Befestigung giebt, so kann sie zum Aussägen von Rundstabgesimsen verwendet werden; zu letzterem Zwecke kann man ihr auch das in Fig. 4 b gezeichnete Profil geben.

Fig. 7 giebt die Grundlage eines Steinhobels an. Hier sind die Enden von Metallbändern anstatt von Drähten zum Angriff gegen den Stein angewendet. Die Lage der Bänder ist aus der Ansicht A ersichtlich. Der Schubapparat entspricht bezüglich der Walzeneinrichtung der Fig. 6; jedoch sind hier die Bänder, welche ungleich mehr Berührungsfläche haben

als Drähte, nur flach auf einander zwischen die Walzen eingeführt. Dem Hobel kann man verschiedene Profile, wie es beispielsweise die Schnitte B und C veranschaulichen, geben. Er wird dadurch geeignet, die Kehlsäge in ihrer Wirkung zu ergänzen.

Die in Fig. 8 dargestellte Kreissäge gleicht bezüglich der inneren Einrichtung des Blattes den oben erläuterten Sägen mit schiebender Bewegung. Sie kann zur Herstellung gerader Einschnitte von beschränkter Tiefe dienen, sie läfst sich jedoch auch zum Glattschneideri grofser Flächen verwenden. Die Drähte für die Kreissäge gehen, zwischen den Walzen des am Ende der hohlen Welle T angebrachten Schubapparates hervorkommend, zunächst in die Welle über. Die Höhlung in der Welle ist an der Eintrittsstelle der Drähte der Walzenöffnung entsprechend schlitzartig flach, sie geht nach dem Sägenblatt zu allmälig ins Kreisrunde über, um zuletzt sich kelchartig erweiternd an das Sä'genblatt anzuschliefsen, wo sie mit den radialen Kanälen desselben zusammentrifft. Durch den kelchartigen Anschlufs der Wellenhöhlu|ig an das Sägenblatt wird eine für die Schiebung der Drähte geeignete, sanft bogenförmige Führung hergestellt. Dieser Säge kann man auch ein zum Fräsen von Gesimsgliedern geeignetes Profil geben.

In der Fig. 9 sind Bohrer dargestellt, bei welchen nach Art der Kreissäge die Drähte gleichfalls in der hohlen Welle geführt werden. Diese Höhlung ist ebenfalls an einem Ende schlitzförmig und am anderen nach der Krone zu kelchartig erweitert, wodurch die gehörige gröfsere Weite des. Bohrloches erzielt wird. Die Bohrerkrone kann entweder flach, rund oder etwas zugespitzt geformt sein. Bei den ■ Bohrern kann man anstatt des Drahtes auch Metallband anwenden. Aehnlich dem Bohrer in der inneren Einrichtung läfst sich auch ein Fräser herstellen.

Fig. 11 erläutert ein langes Sägenblatt, welches, in einen Rahmen oder Bügel gespannt, zum Zerschneiden grofser Blöcke verwendbar ist. Die innere Einrichtung dieses.Blattes entspricht den zuerst beschriebenen Sägen. Die Kanäle führen die Drähte in der Längsrichtung des Blattes entlang, um dann nach den einzelnen Mündungsstellen abzubiegen. Da man hier die Drähte von zwei Seiten einführt, so sind auch zwei Schubapparate nöthig... Dem Profil dieses langen Sägenblattes kanri man auch eine Hohlkehlenform geben (s. Schnitty), wodurch man im Stande ist, bogenförmig gekrümmte Schnitte herzustellen, wie mit einer sogenannten Schweifsäge.

Fig. 13 zeigt das Verfahren beim Aussägen von beliebig langen Gesimsen mittelst der gerade oder geschweift profilirten Fuchsschwanzsäge. Die einzelnen Gesimsgliederungen werden hier nach einander durch einige flache und gekehlte Schnitte von geringer Tiefe ausgesägt; wichtig ist hierbei, jeden Schnitt möglichst so einzurichten, dafs> durch ihn die den nachfolgenden Schnitten hinderliche Steinmasse beseitigt wird. Man ι würde bei dem in dieser Figur dargestellten Gesimsprofile zunächst den geraden Schnitt a-b ausführen , wodurch die den Schnitten ede hinderliche Steinmasse beseitigt würde. \

Bei grofsem Mafse der auszusägenden Hohlkehlen verfährt man in der Fig. 14 geschilderten Weise. Zunächst entfernt man durch die beiden geraden Schnitte k-l und mW die hinderliche Steinmasse, hierauf kann man d.ie Kehle noch einmal durch die . zwei kleinen Einschnitte 0 und ρ eintheilen und danach stückweise ausschneiden; ähnlich verfährt man beim Aussägen von grofsen Rundstabgesimsen. . " ' :

Claims (1)

1. Patent-Anspruch: _;

   Verfahren und Einrichtungen, Werkzeuge zur Bearbeitung von Bausteinen dadurch in gleichmäfsiger Schärfe zu erhalten, dafs man die Drähte oder Bänder, aus deren Enden die unmittelbar angreifenden Spitzen oder Zähne dieser Werkzeuge gebildet sind, nachschiebbar in dem passend gestalteten Werkzeugträger anordnet.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.