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alle diese Gnaden denkbar sind, Rotationshyperboloide sei», erzeugt durch Notation einer Geraden, die mit den Aren ä, und ä„ die Winkel A bezüglich A, bildet, mit einem kleinsten Abstand r, bezüglich r„ von den Azen gleich dem KchlkreisHalbmesser; durch die Doppelsinnigkeit des Winkels /?, — (s-^-/3„) ist auch die Verwendbarkeit beider auf den Rotationshyperboloiden denkbarer Scharen von geraden Erzeugende«, d. h. deren entgegengesetzte Richtung --l- ^ angedeutet.
Wird aber die Berührung nicht längs einer geraden Linie geschehend verlangt, so werden auch die Radgrundformen keine Rotationshypcrboloidc sein müssen, sondern können dieselben, wenn die Berührung z. B. in dem einzigen Punkte ö stattfinden soll, beliebige Rotationskörper, am einfachsten Kreiscylindcr sein, wenn nur deren Halbmesser r, und r„ eingehalten werden, und die ganze Anordnung das von unserer Theorie verlangte relative Schleifen nach einer Richtung gestattet, deren Winkel mit den Azcu durch' die Relation in Gleichung (8) gegeben ist.
Damit erleiden nun allerdings die außerdem in beliebiger
Zahl zu wählenden einem bestimmten Verhältnis ^ —i entsprechenden Werthc des Verhältnisses ^" eine wesentliche Beschränkung. Wir können nämlich bei praktischer Herstellung von Rädern dieses Schleifen nur in der Richtung der Radzähne gestatten, und müssen vielmehr sogar durch richtige Stellung der Radzähne in dieser Richtung diese relative Verschiebung veranlassen und sichern. Dies wird bei Rädern mit Zähnen von geradliniger Mittellinie, also bei Rädern mit den Grundformen der Rotationshyperboloide, dadurch leicht erreicht, daß wir die Zahnmittellinien mit den Erzeugenden der Hyperboloide, also die Richtuug des Tchlcifeus mit der Richtung der relativen Momentanaze, zusammenfallen lassen, wo dann die Halbmesser r. und r„ nur de» spccicllcn Werth
2, und s„ ,
annehmen können, mit der Relation
und wobei die oberen Zeichen für Räder mit innerem Gingriff, also übereinstimmender Bewcgungsrichtung »l»vv, und -l»v„, die unteren Zeichen für Räder mit äußerem Eingriff, also entgegengesetzter Bewcgungsrichtung — v, und -4- w„ gelten. Gestatten wir aber krummlinige Zähne, womit wir Zähne mit gekrümmter Mittellinie bezeichnen, so kann mau für ein
gegebenes Verhältuiß — jedes beliebige Vcrhältniß — annehmen; oder umgekehrt fällt die Richtung des Echleifens mit der Richtung der Momeutanaze, also der auf de» Radgrundformen einzig denkbaren geraden Linie nicht mehr zusammen, wenn wir den Halbmessern r, und r.. nicht die ganz speciellen Wcrthe l>, und »,. geben. Die Radgruudformeu können dann allerdings auch Rotationshyperboloidc sein, aber die Richtung des Schleifcns kreuzt die Erzeugenden derselben stets unter dem ganz bestimmten Winkel «; in diesem Falle werden aber am bequemsten als Radgrundformen Kreiscylinder genommen, mit Halbmessern r, und r„, die sich im Punkte 8 des kürzesten Abstandes berühren. Auf diesen Grundformen muß alsdann als Zahnmittellinie eine Linie vorgezeichnet werden, die mit den Erzeugenden der RotationShnpcrboloidc stets den Winkel«,
also im letzteren speciellen Falle mit den zur Rotationsaze parallel laufenden Cylindererzeugenden den stets gleichen Winkel /?„ und /?, — (<5-4-/3„) macht. Eine solche Linie ist aber die Schraubenlinie, und tritt der letzte Fall ein bei der Anordnung des sogenannten Wurmgetriebes, d. h. zweier Schraubenräder mit cylindrischer Gruudform, für welche wir bei gegebener kürzester Entfernung und bekanntem Umsetzungsverhöltniß entweder die Winkel/s„ uud (F-l-A,) annehmen, und daraus die Halbmesser r, und r„ berechnen können oder umgekehrt. In praktischen Fällen tritt eine Beschränkung der hierin möglichen unendlich vielen richtigen Lösungen durch die Rücksichten auf genügende Festigkeit der Zähne ein, so daß aus diesen Gründen obiger Aufgabe allerdings nur eine praktisch richtige Lösung genügt, wenn der Festigkeitscoefficient für das Material der Zähne gegeben ist.
Aus deu beiden analogen Formeln (7) und (8) folgt
woraus sich schließen läßt, daß bei beiden Rädern nicht die Umfangsgeschwindigkeiten ».«, und »,,v„ bezüglich r.v, und l'«"',,, sondern gewisse Componenten derselben gleich seien, und zwar die Projectiouen derselben auf Richtungen, welche senkrecht zu den Richtungen der Zahnmittellinien stehen; wenn aber nach diesen Richtungen die absoluten Umfangsgeschwindigkeiten bei beiden Rädern die gleichen sind, so erhalten auch nach diesen Richtungen die beiden Räder gleich große Zahntheilung; einer auf den Rotationskörpern der Radgrundformen zur Zahnmittellinie senkrecht gezogenen Linie entspricht ein gewisser Krümmungskreis, dessen Halbmesser der Krümmungshalbmesser eines in jenem Sinne geführten Normalschnittcs ist, und welchen wir für geradlinige Zähne auf Grundlage der Euler'schen und Meunier'schen Formel auf folgende Weise, Fig. 3, construiren können,
Fig. 3
wenn wil uns dabei auf die allgemeinste Form des Nadkörpers, des Rotationshyperboloid, beziehen, für welches i- der Kehl» kreishalbmesscr und R der Halbmesser des größten Kreises sei. Die gerade Erzeugende 4 8 sei parallel zur Bildfläche der Verticalprojection, und 4D die Spur einer Ebene senkrecht zur Erzengenden 4 8, so wird die Normale zum Hyperboloid im Punkt 4 dargestellt sein im Grundriß durch 4'0' und im Aufriß durch HO; in ihrer wahren Länge zeigt sich die Normale dann im Aufriß als 60. Die Länge 6 0 ist auch die Länge des Krümmungshalbmessers im Punkte 6 für einen ebenen Schnitt, dessen Spur im Aufriß 60 ist, und wir erhalten die Länge dieses Krümmungshalbmessers nach dem Meunier'schen Satze
61? — R -- 6 0 oo8 yc> — 9 oc»8 ^>,
woraus
R^
t» heiße die Seit« des Normalconus, und finden wir deren Länge nach dem Euler'scheu Satze, indem wir bedenken, daß, wenn? der Krümmungshalbmesser eines Normalschuittes ist, der mit einem anderen Normalschuitte einen Winkel ^, macht, die Gleichung gilt
Den Winkel ^, der beiden Normalschnitte finden wir, wenn wir uns eine Tangentialebene gelegt denken, welche das Hyperboloid nach zwei Erzeugenden schneidet, das durch diese Erzeugenden gebildete Dreieck in wahrer Größe in die Bildfläche umklappen und die Höhenlinie 4 8 ziehen; es wird dann der Winkel der Seiten 48 und 4L mit der Höhenlinie 4 8 der Winkel ^ sein, und der gleiche Winkel auch von den beiden Senkrechten dazu, HD und 4 6, gebildet werden; wir tragen daher auf
HD--?, ziehen '1)6^.46
6N ^.4v,
so wird endlich 4N der gesuchte Krümmungshalbmesser jenes Normalschnittes für jeden Punkt am Umfange des Kreises vom
Radius R sein
-- r -- ^» «08'l//,
wobei l» «ach dem Vorhergehenden gefunden weiden kann, wenn man die Linie 4 0 ^. 4 8 zieht bis zu ihrem Schnittpunkt 0 mit der Aze, und die Entfernung 6 0 - (, abgreift. Wenn nun die Nadkörper mit Erhöhungen und Vertiefungen versehen werden sollen, welche durch ihr Ineinandergreifen beiden Azen eine Rotation ertheilen sollen, identisch mit derjenigen, welche den verlangten Winkelgeschwindigkeiten v, bez. v?„ entspricht, so redncirt sich die Aufgabe darauf, in der Ebene der obenstehend berechneten Krümmungskreise bei diesen beiden Krümmungskreisen gleiche Peripheriegeschwindigteiten zu vermitteln. —
Da wir ferner gefunden haben, daß die relative Momentanare durch den Punkt 8 des kürzesten Abstandes geht, in welchem sich die beiden Radkreise l^r„ wie auch die beiden Krümmungskieise r. r„ berühren, so wird auch die relative Bewegung aller Punkte, in der Ebene der Krümmungskreise einen Moment laug so geschehen, wie wenn es eine Rotation um das Momentancentrum 8 wäre. Ist nun in dieser Ebene eine Zahncurve gezeichnet, so wird auch der Berührungspunkt? derselben mit einer anderen Zahncurve auf dem zum anderen Rade gehörigen Krümmungökreis einen Moment lang sich bewegen ^. zu seiner Verbindungslinie 8? mit dem Momentancentrum; weil aber bei zweien sich berührenden Curven eine Momentanbewegung nur in der Richtung ihrer Tangente vor sich gehen kann, so ist also jene Verbindungslinie 8? die Normale zur Zahncurve im Berührungspunkte ?, und es folgt daraus der Hauptsatz für jede Vcrzahuuugsart: Jeder Punkt einer Zahncurve wird daun iu Berührung kommen mit einem Punkt einer zweiten Zahncurve, wenn die gemeinschaftliche Normale durch den Verührungpuntt der Zahnconstructionskreise (daö Momentancentrum) geht.
Im Folgenden mögen für die einzelnen in der Praxis vorkommenden Fälle die im Obigen entwickelten allgemeinen Formeln specialisirt werden, wobei wir noch bemerken, daß man den Halbmesser eines normal zur Drehungsaze gerichteten Schnittes beim Hyperboloid erhält durch die Gleichung:
R. -- Vi-.' ^. !' 8in'F. bez. R.. - 1^.'-»-l'8in'^, wobei r der zutreffende Kehlkreishalbmesser, I die Länge der geraden Berührungslinie, F, und F„ der Winkel derselben mit den Azen 4, uud 4., ist. t) Winkel s--F.--F.. - 0, d. h. die Axcn parallel, «--/?,--- A, — 0, d. h. geradlinige Zähne,
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Frictionsfallhammer mit Riemenbetrieb.
Von Albrecht Künne.
(Hierzu Tafel XXVII)
Der auf Taf. XXVII in verschiedenen Ansichten und Details dargestellte Fallhammcr mit Riemen- und Dampfbetrieb für Prögewerke wurde von mir in den Jahren 1865 und 1866 construirt und nach und nach weiter verbessert, so daß derselbe sich seitdem in seiner Handhabung den Fallhämmern mit Handbetrieb gänzlich anpaßt, letztere aber hinsichtlich seiner Leistungsfähigkeit bedeutend übertrifft. In meiner Silberwarenfabrik zu Altena sind augenblicklich fünf dieser Hämmer mit gntem Erfolge in Betrieb. Der Frictionshammer hat denn auch bei vielen Ingenieuren eine so entschiedene Billigung gefunden, daß ich voraussehen muß, daß die Mittheilung desselben in vielen Kreisen willkommen sein wird. Eine kurze Andeutung über den Gebrauch von Fallhämmern mit Handbetrieb in der Fabrication tunstindustrieller Erzeugnisse als Mittel zum Prägen oder Stampfen wird die bei einem Fallhammcr mit Maschinenbetrieb erforderlichen Vorrichtungen erläutern.
Zum Prägen oder Pressen von Metallplatten in Stahlstempeln, indem man die Platte von Silber, Messing, Zink:c. mittelst eines Kopfstempels, Patrize, in den vertieft gearbeiteten Unterstempel, Matrize hineindrückt, bedient man sich eines über einem Ainbos in Schienen laufenden Bären, welcher durch ein über eine Rolle laufendes Seil, oder durch einen Hebel emporgezogen wird und nach dem Loslassen, rcsp. Zurückziehen des Seils oder Hebels, auf die Patrize niederfällt. Die zu prägende Platte von Silber :c. bedarf, wenn sie nicht durch den Schlag oder Fall des Bären zerreißen soll, einer vorläufigen Formgebung in der Matrize, welche durch passendes Antreiben oder Rachtreiben mit Holzhämmern erzielt wird. Ferner ist entsprechend der größeren oder geringeren Tiefe des Ornamentes in der Matrize, welches auf der Eilbcrplatte hervorgebracht werden soll, ein starker oder schwacher Schlag erforderlich. Es sind daher folgende Anforderungen von einem Fallhammcr mit Dampfbetrieb zu erfüllen:
») muß der Bär leicht und ohne Mitwirkung der Hand nur durch einen leichten Druck des Fußes von dem Arbeiter auf beliebige Höhe gehoben werden können, um eiuen starken oder schwachen Schlag, ganz nach Belieben des Arbeiters, hervorzubringen; während des Schlages hat nämlich der Arbeiter die beiden Hände zu gebrauchen, um die Hebel anzudrücke», welche die Patrize verhindern, sich in Folge der Erschütterung zu verschieben;
b) muß der Bär durch eine leicht zu handhabende Sperrung in beliebiger Höhe festzustellen sein, damit der Arbeiter die auf der Tchlagfläche des Ambos stehenden Stempel nebst Platte bearbeiten kann, ohne Gefahr z» laufen, daß der Bär während dieser Manipulationen niederfalle;
c) muß die Sperrung selbstthätig aufhören oder sich aussetzen, wenn der Arbeiter eine» Schlag hervorbringen will.
d) muß der Bär aus der höchsten Stellung auf Wunsch des Arbeiters leicht und ohne Schlagwirtung herabgelassen weiden tonnen, damit, wenn auch der Bär behufs eines starken Schlages oder aus Unachtsamkeit des Arbeiters hoch gestiegen
sein sollte, doch ein Schlag von nur geriuger Fallhöhe gegeben werden kann.
Diese sämmtlichen Vorbedingungen dürften, wie die Zeichnungen auf Taf. XXVII ergeben, durch den dort dargestellten Frictionshammer mit Riemen vollständig erfüllt sei». Auf der kräftigen Chabotte stehen die beiden Ständer «, <l, welche einmal die Führuugsschienen b, b für den Bär e halten, dann anch die Deckplatte und mit dieser den ganzen Bewcgungsmechanismus tragen. Der Antrieb geschieht vou der Welle v aus vermittelst zwei Frictionsscheiben v, v, denen zwei gleiche Scheiben in Verbindung mit der Riementrommel e entsprechen. Letztere läuft auf der Welle m, welche mittelst der beiden Hängcschicnen l, l an der Welle Z hängt und mit diesen um letztere schwingen kann. Für gewöhnlich wird sie durch das auf dem Hebel n sitzende Coutregewicht und den um die Welle I drehbaren Winkelhebcl K «nd l» in einer Stellung gehalten, daß sich die entsprechenden Frictionsscheiben nicht berühren, bis durch den Fußtritt 5 und die Ttangenvcrbindung r, q, p und n das Contregewicht gehoben und dadurch die Einrückuug der Frictionsscheiben bewirkt wird. Der Riemen cl wird nun aufgewickelt und der Bär gehoben. Damit dieser aber nicht durch Unachtsamkeit des Arbeiters zu hoch getrieben werden kann und durch Anstoßen gegen die Deckplatte ein Zerreißen des Riemens herbeiführt, ist die Querstange u an dem Hebel <z angebracht, welche, durch den aufsteigenden Bär in die Höhe genommen, die Wirkung des Fußtrittes aufhebt uud den Bär frei macht. Dieser kann nun entweder frei herabfallen, oder, wenn nöthig, durch die in Fig. 7 skizzirtc Holzbremse, welche auf der Welle i ihren Dreh« Punkt hat, langsam herabgelassen werden. Das Arretiren des Bären endlich, in einer beliebigen Höhe, bewirkt der auf der Welle ß sitzcude Tperrkegel, Fig. 6, welcher mittelst eines Strickes i» das cm der Riementrommel sitzende Tperrrad eingelegt wird, für gewöhnlich aber wegen des als Contregewicht wirkenden zweiten Armes des Sperrkegels die Riementrommel frei läßt.
Diese Anordnung des Fallhammcrs mit Riemen, selbstauölösender Arretirung und mit Bremse waren das endliche Product einer Menge vou Versuchen, mit einem FrictionsTckmiedehammer, einem sogeuauntcn Schnellhcmimcr, meine Silberplatten zu prägen. Bei einem solchen Tchnellhammer ist bekanntlich der Bär an eine Eisenstange geschweißt und wird sammt dieser Stange durch Frictionörollen, oder auch durch Einpressen der Stange zwischen den Rollen, gehoben. Außer dem Ucbclstande, daß eine gute Arretirung und ein Bremsen bei dem mit der Stange durch Schweißung verbundenen Bären nicht zu erzielen war, ergab sich aber der Hauptnachtheil, daß nach kurzem Gebrauch, etwa nach 300 Schlägen auf die harten Stahlstempel, die Stange trotz vorzüglicher Tchweißung vom Bär abbrach. Anfänglich hatte ich eine mangelhafte Schweißung für die Ursache dieses Bruches angesehen, wiederholte Versuche nnd wiederholtes Brechen der Stange auf derselben Stelle belehrten mich aber, daß durch wiederholte Schlage ein Abbreche» der Stange an, Värcu durch Kaltbruch sich stets in gleicher Weise einstellte. Nach diesen mißglückte» Versuchen war ich bereits dahin gekommen, auf Anwendung der Fiictioushammcr zum Präge» mit Stahl« stempeln zu verzichte», machte aber »och den Versuch, den Bären an einen Riemen zu hängen, und diesen Riemen auf der bewegliche» Rolle aufzuwickeln. Diese Anordnung ergab
de»» auch, nicht allein durch gänzliche Vermeidung unangenehmer Brüche, sondern auch dadurch, daß dieselbe die Arretirung, Bremsung :e. sehr gut ermöglichte, ein vorzügliches Resultat, so daß jetzt die Leistuug des Hammers, besonders mit Rücksicht auf die sehr geringe Bctriebskraft, eine ganz außerordentliche gcnanut weiden muß. Eine etwa 2pfcrdige Maschine treibt jetzt drei solcher Frictionshammer, welche mit Handbetrieb sechs Arbeiter erfordern würden.
Allgemeine Gewerkslehre,
von vr. A. Emminghaus.
(Schluß von Seite 635.)
Die Gebäude als gcwerkliche Capitalicu sind für dcu gegenwärtigen Gewerköbetricb eines der uncutbchrlichsteu Hülfsmittel. Man kann bei ihnen füglich drei Classcn uutcrschcidcu, zunächst solche Gebäude, welche andere Gewerbsmittel oder deren Träger, Arbeiter, Maschinen, Vorräthe u. s. w. vor störenden atmosphärischen Einflüssen sichern sollen, also Wohngebäudc, Werkstätten, Lörrachs- und Maschinenhänscr. Für alle Gebäude dieser Ciasse besteht die Forderung einer je uach der Gcbrauchsart größeren oder geringere» Festigkeit, möglichster Dauerhaftigkeit und Feuersichcrheit; bei den Wohngebäudcn ist uoch darauf zu sehen, daß sie einen möglichst gesunden, bequemen und behaglichen Aufenthalt gestatte», bei den Werkstätten auch hinreichendes Licht und gute Vcutilatiou, bequeme Uebcrsicht und eine gute Communication zwischen den Theilcn derselben; ferner bei Vorratshäusern daranf, daß auf möglichst kleine!» Räume möglichst große Mengen in möglichst leicht zugänglicher Weise gelagert werden können, daß das Einbringe» und Herausnehme» der Vorräthe mit dem geringsten Bedarf an Zeit und Kraft bewerkstelligt werden kau»; bei MaschinenHäusern endlich darauf, daß genügender Platz zur Wartung der Maschinen oder Kessel vorhanden sei und die Ableitung der Maschiuenkraft auf die Arbeitsmaschiueu mit möglichst wenig Kraftverlust geschehe. Die zweite Classc vou Gebäuden sind solche, welche mangelnde atmospärischc Eiustüsse ersetzen oder vorhandenen eine directcre Einwirkung geben sollen, wie Trockenhäuser, oder technische Einwirkungen herbeiführen sollen, denen die Stoffe bei ihrer Umwandlung außer der durch Menschenhand oder Maschinen bewirkte», ausgesetzt werden müssen. Die dritte Classe endlich sind solche Anlagen, welche nicht mit dem Ausdruck Häuser mehr bezeichnet weiden können, wie Oefcn, Tchläminwerke, Gerinne, Wasseilcituugcn, Gleise n. s. w. Für die vortheilhafteste Einrichtung der Bauwerke der letzten beiden Classen sind keine allgemeinen Gesichtspunkte aufzustellen, für sie wird lediglich der technische Zweck maßgebend sein.
Gleich dem Grund und Boden werden die Gebäude meistentheils auf dem Wege des Kaufhandels erworben, nur der kleine Gewerbtrcibende wird seine Werkstatt miethen, auch kann es beim Großbetriebe vorkommen, daß zu vorübcrgeheuder Benutzung Räumlichkeiten erniiethet werden. Das Maximum des Miethpreise« wird der damit zn erzielende Gewinn sein, welches nur in dem Falle überschritten werden darf, wenn einem höheren Miethspreise nur eiue für den beabsichtigten Zweck noch unvor
XIV.
thcilhaftcre käufliche Erwerbung gegenüberstände. Wesentlich für den Micthsvertrag über solche Gebäude ist die Feststellung, welchem der Contrahenten die Unterhaltung der Gebäude uud ihre Versicherung gegeu Feuersgcfahr zufällt, da diese von Eiüfluß auf den gewährbarcn Miethsprcis ist. Wenn Gebäude auf dem Wege des Kaufhandcls erworben werden sollen, so ist bei Auswahl darauf zu sehen, daß sie eben dem beabsichtigten Zweck, diesem aber vollständig genügen; jedes Mehr an Geräumigkeit, Festigkeit, Ausstattung u. s. w., welches entsprechend zu bezahlen ist, wirkt auf Herabsetzung des daraus zu ziehenden Reingewinnes. Dieselben Grundsätze sind bei der eigenen Herstellung der gewcrklichcu Gebäude zu Grunde zu legem Daher wird auch der Kaufpreis sich lediglich nach dem Reinerträge berechnen müssen; wollte man die Herstellungskosten als Norm nehmen, würde man in den »leisten Fällen zu theuer bezahlen und ein todtcs Capital nicht nur zu vcrzi»seu, sonder» auch zu unterhalten haben.
Da die auf Erwerbung der Gewerksgcbändc verwendeten Mittel gewöhnlich den größten Theil des Anfangscapitals ausmachen, so siud eine vollständige Ausnutzung derselben, wie ihre sorgfältigste Iustaudhaltuug vor Allein geboten. Dazu gehört anch die Versicherung derselben gegen Feuersgcfahr, wenn nicht besondere Verhältnisse die Telbstvcrsichcruug als geeigneter erscheinen lassen. Die Höhe der Prämien hängt ab von der größeren oder geringeren Fcuergcfährlichlcit des Betriebes und von der Feuersicherheit der Gebäude; erste« ist durch den Betrieb im Allgemeinen bedingt, letztere kann durch eiue möglichst solide Anlage der Gebäude nnd passende Einrichtungen bedeutend erhöht werden. Die jedesmaligen Verhältnisse werden ergeben, wie die durch höhere Bau- uud Einrichtungskosten vermehrte Verzinsung der iu den Gebäuden steckenden Capitalien sich zn der Ersparniß an Versicherungsprämien verhält. Als maßgebend wäre hier auch uoch der in verschiedenen Fällen mehr oder weniger nachthciligc Einfluß einer durch Feuerschaden herbeigeführten Betriebsstörung anzuführen.
Der Zweck und die Bedeutung der Roh- uudHülfsstoffe für die Gewerke ergiebt sich schon aus der Definition der letzteren, da sie sich mit der chemischen, bezüglich mechanischen Umwandlung der von anderen Gewerbsclasscn gelieferten Güter beschäftigen. Znm größten Theil werden diese Güter von den occupatorische» und Landbaugewerben geliefert,
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