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
r – x =
r cos ω
x = r –
r 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.