{"id":12773,"date":"2024-04-20T12:00:47","date_gmt":"2024-04-20T10:00:47","guid":{"rendered":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/?p=12773"},"modified":"2025-11-17T11:28:04","modified_gmt":"2025-11-17T10:28:04","slug":"positionsgenaues-bohren","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/?p=12773","title":{"rendered":"Positionsgenaues Bohren"},"content":{"rendered":"\n

Positionsgenaues Bohren im Modellbau stellt hohe Anforderungen an die Pr\u00e4zision der Ausf\u00fchrung. <\/p>\n\n\n\n

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Kann man gelten lassen: die gebohrte Gelenkverbindung hat ein Soll-Mass von 70.0 mm<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Die Koordination zwischen Auge und Hand bei der Positionierung des Werkst\u00fccks mit einer Genauigkeit besser als 0.1 mm ist nicht trivial zu erreichen, wie ich bereits schmerzlich erfahren<\/a> musste. Auch sehr sorgf\u00e4ltig und aufw\u00e4ndig durch vorhergehende Bearbeitungsschritte (z.B. durch Drehen, Feilen, S\u00e4gen, L\u00f6ten etc.) vorbearbeitete Werkst\u00fccke k\u00f6nnen durch eine einzige fehlerhaft plazierte Bohrung innerhalb k\u00fcrzester Zeit in Ausschuss verwandelt werden.<\/p>\n\n\n\n

Meine Ann\u00e4herung an positionsgenaues Bohren ist eine Geschichte der immer weiteren technischen und pers\u00f6nlichen Aufr\u00fcstung. Dabei ist das sachgerechte und zielf\u00fchrende Vorgehen beim Bohren in diversen Ausbildungsvorgaben einschl\u00e4giger Handwerksberufe eigentlich hinreichend klar beschrieben:<\/p>\n\n\n\n

    \n
  1. anreissen<\/li>\n\n\n\n
  2. k\u00f6rnen<\/li>\n\n\n\n
  3. bohren<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n

    Trotzdem habe ich lange Zeit nur h\u00f6chst unbefriedigende Ergebnisse erzielen k\u00f6nnen, bis bei mir endlich der Groschen gefallen ist.<\/p>\n\n\n\n

    Anreissen<\/strong><\/p>\n\n\n\n

    F\u00fcr das Anreissen in der ben\u00f6tigten Pr\u00e4zision von besser als einem Zehntel Millimeter kommt man mit handgef\u00fchrter Reissnadel und Stahllineal nicht zum Ziel. Also habe ich einen digitalen H\u00f6henreisser <\/a>mit Anzeigepr\u00e4zision von 0.01 mm angeschafft:<\/p>\n\n\n\n

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    Bildquelle: www.paulimot.de<\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

    Als Anreissplatte verwende ich die 15 mm starke Glasplatte meines Schreibtischs. Evtl. Durchbiegung der Glasplatte sind \u00e4usserst gering, und fallen bei nur wenige Zentimeter grossen Bauteilen nicht ins Gewicht.<\/p>\n\n\n\n

    Die scharf geschliffene Kante des Anreissfingers erzeugt hauchfeine, pr\u00e4zise und kantenscharfe Risslinien, welche noch besser sichtbar sind, wenn die betroffene Metalloberfl\u00e4che vorher mit einen Permanent Marker (z.B. Edding) farbig eingestrichen wurden. Da \u00fcberwiegend mit Messing gearbeitet wird, ergibt ein blauer oder schwarzer Edding einen sch\u00f6nen und gut sichtbaren Kontrast. Auch «permanente» Einf\u00e4rbungen k\u00f6nnen \u00fcbrigens nach erfolgter Bohrung mit Aceton (u.a.: Nagellackentferner) m\u00fchelos und r\u00fcckstandsfrei entfernt werden.<\/p>\n\n\n\n

    K\u00f6rnen<\/strong><\/p>\n\n\n\n

    F\u00fcr das K\u00f6rnen verwende(te) ich anf\u00e4nglich den folgenden Automatikk\u00f6rner<\/a>, angeblich mit einstellbarer Schlagkraft (Ich konnte bisher allerdings keine Variation von Korntiefe oder -durchmesser auf MS58 feststellen):<\/p>\n\n\n\n

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    Bildquelle: www.rennsteig.com<\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

    Weil regelm\u00e4ssig bei meinen Versuchen bereits ein erheblicher Teil der beim Anreissen vorgelegten Pr\u00e4zision beim K\u00f6rnen verloren ging, bin ich vom K\u00f6rnen inzwischen abgekommen, und bevorzuge mittlerweile ein zun\u00e4chst vorsichtiges, danach beherztes «Anbohren» mittels Zentrierbohrer:<\/p>\n\n\n\n

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    Zentrierbohrer: zu kurz zum Verbiegen<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

    Ein Zentrierbohrer bietet durch seinen relativ zum eigentlichen Bohrdurchmesser dicken Schaft und die sehr kurze Bohrspitze mit dem eigentlichen Nenndurchmesser eine hohe Biegesteifigkeit, so dass bei gen\u00fcgend steifer Bohrmaschine\/Werkst\u00fcckeinspannung eine F\u00fchrung durch ein kleines Korn nicht erforderlich ist. In gewissem Umfang kann sogar eine ungenau plazierte zarte Anbohrung mit einem Zentrierbohrer noch seitlich versetzt werden. Insofern ger\u00e4t eine derartige Korrektur bereits in den Bereich des Fr\u00e4sens: rotierendes Werkzeug an dem das Werkst\u00fcck linear vorbei gef\u00fchrt wird.<\/p>\n\n\n\n

    Pr\u00e4zisionsschraubstock<\/strong><\/p>\n\n\n\n

    Nat\u00fcrlich kann man die oft nur wenige Millimeter grossen Bauteile, um die es beim Modellbau h\u00e4ufig geht, nicht mit den Fingern in der anhaltend hohen Positionsgenauigkeit besser als 0.1 mm unter dem Bohrer festhalten. Also wurde ein Pr\u00e4zisionsschraubstock<\/a> mit allseitig geschliffenen und winkligen Fl\u00e4chen angeschafft, welcher durch seine glatten und parallelen Spannfl\u00e4chen auch die Bauteiloberfl\u00e4chen nicht besch\u00e4digt.<\/p>\n\n\n\n

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    Garantiert zwar keine Pr\u00e4zision, tr\u00e4gt aber deutlich dazu bei Bildquelle: Bengs Modellbau<\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

    Bohrmaschine<\/strong><\/p>\n\n\n\n

    Ich besass zwar schon drei Bohrmaschinen (Schlagbohrmaschine, Bohrhammer und Akkuschrauber). Jedoch waren diese s\u00e4mtlich f\u00fcr den Modellbau ungeeignet. Eine St\u00e4nder- bzw. S\u00e4ulenbohrmaschine musste her.<\/p>\n\n\n\n

    Zun\u00e4chst habe ich, wegen des mechanischen, stufenlosen Getriebes zur Drehzahlwahl (ohne Riemenumlegen) und des Bohrbereichs bis \u00f8 16 mm in Metall die S\u00e4ulenbohrmaschine Scheppach DP18 Vario<\/a> gekauft und installiert. Deren Pinole weist einen MK2 Morsekonus auf – darauf hatte ich bei der Wahl des zu kaufenden Modells extra geachtet und das sollte sich noch als n\u00fctzlich erweisen. Auch die eingebaute Arbeitsfeldbeleuchtung mit zus\u00e4tzlichem Kreuzlinienlaser(!) klangen vielversprechend. Insgesamt sehe ich die Wahl dieses Modell im Nachhinein aber als Fehlkauf an, aus Gr\u00fcnden, die nicht nur an der Maschine selbst liegen. Das Arbeitsfeld wird kurz vor dem entscheidenden Moment, wenn die Bohrerspitze auf das Werkst\u00fcck trifft, durch das Bohrfutter abgeschattet. So erweisen sich sowohl die eingebaute Beleuchtung als auch der Kreuzlinienlaser f\u00fcr meine Zwecke als wertlos.<\/p>\n\n\n\n

    Einschub: etwas f\u00fcr die Augen!<\/strong><\/p>\n\n\n\n

    F\u00fcr die Verbesserung der Sicht auf das Werkst\u00fcck habe ich also eine zus\u00e4tzliche, mittels Magnetfuss positionierbare Maschinenleuchte mit Schwanenhals installiert. Meine Wahl fiel auf dieses formsch\u00f6ne Modell<\/a>:<\/p>\n\n\n\n

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    Leistet mir sehr gute Dienste sowohl beim Drehen als auch beim Bohren<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

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    Ausschlaggebend f\u00fcr meine Wahl war nat\u00fcrlich nicht die Sch\u00f6nheit der Form, sondern die weitestgehend freie Positionier- und Ausrichtbarkeit mittels Schwanenhals, bei gleichzeitig hohem Lichtstrom von 1’500 Lumen.<\/p>\n\n\n\n

    Eine m\u00f6glichst helle Ausleuchtung der Arbeitsfl\u00e4che erlaubt es, dass die Augen mit enger Pupille (Entsprechend einer kleinen Blenden\u00f6ffnung) arbeiten und dadurch die Sch\u00e4rfentiefe erh\u00f6ht wird. Und wo ich schon dabei war mich pers\u00f6nlich aufzur\u00fcsten, habe ich mir auch noch eine extra Brille anmessen lassen, die ich nur beim Modellbau trage. Deren Sch\u00e4rfebereich liegt bei etwa 30 cm vor den Augen, was es mir erlaubt, (mit Schutzbrille!) dichter an den Ort des Geschehens zu gelangen. Dadurch entsteht ein gr\u00f6sseres Bild auf der Netzhaut, entsprechend einer Vergr\u00f6sserung der «Aufl\u00f6sung». Ausserdem verbessert der relativ(!) verbreiterte Basisabstand beider Augen vom Objekt die Tiefenwahrnehmung und -unterscheidbarkeit.<\/p>\n\n\n\n

    Zur\u00fcck zur Bohrmaschine:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

    Die Bohrmaschine war im Auslieferungszustand mit einem Schnellspann-Bohrfutter ausger\u00fcstet, Spannbereich 1 – 16 mm, mittels eines B16 Kegels mit dem MK2 Aufnahmedorn verbunden. Als ich bei den ersten Bohrversuchen den Eindruck schlechten Rundlaufs hatte, habe ich mir das Bohrfutter einmal genauer angesehen und dachte, mich trifft der Schlag:<\/p>\n\n\n\n

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    Die verschiedenen Gesichter des ausgelieferten Bohrfutters, s\u00e4mtlich ohne Verdrehung<\/strong> zwischen den einzelnen Aufnahmen<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

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    Die einzelnen Backen des ausgelieferten Bohrfutters erlaubten ohne Verdrehung (Nachspannen\/L\u00f6sen) zwischen den obigen Aufnahmen ein axiales und radiales Spiel der Einzelbacken in der Gr\u00f6ssenordnung von jeweils ca. 2 mm. Das habe ich nat\u00fcrlich sofort in die Altmetalltonne gefeuert, und lediglich f\u00fcr die nachtr\u00e4gliche Fotodokumentation nochmals von Sp\u00e4nen gereinigt.<\/p>\n\n\n\n

    In diesem Moment wurde mir bewusst, dass es erhebliche Qualit\u00e4ts- (und Preis-) Unterschiede bei Bohrfuttern gibt. F\u00fcr Qualit\u00e4ts-Bohrfutter von namhaften Herstellern (z.B. Albrecht<\/a>, Roehm<\/a>) kann man ann\u00e4hernd den Gegenwert meiner kompletten Bohrmaschine auslegen. Die Sache drohte, finanziell aus dem Ruder zu laufen. \ud83d\ude27<\/p>\n\n\n\n

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    R\u00f6hm Spiro-i, 1 – 16 mm, Rundlaufgenauigkeit 0.05 mm (Bildquelle: Roehm.biz<\/a>)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

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    Da ich bereits \u00fcber zwei Bohrfutter mit MK2 Aufnahme f\u00fcr den Reitstock meiner Drehbank verf\u00fcgte (siehe hier<\/a> und hier<\/a>), entschied ich mich gegen den Kauf eines dritten Bohrfutters mit weitgehend \u00fcberlappenden Eigenschaften, welches m\u00f6glicherweise nur marginal bessere Ergebnisse geliefert h\u00e4tte. Denn die beiden im vorigen Satz verlinkten Bohrfutter von Paulimot geh\u00f6ren bereits deren «Professional» Serie an und weisen laut Anbieter ebenfalls eine Rundlaufgenauigkeit von 0.05 mm auf. Trotzdem weisen auch deren Spannbacken ein deutlich f\u00fchlbares Spiel auf, wenn auch wesentlich geringer als beim mit der Bohrmaschine ausgelieferten Bohrfutter.<\/p>\n\n\n\n

    Statt dessen kaufte ich f\u00fcr deutlich weniger Geld ein Spannzangenfutter<\/a> mit zugeh\u00f6rigen Spannzangen<\/a> und einer garantierten «Systemgenauigkeit» von 0.012 mm, und damit fast eine halbe Gr\u00f6ssenordnung besser als die besten Bohrfutter von Markenherstellern (s.o.) mit zugesagten Rundlaufgenauigkeiten von 0.05 mm. <\/p>\n\n\n\n

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    Spannzangenfutter mit eingesetztem \u00f8 2.0 mm Spiralbohrer<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

    Der Preis der h\u00f6heren erreichbaren Pr\u00e4zision wird durch Einbussen bei der Bequemlichkeit gezahlt: Ein Wechsel des Werkzeugdurchmessers erfordert nun ein L\u00f6sen und Abnehmen der \u00dcberwurfmutter mittels Spezialschl\u00fcssel bei gleichzeitigem Festhalten des Spannzangenfutters mit einem Engl\u00e4nder (Rollgabelschl\u00fcssel), Austausch der Spannzange gegen die neu ben\u00f6tigte, sowie Wiedereinbau und Festziehen der \u00dcberwurfmutter unter erneutem Werkzeugeinsatz. Verglichen mit einem schlichten Handgriff beim Schnellspannbohrfutter ist das deutlich aufw\u00e4ndiger. Aber: das Bewusstsein der h\u00f6heren erzielbaren Pr\u00e4zision erfreut das Herz und tr\u00f6stet \u00fcber das Loch im Portemonnaie hinweg.<\/p>\n\n\n\n

    Drehzahl!<\/strong><\/p>\n\n\n\n

    Trotz all dieser bisherigen Massnahmen konnte ich immer noch keine \u00fcberzeugende Verbesserung in der Positionsgenauigkeit meiner Bohrversuche feststellen. Da ich sowohl Bohrer, Pr\u00e4zisionsschraubstock und auch das Messingmaterial von Modellbau Bengs bezogen hatte, wandte ich mich telefonisch an Herrn Bengs und schilderte mein Problem. Er fragte mich, welche Bohrmaschine ich denn verwende, und ich nannte ihm den Typ. Er schaute kurz nach und bemerkte dann dazu, dass die wohl «ziemlich gross» sei. Und best\u00e4tigte damit implizit meinen schon l\u00e4nger gehabten, jedoch unterdr\u00fcckten Eindruck, dass ich wohl ein f\u00fcr Modellbauzwecke \u00fcberdimensioniertes Modell gekauft hatte. Was die denn f\u00fcr eine maximale Drehzahl besitze? Ich nannte die spezifizierten 2’400 U\/min, worauf er mir empfahl, gerade bei kleinen Bohrerdurchmessern die volle maximale Drehzahl auszunutzen.<\/p>\n\n\n\n

    An dieser Stelle erinnerte ich mich an die im Studium einmal geh\u00f6rte, aber nie konkret ben\u00f6tigte optimale Schnittgeschwindigkeit bei der spanhebenden Bearbeitung von Werkstoffen. Schnell in meinem «Tabellenbuch Metall» nachgeschaut: f\u00fcr Messing liegt diese beim Bohren mit HSS Bohrern im Bereich zwischen 40 .. 60 m\/min! Ein Bohrer mit \u00f8 1.6 mm, wie ich ihn zum Vorbohren von M2 Gewinden h\u00e4ufig ben\u00f6tige, braucht somit eine Drehzahl zwischen 8’000 und 12’000 U\/min. Autsch! Das schafft meine Scheppach bei Weitem nicht. Ausserdem rumpelt das stufenlose mechanische Getriebe bei ihrer H\u00f6chstdrehzahl von 2’400 U\/min ganz ordentlich, und hinterl\u00e4sst schon rein akustisch kein gutes Gef\u00fchl bei filigranen Arbeiten.<\/p>\n\n\n\n

    Was also tun? Ich schaute mich auf Aliexpress um und fand eine schicke, kleine Tischbohrmaschine<\/a>, welche angeblich bis zu 16’000 U\/min bot:<\/p>\n\n\n\n

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    Hier mit separat zu erwerbendem Kreuztisch-chen<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

    Weil eine der Produktabbildungen diese Tischbohrmaschine in Kombination mit einem separat zu erwerbenden kleinen Kreuztisch<\/a> zeigte, und weil ich mit einem «richtigen» Kreuztisch am Bohrwerk\/Fr\u00e4se in der \u00f6ffentlichen Metallwerkstatt «Meter», St. Gallen<\/a> in Sachen Pr\u00e4zision bereits erfolgreich gearbeitet hatte, habe ich den Kreuztisch gleich mitbestellt. Kosten hierf\u00fcr, inkl. Versand aus China: Tischbohrmaschine CHF 100.53, Kreuztisch: CHF\u00a068.84.<\/p>\n\n\n\n

    Nat\u00fcrlich habe ich f\u00fcr den Preis nicht die Pr\u00e4zision schweizer oder deutscher Werkzeugmaschinen erwartet. Aber ich kann doch sagen, dass ich mit dieser Kombination und mit dem gebotenen Preis-Leistungsverh\u00e4ltnis extrem zufrieden bin. Die Bohrmaschine kam sorgf\u00e4ltig verpackt bei mir an, inkl. einem Paar Ersatzkohlen f\u00fcr den Motor, einem Ersatz-Riemen f\u00fcr den dreistufig mittels Riemen w\u00e4hlbaren Drehzahlbereich, ein paar Inbusschl\u00fcsseln und sogar zwei kleinen Spiralbohrern (davon allerdings einer bereits verrostet). In jeder Hinsicht wurde meine Erwartung \u00fcbertroffen. Das Maschinchen scheint spielfrei zu sein, und wird von mir bis zum Durchmesserbereich von h\u00f6chstens 3 mm in Metall eingesetzt werden.<\/p>\n\n\n\n

    Der Kreuztisch war nicht ganz so perfekt ab Auslieferung, konnte aber mit kleinem Zeit- und Materialeinsatz derart «gepimpt» werden, dass er meine Zwecke nun ebenfalls sehr zufriedenstellend erf\u00fcllt. Ursache f\u00fcr die anf\u00e4nglichen M\u00e4ngel waren zu kleine Durchmesser der Mitnehmer, welche die Spindeldrehungen auf die Schlitten \u00fcbertragen. Dadurch ergab sich zu Beginn ein f\u00fchlbares axiales Spiel in Spindelrichtung von jeweils ca. 0.15 mm. Aus einem Messing Restst\u00fcck mit \u00f8 15 mm konnte ich zwei stramm in ihre jeweilige Aufnahmebohrung passende neue Mitnehmer anfertigen, so dass nun kein Spiel mehr f\u00fchlbar ist. Die Schwalbenschwanzf\u00fchrungen der beiden Schlitten sind zudem einstellbar. Ich will den Kreuztisch auch nicht zum Fr\u00e4sen (mit seitlichen Belastungen verbunden) verwenden, sondern nur zum exakten Positionieren von Werkst\u00fccken unter der Bohrerspitze. Lediglich die urspr\u00fcngliche S\u00e4ule, ein verchromtes(?), geschweisstes und \u00fcberschliffenes Rohr von \u00f8 32 mm, 300 mm L\u00e4nge und 1.75 mm Wandst\u00e4rke liess f\u00fcr meinen Aufbau aus Kreuztisch und Pr\u00e4zisionsschraubstock zu wenig Arbeitsraum zwischen Bohrfutter-Unterkante und Schraubstock-Oberkante. Nach Austausch gegen ein Edelstahlrohr mit \u00f8 32 mm, 590 mm L\u00e4nge<\/a> und 2.0 mm Wandst\u00e4rke habe ich nun f\u00fcr alle absehbaren Bearbeitungen gen\u00fcgend «Luft nach oben»:<\/p>\n\n\n\n

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    anfangs noch arg knapp<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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    nun mit reichlich Luft nach oben (rechts im Bild die originale S\u00e4ule)<\/figcaption><\/figure>\n<\/figure>\n\n\n\n

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    Insgesamt finde ich diese beiden Ger\u00e4te wirklich top. Sie waren f\u00fcr mich der Durchbruch zum positionsgenauen Bohren. Nach einem langem und nicht ganz billigen Weg habe ich ein vorl\u00e4ufiges Ziel erreicht. Die Verbindungsachse der eingangs gezeigten beiden Bauteile habe ich damit bis auf 0.02 mm genau bohren k\u00f6nnen. Das Bohren hat damit f\u00fcr mich seinen Schrecken verloren. Den Kreuztisch habe ich auch schon auf meine grosse Scheppach montiert. Auch dort konnte ich eine sehr markante Verbesserung in der Positionsgenauigkeit registrieren.<\/p>\n\n\n\n

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    Lessons learned<\/strong><\/p>\n\n\n\n

    Positionsgenaues Bohren erfordert, dass sich Bohrerspitze und Werkst\u00fcck m\u00f6glichst exakt an der gew\u00fcnschten Stelle treffen und diese Stellung zueinander auch w\u00e4hrend des Bohrvorgangs einhalten. Klingt trivial, enth\u00e4lt aber den Schl\u00fcssel zum Verst\u00e4ndnis, jedenfalls meines.<\/p>\n\n\n\n