Titel: Die gewundenen oder sogen. Spiralbohrer.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1895, Band 306 (S. 29–32)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj306/ar306011

Die gewundenen oder sogen. Spiralbohrer.

Mit Abbildungen.

Stephen Morse hatte sich in den sechziger Jahren (1864) der Massenherstellung der vorher in verschiedenen Maschinenbauanstalten mit Vortheil gebrauchten und erprobten Spiralbohrer zugewendet und in New Bedford, Mass., die Morse Twist Drill and Machine Co. gegründet.

Rundstahl amerikanischer und englischer Herkunft wird auf Abstechmaschinen auf vorbestimmte Stablänge geschnitten, aber nur das Schaftende centrirt, während am Bohrerende ein Kegel angedreht wird, welcher der Bohrerspitze entspricht und der im Reitstock der Bolzendrehbank in einer entsprechenden Spurpfanne läuft, während das Schaftende auf Körnerspitze mit der Spindel geht.

Textabbildung Bd. 306, S. 29

Von Wichtigkeit für den regelrechten Bohrbetrieb ist die genaue Uebereinstimmung der Bohrerschäfte mit den Spannbüchsen der Bohrmaschinenspindel, sowohl wegen des richtigen Ganges als auch des Bohrerwechsels. Deshalb wurde eine Gleichmässigkeit derselben angestrebt, welche auch unter dem Namen Morse taper shanks theilweise Anerkennung gefunden hat. Da eine Vergleichung dieser Standmaasse mit Bohrern deutscher Fabrikation von Interesse sein dürfte, so sind im Folgenden nach Am. Mach., 1896 Bd. 19 Nr. 20 * S. 492, zu Fig. 1 bis 3 die Abmessungen in engl. Zollmaass angeführt.

Schaftnummer Konus
Zoll : Fuss engl.
Konus
Zoll : Zoll
Aeussere
Endbohrung des
Kopfes a.
Durchmesser b
des schwachen
Schenkel-
stückes
Schenkellänge c
gemessen
von a bis b
Durchmesser d
der Zunge
Stärke f der
Zunge
Länge g der
Zunge
Ganze Länge h
des Schaft-
stückes ein-
schliessl. Zunge
1 0,6 0,05 0,475 0,369 2⅛ 0,33 13/64 5/16 29/16
2 0,602 0,05016 0,700 0,572 29/16 17/32 ¼ 31/16
3 0,602 0,05016 0,938 0,778 33/16 ¾ 5/16 7/16
4 0,623 0,05191 1,231 1,020 41/16 31/32 15/32 ½
5 0,630 0,0525 1,748 1,475 53/16 113/32 6
6 0,626 0,05216 2,494 2,116 2 ¾ 85/16

Bemerkenswerth ist eine in der Pratt und Whitney Company gebrauchte Messvorrichtung (Fig. 4 bis 7), mit welcher die Normalkonus bestimmt bezieh. die Bohrerschenkel untersucht werden können. Dieselbe besteht aus einem gusseisernen Rahmenböckchen a mit Streben b, an dessen vorderen Leisten c zwei gehärtete und genau geschliffene Stahllineale d angeschraubt werden können. In den Zahnnuthen f der beiden Streben b passend wird die Brücke g angeschraubt, in dessen genau gehobelter Schlitznuth (Fig. 6) stählerne, ⅛ Zoll starke Scheiben h angeschraubt werden, welche in die Ebene der Stellineale zu liegen kommen. Nach den bekannten genauen Durchmessern zweier Scheiben h und dem gemessenen Abstande derselben ist alsdann der Kegel leicht bestimmbar.

Textabbildung Bd. 306, S. 29

In die abgedrehten Bolzen werden alsdann nach zwei Verfahren die beiden Schraubennuthen gleichzeitig eingefräst. Die grösseren Bohrer stehen senkrecht in einem Schlitten eingespannt und drehen sich gleichmässig mit dem geradlinigen Vorschub, wodurch der Normalbohrer mit gleichbleibender Schraubensteigung entsteht. Bei den Fräsemaschinen für kleinere Bohrer liegt derselbe wagerecht eingespannt und es wird bloss mit einem einzigen Fräser gearbeitet. An das freie Schaftende des Bohrers ist eine grössere Nuthscheibe gespannt, mittels welcher die axiale Verschiebung entsprechend der veränderlichen Gangsteigung der Bohrernuth hervorgebracht wird. Nach dem Fräsen der Schraubennuthen erfolgt noch vor dem Härten das Anschleifen der Bohrerlippen, worauf nach dem Härten das Richten der krumm gewordenen bezieh. verzogenen Bohrer geschieht. Zur Untersuchung auf die genaue Achsenrichtigkeit der Bohrer werden zwei Richtplatten gebraucht, welche durch zwei parallel abständig liegende Seitenbohrer ihren genauen Abstand erhalten, und indem nach und nach die gleichen Bohrer des Satzes quer durch die geneigten Platten gerollt werden, stellen sich in den klemmenden Bohrern die Fehlstücke oder ungeraden Werkzeuge heraus.

Für die richtige Arbeitswirkung eines Bohrers sind ausser der Geradheit seiner Achse und dem Zusammenfallen derselben mit der geometrischen Drehachse der Bohrmaschinenspindel noch folgende Bedingungen zu erwähnen, die namentlich bei gedrehten cylindrischen Bohrern streng zu beachten sind: Symmetrie der Schneidkanten, also gleiche Länge derselben, so dass die Verschneidung derselben in das Bohrermittel fällt. Bei gewundenen Schraubenbohrern bilden die äusseren in die Schneide auslaufenden Kanten der Schraubennuthen je eine Führungskante, welche erhalten bleiben, damit der Bohrer stets gleichen Schnittkreisdurchmesser beibehält.

Damit nun die Reibung an der Lochwandung nicht zu gross werde, wird bloss ein schmaler, 1 bis 2 mm breiter Rand auf Normalmaass belassen, das hinten liegende Material etwas zurückgesetzt, wohl auch hinterdreht. |30| Ebenso werden selbstverständlich die beiden unteren Schneidkanten hinterschliffen bezieh. nach zwei schräg liegenden Kegelmantelflächen zurückgeschliffen.

Textabbildung Bd. 306, S. 30

Um den Widerstand der Sattelschneide abzumindern, wird diese manchmal besonders zugeschärft. Wichtiger ist noch die Vorsorge gegen Bruch des Bohrers. Bricht der Bohrer am oberen Theil in der Nähe des Schenkels, so ist derselbe verloren oder wenig verwendungsfähig. Um diese Gefahr, wenn nicht ganz zu beseitigen, so doch wenigstens abzumindern, wird der Bohrerkern nach dem Schaft zu verstärkt, indem die Gewindenuth seichter, auch die Gewindsteigung der Nuth zunehmend, also das Gewinde steiler gemacht wird. Ein zweites, von Sweet vorgeschlagenes Verfahren beruht auf einen zweiten Hohlschliff, durch welchen je eine schwache Stelle, eine Bruchstelle an der Schneide geschaffen wird, wobei die Bruchstücke nicht als Keile wirken, welche dann im verstärkten Maasse erst recht den Fig. 8. Fig. 10. Bruch des ganzen Bohrers herbeiführen könnten. So entsteht bei a (Fig. 8) der gefährliche Querschnitt und dadurch wird die muthmaassliche Bruchstelle festgelegt, während der Bohrer das Ansehen Fig. 9 erhält. Die Gefahr des Bruches wird auch dadurch herabgesetzt, dass man den Spanwiderstand durch Theilung desselben abmindert, wie es durch Kerbenschliffe (Fig. 10) regelrecht angedeutet, indem die Kerben der beiden Schneidkanten versetzt, sich decken. Zwar wird dadurch die linke Schneide mit einer Kerbe a einen grösseren Schnittwiderstand zu überwinden haben, als die andere mit b und c, doch wiegt der durch die Zertheilung des Spans erzielte Vortheil weitaus den Nachtheil der unsymmetrischen Kraftvertheilung auf. (Am. Mach., 1897 Bd. 20 Nr. 5 S. 97.)

Textabbildung Bd. 306, S. 30

In den sogen. Spiralbohrern werden diese Kerben mit der Nuth bezieh. später in die Schraubennuth eingefräst, so dass beim Zuschärfen der Schneidkanten die Kerben, welche die Unterbrechung der Spanbreite besorgen, von selbst entstehen. In Fig. 11 und 12 ist ein derartig vorgerichteter Schraubenbohrer dargestellt. Liegen die Kerben jedoch symmetrisch zur Bohrerachse, so arbeitet der Bohrer fehlerhaft. Angeblich soll Geo. H. Smith bei der Brown and Sharpe Manufacturing Company bereits im J. 1885 die Anwendung des Kerbenschliffes versucht haben.(Am. Mach., 1897 Bd. 20 Nr. 12 S. 287.) Doch scheint erst in neuerer Zeit dieser Kunstgriff erfolgreich ausgebeutet zu werden. Von weitaus grösserer Bedeutung für die Bohrarbeit ist aber die Zuführung des Kühlwassers und die gewaltsame ununterbrochene Abführung der Späne aus dem Bohrloch geworden. Findet der Zufluss durch die Gewindnuthen statt, so hemmt der Flüssigkeitsstrom den Ablauf der Späne, zudem ist eine kräftige Strahlwirkung dabei kaum zu erreichen. Wird jedoch die Zuleitung von der Ableitung abgesondert, so erreicht man bei kräftigem Flüssigkeitsstrahl ein energisches Forttreiben der Späne mit dem Abgangswasser.

Textabbildung Bd. 306, S. 30

Dieses wird bei Schraubenbohrern in drei Arten zu erreichen gesucht. Es wird in die Bohrerrücken je eine schwache Spiralnuth eingefräst und diese durch eingelöthete Bänder abgedeckt, wie es nach Am. Mach., 1897 Bd. 20 Nr. 9 S. 24, in Fig. 13 von Chard durchgeführt worden ist. Die Cleveland Twist Drill Co. in Cleveland, O., löthet zwei Röhrchen in die vorgefräste Nuth glatt ein, so dass der Bohrer das Aussehen wie in Fig. 14 besitzt. Dagegen löthet die Morse Twist Drill and Machine Co. in New Bedford, Mass., die Röhrchen bloss stellenweise an (Fig. 15).

In dem Bohrer von der T. and B. Tool Company in Danbury, Conn. (Fig. 16), werden zuerst die geraden Oellöcher gebohrt, alsdann der Bohrer in glühendem Zustande gewunden und die gewundenen Nuthen fertig gefräst und der Bohrer endlich gehärtet.

Uebrigens scheint in neuerer Zeit die Herstellung von Werkzeugen aus façonnirtem Walzstahl in Aufnahme zu kommen. Die Werkzeuge, welche von der englischen Firma Beardshaw und Sohn, Baltic Steel Works, erzeugt werden, zeigen eine Ersparniss an Stahlmaterial von 47 bis 57 Proc. gegenüber vollem Rund- und Quadratstahl, aus welchem die üblichen Werkzeuge verfertigt sind. In Fig. 17 ist eine gewundene Reibahle in Ansicht vorgeführt, welche aus Façonstahl gemacht ist. Hiermit erklärt sich auch leicht die Herstellungsweise des gewundenen Bohrers (Fig. 16) mit eingebohrten Schmierlöchern.

Textabbildung Bd. 306, S. 30

Ueber die minutlichen Umlaufszahlen, welche gewundene Bohrer, in Schmiedeeisenwerkstück arbeitend, erhalten sollen, sind folgende Angaben neuerdings bekannt geworden.

d in Zoll n minutlich
2300
¼ 1100
550
½ 450
¾ 350
1 200
160
120
2 80

Schraubenbohrer mit Versenker werden in neuerer Zeit im Fahrradbau zum Bohren der Speichenlöcher im Radreifen benutzt, wobei der schwächere Bohrer in den rohrförmigen Hohlbohrer eingeschoben wird, wie dies aus den Fig. 17a und 17b ersichtlich ist.

|31|

Erwünscht ist vielleicht die Kenntniss der praktischen Regel zur Herstellung des Formquerschnittes der Fräsewerkzeuge zur Ausarbeitung der Schraubennuth an gewundenen Bohrern. Nach A. L. de Leeuw wird für einen Steigungswinkel α der Nuth und einen Spitzwinkel β, welchen die Schneidkanten zusammen bilden, zur Erzeugung einer geraden Schneidkante erforderlich sein, dass

und

(γ + α) = δ

sowie der Krümmungshalbmesser a des Formtheiles (Fig. 18), welches die Bohrerlippe bildet, d . cotg δ = a ist, worin d der Bohrerdurchmesser bedeutet. Das, zweite Bogenstück b wird beliebig, z.B. b = 0,375 d, gemacht.

Textabbildung Bd. 306, S. 31

Wäre z.B. β = 120° der Bohrerwinkel und α = 25° der Steigungswinkel der äusseren Nuthkante in Bezug auf die Bohrerachsenrichtung, so würde

und

δ = (γ + α) = (30 + 25) = 55°

sein.

Textabbildung Bd. 306, S. 31

Daher cotg α = 0,700 und der Krümmungshalbmesser a1 = 0,7 d. Für

d = 25 mm

würde

a1 = 0,7 . 25 = 17,5 mm

sein; während für den steileren Gangsteigungswinkel

α = 20°; δ =50° und a2 = 0,839 . d

in diesem Fall der Formquerschnitt den Radius

a2 = 0,839 . 25 = 21 mm

erhalten müsste. Wären beide Grenzwerthe für Bohrer mit zunehmender Steigung, so müsste der Fräserquerschnitt den Radius besitzen.

O. Parpart's Fräsemaschine für Spiralbohrer.

Textabbildung Bd. 306, S. 31

Mit dieser selbsthätigen Fräsemaschine wird der Bohrerkern nach dem Schaftende zu verdickt, weshalb die Schraubennuth gegen dieses Ende weniger tief ausfällt. Nach Am. Mach., 1896 Bd. 19 Nr. 25 * S. 606, besteht diese in Fig. 19 bis 22 dargestellte Maschine aus dem Spindelstock a mit dreiläufiger Stufenscheibe für den Antrieb der Fräsespindel b und einem übersetzenden Stufenscheibenpaar c und d für die Schaltbewegung des Tischwerkes f, welches der Gangsteigung der Schraubennuth des Bohrers beliebige Winkeleinstellung zur Fräsespindel erhält. Mittels einer Fernrohrgelenkwelle g wird die Schaltbewegung auf ein Schneckentriebwerk h und i übertragen, durch welches eine Spindel k mit Führungspatrone l gedreht wird. Mit der in der Führungspatrone l vorgesehenen Schraubennuth, welche als Spindel in einen festen Kopf m eingreift, wird durch die Patrone l der angekuppelten Spindel k eine entsprechende Längsverschiebung zuertheilt. In diesem Kopf m ist eine Futterbüchse n vorgesehen, in welcher der in die Patronennuth l eingreifende Stift sitzt. Wird daher nach erfolgter Rücklage des Bohrerwerkstückes diese Futterbüchse n um 180° verdreht, so kann die zweite Schraubennuth gefräst werden. Um nun die Längsverschiebung der Patronenspindel kl zu begrenzen, wird der Schaltbetrieb selbsthätig unterbrochen, wozu eine Brille o dient, welche durch das Stellstäbchen p einen Hebel q und damit die Anschlagstange r verschiebt, welche mittels eines Hebelgestänges s und t eine Klauenkuppelung u aus- und ein Wendetriebwerk einrückt. Gleichzeitig wird durch diese Brille o eine auf der anderen Tischseite vorgesehene Anschlagstange v (Fig. 21) betrieben, durch welche eine excentrische Büchse w gedreht, wodurch das durch die Stellschraube x gestützte Tischwerk f niedergelassen und das Bohrerwerkstück ausser Eingriff mit dem Fräsewerkzeug gebracht wird. Vorher aber wurde das Tischwerk f bereits stetig gesenkt, wobei der Bohrerkern verstärkt bezieh. die Nuthtiefe vermindert wird. Mit einer zweiten |32| Anschlagstange y wird die Schnecke h aus dem Schneckenrade i ausgelöst, indem das Schneckenlager bei Auslösung der Hebelklinke (Fig. 21) niederfällt. Dies geschieht nach erfolgter Umsteuerung und Rücklage der Spindelpatrone kl durch den Anschlag eines Ringes 1, wodurch die Futterbüchse n aus der Stellzunge 3 gebracht wird, worauf die unter Federwirkung stehende Futterbüchse n sich um 180° verdreht. Während dieser Drehung trifft der Hebel 4 (Fig. 22) auf den Anschlag 5 der Stange r, wodurch die Schaltung für den Arbeitsbetrieb wieder eingerückt wird.

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