Titel: Gewehrbohrmaschinen.
Autor: Pregél
Fundstelle: Band 288, Jahrgang 1893, S. 145
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Gewehrbohrmaschinen. Mit Abbildungen. Gewehrbohrmaschinen. Die Geschützrohrzüge mit zunehmendem Drall und die entsprechenden Curven am Leitlineal der Riffelmaschine. Wird ein ebenes rechtwinkeliges Dreieck ACB (Fig. 1) mit dem Richtungswinkel ω um einen geraden Kreiscylinder gewickelt, so bildet in voller Um Wickelung die Hypothenuse AB dieses Dreieckes eine cylindrische Schraubenlinie von gleichbleibendem Steigungsverhältniss. Sei nun die Seite BC = πd dem Umfange des Cylinders gleich, und stelle derselbe die Bohrung (Seele) eines Geschützrohres vor, so werden die Züge desselben nach einer Schraubenlinie in die Rohrwand eingehobelt werden können. Alsdann wird unmittelbar bei beginnender Fortschiebung des Geschosses auch eine Drehung desselben um seine Achse eintreten. Textabbildung Bd. 288, S. 145 Fig. 1. Soll aber das Geschoss nur nach und nach zur Drehung veranlasst werden, so zwar, dass an der Geschützrohrmündung der Drallwinkel ω gleich demjenigen werde, welcher bei constantem Steigungsverhältnisse angenommen ist, so wird bei einer geringeren Windungszahl im Lauf annähernd dieselbe Wirkung der in der Luft beschriebenen Schraubenlinie erzielt. Dadurch soll aber hauptsächlich ein Abscheren der Führungskörper am Geschossmantel bezieh. ein Verbleien der Züge des Geschützrohres verhindert werden, sowie eine besondere Rücksicht auf die Trägheit des Geschossgewichtes bei Einleitung der Anfangsbewegung genommen, als auch eine Verminderung der Reibung angestrebt sein. Ist nun bei der regelmässigen Schraubenlinie (Fig. 1) die Richtungslinie eine gegen die Seelenachse um den Winkel ω, den Drallwinkel, schrägstehende Gerade, so kann diese Richtungslinie im anderen Fall nur eine stetige Curve sein, die am Anfangspunkte A parallel zur Seelenachse steht, d.h. den Richtungswinkel ω gleich Null hat. Wenn nun A zum Ursprünge eines rechtwinkeligen Coordinatensystems XY gemacht ist, so wird die Gleichung der geraden Richtungslinie: y = x . cotg ω  . . . . . . . . . . 1) also \frac{y}{x}=cotg\,\omega=\frac{d\,y}{d\,x}=\mbox{Constante} sein. Wird aber zur Richtungslinie ein Kreisbogen vom Halbmesser r (Fig. 2) gewählt, liegt also der Scheitel des Kreises A im Ursprünge und der Mittelpunkt desselbenin der X-Achse, so gilt die Scheitelgleichung des Kreises: y2+ x2 – 2rx = 0 . . . . . . . . . . 2) Ebenso wird, wenn die Richtungslinie als gewöhnliche Parabel (Fig. 3) gewühlt ist, deren Gleichung: y2 = p . x . . . . . . . . . . 3) Textabbildung Bd. 288, S. 145 Fig. 2.Fig. 3. sein, wobei p der Parameter bezieh. die senkrechte Parabelsehne durch den Brennpunkt ist. Soll aber eine halbkubische Parabel (Fig. 7) als Richtungslinie verwendet sein, so lautet ihre Scheitelgleichung: y^\frac{3}{2}=q\,.\,x . . . . . . . . . . 4) Sei nun y die Länge des Geschützrohres, so ist der Richtungswinkel an der Mündung: cotg\,\omega=\frac{y}{x} . . . . . . . . . . 5) bei der geraden Richtungslinie (Fig. 1) sin\,\omega=\frac{y}{r} . . . . . . . . . . 6) bei der Kreislinie (Fig. 2) während bei der gewöhnlichen Parabel (Fig. 3), deren Gleichung y2 = p . x ist, der Richtungswinkel durch Differenziren gefunden wird wie folgt: 2y . dy = p . dx \frac{d\,y}{d\,x}=\frac{p}{2\,y} wobei also cotg\,\omega=\frac{p}{2\,y} . . . . . . . . . . 7) ist. Ebenso stellt sich der Richtungswinkel bei der halbkubischen Parabel (Fig. 7) y^\frac{3}{2}=q\,x wie folgt: \frac{3}{2}\,y^\frac{1}{2}\,d\,y=q\,.\,d\,x \frac{d\,y}{d\,x}=\frac{2}{3}\,.\,\frac{q}{\sqrt{y}}=cotg\,\omega . . . . . . . . . . 8) Für einen gegebenen Drallwinkel ω und für ein vorbestimmtes Geschützrohr y ist daher der Radius bezieh. der Parameter für den Kreis (Fig. 2): r=\frac{y}{sin\,\omega} . . . . . . . . . . 9) für die gewöhnliche Parabel (Fig. 3): p = 2y . cotg ω . . . . . . . . . . 10) für die halbkubische Parabel (Fig. 7): q=\frac{3}{2}\,y^\frac{1}{2}\,cotg\,\omega . . . . . . . . . . 11) Ist ferner n die Anzahl der Schraubenwindungen im Geschützrohr und d der Durchmesser der Rohrseele, so wird für eine Rohrlänge y, weil x = nπd gesetzt werden kann, für die gerade Richtungslinie (Fig. 1) x cotg ω = y cotg\,\omega=\frac{y}{x}=\frac{y}{n\,\pi\,d} . . . . . . . . . . 12) folgen. Wird alsdann der Radius der Kreislinie aus Gleichung 9) r=\frac{y}{sin\,\omega} für den aus Gleichung 12) ermittelten Drallwinkel ω gesucht, so folgt aus dem Dreiecke BEO (Fig. 2): \frac{r-x}{r}=cos\,\omega rx = r cos ω x = rr cos ω = r (1 – cos ω) nπd = r (1 – cos ω) und n=\frac{r}{\pi\,d}\,.\,(1-cos\,\omega) . . . . . . . . . . 13) die auf die Lauflänge y entfallende Windungszahl. Ebenso ist bei der gewöhnlichen Parabel p x = y2 p=\frac{y^2}{x}=\frac{y}{n\,.\,\pi\,d} und weil nach Gleichung 10) 2y cotg ω = p ist muss alsdann cotg\,\omega=\frac{y}{2\,n\,\pi\,d} und n=\frac{y}{2\,.\,\pi\,d\,.\,cotg\,\omega} die Windungszahl sein. In derselben Weise folgt für die halbkubische Parabel (Fig. 7): n_1=\frac{2}{3}\,.\,\frac{y}{\pi\,d\,.\,cotg\,\omega} Es verhält sich hiernach \frac{n_1}{n}=\frac{4}{3} oder n_1=\frac{4}{3}\,n Beispielsweise folgt annähernd für d = 7,9 mm, n = 3, y = 720 mm, πd = 24,82 ∾ 25 und gerader Richtungslinie, der Drallwinkel ω = 6°. Für denselben Winkel ω = 6° an der Laufmündung würde ein Kreis r = 6858 mm erforderlich werden, wobei die Windungszahl n=\frac{34}{25}\,\sim\,\frac{7}{5}=1,4 wird. Bei der gewöhnlichen Parabel würde der Parameter p = 13923 mm und die Windungszahl n = 1,5 sein, während für die halbkubische Parabel die Windungszahl auf n_1=\frac{4}{3}\,n=2 ansteigen wird. Demgemäss stellen sich die Windungszahlen auf n = 3 bei gerader Richtungslinie, n = 2 bei halbkubischer Parabel, n = 1,5 bei parabolischer Richtungslinie, n = 1,4 bei kreisförmiger           „ Unter Umständen kann die Verbindung eines krummen Stückes mit einem geraden eine wünschenswerthe Richtungslinie geben, deren Entwickelung nach dem Vorhergehenden keine Schwierigkeiten bereitet. Textabbildung Bd. 288, S. 146 Fig. 4. Textabbildung Bd. 288, S. 146 Fig. 5. Anders verhält es sich, wenn die Aufgabe gestellt wird, es solle zu einer gewählten Richtungslinie die zugehörige Leitcurve am Führungslineal der Riffelmaschine entwickelt werden, sobald zwischen dem Theilkreisdurchmesser D (Fig. 4) des Zahnstangengetriebes für den Querschlitten und der Rohrseele d das Verhältniss \frac{D}{d}=i herrscht. Hiernach wird bei gerader Richtungslinie y = n . πd cotg ω und y = n . πD cotg ϕ ––––––––––––––––––––––– 1=\frac{d}{D}\,.\,\frac{cotg\,\omega}{cotg\,\varphi} bezieh. cotg\,\varphi=\frac{d}{D}\,.\,cotg\,\omega=\frac{cotg\,\omega}{i} sowie ϕ der Richtungswinkel des Leitlineals gegen die Maschinenachse sein. Ebenso wie sich bei der geraden Richtungslinie die Abstände CB1 : CB = D : d verhalten, ebenso muss dasselbe Verhältniss bei den anderen Richtungscurven eingehalten bleiben. Dementsprechend wird beim Kreis (Fig. 5) CB1 = x1 sich zu CB = x verhalten wie x1 : x = D : d = i1 es ist daher x=\frac{x_1}{i}. Wird dieser Werth für x in die Gleichung des Kreises eingeführt, so folgt: y2 + x2 – 2rx = 0 {y_1}^2+\left(\frac{x_1}{i}\right)^2-2\,r\,\frac{x_1}{i}=0 oder i2y12 + x12 – 2rix1 = 0 multiplicirt mit r2: (ir)2y12 + r2x1 – 2r2 (ir) x1 = 0 Nun ist ir = a die grosse und r = b die kleine Achse einer Ellipse, demnach a2y2+ b2x2 2ab2x = 0 die Scheitelgleichung derselben. Textabbildung Bd. 288, S. 147 Fig. 6. Textabbildung Bd. 288, S. 147 Fig. 7. Ist daher die Richtungscurve für die Schraubenlinie mit ansteigendem Drall eine Kreislinie, so wird die Leitlinie am Führungslineal, das für die Verschiebung des Querschlittens dient, eine Ellipse sein, deren grosse Achse a = ir und deren zur Seelenachse parallel stehende kleine Achse b = r gleich dem Halbmesser des Kreises ist. Dahingegen sind die Leitlinien des Führungslineals der beiden Parabeln (Fig. 6 und 7) ebenfalls Parabeln, nur dass ihre entsprechenden Parameter \frac{p}{i} bezieh. \frac{q}{i} sind. Ueber diesen Gegenstand hat auch R. Honey im American Machinist, 1891 Bd. 14 Nr. 53 * S. 4, bezieh. 1892 Bd. 15 Nr. 9 * S. 3, Mittheilungen gemacht. O. W. Sponsel's Gewehrlaufbohrmaschine. Die Pratt und Whitney Co. in Hartford, Conn., bauen Maschinen für die Gewehrfabrikation. Textabbildung Bd. 288, S. 147 Fig. 8.Sponsel's Gewehrlaufbohrmaschine. Unter diesen sind besonders die Maschinen zum Bohren und Ziehen (Kiffen) der kleinkalibrigen Gewehrläufe in hohem Grade bemerkenswerth. Im Folgenden soll nach Revue industrielle, 1891 Nr. 28 * S. 273, die in Fig. 8 bis 17 abgebildete Gewehrlaufbohrmaschine näher beschrieben werden. Die auf zwei Endfüssen liegende Wange A zeigt denaus Fig. 12 und 13 ersichtlichen Formquerschnitt, deren oberen Flachbahnen durch eine Erweiterung A1 (Fig. 9 und 14) unterbrochen sind, welche etwas aus dem Längenmittel der Wange nach links zu angeordnet ist. Hierdurch wird die Wange in zwei ungleiche Längshälften getheilt, während ein angegossener Schalenbord am unteren Wangenfuss rings um die ganze Wange läuft, wodurch eine Schutz- und Ablaufrinne für das Oel oder das Kühlwasser gebildet wird. Am linken Wangenende ist der Spindelstock B festgelegt, vor der mittleren Wangenerweiterung ist der Setz- oder Reitstock C angestellt, und während bei beginnender Bohrarbeit der Bohrstabschlitten D am rechtsseitigen Wangenende sich befindet, wird derselbe im Arbeitsverlauf gegen die Mitte zu geschaltet, wodurch der zwischen Spindel- und Setzstock eingespannte Gewehrlauf L ausgebohrt wird. Ausserdem befindet sich auf einer Aufsatzplatte der Wange links das selbständig betriebene Fächerpumpwerk P (Fig. 8, 11 und 16), welches das abgetropfte Oel vermöge einer Rohrleitung Z nach der Bohrstelle treibt. Lagerung erhält die Spindel a in drei Büchsen b1b2 und b3, welche durch Deckel an den Spindelstockkörper B angeschlossen sind, derart, dass die vordere Bordbüchse b1 die Spindel a in ihrer Längsrichtung zwischen Bund und Mutter hält, während die hinterste im Rahmen liegende Büchse b3 eigentlich nur zur Sicherung der Spindel gegen die einseitige Wirkung des Riemenzuges vorgesehen ist. Zudem wird der in die Spindelachse fallende Bohrdruck durch die Gegenschraube c aufgefangen, während das am Spindelkopf aufgeschraubte Klemmfutter e zur Festklemmung des Gewehrlaufes dient. Innerhalb des am Spindelstock B angegossenen Rahmens laufen die beiden Antriebscheiben d frei und lose auf der Spindel a. Nur wird die für den Arbeitsgang bestimmte Riemenscheibe d vermöge einer Reibungsscheibe d1, welche auf einem Längskeil der Spindel a axial verschiebbar ist, und durch eine stellbare Federbüchse an die Nabe der Riemenscheibe d angepresst wird, mit der Spindel a gekuppelt, wodurch der durch Riemen Verschiebung n1 eingeleitete Arbeitsgang in seiner Wirkungsstärke begrenzt werden kann. Ein von der Spindel a bethätigtes Schneckentriebwerk g treibt ein zweites an der vorderen Wangenfläche angeordnetes Schneckentriebwerk h, von welchem aus, durch das Stirnradpaar i, die Steuerspindel f getrieben wird. Diese in einer Längsmulde der Wange A laufende Steuerspindel besitzt nur am rechten Längstheil Schraubengewinde, welches in ein Schraubenrad v des Bohrschlittens D eingreift. Wird dieses Schraubenrad v (Fig. 13) vermöge einer Reibungsscheibe x, die auf der Querspindel feststeht, dadurch verkuppelt und an die Lagerbordscheibe bis zur erfolgten Feststellung angedrückt, indem mittels einer Linksdrehung des Griffhebels die linksseitige Lagerbüchse frei drehbar gemacht ist, so kann mittels des Griffrades der Bohrstabschlitten mit Hand zurück gelegt werden. Textabbildung Bd. 288, S. 148 Sponsel's Gewehrlaufbohrmaschine. Um nun die Begrenzung der Schaltbewegung am Ende des Arbeitsganges selbsthätig zu machen, ist an dem Bohrstabschlitten D eine Anschlagknagge k angegossen, welche an einen stellbaren Ansatz k1 (Fig. 8 und 10) schlägt, der sich an einer Stange l befindet, die in zwei Lageraugen geführt ist. Diese Stange wird durch eine Drahtfeder beständig nach rechts gestellt, und nur am Hubende des Bohrschlittens D wird dieselbe etwas nach links gerückt. Dadurch erfährt aber der durch eine Druckfeder r nach rechts an das Stangenende von l gehaltene Schliesshebeleine kleine Linksdrehung, in Folge dessen der Querriegel m frei und unter Einwirkung einer Drahtfeder o plötzlich der Stab n nach links geschoben wird, an dessen linkem Ende die Riemengabel n1 sich befindet. Diese Federkraft o reicht natürlich zur Riemenverlegung von der Antrieb- auf die Losscheibe d hin, wodurch der Stillstand der ganzen Maschine herbeigeführt wird. Um diese Stange o vor einer Drehung um ihre eigene Achse sicherzustellen und dadurch einen sicheren Eingriff des Querriegels m mit dem Schliesshebel l1 zu gewährleisten, ist ein Führungsbügel (Fig. 11) vorhanden, der sich auf einem schwachen Zapfen führt. Ferner ist im Setzstock C eine Büchse S eingesetzt, in welcher das Kammerstück des Gewehrlaufes L passend einsetzt, sowie rechtsseitig eine Führung für den Bohrstab y vorhanden ist. Derselbe (Fig. 17) ist mit seinem hinteren vollen Ende in einer Klemmbüchse u des Bohrschlittens D gehalten und wird durch diesen gegen die Arbeitsstelle vorgesteuert. Um nun die Zuführung des Schmier- und Kühlmittels zur Arbeitsstelle zu ermöglichen, ist der Bohrstab y auf seiner ganzen oberen Länge bogenförmig ausgenuthet und durch einen hineinpassenden Rinnendeckel abgeschlossen, während die untere Nuth offen bleibt und in die erwähnte Wangenerweiterung A1 mündet. Da nun von dem Fächerpumpwerke P (Fig. 16) durch die quer unter dem Spindelstockvorderlager b1 geführte Leitung und von hier ab mittels fernrohrartiger Leitung Z das Schmiermittel durch eine Kammer n des Bohrschlittens D in den Bohrstab beständig geleitet wird, so ist auch der Zweck des Schutzkorbes verständlich, welcher in dem auf A1 gestellten Topfe sitzt. Pregél.