Lewis Heim
Lewis R. Heim | |
|---|---|
| Född | 19 september 1874 East Fishkill, New York
|
| dog | 29 mars 1964 (ålder: 89) Orlando, Florida
|
| Nationalitet | amerikansk |
| Yrke(n) | Maskinist, uppfinnare, affärsman |
| Antal aktiva år | 1896–1964 |
| Känd för | Uppfinnare av den centerlösa cylindriska slipmaskinen och det sfäriska stångändlagret. |
Lewis Rasmus Heim (19 september 1874 – 29 mars 1964) var en amerikansk maskinist och affärsman som var uppfinnaren av den Centerless Cylindrical grinder, Heim Joint Rod End Bearing och en pionjär inom moderna sfäriska kul- och rullager .
Heim var en självlärd maskinist med en förmåga att visualisera komplexa mekanismer och mekaniska processer som resulterade i skapandet av nya maskiner, verktygsmaskiner, tillverkningsmetoder och mekaniska lager och beviljades 92 patent under sin livstid. Hans uppfinningar sträckte sig från maskiner för att tillverka hattar och automatisera strykningen av vikkragar till precisionsslipmaskiner och industriella lager som används i bilar, flygplan och maskiner.
Tidigt liv
Född på en gård i New York 1874, Heim var det andra av fem barn som föddes till Charles och Frederika Heim, båda immigranter från Tyskland. 1890, vid 16 års ålder, flyttade Heim till Danbury, Connecticut, som vid den tiden var ett av de stora centran för tillverkning av hattar i USA. Heim tog flera ströjobb innan han tog ett jobb som maskinist på ett av Danburys hatttillverkningsföretag.
Uppfinningar
Heim var en uppfinnare av många typer av maskiner, mekaniska anordningar och tillverkningsprocesser. År 1895, vid 21 års ålder, utvecklade Heim en hattförstyvningsmaskin (patent nr 573 876) som befriade operatören från att behöva hålla eller manipulera hatten under processen att applicera förstyvningsmassa. Heims uppfinning sparade tid, förbättrade kvaliteten och sänkte kostnaden för att styva hattar. Heim utvecklade därefter ytterligare sex kompletterande hatttillverkningsmaskiner som köptes av många lokala tillverkare. 1901 köpte en stor multinationell tillverkare av hatttillverkningsmaskiner sex av Heims patent.
1902 utvecklade Heim en tvättmaskin för avtagbara, vikbara kragar. På den tiden styvades kragar som bars av män och kvinnor med stärkelse, sedan ströks de för att bilda en nästan knivskarp kant som orsakade irritation i en persons nacke. Heims uppfinning var en maskin designad för att stryka, torka och forma löstagbara vikkragar i en engångsprocess. Dess unika egenskap, och en som var mycket populär, var dess förmåga att mjuka upp rakkanten på stärkta och strukna kragar.3 Heim fick sitt första patent (780 750) för "Collar Roller" i januari 1903 och fick därefter ytterligare sju patent för förbättringar och andra typer av krag- och manschettstrykmaskiner som han sålde i hela Nordamerika, Europa och Asien.
Centerlös cylindrisk slipmaskin
1910 gick Heim in i den begynnande verksamheten med precisionsgjorda rullager och bildade Ball and Roller Bearing Company i Danbury, Connecticut. Heim tillverkade först kullager, axialrullager och axellager mestadels för maskiner och fordon. På den tiden var slipprocesserna som användes för att tillverka de cylindriska rullarna som användes i rullager långsamma, tråkiga och kostsamma. De flesta rullar maldes på maskiner av mitttyp som liknade svarvar. Bristen på lämpliga slipmaskiner för masstillverkning av lagervalsar, gjorda av härdat stål, ledde till att Heim utvecklade en metod för att slipa valsar utan centrum.
I slutet av 1913 tänkte Heim på en tvåhjulsslipmaskin som använde ett långsamt roterande reglerhjul för att kontrollera valsrotation mot en höghastighetsslipskiva. Heim lämnade in sitt första patent (1 210 937) för en tvåhjulig centerlös cylindrisk slipmaskin som använde ett reglerhjul i mars 1915. Heim kallade sin uppfinning för en dubbelring hjulslipmaskin som slipade enhetligt cylindriskt arbete (rullar) med hjälp av de radiella sidorna av två hjul. För att slipa en följd av valsar och för att inducera automatisk framåtrörelse av valsarna genom slipzonen, installerade Heim en lutande centerlös bärare mellan de två hjulen. Maskinen kunde slipa 100 valsar för varje vals som maldes på slipmaskiner av mitttyp, slipa till precisionsmått och kraftigt minska produktionskostnaderna.
Efter den dubbla ringhjulsmaskinen utvecklade Heim centerlösa slipmaskiner med de perifera ytorna på de två hjulen som blev standardkonfigurationen för alla framtida centerless slipmaskiner. Hans maskiner använde antingen lutande bärare (1 264 930) eller framåtlutade reglerhjul (1 579 933) för att dra arbetet genom slipzonen. Maskinerna kunde slipa både enhetligt och ojämnt cylindriskt arbete med senare maskiner som kunde uppnå extrem precision till inom 0,00001 tum (0,25 mikron) och perfekt runt arbete. Heim utvecklade också verktyg och metoder för slipning av cylindriskt arbete med olika profiler inklusive avsmalnande, huvud, ringar, konkava och konvexa former och beviljades totalt 28 patent för mittlös slipning.
Heims uppfinning av den tvåhjuliga mittlösa slipmaskinen hade en omedelbar och utbredd inverkan på industrin, särskilt bilindustrin som malde många små cylindriska delar till förbränningsmotorer och andra komponenter. Heims mittlösa slipmaskin var så ny på den tiden att många verktygsmaskiner illegalt kopierade och sålde konkurrerande maskiner. Heims maskin spelade en viktig roll i utvecklingen av automatiska verktygsmaskiner som erkändes av Smithsonian Institution i sin utställning om slipning under Hall of Tools-utställningen som presenterades 1964.
Sfäriskt stångändlager
Heim var den ursprungliga uppfinnaren av det sfäriska stavändlagret som blev känt som "Heim Joint" och "Heim Rod End". 1942, på begäran av US Army Air Force , utvecklade Heim ett fyrdelat sfäriskt lager för installation i stridsflygplanets kontrollsystem för att förbättra manövrerbarheten. Heims lager bestod av en kula med ett genomborrat hål, en gängad axel (stav) som innehöll ett cirkulärt huvud som bildade den yttre lagerbanan och två bussningar av mjuk metall som tätade kulan i huvudet. Den gängade axeln gjorde att lagrets stångände kunde anslutas till en rörlig komponent och justeras efter behov för en tät anslutning. Den 29 september 1942 lämnade Heim in sin första patentansökan för det fyrdelade stångändlagret som beviljades patentnummer 2 366 668 den 2 januari 1945.
Hösten 1942, efter att ha testat mot konkurrerande konstruktioner, tilldelade US Army Air Force Heim Company of Fairfield, Connecticut, det enda kontraktet att tillverka sfäriska stångändlager. Kort därefter, för att hjälpa krigsinsatsen, licensierade Heim Rose Bearings Company i Saxilby, Storbritannien för att tillverka spöändlager för brittiska flygplan. Med sin förmåga att hantera felinställning och relativt tunga belastningar i länkar som överför rörelse eller kraft, installerades Heims stångändlager i de flesta amerikanska och allierade flygplan i slutet av andra världskriget.
Därefter utvecklade Heim förbättringar av sitt stångändslager samt maskiner och metoder som användes vid dess tillverkning. Efter utvecklingen av stångändlagret utvecklade Heim sfäriska glidlager som utelämnade den långa stången som användes i textilvävstolar, spakar och allmänt maskineri. Senare, med början omkring 1953, utvecklade Heim konstruktioner, maskiner och metoder för tillverkning av tvådelade sfäriska lager (släta och stångändtyper) med användning av olika sänkningsmetoder såsom de som beskrivs i patent 2,787,048.
Liknande metoder användes också för att tillverka kul- och rullager med obrutna löpbanor som eliminerade behovet av slitsar eller skåror som användes för att sätta in rullningselementen. Slitsar och skåror skapade brott i de släta löpytorna som accelererade slitaget som minskade lagrets livslängd. Heim utvecklade maskiner och metoder, såsom de i patenten 2,910,765 och 2,913,810, för att expandera eller dra ihop metallkomponenter som möjliggjorde tillverkning av lager med perfekt jämna lagerbanor. Dessa lager innehöll en hel uppsättning kulor eller rullar som gjorde lagret lämpligt för högre belastningsklasser samt förlängde dess livslängd. Många av Heims maskiner och metoder som utvecklades under 1950- och 1960-talen fortsätter att användas vid tillverkning av moderna rullningslager.