Neue Holzbearbeitungsmaschinen. (Patentklasse 38. Mit Abbildungen.) Neue Holzbearbeitungsmaschinen. Sägen und Sägemaschinen. In einer Zeit von 9 Jahren haben die Professoren E. Herrmann und St. Farbaky mit dem Ingenieur W. Wagner in Folge eines Auftrages seitens der Forstsection des ungarischen Finanzministeriums über den Arbeitsverbrauch von Bundgattersägen ausserordentlich weitschichtig angelegte und umfassende Versuche angestellt, über welche erstgenannte soeben in der Zeitschrift des österreichischen Ingenieur- und Architektenvereins, 1895 S. 472, ausführlich berichten. Es ist an dieser Stelle nur möglich, die schätzbare Arbeit in knappem Auszuge wiederzugeben, und wird bezüglich der interessanten Einzelheiten und der überaus zahlreichen Tabellen über die einzelnen Versuche auf die Quelle verwiesen. Die Versuche fanden in fiscalischen Sägewerken statt und sind in einem Umfange und mit einem Erfolge durchgeführt, welcher die älteren Versuche von Hartig, Exner, Pfaff und Fischer weit überragt und eine vortreffliche Grundlage für die neuerdings stark kritisch behandelte Zweckmässigkeit der Gatter bietet; es dürften sich aus den gedachten Versuchen von berufener Seite Schlüsse namentlich über die Frage ableiten lassen, ob der Praxis der Ersatz der Bundgatter für den Handelsverschnitt durch die Blockbandsäge anzurathen sei oder nicht. Sägeanlagein Nr. Hub LichteHöhe LichteBreite Gewichtohne Säge-blätter Gewichtder zweiTreib-stangenk GewichtzweierZangenk Durch-messer desGatter-zapfenscm Durch-messer derWellecm Durch-messer derRiemen-scheibecm Um-drehungenin derMinuten des Gatters H cm cm cm k Mármaros-Sziget 123 36,842,246,3 113,2137,0155,5   58,9  66,0  82,0 186290400   81110156 4,45,25,4 5,26,55,67,25,97,8 11,111,813,3 102,7118,6132,0 216165143 Bustyaháza 4 48,0 177,0 110,0 420 177 5,5 6,07,0 13,5 111,4 158 Neusohl 56 36,047,0 115,0173,0   50,0  95,0 280520   88169 5,56,1 5,06,26,57,0 11,013,5 92,5112,0 180140 Liptó-Ujvár 78 40,048,0 135,0155,0   65,0  82,0 355530 105150 4,26,7 5,06,55,67,0 –– 108,0108,0 160160 Szászsebes 9 – – – – – – – – 110,0 148 Die Gatter, welche den Versuchen dienten, hatten die in vorstehender Tabelle angegebenen Abmessungen. Die Gatter hatten sämmtlich unterbrochenen Vorschub beim somit leeren Aufgange der Blätter. In solchem Falle soll theoretisch der Ueberhang der Sägeblätter die gleiche Grösse wie der Vorschub besitzen; thatsächlich betrug der Ueberhang bei den Versuchen 4 bis 6 mm. Die beiden folgenden Tabellen zeigen die Ergebnisse zweier Versuchsreihen am Gatter Nr. 1 mit Fichtenholz. Zur Untersuchung diente ein Hartig'sches Dynamometer. 12. Reihe Blockhöhe h = 16,25 cm Nr. Längel Umdre-hungenu Vorschubv v 2 Ordinatey vy 616263646566 414696677765618788 804661367236146175   0,52  1,05  1,84  3,24  4,23  4,50   0,2704  1,1025  3,385610,497617,892920,2500   55,9  60,3  67,0  76,7  90,3  93,1 29,06863,315123,280248,508381,969418,950 Summa n = 6 15,38 53,3990 443,3 1265,090 Sägeblätter Nr. 3. Leergangsordinate y0 = 40,54. 13. Reihe Blockhöhe h = 30 cm Nr. l u v v 2 y vy 8283848586 223529563561532 808648354230185 0,280,821,592,442,88 0,07840,67242,52815,95368,2944 49,654,662,773,876,3 13,88844,77299,693180,072219,744 Summa n = 5 8,01 17,5269 317,0 558,169 Aus den insgesammt 353 Versuchen werden für die Arbeit in Fichtenholz folgende Ergebnisse abgeleitet: Als Grundlage für die Formel der verbrauchten Arbeit wurde die Form benutzt, welche von Kankelwitz und K. Schmidt aufgestellt und von Hartig und Exner ihren Versuchen angepasst wurde. Diese setzt voraus, dass die Arbeit beim Schneiden aus zwei Theilen besteht. Der eine Theil ist die Arbeit, welche zu der Bearbeitung der Seitenfläche des Schnittes nothwendig ist, der andere Theil ist die Arbeit, welche zu der Bearbeitung des Schnittgrundes erforderlich ist. Es sei e die Breite der Schnittfläche, welche ein Zahn bearbeitet, und mit ihr proportional sei der Widerstand, welchen derselbe findet. Wenn a der Widerstandscoëfficient ist, wird der Widerstand für einen Zahn = αe. Weil h die Höhe der Schnittfläche und t die Entfernung zweier Zahnspitzen bedeutet, ist die Anzahl der Zähne, welche gleichzeitig schneiden =\frac{h}{t}, weshalb der Widerstand für alle Zähne =\frac{\alpha\,e\,h}{t} ist. Bei einem Hube des Gatters legt dieser Widerstand einen Weg = H, dem Hube des Gatters, zurück, es ist deshalb die erste Arbeit für den Hub =\frac{\alpha\,e\,h}{t}\,H. Zeichnet man die Säge so auf, dass dem Wege H der Vorschub v entspricht und betrachtet man die Spitzenentfernung t als parallel zu H, dann hat man e : t = v : H, das heisst \frac{e\,H}{t}=v und damit wird der erste Theil der Arbeit = αhv. Was den zweiten Theil der Arbeit anbelangt, sind die Meinungen verschieden. Kankelwitz nimmt den Widerstand, welchen ein Zahn bei Bearbeitung des Schnittgrundes findet, der Dicke d der Säge proportional, Schmidt, Hartig und Exner hingegen mit der Schnittbreite b proportional. Demnach wäre, wenn β den Widerstandscoëfficienten bedeutet, der Widerstand für einen Zahn βd oder βb und weil auch jetzt \frac{h}{t} Zähne den Schnittgrund zugleich bearbeiten, für alle \beta\,d\,\frac{h}{t} oder \beta\,b\,\frac{h}{t}. Bei einem Hube ist der Weg dieses Widerstandes H, somit der zweite Theil der Arbeit =\beta\,\frac{d\,h\,H}{t} oder \beta\,\frac{b\,h\,H}{t}. Wir nehmen den Durchschnitt beider Ausdrücke und können schreiben \beta\,\frac{b+d}{t}\,H\,.\,h. Die ganze Arbeit zum Schneiden ist demnach bei jedem vollen Hube L_1=a\,v\,h+\beta\,\frac{b+d}{t}\,H\,h. Mit Rücksicht auf die Bezeichnung \frac{b+d}{t}=c können wir schreiben L 1 = h(αv + βcH). Statt der Arbeit L1 wird die ihr proportionale Ordinate ξy1 eingesetzt, um den Ausdruck zu erhalten \frac{\xi\,y_1}{h}=a\,v+\beta\,c\,H. Da βeH für jede Sägeblattnummer unveränderlich ist, z.B. β1, also weil y1 = y – y0 so ist \frac{\xi\,(y-y_0)}{h}=a\,v+\beta_1. Wir können nun für jede Sägeblattnummer den Werth von α so bestimmen, dass die Summe der Fehlerquadrate am kleinsten wird. Man erhält die zwei Gleichungen \Sigma\,\frac{\xi\,(y-y_0)}{h}=a\,\Sigma\,v+n\,\beta_1 und \Sigma\,\frac{v\,\xi\,(y-y_0)}{h}=a\,\Sigma\,v^2+n\,\beta_1\,\Sigma\,v. Schreiben wir einfacher \Sigma\,v=A;\ \Sigma\,v^2=B; \Sigma\frac{\xi\,(y-y_0)}{h}-C;\ \Sigma\,\frac{v\,\xi\,(y-y_0)}{h}=D\mbox{ und }\frac{A}{n}=x, dann ist a=\frac{D-x\,C}{B-x\,A} . . . . . . 1) Mit Rücksicht darauf, dass bei jeder Versuchsreihe ξ, y0 und h constant sind, wird C=\frac{\xi}{h}\,[\Sigma\,y-n\,y_0];\ D=\frac{\xi}{h}\,[\Sigma\,v\,y-y_0\,\Sigma\,v]     2) Dort, wo die C-Feder angewendet wurde, hat man, wenn yc die gemessene Ordinate ist y-31,5=\frac{y_c-31,5}{2} oder aber y=\frac{y_c+31,5}{2}, daher \left{{C=\frac{\xi}{h}\,\left[\frac{\Sigma\,y_c}{2}+\left(\frac{3,15}{2}-y_0\right)\,n\right]\ \ \ }\atop{D=\left[\frac{\Sigma\,v\,y_c}{2}+\left(\frac{3,15}{2}-y_0\right)\,\Sigma_v\right]\,\frac{\xi}{h}}}\right\}3 Für die Versuche im Mármaros-Sziget sind die Resultate für α in der folgenden Tabelle zusammengestellt. Nr. derReihe c = 0,171                                   ξ = 1 n Σv Σv2 \Sigma\,\frac{y-y_0}{h} \Sigma\,\frac{v\,(y-y_0)}{h} α 12 6 15,38 53,3990 4,4188 15,2288 0,2792 Durchschnitt \alpha=\frac{1,4698}{5}=0,294.c = 0,230 13 5   8,01 17,526 3,81   7,781 0,3574 Durchschnitt α = 0,357. Die Versuche erbringen den Beweis, dass die Arbeit zum Schneiden weder von der Dicke d der Sägeblätter, noch von der Schnittbreite b allein abhängig ist, sondern von der Charakteristik c. Es sind zum Beispiel mit zwei verschiedenen Sägeblättern in demselben Stamm bei gleichem Vorschübe Versuchsschnitte gemacht, welche folgende Ergebnisse hatten: Gatterhub H = 36,8 Blockhöhe h = 24 d = 1,27; b = 2,4; t = 21,4c = 0,171 d = 2,16; b = 3,25; t = 32c = 0,169 Nr. desVer-suches l u v y Nr. desVer-suches l u v y 70727374 701780585506 416472357307 1,691,651,641,65   56,9  54,5  53,8  52,7 767778 380305330 222192206 1,711,591,60   56,4  53,3  54,7 Summa n = 4 6,63 217,9 Summa n = 3 4,90 164,4 Durchschnitt 1,66   54,5 Durchschnitt 1,63   54,8 Die Blattdicken stehen in dem Verhältnisse 1,27 : 2,16 = 1 : 1,7; die Schnittbreiten in dem Verhältnisse 2,4 : 3,25 = 1 : 1,35, während die Arbeiten und Charakteristiken gleich sind. Dagegen zeigen die folgenden Versuche, dass bei gleicher Dicke der Sägeblätter die Arbeit zunimmt, wenn die Schnittbreite und mit ihr die Charakteristik zunimmt. H = 36,8d = 2,16 t = 32 z = 12 h = 30y0 = 42,54 b = 3,25 c = 0,169 b = 5,2 c = 0,230 Nr. l u v y Nr. l u v y 80 645 406 1,59 60,5 84 563 354 1,59 62,7 Die nachstehenden Versuche in demselben Stamme mit verschiedenen Sägeblättern zeigen ebenfalls die Zunahme der Arbeit für den Schnitt mit der Zunahme der Charakteristik, obgleich hier auch die Blattdicke sowohl, als auch die Schnittbreite mit der Charakteristik wächst. H = 42,2t = 26 z = 12 h = 36y0 = 42,11 Nr. d b c l u v y 117 1,61 3,07 0,180 665 395 1,68 61,8 139 2,21 3,59 0,223 868 526 1,65 66,0 140 2,88 4,35 0,278 666 407 1,64 68,9 142 3,85 5,40 0,356 470 290 1,62 70,3 Es sind dies genügend Beweise für den Einfluss der Charakteristik c=\frac{b+d}{t} auf die Arbeit beim Sägen, um die Formel ξ(y – y0) = h[v(a + βc) + γcH], oder für die Fichte \frac{\xi\,(y-y_0)}{h}=v\,(0,18+0,72\,c)+\gamma\,c\,H. für vollständig begründet zu halten. Es erübrigt nur noch den Werth von y für die Fichte zu bestimmen. Zu diesem Zwecke nehmen wir die Summe der Arbeiten für alle Mármaros-Szigeter Versuche \Sigma\,\frac{\xi\,(y-y_0)}{h}=0,18\,\Sigma\,v+0,72\,\Sigma\,c\,v+\gamma\,\Sigma\,c\,H und finden 133,8078 = 111,58583 + 1257,9 γ, woraus \gamma=\frac{22,220}{1257,9}=0,0176 oder abgerundet γ = 0,018. Damit wird der Ausdruck für die, der Arbeit für den Hub proportionale Ordinate für das Gatter Nr. 1, zwölf Sägeblätter und die D-Feder y_1=y-y_0=0,18\,\left[(1+4\,c)\,v+\frac{c\,H}{10}\right]\,h. Für die D-Feder ist P = 2,78 y1 und der Durchmesser der Riemenscheibe dieses Gatters D = 1,027 m1, weshalb die zum Schneiden bei einem Hube nothwendige Arbeit bei z Sägeblättern L=\frac{2,78\,\times\,3,1416\,\times\,1,027}{12}\,z\,y_1=0,74745\,y_1\,z ist. Die bei einer Umdrehung erzeugte (einseitige) Schnittfläche in qm ist F=z\,\frac{h}{100}\,.\,\frac{v}{1000} und hieraus \frac{L}{F}=\frac{74745\,y_1}{v\,h}. Wir erhalten demnach bei der Fichte für die für 1 qm (einseitiger) Schnittfläche nothwendige Arbeit in mk \frac{L}{F}=13454\,\left[1+4\,c+\frac{c\,H}{10\,v}\right] Es ist für die Anwendung bequemer, die Arbeit in Pferdekräften (), die (einseitige) Schnittfläche hingegen in qm für die Minute anzugeben. Nennen wir die erste N1, die zweite Fm, dann ist F=\frac{F_m}{60} und L = 75 N1, weshalb \frac{N_1}{F_m}=\frac{13454}{4500}\,\left[1+4\,c+\frac{c\,H}{10\,v}\right]=2,99\,\left[1+4\,c+\frac{c\,H}{10\,v}\right]. Runden wir 2,99 auf 3 ab, so finden wir bei der Fichte die zur Erzeugung von 1 qm minutlicher Schnittfläche nothwendige Anzahl von Pferdekräften \frac{N_1}{F_m}=3\,\left[1+4\,c+\frac{c\,H}{10\,v}\right]. Bei der Tanne ergibt sich aus entsprechenden Ableitungen und Beobachtungen zur Erzeugung von 1 qm minutlicher Schnittfläche der Aufwand folgender Anzahl Pferdestärken \frac{N_1}{F_m}=4\,\left[1+4\,c+\frac{c\,H}{10\,v}\right]. Die zur Erzeugung einer Schnittfläche von 1 qm erforderliche Arbeit beträgt \frac{L_1}{F}=18000\,\left[1+4\,c+\frac{c\,H}{10\,v}\right]. Die zur Erzeugung von 1 qm Schnittfläche nothwendige Arbeit bei den Laubhölzern ist \frac{L_1}{F}=19900\,\left[1+4\,c+\frac{c\,H}{10\,v}\right] in mk. Die zur Erzeugung von 1 qm minutlicher Schnittfläche nothwendige Anzahl der Pferdekräfte bei den Laubhölzern \frac{N_1}{F_m}=4\,4,\left[1+4\,c+\frac{c\,H}{10\,v}\right]. Der Einfluss, welchen die Zeit, während welcher die Blätter geschnitten haben, auf den Arbeitsverbrauch nimmt, erhellt aus den Versuchen 79 bis 81, welche mit fast ganz gleichen Blättern in demselben Stamme und mit demselben Gatter vorgenommen wurden. ZustandderSägeblätter Nr. des Versuches Sägeblatt Schnitthöhe Vorschub Ordinate Dicke Schnitt-breite Theilung der Arbeit des Leer-laufes reducirtauf 1 mmVorschub d b t h cm v mm y y 0 \frac{y-y_0}{v} Frisch ge-   schärft 80 2,16 3,25 32,0 30 1,59 60,5 40,5 12,6 Nach 3stün-   diger Arbeit 79 2,25 3,79 32,0 30 1,36 70,5 40,5 22,0 Nach 6stün-   diger Arbeit 81 2,16 3,53 32,3 30 1,36 79,0 40,5 28,4 Demnach verhalten sich die verbrauchten Arbeitsmengen wie 12,6 : 22,0 : 28,4 = 1 : 1,75 : 2,25. Es sei nun σ ein Coëfficient, welcher das Verhältniss zwischen dem Arbeitsverbrauche bei 1 qm Schnitthöhe angibt, wenn die Säge s Stunden gearbeitet hat, und jenen mit frisch geschärfter Säge, dann ist nach obigen Zahlen σ = 1 + 0,29 s – 0,014 s2. Der mittlere Werth σm des Coëfficienten ist dann bei s-stündiger Arbeitszeit der Sägen \sigma_m=\frac{\int\limits_{0}^{s}\,(1+0,29\,s-0,014\,s^2)\,d\,s}{s}=1+0,145\,s-0,005\,s^2. Gesetzt man würde die Sägeblätter 3 Stunden lang ohne erneuerte Schärfung arbeiten lassen, dann wäre der mittlere Werth des Coëfficienten σm = 1 + 0,145 × 3 – 0,005 × 9 = 1,3. Würde man unter solchen Verhältnissen zum Beispiel Pichten schneiden, dann wäre zur Erzeugung von 1 qm Schnittfläche in der Minute eine Betriebsmaschine von N1 Pferdekräften rein zum Schneiden nothwendig, und zwar \frac{N_1}{F_m}=1,3\,\times\,3\,\left[1+4\,c+\frac{c\,H}{10\,v}\right]=3,9\,\left[1+4\,c\,\times\,\frac{c\,H}{10\,v}\right]. Ist allgemein für frisch geschärfte Sägeblätter \frac{N_1}{F_m}=k\,\left[1+4\,c+\frac{c\,H}{10\,v}\right], dann ist der mittlere Arbeitsverbrauch bei s-stündiger Arbeitszeit mit einer Schärfung \frac{N_1}{F_m}=\sigma_m\,k\,\left[1+4\,c+\frac{c\,H}{10\,v}\right]. (Fortsetzung folgt.)