DE81691C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMTS^

PATENTSCHRIFT

KLASSE 31: Giesserei und Formerei.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 14. November 1894 ab.

Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet ein Apparat, mittelst dessen man genau schraubenförmige und ähnliche Flächen herstellen kann und welcher, nach einer geringen Abänderung, auch zum Ausmessen derartiger Flächen geeignet ist.

Fig. ι der beiliegenden Zeichnungen zeigt in Vorderansicht den Apparat, wie er zum Formen der Flächen für Schiffsschraubenflügel in Formsand oder ähnlichem Formmaterial verwendet wird, und

Fig. 2 die Oberansicht zu Fig. 1.

Fig. 3 giebt in Vorderansicht eine Ausführungsform des in Fig. 1 dargestellten Apparates, , mittelst welcher es möglich ist, die Schraubenflächen so zu formen, dafs sie eine abnehmende bezw. wachsende Steigung in Richtung des Radius oder des Umfanges haben.

Fig. 3 a ist eine Einzelheit der Construction in gröfserem Mafsstabe,

Fig. 3 b ein Schnitt nach Linie a - b der Fig. 3 a.

Fig. 4 giebt eine Endansicht des in Fig. 3 dargestellten Apparates, zu dem ferner die Fig. 5 die Oberansicht darstellt.

Fig. 6 veranschaulicht die Seitenansicht einer Hobel- oder Stofsmaschine zum Bearbeiten der Flügelflächen einer Schiffsschraube oder ähnlicher schraubenförmiger Flächen,

Fig. 7 die zu Fig. 6 gehörige Endansicht und

Fig. 8 die Oberansicht zu Fig. 6.

Fig. g stellt in Seitenansicht eine Schleifoder Polirmaschine zum Bearbeiten von Schiffsschraubenflügeln oder ähnlichen schraubenförmigen Flächen dar, und

Fig. 10 einen Apparat zum Ausmessen schraubenförmiger und ähnlicher Flächen;

Fig. 11 ist eine Endansicht eines Theiles des in Fig. 1 ο dargestellten Apparates,

Fig. 12 eine Oberansicht zu Fig. 10 und

Fig. 13 endlich eine Vorderansicht im gröfseren Mafsstabe der zu dem letztgenannten Apparate gehörigen Zählscheibe.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Apparat besteht aus einem passenden Ständer A, der in ein Bett oder eine Grundplatte A¹ eingesetzt ist. An seinem oberen Ende trägt der Ständer einen radial gerichteten Arm B, der um den Ständer herumgeschwenkt werden kann. An dem Arme sind zwei Führungen C C¹ vorgesehen, die so angeordnet sind, dafs in ihnen rechtwinklig zum Arm e B zwei Zahnstangen D D¹ oder ähnliche gleichwerthige Vorrichtungen verschoben werden können. In die Zahnstangen greifen Drehlinge EE¹ ein. Die Drehlinge sitzen auf einer radial und zu dem Arme B parallel liegenden Welle F. Auf dem inneren Ende der Welle F ist ein Frictionsrad G¹ befestigt, welches auf einer Frictionsscheibe H läuft. Die Frictionsscheibe H ist derartig an dem Ständer H befestigt, dafs, wenn der Arm B gedreht wird, das Frictionsrad in Umdrehung geräth und dadurch der Welle F, sowie den Zahnstangen D D¹ Bewegung mittheilt. An den unteren Enden der Zahnstangen ist eine gerade oder anders geformte Schiene I befestigt oder irgend ein anderes Werkzeug, welches, sobald der Apparat in Thätigkeit gesetzt wird, in dem Lehm oder einem anderen Formmaterial eine genaue Schraubenfiäche formt. KK¹ und K² sind an dem Rahmenwerk des radialen Armes B

befestigte Stützrollen, welche auf der Frictionsscheibe H laufen. Will man eine Schraubenfläche von umgekehrt gerichteter Windung erzeugen, so kann der Apparat mit einer Umsteuerungsvorrichtung versehen werden, oder man, nimmt die Zahnstangen DD¹ mit ihren Führungen C C ab und befestigt sie auf der entgegengesetzten Seite der Drehlinge E E¹. Auf diese Weise wird dann auf die Zahnstangen eine Bewegung in umgekehrter Richtung übertragen. Im übrigen kann die Einrichtung des Apparates unverändert bleiben.

Die gewünschte Steigung der zu. bildenden Schraubenfläche wird dadurch erreicht, dafs man die Frictionsrolle G¹ auf der Welle F in passender Entfernung von der Mitte des Ständers A befestigt. Diese Entfernungen sind, entsprechend der beabsichtigten Steigung, von einer über der Frictionsrolle angebrachten Scala B abzulesen.

■■ Anstatt eine Scheibe H und eine Frictionsrolle G¹ (bezw. Rollen G G¹, wie später beschrieben) anzuwenden, kann man die Bewegung der Schiene / oder des an Stelle dieser Schiene dienenden Theiles durch ein Zahngetriebe entweder unmittelbar von dem Ständer A oder von einem anderen Punkte aus bewirken, wobei die Veränderungen in der Steigung durch Räder oder Schrauben von veränderlicher Ganghöhe oder durch irgend welche andere passende Mittel bewirkt werden.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine Ausführungsform dieses Apparates. Auf einem passenden Ständer A, welcher in einer Grundplatte A¹ befestigt ist, ist ein radial stehender Arm B so angeordnet, dafs er um den Ständer A herum gedreht werden kann. Auf diesem Arm sind , zwei Führungen C¹ C angeordnet, in denen, rechtwinklig zum Arme und parallel zu dem Ständer A, zwei Zahnstangen DD¹ oder ähnliche Vorrichtungen unabhängig von einander gleiten. In diese Zahnstangen greifen Drehlinge EE¹ ein. Die Drehlinge sitzen je auf einer der zu einander parallel liegenden Wellen FF¹. Auf dem inneren Ende der radial zu dem Ständer A liegenden Welle F¹ ist eine Frictionsrolle G¹ angeordnet, die auf einer Frictionsscheibe H rollt. Die Frictionsscheibe H sitzt auf dem Ständer A. Auf dem freien (äufseren) Ende der Welle F hingegen ist ein Zahnrad F'² angeordnet, welches durch ein Uebersetzungsrad F³ mit dem Rade F* auf der anderen Seite der Scheibe H in Eingriff steht. Das Rad F¹ ist auf der Welle F^b festgekeilt, auf welcher das andere Frictionsrad G angeordnet ist. Wird nun der radial' stehende Arm B gedreht, so drehen sich ebenfalls die Frictionsräder G G¹ und theilen dadurch den Wellen FF¹, sowie den Zahnstangen DD¹ Bewegung mit. An das untere Ende der Zahnstangen ist wieder eine gerade oder profilirte Schiene oder eine Schneide / befestigt bezw. angelenkt. Es ist vortheilhaft, das gerade Messer an Armen D² D³ verstellbar anzubolzen, welche Arme mit ihrem senkrechten Theile in entsprechenden Schlitzen in den Zahnstangen gleiten und in der gewünschten Höhe durch Stellschrauben D¹ Z)⁵ festgestellt werden können. K ist eine Stützrolle, welche an dem radial stehenden Arme B befestigt ist und auf der Frictionsscheibe H läuft. Sobald dieser Apparat in Bewegung gesetzt wird, formt das gerade Messer / die gewünschte Schraubenflache in den Lehm oder ein anderes vorhandenes Formmaterial ein.

Um Schiffsschraubenflügel zu formen, bei welchen es nöthig oder vortheilhaft ist, eine Schraubenfläche von in Richtung des Umfanges, quer zur Fläche des Flügels zunehmender oder abnehmender Ganghöhe zu erzeugen, wird die Stellung der Frictionsrollen G G¹ auf der radial liegenden Welle bezw. Wellen während der Winkelbewegung des radialen Armes B mit Hülfe einer Daumenscheibe, Schraube, Zahnrädern oder ähnlichen Vorrichtungen verändert. Als Beispiel ist in den Zeichnungen (Fig. 4) eine einstellbare Frictionsrolle O dargestellt, die auf dem inneren Ende ihrer Welle ein Zahnrad O¹ trägt. Das Zahnrad O¹ kämmt mit einem Zahnrade O² (Fig. 3) und letzteres überträgt seine Bewegung auf die Räder O³ und O⁴,

In den Einzelansichten (Fig. 3 a und 3b), welche die Frictionsrolle G mit den dazu gehörigen Theilen zeigen (die Anordnung der Rolle G¹ ist die gleiche), besitzt die Welle F⁵ einen Schlitz und eine in diesem Schlitz arbeitende Schraube F". Auf dieser Schraube, in der Achsrichtung verstellbar, sitzt eine Mutter oder ein mit Gewinde versehener Vorsprung F¹. Der Vorsprung F¹ besteht mit der Frictionsrolle G aus einem Stück. Je nach der Stellung des Frictionsrades O auf der Scheibe H erhält das Kegelrad O² eine schnellere oder langsamere Bewegung, die es den Rädern O³ und O⁴ mittheilt. Infolge dessen werden die Frictionsrollen G G¹ veranlafst, sich während ihrer Drehung auf der Scheibe H gegen den Mittelpunkt dieser Scheibe hin zu bewegen oder sich von diesem Mittelpunkte zu entfernen und hierdurch eine Veränderung in der Steigung der Schraubenfläche zu bewirken. Anstatt das Rad O² anzuwenden, kann man auch die anderen Kegelräder O¹O³ und O-¹ unmittelbar mit einander kämmen lassen.

Oder anstatt die Frictionsrollen G G¹ behufs Beschleunigung in radialer Richtung zu verstellen, können sie auf ihren Wellen befestigt sein, während ihre Bewegung einer von beiden oder beiden Zahnstangen D D¹ in solcher Weise mitgetheilt wird, dafs die Geschwindigkeit, mit welcher sich die letzteren herabbewegen, nach Belieben verändert werden kann. Dieser Zweck

am Ende seines radial zum Ständer A verlaufenden Schnittes an, so wird der Motor in irgend einer bekannten Weise umgesteuert, worauf das Werkzeug sich rückwärts zu bewegen beginnt u. s. w., wie dies bei der Hobelmaschine beschrieben wurde. 7⁹/⁹ sind verstellbare Lagerarme oder Fuhrungsblöcke, um ein Federn des Werkzeuges zu verhindern. Anstatt an diesen Führungsblöcken, kann das Werkzeug auch an einem auf dem Balken I¹ gleitenden Sattel befestigt werden. Der Arm B wird während jedes Schnittes (wenn derselbe in radialer Richtung geführt wird) festgehalten und er kann an seinem äufseren Ende passend gestützt werden. Die das Werkzeug bewegende Schraubenspindel I^s kann an ihrem Ende oder einer sonstigen passenden Stelle mit einem Griff oder einem Handrade versehen werden, in der Weise, dafs das Werkzeug nicht mehr selbstthätig vorrückt und auf seiner Schnittbahn allein mit der Hand umgesteuert werden kann.

Der radial stehende Arm B kann auch auf irgend eine passende Weise eine hin- und hergehende Winkelschwingung mitgetheilt erhalten, in welchem Falle dann das Werkzeug kreisbogenförmige Bahnen ausführt. In den Zeichnungen ist das Werkzeug . als auf einer radial liegenden Welle angeordnet dargestellt, es kann jedoch auch auf einer Welle befestigt sein, die zu der zu bearbeitenden Fläche senkrecht oder unter irgend einem passenden Winkel steht, und welche Welle durch ein passendes Zahnrädertriebwerk in Umdrehung versetzt wird.

Die Fig. io, ii, 12 und 13 zeigen die Einrichtung des Apparates in seiner Eigenschaft als Mefsmaschine. Der Apparat ist hier mit einem Ständer A ausgerüstet dargestellt; dieser Ständer kann jedoch gewünschtenfalls fortgelassen und die Maschine zeitweilig an der Achse oder der Nabe der Schiffsschraube oder an einem anderen Mittelpunkt befestigt werden. An dem Ständer A oder einem anderen passenden Stützpunkt wird, wie bereits beschrieben, ein beweglicher Arm B befestigt, so dafs derselbe gedreht werden kann. Auf diesen Arm wird ein mit Führungen für eine Zahnstange D versehener Sattel C aufgesetzt. Außerdem trägt der Arm ein Lager oder ein Gehäuse für einen Drehung E. Der Drehung E besitzt eine Feder und ist lose auf eine Welle F aufgeschoben. Die Welle F hat eine Nuth in der Weise, dafs der Drehung gezwungen wird, sich mit der Welle zu drehen, wo immer auch der Sattel sich auf dem radial stehenden Arme B befinden mag. Am äufseren Ende der Welle F befindet sich die Zählscheibe X, auf deren Innenseite ein Zahnrädertriebwerk vorgesehen ist, derart, dafs jede Umdrehung des Drehlings E auf der Scheibe durch einen Zeiger angezeigt wird. Das untere Ende der Zahnstange -D ist mit einem kleinen Rädchen I ausgerüstet, so dafs die Zahnstange frei über die Oberfläche der Schiffsschraube laufen kann. Y ist eine Stellschraube, mittelst welcher der Sattel in einer bestimmten Lage auf dem Arme B festgeklemmt werden kann. Aufserdem ist eine Scheibe T mit zwei Klemmen W W vorgesehen, durch welche die seitlichen Schwingungen des Armes B begrenzt werden, damit das Rädchen / nicht von der Kante des Schiffsschraubenflügels herablaufen kann. Der Arm -B ist durch ein Gegengewicht Z ausbalancirt. Die Platte oder Scheibe T ist in der Nähe ihres Randes in eine Anzahl von Segmenten (in der Zeichnung z. B. 16) von passender Gröfse getheilt. Die Klemmen W W werden dann so angeordnet, dafs der Arm B sich durch eine möglichst grofse Anzahl von Segmenten hindurchbewegen kann, ohne dafs hierbei das Rädchen / von der Fläche des Schiffsschraubenflügels herabläuft. Bei Gebrauch des Apparates wird das Rädchen / in einem passenden Punkt auf die Fläche des Schiifsschraubenflügels aufgestellt und der Zeiger der Zählscheibe auf Null gerichtet. Hierauf bewegt man den Arm B von einer Klemme W bis zur anderen und liest dann, wenn der Arm an die zweite Klemme anschlägt, die Steigung der Schraubenebene vorn an der Indexscheibe oder Zählscheibe ab.

Die auf der Zeichnung (Fig. 13) dargestellte Zählscheibe besitzt drei Scalen, sie kann aber auch mehr'oder weniger haben; diese Scalen sind so eingerichtet, dafs sie genau den ganzen senkrechten Weg (d. h. die Steigung der Fläche) angeben, den das Rädchen I bei einer ganzen Umdrehung des Armes B zurücklegen würde. Die relative Umfangslänge der Scalea und ihre Theilung ist derart gewählt, dafs die Scalen die Steigung genau angeben, gleichgültig, ob der Arm B nur ein, zwei oder drei gleiche Segmente der Scheibe T durchläuft, je nachdem dies mit Rücksicht auf die Ausdehnung der zu messenden Oberfläche angängig ist. Die äufserste Scala ist also so getheilt, dafs sie die Steigung der Fläche angiebt, wenn der Arm drei Segmente durchläuft, die mittlere Scala so, dafs sie die Steigung der Fläche angiebt, wenn der Arm nur zwei Segmente durchläuft, und die innere Scala so, dafs sie die Steigung der Fläche anzeigt, wenn der Arm nur ein Segment durchläuft.

Die gleichen Segmente können je eine bestimmte Anzahl von Graden oder Unterabtheilungen besitzen, denen dann das Räderwerk der Zählscheibe entspricht.

Wie eben erwähnt, brauchen nicht gerade drei Scalen vorhanden sein, sondern man kann auch nur eine Scala anwenden, in welchem Falle man die Veränderungen der relativen Geschwindigkeit zwischen der Welle F und dem Indexzeiger durch ein inneres,. verstellbares

wird dadurch erreicht, dafs man zwischen die Zahnstangen D D¹ und die Wellen ein Zahnradgetriebe einschaltet, welches die Bewegungen der Wellen in bekannter Weise mit Bezug auf die Zahnstangen beschleunigt, verlangsamt oder verändert.

In den Fig. 6, 7 und 8 ist der Apparat als Hobelmaschine dargestellt. Dieser Apparat besteht, wie bisher, wieder aus einem passenden Ständer A, der in einer Grundplatte A¹ befestigt ist. Ferner besitzt die Maschine ein drehbares, bewegliches Bett B, auf welchem die Schiffsschraube oder ein anderes Arbeitsstück sicher festgespannt werden kann. Ueber diesem Bett befindet sich ein fester, radial zur Achse A liegender Arm B¹. Der Arm B¹ trägt zwei Führungen CC, in denen, rechtwinklig zum Arm, zwei gleitende Zugstangen DD¹ oder gleichwertige Vorrichtungen arbeiten. In die Zahnstangen greifen auf parallelen Wellen FF¹ angeordnete Drehlinge EE¹ ein. Auf dem inneren, dem Ständer A zugekehrten Ende der Welle jF¹ sitzt eine Frictionsrolle G¹. Die Rolle G¹ rollt auf einer Frictionsscheibe H, welche fest mit dem Bett B verbunden ist und die sich mit letzterem dreht. Auf dem äufseren Ende der Welle F ist ein Zahnrad F² vorgesehen; das Zahnrad F'² erhält, wie oben beschrieben, seine Bewegung von der Frictionsrolle G. Wird das drehbare Bett B in Bewegung gesetzt, so drehen sich auch die Frictionsrollen G G¹ und theilen dadurch den Wellen FF¹, somit auch den Zahnstangen DD¹ Bewegung mit. An den unteren Enden der Zahnstangen ist eine Schiene P befestigt bezw. angelenkt. Die Schiene ist so gestaltet und eingerichtet, dafs auf ihr oder in ihr ein Sattel oder dergl. I² gleiten kann, der das Werkzeug I hält. Dieser Sattel kann sich mit Hülfe einer Schraubenspindel J³ und Zahnräder 7⁴ oder anderer Vorrichtungen auf dem Balken 7¹ vorwärts und rückwärts bewegen. Die Zahnräder I* erhalten hierbei ihre Bewegung von einer Welle I⁵ aus, die ihrerseits in beiden Drehrichtungen unter Vermittelung eines Zahnradgetriebes 7⁶ oder ähnlicher Constructionstheile von den beiden Fest- und Losscheiben /⁷ aus angetrieben wird. Die Scheiben I¹ werden in bekannter Weise durch einen offenen und einen geschränkten Riemen getrieben. Der Balken P ist an seinem äufseren Ende mit einem Consol /⁸ ausgerüstet, in welchem die Kegelräder /⁴ untergebracht sind. Die Welle /⁵ besitzt eine Nuth mit Federn, so dafs sie ihre Bewegung auf die Kegelräder überträgt, unabhängig davon, ob der Balken 7^l sich nahe dem oberen oder unteren Ende der Welle J⁵ befindet. Der Sattel mit dem Werkzeuge / bewegt sich infolge dessen bei jeder Lage des Balkens vorwärts und rückwärts und nimmt einen Span von der Oberfläche der Schiffsschraube P herunter; um die Riemen auf den Scheiben /⁷, ' am Ende jedes gewünschten Schnittes, umzuschalten, kann irgend eine passende Vorrichtung benutzt werden. C² C³ sind Daumenhebel, welche mit einander durch Kniehebel verbunden sind. Die Daumenhebel C² C³ haben die Aufgabe, die Zahnstangen festzuklemmen, während sich das Werkzeug / in Thätigkeit befindet, um dadurch letzteres zu verhindern, dafs es in die zu bearbeitende Fläche einreifst oder seine Schnitttiefe ändert. Auf der Grundplatte A¹ ist ferner eine Schnecke B'² vorgesehen, welche mit an der Umfiäche des Bettes B vorgesehenen Zähnen in Eingriff steht, so dafs durch die Drehung der Schnecke das Bett B in Bewegung gesetzt wird. Der Arm B¹ besitzt zwei Scalen B^s B*, an welchen die Gröfse der Verschiebung der Zahnstangen DD¹ in der Verticalebene für eine bestimmte Bewegung derselben in der Horizontalebene, d. h. die Steigung der herzustellenden Schraubenfläche, abgelesen werden kann.

Die besonderen Vorrichtungen zum Einstellen der verschiedenen Theile mit der Hand oder zur Bewegung des drehbaren Bettes und zum Umsteuern der Bewegungsrichtung des Werkzeuges sind in den Zeichnungen nicht zur Darstellung gebracht, da derartige Einzelheiten einerseits jedem Fachmanne für Werkzeugmaschinen bekannt sind, und da andererseits eine unnöthige Complicirtheit der Zeichnungen vermieden werden sollte. Es erhellt ferner, dafs es von Vortheil ist, bestimmte Theile des Apparates durch Gewichte auszubalanciren, und dafs ferner, wo nöthig, Vorrichtungen zur Verminderung von Reibung angewendet werden können. In Fig. 9 ist der Apparat zum Schleifen oder Poliren einer schraubenförmigen Fläche dargestellt.
, Dieser Apparat besteht wieder aus einem radial an einem Ständer A befestigten und um letzteren drehbaren Arm B. Der Ständer A ist in einer winkelförmigen Grundplatte oder in einem Consol A¹ so befestigt, dafs unter dem Consol und rund herum ein freier Raum für das Arbeitsstück P verbleibt. An diesem Arme B sind, wie zuvor schon beschrieben, zwei Zahnstangen D D¹ angeordnet, die unter Vermittelung eines passenden Zahnrädergetriebes von den Frictionsrollen G G¹ aus Bewegung empfangen. Das Schleif- oder Polirwerkzeug / auf. der Welle L empfängt seine Bewegung, durch einen umsteuerbaren Elektromotor oder anderen Motor M unter Vermittelung der Frictions- oder anderen Räder M¹ und M². Das Rad M³ kämmt mit dem auf der Schraubenspindel I^s sitzenden Rade M⁴. Die Schraubenspindel J³ hingegen wirkt auf den Sattel /², an welchem das Werkzeug I befestigt ist. Kommt das Werkzeug

Zahnräderwerk erhält, welches in dem Gehäuse des Zählwerkes oder an irgend einer anderen passenden Stelle des Apparates untergebracht ist.

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche:

   ■i. Eine Vorrichtung zum Einformen, Herstellen und Bearbeiten schraubenförmiger Flächen, z. B. von Schiffsschrauben, bestehend aus einem Ständer A, welcher mit : einem radialen Arm B mit Führungen C C ausgestattet ist, in welch letzteren mit Drehungen EE¹ kämmende Zahnstangen DD¹ gleiten, in der Weise, dafs bei einer Schwenkung des Armes B um den Ständer A die Drehlinge durch ein Frictionsrad G in Bewegung versetzt werden, welches auf einer festen Platte H rollt, und die Drehlinge diese Bewegung einer Schiene / mittheilen, welche gegebenen Falles ein hin- und hergehendes oder rotirendes Werkzeug trägt.
2. 2. Eine Ausführungs'form des Apparates nach Anspruch ι., bei welcher die an dem Arme B auf- und abgleitenden Zahnstangen DD¹ mit Drehungen EE¹ kämmen, die auf besonderen Wellen FF¹ sitzen und unabhängig von einander durch besondere Frictionsrollen G G^l angetrieben werden, in der Weise, dafs die Zahnstangen DD¹ mit verschiedener Geschwindigkeit an dem Arme B aufwärts bezw. abwärts getrieben werden und die Steigung der Schraubenfläche zu ■ ihrer Längsachse in Richtung des Radius stetig und nach Belieben geändert wird.
3. 3. Eine Ausführungsform des Apparates nach Anspruch 1. zum Ausmessen der Schiffsschraubenflügel und ähnlicher schraubenförmiger Flächen, dadurch gekennzeichnet, dafs der radiale Arm B mit einem Sattel C ausgerüstet ist, in welchem eine mittelst eines Rädchens / auf der Schraubenfläche laufende Zahnstange D auf- und abgleiten kann, in der Weise, dafs die Zahnstange durch eine Welle E ein Zählwerk in Thätigkeit setzt, welches die Gröfse der senkrechten Bewegung der Zahnstange D für eine bestimmte Längeneinheit, also die Steigung der Schraubenfläche, anzeigt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.