Schnellbohrer. Schnellbohrer. Bemerkenswerte Versuche mit gewundenen sog. Spiralbohrern aus gewöhnlichem und Schnellschnittstahl (Speedcut steel) sind nach Engineering 1903, I, S. 81 im Werk von Yarrow and Co. in Poplar durchgeführt worden, durch welche die Ueberlegenheit des neueren Werkzeugstahls gegenüber dem älteren Material auch bei Bohrwerkzeugen dargetan wird. Zu diesen Versuchen wurden Bohrwände zu Yarrows Wasserröhrenkesseln benutzt, in welche, mittels einer 6fachen Reihenbohrmaschine von Buckton, Löcher von je 44,4 mmDurchmesser und 47,6 mm Tiefe in weichem Stahlmaterial bei 0,125 min Schaltung gebohrt wurden. Das Bohrwerk wurde durch einen 20 PS starken Motor bei 210 Volt Spannung betätigt und gebrauchte für den Leerlauf bei den normalen Umlaufszahlen der Bohrspindeln n = 100, Stromstärken von 22,0 Amp. n = 76, „ „ 20,5   „ n 50, „ „ 19,0   „ Dagegen stellte sich der Stromverbrauch beim Bohren eines Satzes von je 6 Rohrlöchern a) am Anfange mit scharfen und b) nach dem 30. Lochsatz mit stumpfen Bohrern, wie folgt: Werkzeug UmlaufzahlderBohrspindelnn Stromverbrauch in Ampère a) zu Anfang b) nach dem30. Lochsatz GewöhnlicherSpiralbohrer 76 51 70 Schnellschnitt-Spiralbohrer 96 59 64 Der Mehrverbrauch an Betriebskraft für Fall b gegen a stellt sich demnach bei gewöhnlichem Bohrer auf 70 – 51 = 19 Amp., d. i. 19 : 51 = 0,37 oder 37 v. H., beim Schnellschnittbohrer dagegen auf 5 Amp., das heisst auf nur 8,5 v. H. Mit scharfem Schnellschnittbohrer im Arbeitsgang werden ferner gebraucht an Stromstärke: Bei n = 96, minutl. Umdrehungen 59 Amp. „ n = 76, „ „ 56    „ „ n = 50 „ „ 45    „ so dass sich die Kraftverhältnisse für die Umlaufszahlen n und ein gegebenes Spangewicht stellen, wie n = 96; 59 . 96/96 = 59,0 Amp. n = 76; 56 . 96/76 = 70,8    „ n = 50; 45 . 96/50 = 86,4    „ Diese Kraftverhältnisse stellen sich für den langsamen Gang noch ungünstiger, wenn man den Kraftbedarf für den Leerlauf in Abzug bringt. Für Bohrerumläufe n = 96 76 50 i. d. Min. Kraftbedarf im Arbeitsgang 59 56 45 Amp. im Leerlauf der Maschine 22 20 19   „ für Schnittwirkung allein 37 36 26Anmerkung. 26\cdot \frac{96}{50}\,49,9=50 Amp., weil die Spanleistung bei gleicher Schaltung- der Umlaufszahl proportional ist.   „ für Einheit der Spanleitung 37 45 50Anmerkung. 26\cdot \frac{96}{50}\,49,9=50 Amp., weil die Spanleistung bei gleicher Schaltung- der Umlaufszahl proportional ist.   „ Hieraus ist ersichtlich, dass der Schnellschnittbohrer günstiger mit n = 96 als mit n = 50 Umdrehungen arbeitet, während die normale minutliche Umlaufszahl des gewöhnlichen Spiralbohrers sich auf n = 33 stellt, wobei derselbe nach 12 bis 14 gebohrten Löchern nachgeschliffen werden muss, während der Kraftmehrverbrauch nach dem dreissigsten mit dem Schnellschnittwerkzeug gebohrten Loche nur unwesentlich, um 8,5 v. H. zugenommen hat, ein Vorteil, der namentlich bei mehrfachen Bohrwerken von grossser Bedeutung für die Leistungsfähigkeit der Werkzeugmaschine ist. Für den reinen Bohrbetrieb würden daher bei 210 Volt Spannung gebraucht: Für n= 96 76       50 Minutenumlauf v = 224 177     116 mm/Sek. Schnitt-                     geschwindigkeit E = 20600 15960 10500 V. A. \frac{E}{740}=N= 27,25 21,60 14,20 PS \frac{N}{6}= 4,5 3,6   2,4   PS Effekt zum Bohren eines Loches von d = 44,4 mm Durchmesser. Spiralbohrer aus Kruppschem Werkzeugstahl für Schnellbetrieb besitzen folgende Leistungsfähigkeit: LochdurchmesserLochtiefe d = 31,2 mmh = 148 mm Werkstückharter Nickelstahl Umdrehungszahl n = 130 in der Minute Bohrzeit 8 Minuten für 1 Loch Bohrervorschub in 1 Minute 18,5 mm Schaltung für 1 Umdrehung λ = 0,143 mm Lineare Schaltgeschwindigkeit ε = 0,3083 mm/Sek. Lochquerschnitt \frac{\pi}{4}\,d^2=764 qmm Spanvolumen \varepsilon\cdot \frac{\pi}{4}\,d^2=235cmm/Sek. Spangewicht q = 6,35 kg/Std. Schnittdauer des Schnellschnittbohrers 150 Löcher, bis zum erforderlichen Nachschleifen, während die Schnittfähigkeit des gleichen Spiralbohrers aus Spezialstahl 7 Löcher beträgt. Wären überall die Bohrzeiten oder die Schaltungsgrössen angegeben, so könnten ältere Kraftmessungen an vielfachen Bohrmaschinen (D. p. J. 1897, Bd. 305, S. 230) damit verglichen werden. a. Bohrt 7 Löcher d = 19 mm Durchmesser in 12,7 mm starken Schienensteg. Gebraucht rund 50 A. bei 218 V.         E = 10900 V.-A. \frac{E}{740}=N=14,7 PS    \frac{N}{7}=2,1 PS für ein Loch b. Sellers 6 fache Bohrmaschine bohrt 6 Löcher, d = 27 mm Durchmesser in 12,7 min starken Schienensteg. Gebraucht 55 A. bei 220 Volt         E = 12100 V.-A. \frac{E}{740}=N=16,22 PS \frac{N}{6}=2,7 PS für ein Loch. c. Dieselbe in 19 mm starken Schienensteg \frac{N}{6}=3,4 PS Ausführlicher sind die Angaben bei den Kraftmessungen von Huillier und Frèmont (Vgl. D. p. J. 1899, Bd. 313, S. 198). a. Grösse Bohrmaschine d = 30 mm Spiralbohrer λ = 0,33 mm/Sek. Schaltung v = 267,5 mm/Sek. Schnittgeschwindigkeit                            am äusseren Umfang q = 6,6 kg/Std. Spangewicht E = E 0   = 100 mkg36 mkg Leerlauf Effekt des Antriebriemensfür reine Bohrarbeit L  = 360000 mkg/Std. \frac{L}{q}= 54500 mkg/Std. Spangewicht b. Kleine Bohrmaschine d = 25 mm Spiralbohrer λ = 0,354 mm/Sek. Schaltung v= 210 mm/Sek. Schnittgeschwindigkeit q = 4,7 kg/Std. Spangewicht E = 0 10,7 mkg Leerlauf der Bohrmaschinen E = 45,0 mkg für reinen Bahnbetrieb L = 162000 mkg/Std. \frac{L}{q}= 34500 mkg/Std. In folgenden Tab. I bis IV ist vom Verfasser eine Versuchsreihe über Kraftmessung beim Lochbohren in Gusseisen, welche von der Bickford Drill and Tool Company in Cincinnati, Ohio, angestellt worden und im American Machinist 1902, Bd. 25, S. 1334 angeführt ist, eingehend bearbeitet worden, was dem Fachmann gewiss nicht unerwünscht sein dürfte. In Tab. 1 ist die Schnittgeschwindigkeit v mm/Sek. auf den Umfang des Bohrers bezogen und die lineare Schaltungsgeschwindigkeit ε mm/Sek. aus den Um laufschaltungen in achsialer Richtung λ = 0,18 bis 1,2 mm/Umdrehung ermittelt. Hieraus ist das sekundliche Spanvolumen in cmm/Sek. berechnet, und das Spangewicht in kg/Std. mit γ = 7.5 kg/cbm ermittelt worden. Aus der Tab. II erkennt man aus den Werten für den absoluten Bohreffekt, sowie aus dem Effekt für den Leergang der Bohrmaschine, dass zwischen den Umlaufszahlen n = 82 und 68,5 das Räder Vorgelege eingeschaltet ist. Dagegen ist die Bildung der letzten Umlaufszahl nicht bestimmt, kann aber mit dem Sprung von E = 79,5 auf 107 mkg in der Weise erklärt werden, dass ein zweites Rädervorgelege vorhanden sei. Da der Effekt für den Leerlauf der Bohrmaschine mit abnehmender Umlaufszahl der Spindel naturgemäss abnimmt, so kann eine Erklärung für den höheren spezifischen Effekt bei kleinem Bohrerdurchmesser nur in der höheren Umfangsreibung und der weiter getriebenen Spanzerteilung gefunden werden. Wie aus Tab. I ersichtlich, besitzen die kleineren Bohrer beträchtlich höhere Schnittgeschwindigkeiten, als die starken Bohrer. So z.B. erhält der Bohrer d = 25,4 gegen den Bohrer d = 76,2 eine Umfangsgeschwindigkeit, die 190 : 108 = 1,76 mal grösser ist. Wird der spezifische Effekt, abgesehen von den zusätzlichen Reibungshindernissen im Triebwerk, ins Verhältnis gesetzt, so folgt 11,5 : 7,8 = 1,47 als Faktor. Textabbildung Bd. 318, S. 345 Tabelle I.; Spanleistung für gegebene Schnitt- und Schaltgeschwindigkeit; Bohrerdurchmesser d mm; Umdrehungen n in 1 Minute; Schnittgeschwindigkeit v mm/Sek.; Lineare Schaltungsgeschwindigkeit ε = mm/Sek.; Spanvolumen cmm/Sek.; Spangewicht kg/Std.; Bemerkungen; 1) Spezifisches Gewicht; ist lineare Schaltung für he 1 Umdrehung des Bohres. Textabbildung Bd. 318, S. 345 Tabelle II; Spezifischer Effekt; mgk/qmm Spanquerschnitt; Bohrerdurchmesser d mm; Effekt in mkg/Sek. für reine Bohrarbeit; Spanquerschnitt für zwei Schneiden qmm; Spezifischer Effekt mkg/qmm Spanquerschnitt; Bemerkungen; λ = Schaltung für 1 Umdrehung des Bohrers; Spezifischer Effekt mkg/qmm für jede Stelle der Bohrerschneide. Bemerkenswert ist ferner, dass die Umfangsschaltung λ = 0,46 mm/Umdr. den günstigsten spezifischen Effekt gegenüber der feinen Schaltung λ = 0,18, sowie der grobenSchaltung λ = 1,2 mm. Auch dieser Umstand ist leicht erklärlich, weil bei λ = 0,18 mm/Umdr. die Spanverteilung weiter getrieben ist und dadurch die Spanreibung wächst, während bei der groben Schaltung λ = 1,2 mm/Umdr. der Spanwiderstand in normaler Richtung zunimmt, wodurch der Druck auf die Stirnfläche grösser wird, was wieder eine Steigerung des spezifischen Effektes zur Folge hat. Die Unregelmässigkeiten in den Werten für den spezifischen Effekt im unteren Teil der Tabelle finden im Zustand der Bohrerschneiden eine zureichende Begründung. Doch könnte bei drei gegebenen Kolumnen im unteren Tabellen teil, wahrscheinlich auch die Gesetzmässigkeit des oberen Tabellenteiles wiederzufinden sein. Textabbildung Bd. 318, S. 345 Tabelle III.; Spezifische Drücke. mkg/qmm Spanquerschnitt.; Bohrerdurchmesser d mm; Mittlerer spezifischer Druck kg/qmm Spanquerschnitt; Mittlerer spezifischer Druck kg/mm Schneide; Tangentiale Triebkraft P kg auf r = d/2 bezogen; Der mittlere spezifische Druck ist auf den Halbmesser ρ = d/4 bezogen; Tangentiale Triebkraft P kg ist auf den Bohrerumfang bezw. den Halbmesser r = d/4 bezogen. Ist R Radhalbmesser, so ist T = r/R P Zahndruck. In Tab. III sinf die berechneten mittleren spezifischen, auf die Mitte der Schneidkante bezogenen Drücke zusammengestellt. Mit einzelnen Ausnahmen nehmen diese spezifischen Arbeitsdrücke kg/qmm bei gleicher Schaltung mit zunehmendem Bohrerdurchmesser ab. Es kann aber möglicherweise ein Minimal wert für d = 31,7 mm in den Schaltgängen λ = 0,46, sowie λ = 1,2 mm/Umdrehung angenommen werden, was aber bei der geringen Anzahl der Versuchs werte vorläufig nur vermutet werden kann. Ganz unregelmässig gestaltet sich aber der Verlauf der spez. Drücke kg/mm, obwohl man versucht sein könnte, bei λ = 0,46 mm/Umdrehung und bei λ = 0,6 einen Mittelwert, etwa 65 kg/mm zu konstruieren, was aber kaum eine praktische Bedeutung hat, weil dieser auf \varrho=\frac{d}{4} bezogene Wert unbedingt nach dem Umfange ab–, und nach der Bohrerachse bis auf annähernd unendlich zunimmt. Natürlich nimmt die auf den Bohrerumfang bezogene tangentiale Triebkraft P kg, mit der Schaltungsgrösse in einem bestimmten Verhältnis zu, was leicht zu ermitteln geht. z.B \frac{1,2}{0,46}=2,61\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \frac{1520}{800}=1,9 \frac{0,46}{0,18}=2,55\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \frac{800}{270}=2,95 \frac{1,2}{0,18}=6,66\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \frac{1520}{250}=5,6 Textabbildung Bd. 318, S. 346 Tabelle IV.; Spezifische Arbeitsleistung mkg/Stundenkg Späne und Torsionsmoment M.; Bohrerdurchmesser d mm; Lochquerschnitt; Mechanische Arbeit Std./mkg; Spezifische Arbeit mkg/Stundenkg Späne an der Bohrspindel; Torsionsmoment M kg/m Das in Tab. IV angegebene allgemeine Torsionsmoment besitzt grosse konstruktive Bedeutung und zeigt in allen Reihen und Spalten eine stetige Zunahme sowohl nach Bohrergrösse als nach Vorschub. Mit vereinzelten Ausnahmen zeigt dieses Torsionsmoment eine gewisse gesetzmässige Aenderung, welche beachtenswert ist. Von hervorragender Wichtigkeit ist jedoch das spezifische Arbeitsvermögen mkg, bezogen auf Stundenleistung des abgehobenen Spanmaterials, dessen Bedeutung für spätere Vergleichsstudien sofort einleuchtet. Pregél.