Fräs-Vorrichtung für Punzen

Fräs-Vorrichtung für Punzen (Eigenbau).

Bei der Vorrichtung handelt es sich um eine Fräsmaschine zur Herstellung von Punzen, welche in der feinmechanischen Werkstatt in der Fellenbergmühle im Jahre 1927 von Johann Peter Hartfuß, dem Gründer und ersten Besitzer des feinmechanischen Betriebes, hergestellt und in der Werkstatt lange betrieben wurde.

Eine Fräsmaschine ist eine spanende Werkzeugmaschine. Mittels rotierender, mehrschneidiger Schneidwerkzeuge trägt die Fräsmaschine Material von einem Werkstück durch Zerspanung ab, um es in die gewünschte Form zu bringen. Das Fräsen leitet sich prinzipiell vom Bohren ab, doch verfügt das Fräsen über mehrere Vorschubrichtungen, wodurch auch komplexe räumliche Körper hergestellt werden können - im Falle der vorliegenden Maschine waren dies Punzen.

Die unterste Komponente der ca. 60 cm hohen Tisch-Maschine besteht aus einem Maschinenfuß mit stempelartigem Ständer. Waagerecht angeordnet befindet sich der Schlitten mit einer 2-Nuten-Aufnahme. Die drei ebenfalls horizontal gelagerte Werkzeuge (Fräser) bearbeiteten das in den Aufnahmekopf eingesteckte Werkstück gleichzeitig aus zwei im Winkel von 90° zueinander stehenden Richtungen. Der kreisrunde Aufnahmekopf besitzt zwölf Aufnahmezangen für die zu bearbeitenden Punzen - er drehte sich revolverartig um eine Achse. Die Drehbewegung sowie der Ablauf des Fräsvorgangs wurden automatisch über Kurvenscheiben ausgeführt (= kurvengesteuert).

Zur generellen Funktionsweise von Kurvenscheiben:
Eine Kurvenscheibe ist als Bestandteil von Automaten ein Element zur Steuerung von ungleichförmigen Bewegungsabläufen auf eine rein mechanische Weise. Die Kurvenscheibe besteht in der Regel aus einer ebenen Scheibe mit ungleichförmigem Rand und wird in eine gleichmäßige Drehung versetzt. Über einen Hebel, eine zweite Steuerscheibe oder eine Scheibe mit Nut wird die aus der Drehung der Kurvenscheibe resultierende Bewegung von ihrem Rand abgegriffen und zur Steuerung technischer Abläufe (Arbeitsschritte und -bewegungen) verwendet. Die funktionale Einheit aus Kurvenscheibe und Hebel wird auch Kurvengetriebe genannt.

Die Maschine war mittels Transmission durch die Hauptturbine zu betreiben (vgl. unten). Eine dreistufige Antriebsscheibe diente der Aufnahme des Transmissionsriemens. Die Vorschubbewegung wird vom Hauptantrieb abgeleitet und mit Gewindetrieben auf den Schlitten übertragen.

Zur Antriebsart mittels Transmission:
Die Transmission ist ein in der Regel historisches Riemengetriebe der frühen Industrialisierung und gehört zu den Zugmitteltrieben. Im feinmechanischen Museum Fellenbergmühle ist sie vorzüglich erhalten und bis in die Gegenwart in Funktion. Wichtiger Bestandteil dieser Antriebsart ist der Treibriemen (Transmissionsriemen).
Zur Übertragung der erzeugten Kraft - seit dem Jahre 1929 ersetzt in der Fellenbergmühle eine Turbine das zuvor verwendete Mühlrad - dienen bis heute Wellen aus Stahl und Riemenscheiben aus Gusseisen, welche über Flachriemen (Transmissionsriemen aus Leder) verbunden sind. Wie allgemein üblich, wird die Transmission durch an der Werkstattdecke verlaufende Wellen gewährleistet, die durch den gesamten Betrieb und zwei Geschosse geführt sind. So können die erforderlichen Kräfte über längere Wege, mit vergleichsweise geringem Materialeinsatz weitergeleit werden. An den Stellen, an denen eine (fest installierte) Maschine anzutreiben ist, wird mit einer Riemenscheibe ein Riemen zu dieser Maschine herunter geführt.
Im Gegensatz zu einer einfachen, festen Wasserradwelle zur Maschine (mit Steuerung allein über die Wasserzufuhr) kann mittels Turbine und Transmission die Antriebsmaschine stets bei optimalem Wirkungsgrad laufen, und jeder Abnehmer seine Drehzahl individuell einstellen. Der Einsatz von gestuften (kaskadierten) Riemenscheiben, also Scheiben verschiedener Durchmesser direkt nebeneinander, erlaubt die Einstellung verschiedener Drehzahlen an dem jeweils angetriebenen Gerät. Eine einfache Art einer Kupplung wird durch eine Anordnung von zwei gleichen Riemenscheiben nebeneinander, wovon eine - die Leer- oder Losscheibe - auf der Welle durchdreht, geschaffen: hierbei wird der Riemen zum Einkuppeln mittels eines Riemenschalters auf die an der Welle befestigte Festscheibe geschoben, zum Auskuppeln auf besagte Leerscheibe.
Generell war die Transmission, bevor Einzelantriebe zur Verfügung standen, eine wichtige Voraussetzung für maschinengetriebene, industrielle Bearbeitungs- und Fertigungsprozesse, da es seit ihrem Einsatz möglich wurde, die von einer zentralen Energiequelle zur Verfügung gestellte Energie auf mehrere (und sehr unterschiedliche) Maschinen zu verteilen.