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Drehbank,
[* 1] mechanische Vorrichtung, welche den
Zweck hat, ein Arbeitsstück in eine Drehung um eine horizontale
Achse
zu versetzen, um es durch ein dagegen geführtes schneidendes
Werkzeug zu bearbeiten.
Alle mechanischen
Gewerbe, welche
Metalle,
Holz,
[* 2]
Horn,
Elfenbein,
Bernstein
[* 3] etc. verarbeiten, bedienen sich der
Drehbank als eines für sie unentbehrlichen
Apparats zur Erzeugung von Rotationskörpern aller Art sowie mit Zuhilfenahme gewisser Nebenapparate auch von unrunden
Körpern.
Die außerordentlich vielseitige Verwendung der
Drehbank macht augenscheinlich, daß die Bauart
derselben je nach dem besondern
Zweck und namentlich je nach den Ansprüchen, die man im Bezug auf Genauigkeit der zu erzielenden
Formen stellt, sehr verschieden sein kann.
In den wesentlichen
Elementen indessen, aus denen man die verschiedenen Drehbänke
zusammengesetzt denken kann, herrscht eine gewisse zu einer allgemeinen
Erklärung geeignete Übereinstimmung.
Die beigegebene
Zeichnung führt eine
Drehbank vor
Augen, die schon zu den vollkommenern gerechnet werden kann; sie möge dazu dienen,
das Allgemeine zu
erläutern.
Den
Namen führt die
Drehbank neben ihrer Bestimmung zum
Drehen von ihrem bankartigen
Gestell kk (s. Figur), welches in der
Regel aus zwei genau parallelen, horizontalen, sauber bearbeiteten
Schienen oder
Balken, den
Wangen, besteht, die von zwei oder
mehreren
Füßen getragen und zugleich verbunden werden. Die
Wangen für kleinere, nur zu gewöhnlichen, namentlich Holzarbeiten
bestimmte Drehbänke sind oft nur quadratische oder rechteckige
Hölzer, die auf einem hölzernen
Gestell befestigt
sind.
Größere Drehbänke, namentlich solche, welche genaue
Arbeit liefern sollen, haben gußeiserne, mit den
Füßen gewöhnlich
aus Einem
Stück gegossene
Wangen, die in ihrer ganzen
Länge nach
oben und innen sauber abgehobelt sind. Für ganz kleine Drehbänke
sind die
Wangen auch wohl durch eine einzige horizontale prismatische
Stange ersetzt (Prisma
drehbank).
Auf den
Wangen sitzen mehrere mit abwärts gerichteten
Ansätzen sich an die innern vertikalen
Wände der
Wangen anlehnende,
auf der Oberfläche derselben ruhende
Stücke, die
Docken, welche durch
Schrauben
[* 4] oder
Keile an das
Gestell befestigt werden können.
An dem linken Ende der
Drehbank befindet sich der Spindelkasten (Spindelstock), gebildet von den
beiden
Docken ff, welche beide aus Einem
Stück
Holz oder
Gußeisen gefertigt sind.
Sie dienen zur Aufnahme der Spindel e, einer eisernen oder stählernen Achse, welche an zwei Stellen, nämlich durch die vordere und die hintere Docke, in horizontaler, zu den Wangen genau paralleler Stellung so gelagert ist, daß sie sich um ihre geometrische Achse leicht und sicher drehen kann. Die Art, die Spindel in die Docken einzulegen, ist verschieden. Bei kleinern Drehbänken ruht die Spindel mit dem einen Ende in einem konischen Lager [* 5] der vordern Docke, während sie im Mittelpunkt des linken Endes durch die Spitze einer Schraube gehalten wird, welche durch die Hinterdocke geht.
Diese Vorrichtung läßt eine sehr genaue Führung der Spindel und deshalb eine sehr zuverlässige Arbeit zu, weshalb man sich derselben soviel wie möglich bedient. Größere Drehbänke und vorzugsweise solche, auf denen Körper befestigt werden, die der Bearbeitung durch die Werkzeuge [* 6] großen Widerstand entgegensetzen, beanspruchen dagegen vor allem eine sehr feste Lagerung der Spindel; für sie genügt die schwächliche Spitzenführung nicht, und man versieht daher solche Drehbänke mit vollständigen Lagern, von denen die vordere und die hintere Docke je eins enthält. An ihrem aus der vordern Docke stets her-
[* 1]
^[Abb.:
Drehbank.]
¶
mehr
vorragenden Ende (Kopf) ist die Spindel röhrenartig gebildet und auf der innern wie an der äußern Seite mit Schraubengewinden
versehen, welche zum Daraufschrauben der Arbeitsstücke oder der dieselben befestigenden Hilfsapparate (Futter,
Drehbankfutter)
dienen. Zwischen der vordern und der hintern Docke trägt die
Drehbank mehrere Scheiben a, auf welche eine Schnur
oder ein Riemen (daher bald Schnurscheiben, bald Riemenscheiben) geworfen werden kann, der von einer andern, mit entsprechenden
Scheiben versehenen, durch tierische oder elementare Kräfte getriebenen Welle kommt und die Drehung der Spindel veranlaßt.
Die Scheiben haben verschiedene Durchmesser, um die Drehungsgeschwindigkeit der Spindel innerhalb gewisser Grenzen
[* 8] beliebig verändern
zu können. Bei kleinern, von Holz- oder Horndrechslern gebrauchten Drehbänken kommt die treibende Schnur
von einem etwa 1 m im Durchmesser haltenden Rade, das durch eine Tretvorrichtung mit den Füßen des Arbeiters (ähnlich wie
die bekannten Spinnräder und Scherenschleifsteine) in Bewegung gesetzt wird. Ist der Widerstand zu groß, um einen solchen
Antrieb zuzulassen, so legt man den nach der
Drehbankspindel führenden Riemen auf die Scheiben einer kurzen
Welle, die ein 1,5-2 m großes, schweres Schwungrad trägt, an welchem der Arbeiter mit einer gewöhnlichen Handkurbel dreht.
In allen bedeutendern mechanischen Werkstätten erfolgt der Betrieb der Drehbänke von einer durch Dampf- oder Wasserkraft
getriebenen Welle aus.
Die Abbildung zeigt außer den bereits erwähnten Riemenscheiben a noch zwei Zahnräder b und c, welche mit zwei korrespondierenden, dahinter auf einer gemeinsamen Welle befestigten Zahnrädern (von denen nur d zu sehen ist) im Eingriff sind. Diese Räder sind nur den großen Drehbänken eigen; sie bezwecken bei schweren Arbeitsstücken eine langsame Drehung der Spindel. Zu dem Zweck ist nur das für sich unabhängige Rad b durch einen Keil an die Spindel befestigt, während die Scheiben a mit c sich lose auf der Spindel drehen und durch die Nebenwelle und das Rad b die Bewegung auf die Spindel übertragen können.
Die dritte, auf dem Gestell sitzende Docke, die Spitzdocke (Reitstock) r, läßt sich längs der Wangen beliebig verschieben und an jeder Stelle durch Schrauben befestigen. In dem Reitstock sitzt die Spitze oder der Reitnagel s, eine cylindrische oder prismatische Stange aus Stahl, deren Achse genau in die Verlängerung [* 9] der Spindelachse fallen muß, und welche an ihrem vordern Ende mit einer sauber gedrehten Spitze versehen ist, während sie von der hintern Seite durch einen auf einer Schraube sitzenden Griff oder durch ein Stellrad t beliebig vor- oder rückwärts geschraubt werden kann.
Eine Schraube mit dem Griff n dient zum Festklemmen des Reitnagels im Reitstock. Die vertikale Entfernung
der Achsmitte über der Oberfläche der Wangen, d. h. die Spitzenhöhe, bestimmt den größten zulässigen Halbmesser eines
auf der
Drehbank zu bearbeitenden Stückes. Die Art der Befestigung, das Einspannen, eines Arbeitsstücks auf der
Drehbank ist außerordentlich
verschieden; es richtet sich nach der Form und nach der Art der Bearbeitung, welche der Gegenstand erfahren
soll.
Lange und verhältnismäßig dünne Arbeitsstücke, die in der Richtung der Spindelachse abgedreht werden sollen, spannt man zwischen Spitzen. Zu diesem Zweck wird das Arbeitsstück an beiden Enden mit Grübchen versehen (angekörnt) und an das vordere Ende der Spindel eine kegelförmige stählerne Spitze h eingeschraubt; zwischen diese und die Spitze des Reitnagels bringt man das Arbeitsstück so, daß seine an den Endpunkten durch die Grübchen markierte Drehungsachse zwischen die Spitzen zu liegen kommt.
Durch eine Führer oder Mitnehmer benannte Vorrichtung wird das Arbeitsstück gezwungen, die drehende Bewegung der Spindel zu teilen. Das Drehen zwischen Spitzen läßt die größte Genauigkeit in der Arbeit zu und wird deshalb soviel wie möglich angewendet. Sehr lange Arbeitsstücke werden, wenn sie eingespannt ein Durchbiegen oder Durchfedern in ihrer Mitte befürchten lassen, durch eine Hilfsdocke, die Lünette [* 10] (Brille, [* 11] Setzstock), unterstützt, in welcher sie sich wie in einem Lager drehen.
Beim Drehen zwischen Spitzen ist es nicht möglich, die Endflächen der eingespannten Gegenstände zu bearbeiten. Zum Abdrehen
der Stirnflächen ist daher ein einseitiges Einspannen notwendig. Die Befestigung an der Spindel geschieht alsdann durch Futter,
welche auf die Spindel aufgeschraubt werden und mittels Einkeilens, Einschraubens (Schraubenfutter) die Arbeitsstücke festhalten.
Für flache, scheibenartige Gegenstände, die an ihrer Oberfläche abgedreht werden sollen, bedient man sich der Planscheibe
(Planscheiben
drehbank), einer eisernen, mit vielen Einschnitten versehenen Platte, auf welcher die Arbeitsstücke aufgekittet
(Kittscheibe), aufgeschraubt oder aufgekeilt werden können.
Die Drehwerkzeuge (Dreheisen, Drehstähle) sind an einem Ende gehärtete und zugeschärfte Stahlstangen von mannigfaltiger Form, verschieden nach dem Material und der zu erzielenden Genauigkeit, und je nachdem dieselben aus freier Hand [* 12] oder durch mechanische Vorrichtungen (Support) geführt werden sollen. Das allgemeinste Werkzeug zum Drehen der Metalle ist der Stichel, ein quadratischer Stab, [* 13] der an seinem einen Ende in einer diagonalen Ebene angeschliffen ist, eine Spitze mit zwei daran liegenden geraden Schneiden darbietet und mit seiner vordern Spitze angreift.
Zum Vorarbeiten im Groben dient der Schrotstahl oder der Spitzstahl, während der Schlichtstahl die Arbeit vollendet. Zur Bearbeitung hohler Arbeitsstücke dienen die am Ende kurz und rechtwinkelig abgebogenen Hakenstähle und Ausdrehstähle mit einer fast parallel mit dem Stiele laufenden langen Schneide und Mondstähle mit bogenförmiger, seitwärts stehender Schneide. Alle diese Werkzeuge stecken in kurzen, von der Hand gefaßten Heften. Ein kräftigeres Bearbeiten aus freier Hand erreicht man durch lange, beim Drehen auf die Achsel gestützte Hefte, in die man den Schrothaken, Spitzhaken oder Schlichthaken befestigt.
Die Drehstähle für Holz sind immer messerartig scharf, bald flach, bald halbrund (Drehröhre). Die Drehwerkzeuge, welche nicht durch die freie Hand, sondern durch den Support, eine später zu erklärende mechanische Vorrichtung, geführt werden, sind weniger mannigfaltig, aber gewöhnlich kräftiger und kürzer und als Schrotstahl, Spitzstahl und Schlichtstahl konstruiert. In der Regel bestehen die Drehstähle aus gut gehärtetem, gelb angelassenem Stahl; zum Abdrehen großer Gußwaren benutzt man aber auch aus hartem Gußeisen in eisernen Schalen gegossene Drehmeißel, und für die allerfeinsten Gegenstände dienen in Eisen [* 14] oder Messing gefaßte Diamantsplitter.
Die Art der Unterstützung des Drehwerkzeugs ist, wie bereits erwähnt, verschieden; sie geschieht bald aus freier Hand, bald durch eine besondere mechanische Vorrichtung, den Support. Beim Drehen aus freier Hand liegt der Drehstahl auf einer Krücke (Auflage) von T-förmiger Gestalt, welche sich sowohl horizontal längs der Wangen als auch vertikal ¶
mehr
in einem besondern Schaft beliebig verschieben und feststellen läßt. Die obere glatte Seite der Auflage ist je nach der Länge
des Arbeitsstücks lang oder kurz, auf ihr wird das Drehwerkzeug hin- und hergeschoben. Das Werkzeug wird von der rechten
Hand am Heft gefaßt, ruht mit der Mitte auf der Krücke und wird von der linken Hand am vordern Ende gegen
die Auflage gedrückt, während die Spitze oder Schneide des Werkzeugs das Arbeitsstück angreift. Ein genaues Arbeiten, namentlich
rein cylindrischer oder kegelförmiger Formen, ist aus freier Hand nicht möglich; daher wendet man für alle Zwecke, wo es
sich um Genauigkeit handelt, den Support (Support
drehbank) an. Derselbe ist aus Eisen und besteht im wesentlichen
aus zwei horizontalen, durch Schrauben beweglichen, rechtwinkelig zu einander gestellten Schlitten.
Die Zeichnung zeigt einen Support in der Mitte zwischen Spindelkasten und Reitstock stehend. Der Drehstahl wird durch die Schrauben
q an dem obern Schlitten o befestigt, welcher durch eine auf einer horizontalen Schraubenspindel sitzende
Handkurbel auf dem untern Schlitten wn so hin und her bewegt werden kann, daß das Werkzeug sich der Achse der
Drehbankspindel
nähert oder sich von ihr entfernt. Der untere Schlitten wird auf dem Stück m geführt und läßt sich längs desselben durch
die Handkurbel v fortschieben, indem v auf einer Schraubenspindel sitzt, deren Schraubenmutter fest mit
w verbunden ist. m läßt sich auf einem zwischen den Wangen geführten Schlitten um eine vertikale Achse drehen und durch Schrauben
x feststellen.
Der Support gestattet dem Werkzeug eine genaue Fortschiebung und zwar in zwei rechtwinkelig zu einander stehenden, aber in derselben horizontalen Ebene liegenden Richtungen. Folgt das Werkzeug nur der einen dieser beiden Richtungen, schraubt man also beispielsweise nur den obern Schlitten vorwärts, so ist ersichtlich, daß das Werkzeug dem Arbeitsstück jede Form erteilen kann, die man sich durch Drehung einer geraden Linie (Richtung der Supportbewegung) um eine andre gerade Linie (Richtung der Spindelachse) entstanden denken kann; solche Formen sind der Cylinder und der Kegel.
Wenn endlich das Werkzeug gleichzeitig beiden durch die Bewegung der beiden Schlitten ermöglichten Bewegungen folgt, so ist
es leicht möglich, dem Arbeitsstück jede beliebige Rotationsform zu erteilen. Die größern, besser eingerichteten
Drehbänke haben in ihrer ganzen Länge eine parallel zu den Wangen angebrachte, durch den mit Mutter versehenen Lappen l gehende
Schraube, die Leitspindel, oder eine Zahnstange, mit welcher der Support genau parallel zu den Wangen geführt werden kann (Leitspindel
drehbank,
Zahnstangendrehbank).
Durch angemessene Räderverbindung ist es leicht möglich, die Drehbankspindel mit der Leitspindel so zu verbinden, daß jeder Umdrehung der erstern ein beliebiger Teil von einer Umdrehung der letztern entspricht, wodurch erreicht wird, daß das Fortrücken in der Richtung der Wangen schon durch das Drehen der Leitspindel, also selbstthätig, erfolgt und zwar in gleichförmiger, nur durch das Einschalten andrer Räder (Wechselräder) beliebig zu ändernder Geschwindigkeit (Cylinderdrehbank, Paralleldrehbank).
Zur Beschleunigung der Arbeit, und um dem Ausbiegen des Arbeitsstücks unter dem Druck des Drehstahls vorzubeugen, werden manchmal auf demselben oder auf zwei getrennten Supporten zwei gleichzeitig wirkende, einander gegenüberstehende Stähle angebracht (Duplexdrehbank). Den Gebrauch der Drehbank, d. h. das Drehen selbst, in größerer Allgemeinheit zu schildern, ist wegen der öfters erwähnten Verschiedenheit in der Anwendung der Drehbank kaum möglich. Das Drehen aus freier Hand verlangt eine ruhige und geschickte Führung des Drehstahls.
Für das Drehen mit dem Support ist, wenn sonst die Drehbank zuverlässig ist, die größte Geschicklichkeit in einem zweckmäßigen Einspannen des Arbeitsstücks auf der Spindel zu suchen. Handelt es sich darum, scheibenartige Gegenstände von sehr großem Durchmesser (Zahnräder, Schwungräder etc.) abzudrehen, so würde bei der gewöhnlichen, vorstehend beschriebenen Einrichtung der Drehbank eine sehr große Spitzenhöhe erforderlich sein. Für solche Zwecke bedient man sich besonderer Drehbänke, bei denen die Wangen durch ein eignes, nur für den Support bestimmtes Gestell ersetzt sind, während der Spindelkasten ein Gestell für sich bildet.
Zwischen Spindelkasten und Support befindet sich dann die große, manchmal 4 und mehr Meter im Durchmesser haltende Planscheibe. Das Drehen rechtwinkelig zur Achse der Spindel führt allgemein den Namen Plandrehen. Der erste an jede Drehbank zu stellende Anspruch verlangt, daß dieselbe rund läuft, d. h. daß die Achse der Spindel unveränderlich in derselben geraden Linie verbleibt, selbst wenn infolge der Bearbeitung die Achse bald mehr, bald weniger seitlich gedrückt wird.
Ändert sich, wie das beim Passigdrehen der Fall ist, die Drehungsachse des Arbeitsstücks periodisch nach einem bestimmten Gesetz, oder nimmt die Entfernung des Drehwerkzeugs von der Spindelachse während einer Umdrehung periodisch ab und zu, so kann man auch mannigfache andre als kreisrunde Formen erzeugen. Die wichtigste Art, so zu drehen, ist das Ovaldrehen mit dem sogen. Ovalwerk, bei welchem alle rechtwinkelig zur Spindel genommenen Querschnitte elliptisch ausfallen.
Hierbei durchläuft nämlich die Drehungsachse nach und nach alle Punkte einer bei einer halben Umdrehung in sich selbst zurückkehrenden geraden Linie. Eine so eingerichtete Bank heißt Ovaldrehbank; sie liefert unter anderm die bekannten ovalen Bilderrahmen. Man unterscheidet noch nach dem Zweck der Drehbank Räderdrehbänke zum Abdrehen von Rädern, Kugeldrehbänke mit Kugelsupport zum Kugeldrehen, Lagerdrehbänke, Achsendrehbänke und Walzendrehbänke.
Außer dem Zweck des Drehens läßt die Drehbank auch noch mehrere andre Verwendungen zu. Das Bohren auf der Drehbank kann in zweierlei Weise geschehen. Entweder wird das Arbeitsstück wie zum Abdrehen an der Spindel befestigt und durch dieselbe in Drehung versetzt, während man den Bohrer [* 16] mit der Hand oder durch den Reitnagel dagegendrückt, oder man befestigt den Bohrer selbst in einem Futter auf der Spindel und läßt ihn mit dieser umlaufen, während man das Arbeitsstück dagegenführt.
Erstere Art gestattet nur ein Bohren im Mittel, d. h. in der durch die Spindel gegebenen Drehungsachse. Durch das letztere Verfahren hingegen vermag man Löcher nach jeder beliebigen Richtung in das Arbeitsstück zu bohren. Das Schraubenschneiden auf der Drehbank kann ebenfalls verschiedenartig ausgeführt werden. Die Drechsler bedienen sich, um Schrauben aus Holz, Elfenbein etc. zu schneiden, der einfachen Schraubstähle, das sind Drehstähle, welche an ihrem schneidenartigen Ende scharfe, dreieckige, dem Schraubengewinde entsprechende Einkerbungen haben. Die Schraubstähle werden aus freier Hand geführt und, während sie das Arbeitsstück angreifen, parallel zur Spindelachse fortbewegt, so daß Schraubenwindungen entstehen. Die früher beschriebene Art der ¶