DE829C - Schräm- und Schlitzmaschine - Google Patents

Description

1877.

Klasse 5.

C. HOPPE in BERLIN. Schräm- und Schlitzmaschine.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 13. Juli 1877 ab. Längste Dauer: 20. October 1888.

Wie die mechanische Arbeit überhaupt, so ist die mechanische Leistung einer Maschine pro Zeiteinheit das Product aus Kraft und Geschwindigkeit.

Ist die Kraft durch den Widerstand begrenzt, welchen die Maschine gegen eine Verrückung ihres Standpunktes überhaupt zu bieten vermag, so läfst sich die Leistung nur mit Hülfe gröfserer Geschwindigkeit erhöhen.

Jener unentbehrliche Widerstand soll bei vorliegender Maschine lediglich durch ihr Eigengewicht unter Mithülfe des hinten an- bezw. mit aufgehängten Tenders erzielt werden, so dafs es einer Absteifung gegen das Dach nicht bedarf, sondern nur eines soliden Schienengeleises, auf welchem dann auch die Förderwagen gehen.

Obwohl die Maschine vier Räder hat, stützt sie sich, um gegen Kippen geschützt zu sein, doch nur auf drei Punkte, nämlich auf die beiden Vorderräder und den Charnierpunkt a der Hinteraxe, um welchen sich diese vertical wenden kann, sowie es die Ungenauigkeiten des Geleises erfordern.

Um bei alternirender Bewegung eine möglichst grofse Geschwindigkeit erzielen zu können, ist es nöthig, nicht nur die derselben widerstrebenden Massenträgheiten auf das zulässig kleinste Mafs zu reduciren, sondern auch die einseitig auf ein Verrücken der Maschine wirkenden Massenträgheiten wenigstens der Hauptsache nach zu balanciren.

Demgemäfs ist die Maschine mit zwei möglichst leicht gehaltenen, durchgängig stählernen Schramhauen von ganz gleicher Trägheit versehen, welche sich stets in einander entgegengesetzter Richtung (wenigstens der Hauptcomposante nach) bewegen, so dafs sich die auf Verrücken der Maschine wirkenden Trägheiten im wesentlichen gegenseitig aufheben.

Durch diese Anordnung wird es möglich, für jede Haue bis zu 240 Schläge pro Minute zu erzielen, ohne ein Tanzen der Maschine besorgen zu müssen.

Die eine Haue ist mit zwei Stählen ä bezw. 20 mm und 40 mm, die andere mit einem Stahl ä 60 mm Schneidenbreite versehen, so dafs letzterer gerade so.breit schneidet, wie die beiden.

anderen zusammengenommen, somit auch denselben auf die Maschine reagirenden Widerstand findet, während andererseits jeder breitere Stahl demnächst schmälere Spielraum für den Angriff verschafft und alle drei Stähle bei gemeinschaftlicher Arbeit einen 1040 mm tiefen Schräm herstellen können, ohne dazu einer zu grofsen Bewegung zu bedürfen.

Jeder Stahl ist durch eine, mittelst Schraube hinter seinen Endzapfen geprefste Stahlfeder in der für den Schnitt erforderlichen Lage so gehalten,dafs er beim Rückgange entsprechend nachgeben kann bezw. rückwärts ohne Klemmung arbeitet.

Nach Lösung der Schraube läfst sich die Stahlkappe, welche die Teder deckt, seitwärts drehen, die Feder herausnehmen und den Stahl ohne weiteres auswechseln, so dafs zu der ganzen-Operation eine Minute vollkommen genügt. ,

Als Stützpunkt gegen Verschiebung in seiner Scheide dient jedem Stahl der fest eingesetzte harte Stahlstift b, an welchen dessen gleichfalls gehärtete Einkerbung pafst.

Jede Haue ist an einem Doppelschwalbenschwanz-Prisma nach dessen ganzer Länge verstellbar und durch eine einzige Keilschraube festzustellen. Durch Herausnehmen einer Hinterlage dieser Keilschraube wird es möglich, die Haue auch dann ohne weiteres von dem Prisma loszunehmen, wenn sie im Schräm sitzt, also nicht auf dem Prisma verschoben werden kann.

Das Prisma wird, durch zwei an seiner Welle unwandelbar befestigte stählerne Klauenarme gehalten und läfst sich nach Lösung der betreffenden Keilschraube beliebig verschieben.

Durch die beiderseitigen Verschiebungen wird es möglich, mit Stellung der Haue um 1490 mm zu variiren, obgleich jedes Prisma selbst, um auch enge Durchgänge passiren zu können, nur 930 mm lang ist.

Zwischen den erwähnten Klauenarmen ist auf jeder Welle derjenige Hebel aufgesetzt, durch welchen die Welle ihre alternirend drehende Bewegung empfängt. Dieser Hebel ist auf einen schlanken Konus der Welle mittelst Keilschraube aufgeprefst, nach deren Lösung sich die Welle in dem Hebel drehen läfst, um der Haue die für die Tiefe des Schrames oder Schlitzes er-

forderliche Stellung zu geben. Ein festes Anziehen der Keilschraube genügt, um auf dem Konus die zur Uebertragung der kräftigsten Arbeit erforderliche Reibung zu erzeugen.

Um auch während des Betriebes die Tiefe des Schrames oder Schlitzes variiren bezw. steigern, namentlich aber, um auch an beliebigen Stellen des langen Stofses einer Strecke mit Schrämen bezw. der Sohle mit Schlitzen anfangen und ohne Störung tiefer gehen zu können, sind die Lager beider Wellen an einem gemeinschaftlichen steifen Rahmen angebracht, welcher sich während des Betriebes um die Zapfen c c von der in der Oberansicht gezeichneten, bis zu der im Horizontalschnitt dargestellten Stellung, d. i. im ganzen 30 ° wenden läfst.

Der Rahmen wird durch die gegen seine Evolventenbahnen drückenden Stützen d und e in seiner Stellung erhalten.

Die Stützen d sind mit einer halben Schraubenmutter mit Links-, die e mit einer desgleichen mit Rechtsgewinde zusammengeschmiedet, während die in beide Muttern" passende gemeinschaftliche hohle Spindel rechts und links übereinander geschnittenes Gewinde trägt. Auf letzterer ist ein Stirnrad / befestigt, welches durch die Handkurbel g mittelst Tangentenschraube, Rad i und hohle Welle mit angegossenem Getriebe h nach Belieben rechts oder links umgedreht werden kann, so dafs sich entweder die Stützen d vor- und die e gleichzeitig genau ebensoviel zurückschieben oder umgekehrt.

Hierbei ist angenommen, dafs die beiden halben Muttern nicht gleichzeitig mit ihrer hohlen Spindel um deren Axe gedreht werden, was keine Verschiebung derselben auf letzterer, somit auch keine Aenderung der Schräm- oder Schlitztiefe hervorbringen würde.

Diese beiden halben Muttern lassen sich aber auch gleichzeitig mit ihrer Spindel um deren Axe, d. i. die dem Bahngeleise stets parallele Kolbenstangenaxe drehen, wenn man das Gehäuse, welches ihnen zur Führung dient und mit den Lagern der Zapfen c c ein Stück bildet, dreht, so dafs das ganze Hauensystem mitgedreht wird, mithin der Schräm einen veränderten Winkel mit dem Horizont bildet, wobei¹ er jedoch unter allen Umständen dem Bahngeleise parallel bleibt. Jenes Gehäuse mit Zapfenlagern ist mit aufgegossenen Stirnradzähnen k genau wie das Stirnrad / versehen, in welche ein auf der .schmiedeisernen Welle I festsitzendes, dem h genau gleiches Getriebe eingreift.

Kuppelt man also die schmiedeiserne Welle / mit der sie umgebenden gufseisernen durch Einpressen des Frictionskonus in das Tangentenrad i fest zusammnn, was mittelst Handrad m geschieht, und dreht an der Handkurbel g, so dreht man damit das ganze Hauensystem und erhält eine veränderte Neigung des Schrames oder Schlitzes ohne Veränderung seiner Tiefe. Löst man dagegen beide Wellen von einander, arretirt die schmiedeiserne an ihrem Frictionskonus η mittelst Keilschraube, deren Mutter der Handgriff ο bildet und dreht dann an der Handkurbel g, so verändert man damit nur die Tiefe, nicht aber die Neigung des Schrames. Durch gleichzeitiges Anziehen des Handrades m und Handgriffes ο wird sowohl die Tiefe, als die Neigung des Schrames festgestellt, d.h. gegen spontane Veränderung geschützt.

Die Kolbenstange ist nach hinten, durch eine Stopfbuchse gehend, verlängert, und mit einer drehbaren broncenen Nufs versehen, um mittelst des Hebels p die Schieberbewegung, mittelst des etwas elastischen stählernen Hebels q den Vorschub der Maschine zu bewirken.

Der Hebel q sitzt mit dem kurzen Hebel r auf ein und derselben, ebenfalls elastischen, stählernen Welle und überträgt hierdurch und durch eine kleine Lenkstange die von der Broncenufs empfangene Bewegung auf eine kleine Kurbel an dem schmiedeisernen Klemmschlofs s, welche dieses mittelst Excenterwelle und Druckschieber an der einen Bahnschiene festklemmt und in unmittelbarer Folge davon den Vorschub bewirkt. Letzterer fällt um so gröfser, mithin der Kohlenspan um so dicker aus, je vollständiger der Kolben seinen Vorwärtsgang, bezw. die Schramhaue ihr Eindringen in das Schramtiefste vollendet, und dient somit gleichzeitig zur selbstthätigen Regulirung des Maschinenganges nach Mafsgabe des Arbeitswiderstandes.

Aufser dieser Selbstregulirung ist jedoch die Gröfse des Vorschubs auch noch mit der Hand nach Erfordernifs zu stellen, indem man die Gröfse der rückgängigen Bewegung des Hebels q, welche durch die Feder ί bewirkt wird, mittelst Handrad u modificirt bezw. den Riegel, welcher jene Bewegung begrenzt, weiter vor- oder zurückstellt. Soll augenblicklich gar kein Vorschub erfolgen, so braucht man nur den Hebel q mit der Hand in seiner vordersten Stellung festzuhalten.

Durch Rückgang des Hebels q wird das Klemmschlofs s von der Bahnschiene gelöst und durch die Feder υ soweit ■ an derselben vorgeschoben, als es jener Rückgang eben gestattet. Dafs hierbei nicht etwa die ganze Maschine rückwärts geht, wird durch das (im wesentlichen wie ί eingerichtete) Klemmschlofs w verhindert, welches beim Vorrücken der Maschine, durch die Feder χ getrieben, um ebensoviel mitrückt.

Beide Klemmschlösser lassen sich durch Heben des Handhebels y gleichzeitig von der Schiene lösen, und mit ihrer Unterkante ca. 13 mm über die Schiene heben, södafs die Maschine ungehindert auf der Bahn gefahren werden kann. Senkt man den Handhebel y wieder, so gelangen beide Schlösser ohne weiteres wieder zum richtigen Angriff, welcher selbst durch sanfte Krümmungen und mäfsige Ungenauigkeiten des Geleises nicht gestört wird.

Mit Hülfe der beschriebenen Einrichtung kann das Schrämen ohne weiteres auch in solchen Strecken erfolgen, welche bis zu 15 ° ansteigen. Für etwa noch gröfsere Steigungen wäre der Vorschub - Mechanismus und ,namentlich die

Klemmschlösser entsprechend zu verstärken. Für den Transport der Maschine auf stark fallenden Geleisen ist dieselbe noch mit einer Handbremse zu versehen, welche die den Klemmschlössern gegenüberliegende Bahnschiene fafst, in Zeichnung jedoch weggelassen ist, um der Deutlichkeit nicht zu schaden.

Der Schieberhebel ist behufs gröfserer elastischer Nachgiebigkeit gegen den Stofs von Stahl, breit und möglichst dünn gehalten und an seinem gabelförmigen Kopf mit Aussparungen versehen.

Aus gleichem Grunde ist die Broncenufs auf der Kolbenstange zwischen Kautschuk- oder Lederplatten ■ gelegt.

Die Schieberbewegung ist mit Rücksicht auf grofse Hubzahl, angemessene Begrenzung jedes Hubes und möglichste Ersparnifs an comprimirter Luft zum Betriebe, wie folgt arrangirt:

Angenommen, dafs der Kolben bei normalem Betriebe seine Bewegung um 13 mm Spielraum vom Cylinderdeckel beginnt, legt er 26 mm bei ganz geöffnetem Ein- und Ausgangskanal zurück, verschiebt bei den nächsten 32 mm seiner Bewegung den Schieber um 22 mm, so dafs dieser über den Eingangskanal noch 22 — 20= 2 mm überdeckt, den Ausgangskanal dagegen noch ι ο mm offen läfst. In dieser Stellung läfst der durch Expansion weiter getriebene Kolben während der nächsten 36 mm seiner Bewegung den Schieber unverrückt stehen, schiebt ihn bei den folgenden 16 mm um 10 mm weiter, so dafs dessen innere Muschel soeben zum Abschnitt beider Kanäle gelangt und im nächsten Augenblicke der bisherige Eingangskanal mit dem Ausgange in Communication tritt.

Damit wird zugleich der comprimirten Luft hinter dem einen Schieberstangenkolben, welche der Schieberbewegung entgegenwirkt, ein Ausgang eröffnet, der Luft hinter dem anderen Schieberstangenkolben dagegen dieser Ausgang versperrt, ebenso der vor dem Arbeitskolben befindlichen Luft.

Letzterer fängt nun an, diese zu comprimiren, während er sich selbst noch 32 mm, den Schieber dagegen mittelst des Hebels 22 mm, mittelst der comprimirten Luft dagegen bis zum vollen Oeffnen weiterschiebt.

Die comprimirte Luft braucht jedoch eine gewisse Zeit, um aus dem Cylinder durch die enge Bohrung hinter den betreffenden Schieberstangenkolben zu gelangen, kann daher den Schieber nur unvollständig öffnen, wenn der Arbeitskolben zu rasch läuft, und ermäfsigt durch dieses geringere Oeffnen die Geschwindigkeit und Länge des nachfolgenden Hubes. Umgekehrt öffnet die comprimirte Luft den Schieber um so vollständiger, je mehr Zeit der Arbeitskolben zur Vollendung seines Hubes braucht und bewirkt dadurch wieder einen rascheren Gang und vollständigere Hublänge.

Hauptsächlich dient jedoch der Schieberstangenkolben dazu, ein Stehenbleiben der Maschine bei unvollständigem Kolbenhube zu verhüten.

Die oben angegebenen Weglängen des Arbeitskolbens betragen nun zusammen:

26 -|— 32 -f- 36 -j- 16 -j- 32 = 142 mm
und der Kolben vollendet seinen regulären Hub mit 13 mm Spielraum gegen den Deckel, nachdem er die Luft vor sich auf ca. 3 '/₂ Atmosphären comprimirt, die Zeit zur Vollendung seines Hubes damit abgekürzt und die sogenannten schädlichen Räume mit comprimirter Luft gefüllt hat. Der Cylinder braucht deshalb für jeden einfachen Hub nur auf ca. 50 mm Kolbenweg mit comprimirter Luft gefüllt zu werden, welche weiterhin expandirend wirkt und schon 32 mm vor Beendigung des Kolbenhubes ihren Austritt beginnt, um beim folgenden Hube keinen erheblichen Widerstand mehr zu leisten.

(Eine specielle Darlegung der Wirkungsweise durch Berechnung dürfte hier zu weit führen.)

Die Maschine braucht demnach zu durchschnittlich 200 Doppelhüben pro Minute

200 . 2 . 50 . 274^. — cmm = 1,18 cbm

comprimirter Luft von 3 '/₂ bis 4 Atmosphären absoluter Spannung, d. i. 2 '/₂ bis 3 Atmosphären Ueberdruck, wozu noch ca. '/₂ Atmosphäre für Widerstände in den langen Rohrleitungen und Schläuchen zu rechnen ist.

Die im Cylinder der Maschine entwickelte Arbeitsleistung beträgt bei 200 Doppelhüben und 4 Atmosphären absoluter Spannung ca. 13 '/₂ Ps. und dürfte sich hiermit voraussichtlich ein Vorschub von durchschnittlich 5 mm pro Doppelhub wohl erreichen lassen, so dafs

. 60 . 200 . 5

pro Stunde ungestörter voller Arbeit

^{r ö} 1000

= 60 m geschrämt werden könnten, was bei 1040 mm Schramtiefe und 2080 mm Streckenhöhe 60.1,04. 2,08 = 13 cbm = 1700 — 20000 kg Kohle liefert.

Zur Herstellung und zum Fortdrücken von 1,18 cbm auf 4% Atmosphären absolut comprimirter Luft pro Minute sind (falls man von einer Entziehung der Wärme im Augenblicke der Compression abstrahirt) 2 2 '/₂ Ps. erforderlich, mit Rücksicht auf theilweise Abkühlung, während der Compression mögen 20 Ps. genügen. Mit dieser Kraft kann man auch zwei Schrämmaschinen, von denen die eine transportirt und angestellt wird, während die andere arbeitet, betreiben.

An den. Lufteingangsstutzen ζ des Schieberkastens wird ein Eingangs - Regulirungsventil angeschraubt und durch einen kurzen Schlauch mit der Schlauchtrommel des Tenders verbunden, welcher letztere zugleich zur Aufnahme aller Bedienungswerkzeuge und Auswechselungs- bezw. Reservestücke, namentlich Stähle dient, und den Sitz für den Maschinenführer enthält.

Bei α (über dem einen Lüftausgangsstutzen) wird ein kleiner Handsteuerungshahn angebracht, durch welchen man den Raum hinter dem einen oder anderen Schieberstangenkolben durch den betreffenden Cylinderkanal mit dem Schieber-

kasten, den entgegengesetzten Raum ebenso mit dem Luftabgange in Communication setzen kann, um dadurch beim Stillstande der Maschine dem Schieber, wenn dieser eben auf Deckung stehen sollte, die erforderliche Bewegung zu geben.

An dem einen nach der Schramseite zu liegenden Abgangsstutzen läfst sich ein nach dem Schräm führendes Blechrohr mit Charnieren ansetzen, welches die Schramberge ausbläst, während der andere Abgangsstutzen durch einen Deckel verschlossen wird.

Bei β ist eine Tasche zur Aufnahme eines Beleuchtungsapparates angebracht. — Die gegen groben Schmutz anzubringenden Schutzdecken der Bewegungstheile sind in der Zeichnung nicht mit angegeben.

Soll in dem kurzen Ortsstofs (vor der Maschine) geschrämt oder geschlitzt werden, so wird die Doppelhaue an das andere Prisma (mit längerem Hebel) gesetzt, eine kürzere einfache Haue dagegen an das Prisma mit kürzerem Hebel, an welchem beim Seitwärtsschrämen die Doppelhaue sitzt.

Für die Vorbruchsarbeit zum Durchörtern von Strecken dürfte sich jedoch, obgleich sie auch durch obige Maschine ausführbar ist, eine andere, speciell für diesen Zweck construirte Maschine besser empfehlen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen.