I. Ueber Darstellung genau geebneter Metallflaͤchen, ohne sie wie gewoͤhnlich zu schleifen; von Joseph Whitworth, Esq. Eine Vorlesung desselben in der Royal-Victoria Gallery zu Manchester. Aus Sturgeon's Annals of Electricity, Bd. VI. S. 25. Whitworth, über Darstellung genau geebneter Metallflächen. Eine genaue Fläche ist eine solche, deren Punkte alle in derselben Ebene, d. i. in derselben Linie liegen, und die demnach nicht im Geringsten weder rund, noch hohl, sondern vollkommen flach ist. Zwei solche Flächen aufeinander gelegt, würden sich an allen Punkten berühren. Bei verschiedenen Operationen ist es nun natürlich von großer Wichtigkeit, eine Fläche dieser Art zu erhalten. Wenn etwas vollkommen horizontal, senkrecht, oder in einer schiefen Richtung mit großer Genauigkeit angepaßt werden soll, so kann dieß nicht ohne eine als Führung dienende glatte Oberfläche, und ohne die Mittel, solche an dem anzuwendenden Material zu erzeugen, geschehen. In dem Falle überdieß, wo Metallflächen zusammenwirken, ist Mangel an Genauigkeit von noch so manchem Nachtheil begleitet. Die Bewegung findet, statt in gerader Linie, wellenförmig mit der äußern Linie der Oberfläche statt, wodurch die beabsichtigte Wirkung oft ganz vereitelt wird. Die Räume zwischen den sich berührenden Theilen lassen durch die zu übergleitenden Ebenen hindurch einen freien Durchgang, was in vielen Fällen sehr zu vermeiden ist. So läßt bei den Ventilen der Dampfmaschinen Mangel an Genauigkeit zwischen den beiden Seiten des Kolbens einen Durchgang offen, wodurch nothwendig ein der Größe des Fehlers entsprechender Kraftverlust entsteht. Eine andere und zwar allgemeine Folge dieses Fehlers ist, daß die Reibung der beiden Flächen, anstatt sich über ihre ganze Ausdehnung zu verbreiten, sich auf gewissen Punkten ansammelt, wodurch sie sich leicht abnüzen und untauglich werden. Dieß ist aber noch nicht Alles; die Reibung ist nicht nur ungleich vertheilt, sondern bedeutend vermehrt. Die Unebenheiten der entgegengesezten Flächen erzeugen wechselseitig Verstopfungen und werden mit Theilen fremdartiger Substanzen verunreinigt. Diese Betrachtungen thun hinlänglich dar, daß eine regelmäßige Oberfläche für die Praxis oft von hoher Wichtigkeit ist. Man wird aber auch einsehen, daß eine absolute Genauigkeit unerreichbar ist, und daß wir uns derselben nur so viel annähern können, als dieß unsere Mittel gestatten. Man muß also nothwendig wissen, wo die praktische Gränze liegt und welcher Grad von Genauigkeit erreicht werden kann. Es gibt eine Menge Probirmittel für solche Flächen, wovon jedes bis auf einen gewissen Grad von Genauigkeit rectificirt, z.B. das Senkblei, die Wasserwaage etc. Aber der zu erreichen mögliche und in vielen Fällen nöthige Grad von Genauigkeit liegt weit über den Gränzen dieser Instrumente. Wenn man sie bei Flächen anwendet, so zeigen sie keinen Unterschied zwischen wirklich sich berührenden und einander nur sehr nahen Punkten; daher eine Fläche vollkommen glatt scheinen kann, während sie in der That voll Unebenheiten ist. Nimmt man aber eine genaue Fläche von derselben Größe wie die zu prüfende, so hat man ein Mittel, so genau als möglich die Untersuchung anzustellen. Das bisher angenommene und noch in Gebrauch stehende Verfahren bei Darstellung sogenannter genau geebneter Flächen besteht darin, sie nach dem Abfeilen durch Reiben der einen Fläche auf der andern mittelst Schmirgel abzuschleifen. Ich will nun zeigen, daß dieses Verfahren durchaus nicht geeignet ist, einen hohen Grad von Genauigkeit zu erzeugen, und daß ein völlig verschiedenes an dessen Stelle treten muß. Ich habe hier zwei Gußeisenplatten, welche auf die nun zu beschreibende Weise erhalten wurden. Sie besizen einen bisher bei weitem nicht erreichten Grad von Genauigkeit, so daß sie einige der ausgezeichnetsten Mechaniker in Staunen versezten. Die durch diese Genauigkeit hervorgebrachten Wirkungen sind bisher beinahe unbekannt und wären bis vor Kurzem für unmöglich gehalten worden. Wenn eine derselben sorgfältig an die andere hingeschoben wird, um die Luft auszuschließen, so adhäriren die beiden Platten einander durch den Druk der Atmosphäre mit bedeutender Kraft. Damit der Versuch gelingt, muß man die Flächen vorher mit einem trokenen Tuch so lange reiben, bis alle Feuchtigkeit entfernt ist. Wenn etwas Feuchtigkeit zurükbliebe, so würde sie wie Leim wirken und auch bei viel ungenaueren Flächen Adhäsion veranlassen. Das Experiment kann auch so angestellt werden, daß man eine Fläche langsam auf die andere hinab- und eine Luftschicht zwischen ihnen sich bilden läßt. Ehe sie in Berührung kommen, wird die obere Platte ohne Unterstüzung von der Hand auf der Luft schwimmen. Diese merkwürdige Erscheinung erklärt sich, wie es scheint, durch die große Annäherung der zwei Flächen an allen Punkten, ohne daß sie sich an einem Punkt berühren, welcher Umstand ohne die äußerste Accuratesse bei beiden nicht erhalten werden kann. Das Entweichen des zurükbleibenden Antheils Luft wird durch dessen Reibung gegen die Flächen aufgehalten, deren Stärke dem Druk der obern Platte beinahe das Gleichgewicht hält. Diese Flächen wurden durch bloßes Fellen und Schaben ohne nachheriges Schleifen erhalten. Die Operation des Schabens kannte man bisher nur zum Theil und sie wurde beim Schleifen nur als vorbereitend betrachtet. Hinsichtlich beider Processe herrscht eine sehr falsche Ansicht, welche auf die fortschreitende Verbesserung sehr nachtheilig einwirkt. Bei nur etwas näherer Betrachtung wird man wohl einsehen, daß eine genaue Fläche durch Schleifen nicht erhalten werden kann. Nehmen wir den Fall an, daß eine der Flächen concav, die andere aber eine genaue Fläche sey. Nun ist der Zwek des Schleifens unbezweifelt der, den Fehler der erstem gut zu machen; hiedurch entsteht aber zu gleicher Zeit in der richtigen Fläche der entgegengesezte Fehler. Man wird ferner finden, daß, wenn der ursprüngliche Fehler unbedeutend ist, die Flächen durch das Schleifen erst positiven Schaden leiden. Auf gewisse Theile wird länger eingewirkt als auf andere; sie werden folglich stärker abgerieben und bekommen ausgehöhlte Flächen. Wenn das Schleifen sich nicht eignet, um eine genaue, allgemeine Begränzungslinie zu erhalten, so kann es auch in den kleinen Details niemals eine Genauigkeit hervorbringen. Es ist nicht leicht denkbar, daß eine Menge von Punkten durch ein Verfahren gleichheitlich vertheilt wird, welches jede specielle Behandlung einzelner Theile ausschließt. Um diesen Zwek zu erreichen, muß man Mittel besizen, auf jeden Punkt für sich allein hinarbeiten zu können, je nachdem es eben erforderlich ist, während das Schleifen alle zugleich angreift. Untersucht man eine geschliffene Fläche, so findet man die tragenden Punkte in unregelmäßigen Massen neben einander liegen, mit breiten Vertiefungen zwischen denselben. Der Anschein einer schönen Regelmäßigkeit wird ihnen allerdings gegeben, weßhalb sonder Zweifel das allgemeine Vorurtheil zu Gunsten dieses Verfahrens sich so lange erhalten hat. Allein dieser Schein, der von der Wirklichkeit so weit entfernt ist, dient nur, den Fehler zu verbergen. Unter dieser Verkleidung entgehen Flächen einer nähern Prüfung, die, wenn sie nicht geschliffen wären, sogleich verworfen würden. Ein fernerer Nachtheil des Schleifens ist, daß durch dasselbe der Arbeiter alle Verantwortlichkeit und allen Ehrgeiz von sich abstreift, weil er sich mit dem Gedanken täuscht, daß die Fläche zulezt doch noch genau geschliffen wird. Die natürliche Folge hievon ist, daß er, im Vertrauen auf das Schleifen, und wohl wissend, daß dabei der von seiner Seite angewandte Fleiß sowohl als seine Nachlässigkeit unbeachtet bleiben, leicht darüber hinweggeht. Das eingeführte Schleifen hat demnach alle Fortschritte im Abebnen der Metallflächen aufgehalten. Eine wahrhaft genaue Fläche trifft man beinahe gar nie an. Wenige Mechaniker nur besizen genaue Kenntniß, wie sie, um eine solche darzustellen, zu verfahren haben. Auch achten die Praktiker nicht genug darauf, von welch großer Wichtigkeit und wie vergleichungsweise leicht eine solche herzustellen ist. Der Ausdruk „genau geebnete Fläche“ muß in gehörig ausgedehntem Sinn verstanden werden. Vollkommene Genauigkeit ist offenbar unerreichbar, aber gewiß ist es, daß die bisher gemachten Fortschritte weit hinter der praktischen Gränze zurükbleiben und Berüksichtigungen hinsichtlich der Ersparung allein schon die Verbesserung um vieles vorwärts gebracht hätten. Der Mangel dieses Vorwärtsschreitens ist in vielen Zweigen der Künste und technischen Gewerbe schon fühlbar. Die Dampfmaschinen-Ventile z.B., die Fundamente der Buchdrukerpressen, die Stereotypplatten, Gleitflächen aller Art, erfordern eine weit größere Genauigkeit, als sie gewöhnlich besizen. In diesen und vielen andern Fällen ist der Mangel an Genauigkeit von bedeutenden Uebelständen begleitet. Solche Fehler an den Ventilen der Locomotivmaschinen unterwerfen sie einer beständigen Gebrechlichkeit und veranlassen einen außerordentlichen Aufwand an Dampfkraft, unter Umständen, welche ihre vortheilhafteste Anwendung gerade am meisten erheischen. Beim Stereotypendruk macht die Ungenauigkeit der Platten das Unterlegen nöthig, um einen gleichförmigen Druk zu erhalten; dieß kostet eine Menge Zeit und Mühe und der Zwek ist zulezt doch nur unvollkommen erreicht. Die so sehr zu wünschende Verbesserung wird dem Aufgeben des Schleifens schnell nachfolgen. Man muß dann zu dem natürlichen Verfahren schreiten; die Probirplatte und das Schabwerkzeug leisten Alles, was man nur wünschen kann. Um nun eine genaue Fläche zu erhalten, sind zwei Fälle denkbar: erstens nämlich, daß eine solche als Modell für die zu unternehmende Arbeit dienende schon vorhanden ist, und zweitens, daß eine Musterfläche erst hergestellt werden muß. – Der erste Fall, welcher in der Praxis häufiger vorkommt, ist einfach und erfordert mehr Sorgfalt als Geschiklichkeit. Es wird eine färbende Substanz, wie rother Oker, mit Oehl so gleichförmig als möglich über die Probirplatte gestrichen. Die zu bearbeitende Platte wird nun daraus gelegt, und um die Farbe zu fixiren, schwach bewegt; da die Farbe nur an den sich berührenden Theilen hängen bleibt, so werden durch dieselbe nachher die Erhöhungen angezeigt, welche mit dem Schaber entfernt werden müssen. Diese Operation wird oft wiederholt, bei jeder Wiederholung aber wird weniger Farbe genommen, bis zulezt nur ganz wenig Farbe, mit dem Finger ausgebreitet, dazu hinreicht, indem sie bloß eine dünne Haut über dem Glanz der Platte bildet. Der zweite Fall ist complicirter und erfordert eine vorzügliche Geschiklichkeit des Arbeiters. Es werden drei Platten zu gleicher Zeit präparirt und dienen zur wechselseitigen Verbesserung ihrer Fehler. Der Verf. gibt das Verfahren nicht als ein neues aus, sondern sagt nur, daß es nicht allgemein und nur als Vorbereitung zum Poliren in Gebrauch ist. – Roberts' (Metall-) Hobelmaschine, welche zu vielen Zweken treffliche Dienste leistet, bringt keine so genau geebneten Flächen zu Stande wie der Schaber.