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Werkstattgeplapper

PeterKa

User
Hallo Gemeinde,

in den letzten Monaten ist der Modellbau bei mir etwas in den Hintergrund geraten. Mein Hauptaugenmerk liegt zur Zeit bei der Ausstattung der Werkstatt. Ausgelöst durch das Ungenauigkeitsdesaster beim versuchten Bau des Wankelmotors, konzentriere ich mich auf meine beiden Hauptmaschinen: Drehbank und CNC Fräse.

Beide Geräte sind etwa 6 Jahre alt und werden liebevoll gewartet. Bei der Drehbank ging es um Tricks zur Versteifung und zur Verbesserung des Rundlaufes. Bei der Fräse genügt das nicht, sie muß durch massiven Umbau in eine andere Genauigkeistklasse gehievt werden.

Sie ist derzeit bis zur letzten Schraube zerlegt und jedes kleinste Teil wird hinsichtlich der Auswirkung zur Steifigkeit und Genauigkeit untersucht und gegebenfasllsd modifiziert. Ich habe im Wankel Thread schon einiges darüber erzählt. Ich bin aber sehr unschlüssig, ob die Darlegung der Details hier von Interesse ist.

Daher habe ich diesen Thread eröffnet, um (für mich) besonders interessante Teilaspekte, von denen ich annehme, dass sie allgemeines Interesse finden könnten, ein wenig darzulegen.

Und da ist auch schon das Erste: Linearwagen mit Kugelumlaufführung.

Jeder der einen 3D Drucker, oder eine CNC Fräse hat wird sie kennen. Die Laufwagen auf Laufschienen, die bei unsachgemäßer Behandlung (zum Beispiel genauer Betrachtung) mit Kugeln um sich werfen.

Nun nach 6 Jahren und mehr als 1000 Betriebsstunden unter teilweise haarstäubenden Schmutzbelastungen sehen die Teile alles andere als lecker aus. Ich jedenfalls habe mich geweigert, die Wägen in diesem Zustand wieder einzubauen.

Ach ja, und neugierig wie es da drinnen wohl aussehen mag war ich natürlich auch ;)

Da die X-Achse von 2 auf vier Wagen erweitert wurde, habe ich 4 Neue gekauft und habe nun zwei der Wagen zur Restauration und übrig.

Und so sieht der Wagen in Einzeltelteilen aus.

DSC_0069.jpg

Gereinigt wurde alles in Bremsenreiniger und WD40.


DSC_0070.jpg

Der Zusammenbau gelingt am Einfachsten, wenn alle Führunge leicht eigefettet werden, und eine der beiden Kunststoffseiten wieder angeschraubt werden. Danach muß der Block ordentlich befestigt werden, wichtig ist es, die Dummyschiene einzusetzen.

Nun können die Kugeln eingefüllt werden.

DSC_0072.jpg

Wenn alles richtig gemacht wurde, sollten 12 Kugeln übrig bleiben und beide Umlaufkäfige bis zur Kante gefüllt sein. Die Uhrzeiten auf den Photos geben die Echtzeit des Aufbaus wieder.

DSC_0071.jpg

Jetzt kommt der eigentliche Trick. In die verbleibende Endkappe werdendie verbleibenden 12 Kugeln eingefüllt und mit ordentlich Fett festgeklebt. Diese Kappe kann nun sorglos an ihren Platz bugsiert und verschraubt werden.

DSC_0073.jpg

Zuletzt wird in die dafür vorgesehenen Öffnung noch ein wenig Fett eingedrückt. Das geht gut mit der Spritze.

Ja das wars fürs Erste. Keine Hexerei und mit etwas Sorgfalt für jeden machbar.

PeterKa
 

PeterKa

User
CNC Fräse Umbau

CNC Fräse Umbau

Damit nicht alles zu theoretisch bleibt habe ich nochmal ein paar Bilder vom Umbau der Fräse eingestellt. Da verbergen sich eine Menge an Details. Aber der Reihe nach.

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Der erste Schritt bestand darin, die nun doppelt Anzahl an Linearwagen unterzubringen. Vorweg: Der Umbau bringt sowohl deutlich mehr an Masse (also geringere Beschleunigungen möglich) als auch den Verlust von mindestens 10 cm Fahrweg in X-Achse. Das ist mir bewusst und ich kann damit leben.

Es ist unmöglich, 4 Wagen mit jeweils 4 Schrauben so auf eine Platte zu schrauben, daß die Chose hinterher sauber läuft. Also habe ich zuerst jeweis zwei Wagen mit einer Platte verbunden. Diese Einheiten können nun sehr leicht einzeln auf optimalen Lauf justiert werden.

Auf den Platten, die relativ eben sind kann man feine Schleifspuren eine Schleifsteines (800er) erkennen. Mit dieser habe ich die Platten nach der Verbohrung leicht abgezogen. Ohne diese Maßnahme, hat sich der komplette Läufer um 3/10 mm verzogen und war nur noch schwer beweglich. Ich habe Gift und Galle gepuckt, bis ich dahintergekommen bin.....

Zur Erinnerung: So war der Querträger ursprünglich dimensioniert.

DSC_0075.jpg

Dieses 10mm Stück weiches Aluminium hat das komplette Portal getragen. Es war nicht möglich zu verhindern, daß sich alles im Betrieb verzieht. Meine Lösung sieht deutlich massiver aus.

DSC_0076.jpg

Ein sehr großer Vorteil dieser Bauweise besteht darin, daß ich jede Achse leicht nachjustieren kann. Trotz gefühlten 2 Tonnen Gewicht läuft der Schlitten extrem leicht.

Ein wirkliches Miststück war die Verschraubung der Spindelmutter mit dem Wagen. Nach dem ersten Versuch war der komplette Schlitten blockiert. Gehirnschmalz und eine Meßuhr lösten das Problem.

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Hier ist der Induktionsschalter für die X-Achse zu sehen. Betätigt wird er duch das Stahlteil, welches über die Struktur herausragt. Im Original waren normale Microschalter verbaut, die mir öfters wegen Verschmutzung Fehler produziert haben.

Da letzte Teil das hiermit verschraubt wird ist der Querträger aus 20mm Aluminium, der Bodenteil des Portalwagens.

DSC_0078.jpg

An den blauen Flächen ist zu erkennen, daß hier noch einiges daran zu tun ist. Das wird dann die Schlüsselstelle des Umbaus. Ich werde darüber plappern wenn es soweit ist ;)

PeterKa
 

PeterKa

User
Differentialrechnung ... mal etwas anders ;)

Differentialrechnung ... mal etwas anders ;)

Beim Grübeln und Stöbern bin ich auf etwas ziemlich Abgefahrenes gestoßen. So sieht das aus.

DSC_0079.jpg

Es ist eine M8 Schraube. Die Hälfte davon ist auf 6 mm abgedreht und hat ein normales M6 Gewinde bekommen.

Wenn man nun beide Muttern festhält und die Schraube dreht, dann verändert sich der Abstand der beiden Muttern auf wundersame Weise. Der Grund leuchtet sofort ein, den die beiden Gewinde haben unterschiedliche Steigung. Bei einer Umdrehung dährt die M8 Schraube 1,25 mm und die M6 Schraube 1,0mm, demnach verändert sich der Abstand der beiden Muttern pro Umdrehung um die Differenz der Steigungen, hier 0,25mm. Damit lassen sich sehr feine Abstandsänderungen durchführen, wie zum Beispiel bei Mikroskopen oder Micrometern. Folgerichtig heißen solche Schrauben: Differentialschrauben.. Ich habe das noch nie gehört oder gesehen und war total perplex, was sich Menschen einfallen lassen.

Diese Schraube habe ich mir für einen Meßuhrenhalter gebaut. Ich kann mit einem 25mm Einstellrad Abstände im Bereich von Hunderstel Millimetern bequem einstellen. Das Spiel der Muttern auf der Schraube ist dabei völlig ohne Belang, da die beiden Muttern über das Bauteil immer unter Spannung gehalten werden.

Ich finde das krass :)

PeterKa

PS: Ich gehe davon aus, daß niemanden, also wirklich niemanden interessiert, wie man einen so genauen Meßuhrenhalter (Höhenmesser, Winkelmesser, etc.) selbst bauen kann, gelle.
 
Falsch

Falsch

"PS: Ich gehe davon aus, daß niemanden, also wirklich niemanden interessiert, wie man einen so genauen Meßuhrenhalter (Höhenmesser, Winkelmesser, etc.) selbst bauen kann, gelle. "

- Falsch - :):):)

Lieben Gruß
Ralf
 

Volker Cseke

Moderator etc.,
Teammitglied
Hallo Peter,

den Induktionschalter würde ich um 90 Grad drehen, dein Stahlteil verlängern, es reicht ein 6mm Stahlstab, in die Wange ein passendes Loch bohren und den Ini seitlich überfahren. Wenn du keinen mechanischen Anschlag einbaust, wirst du dir irgendwann den Ini abfahren.

LG

Volker
 

PeterKa

User
Danke für den Tipp. Ich werde das nicht mehr ändern wollen, aber zusätzlich einen mechanischen Anschlag einbauen. Das ist sehr wenig Aufwand.

Hier noch Bilder der "Micrometerschraube" für die ich inzwischen Bronzehülsen gedreht habe.

Geschlossen:

DSC_0081.jpg

Geöffnet:

DSC_0082.jpg

Damit alles seriösen Grip hat, habe ich den Weg begrenzt. 6 Umdrehungen kann ich die Schraube drehen, damit öffnte sich der Spalt um 1,5mm. Für die vorgesehene Anwendung ist das feinfühlig genug. Die beiden Platten, die den Fuß der Meßeinheit bilden sind 2 mm voneinader entfernt. Das passt also alles wie geplant.

PeterKa
 

PeterKa

User
ein Meßstativ zum Einmessen der Fräse

ein Meßstativ zum Einmessen der Fräse

Da es ja doch einen gibt, der gucken möchte und ich im Plapperthread plappern darf.... Hier die ersten Teile für das Meßstativ.

DSC_0083.jpg

Es sind zwei massive Stahlplatten, die ich auf der Drehbank mit Ach und Krach und noch mehr Geduld auf Maß gebracht habe (5-6 Stunden Schruppzeit). Die Oberfläche ist nicht die Beste, aber das Teil wird später noch lackiert. Im Moment reicht die Maßhaltigkeit.

Der Feintrieb ist noch durch eine Rändelmutter ergänzt worden und funzt einwandfrei.

Die beiden Platten werden an der hinteren Seite mit einem Federstahlpaket verbunden, und durch den Feintrieb gegeneinander verschoben. Die Untere der Platten erhält 4 10mm Kugellagerkugeln: Drei als Füße, und einen zum Anschlag ans Werkstück.

Die obere Platte erhält eine Bohrung für einen 30 cm hohen Alustab (7075 /15mm Durchmesser), an dem eine 9mm Linearschiene montiert ist. Diese Teile sind noch nicht da, daher kann ich es nur berichten.

Das wars für heute.

PeterKa
 

PeterKa

User
Meßstativ Phase 2

Meßstativ Phase 2

Es sind schon massive Löcher die ich in den Stahl prügeln muß. Aber mit Geduld und Öl gehts dann doch irgendwie. Und man kann schon so langsam erkennen wie es werden soll.

DSC_0084.jpg


DSC_0086.jpg

Die ganze Chose ruht auf 3 Stahlkugeln. Dies sind jetzt auf 1/10 genau eingepasst. Die letzten Hunderstel werden geläppt. Hmm ja, mach ich alles zum ersten Mal, ist schon irgendwie... kompliziert.

Die Kugeln werden einfach eingeklebt. Dazu nehme ich Uhu Endfest300. Die Bronzebuchsen werden mit Loctite 648 eingeklebt.

Bisher ist noch alles ok ;)

PeterKa
 

PeterKa

User
Zum Behandeln der Oberfläcge habe ich mir für die Flex eine elastische Schruppscheibe besorgt. Das mutet durchaus archaisch an, aber die Oberfläche wird einigermaßen glatt ohne daß man sich zu sehr krummlegen muß.

DSC_0087.jpg

Der senkrechte Ständer ist auch eine Herausforderung. Ich hab mir normalen 4Kantstab (schwarz) abgelängt und mit der Flex vorsichtig die Zunderschicht entfernt. Dann habe ich mir die geradeste Seite herausgesucht und mit einem Körnerpunkt markiert.

Man findet die geradeste Seite dadurch, indem man den Stab auf einer ebene Platte dreht und sich die Drehpunkte rechts und links anschaut. Diese müssen etwa bei 30% der Länge liegen und symetrisch sein, wenn die Massenverteilung gleich ist. Das war bei dieser erfüllt. Sie wird jetzt noch einmal abgezogen und dann poliert.

PeterKa
 

PeterKa

User
So das sind die letzten Bilder von dem Meßstativ. Es ist alles gebaut. Nun muß es nur noch verklebt und irgendwie gefinisht werden. Auch die Feststellung für den Wagen und die Klemme für die Meßuhr fehlen noch.

DSC_0088.jpg

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PeterKa
 
Danke

Danke

Moin Peter,
Danke für die ausführliche Beschreibung.
Zeigst Du das dann auch noch in Aktion, wenn es so weit ist?
Lieben Gruß
Ralf
 

PeterKa

User
Klar mach ich das :) Im Moment muss ich auf ein paar Sachen warten. Es fehlen mir Schrauben und Schwärzungsmittel. Und es gehlen mir noch ein paar gute Ideen für den Werkzeughalter. also ein wenig Geduld.

PeterKa
 

PeterKa

User
Umbau Fräse: Portalwagen

Umbau Fräse: Portalwagen

Im Betrieb war der Portalwagen das schwächste Glied gewesen. Daher habe ich einen großen Aufwand betrieben, die Schwachstellen zu beseitigen. Hier liegt das Portal nun auf der Meßplatte (Mein neuester Erwerb im Sonderangebot, dafür nur auf 6 my plan).

DSC_0091.jpg

Er ist sauber ausgerichtet, würde sagen etwa 1/10mm genau (Es wackelt nicht, aber ich habe die Auflageflächen noch nicht mit Hingabe gereinigt). Genauer brauche ich es im demontierten Zustand nicht, erst wenn die Laufschienen eingemessen werden (wofür ich das Meßstativ brauche).

Die unteren Schraubverbindungen habe ich so umgebaut, daß ich die Neigung einstellen kann, was vorzüglich funktioniert.

DSC_0092.jpg

Die Feinjustierung erfolgt über die beiden M8 Madenschrauben.

Einer der beiden Wangen steht nicht genau senkrecht. Da muß ich nochmal ran. Ansonsten ist alles ok soweit. Die schwierigsten Klippen habe ich überwunden.

PeterKa
 

PeterKa

User
Meßstativ fertig

Meßstativ fertig

Heute wurde es fertig..

DSC_0094.jpg

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Am Boden sind die eingeschliffenen Flachstellen auf den Kugeln zu erkennen.

DSC_0099.jpg

Die Feinjustage übertrifft alle Erwartungen. 1/100 mm ist kein Problem und in Sekunden eingenullt (auf dem Photo ist da ein Parallaxenfehler, den man mir verzeihen möge). Mit etwas anderer Geometrie (kürzere Hbelarme, etc.) sind Justagen im my Bereich möglich.

Das Stativ kann mit verschiedenen Instrumenten bestückt werden, je nach der gestellten Aufgabe. Ich werde darauf zurückkommen wenn er im Ernsteinsatz ist.

Ach ja, sogar meine Frau hat zugegeben daß dem Teil eine gewisse Ästhetik innewohnt ;)

PeterKa
 

uija

User
Ach ja, sogar meine Frau hat zugegeben daß dem Teil eine gewisse Ästhetik innewohnt ;)

PeterKa
Zusammen mit Seitenhieben ala: "Wenn du mal genauso viel Mühe ins Fensterputzen investieren würdest" oder "Und beim Hemdenbügeln verbrennst du ständig den Stoff?!"


Scherz beiseite: Klasse Arbeit!
 

PeterKa

User
Danke, ich sehe, ein Mann mit Erfahrung ;)

Heute bereits hab ich das Teil einsetzen können---- mit sehr ernüchternden Ergebnissen am Portal... Muß ich erst verdauen. Die obere Laufschiene ist um 7/10 mm in x Richtung schief und um 6/100 in y-Richtung.

Nein es liegt nicht am Stativ ;)
 

PeterKa

User
Hier mal ein sehr typischer Einsatz des Stativs.

Problem ist die Y-Achse der Fräse. Es gelang bisher nicht sie ordentlich auszurichten und ich vermutete daß der ganze Schlitten irgendwie krumm sein musste, zumal einer der Linearwagen ausgesprochen schwergängig war, obwohl er frisch überarbeitet war.

Also habe ich sogar die Schienen abgeschraubt um alles ordentlich vermessen zu können.

Also die eine Schiene ist völlig gerade, also konnte ich die Meßuhr an dieser Schiene nullen.

DSC_0103.jpg

Das geht sowas von klasse *schmacht*.

Und nun die andere direkt daneben.

DSC_0100.jpg

Ich lese 6 Hunderstel höher als die andere Schiene. Das ist sehr viel. Wenn ich drauf drücke....

DSC_0102.jpg

.... kann ich die Durchbiegung deutlich verringern. (nein bei der anderen Schiene bewegt sich da nix, der Granitblock verweigert jede Durchbiegung in meinem Genauigkeitsbereich.

Kurz und gut, die Schiene ist dauerhaft verzogen. Warum ist das so?

Ich habe mir das Alurohr vorgenommen, auf welchem die Schiene festgeschraubt war.. Mein Verdacht fiel auf die Schraublöcher.

DSC_0104.jpg

So etwa sehen sie aus, mit Loctite etwas zugeschmiert. Aber da sind deutlich Grate zu fühlen. Die Meßuhr zeigt mir, wie weit sie über die Kontaktfläche ragen.

DSC_0105.jpg

Das ist ein halber Millimeter, den bekommt keine Schraube plattgequetscht. Und damit ist die Ursache für die Probleme lokalisiert. Zu beheben ist das relativ leicht, und die Schiene wird sich sicher wieder geradeziehen.

Nach den Messungen weiß ich nun, daß die y-Achse gerade ist, jetzt kann sie eingepasst werden ohne daß ich irgendwelchen Vorfehlern aufsitze. So läuft das halt *seufz*.

PeterKa
 

PeterKa

User
Nachtrag zum Meßuhrhalter

Nachtrag zum Meßuhrhalter

Da ich die Uhren zur Zeit wie verrückt brauche, habe ich einen Adapter gebaut, der meine beiden Uhren sauber halten kann.

DSC_0109.jpg

Die große Uhr misst in der Vertikalen. Die kleine Skala erlaubt absolute Messungen bis 10mm. Dazu fahre ich auf ein Referenzteil bekannter Dicke und nulle die Uhr. Dieser Anwendungsfall ist recht häufig.

Um Flächen auf Welligkeit zu untersuchen ist diese Anordnung besser. Das Instrument hat einen Nullpunkt und kann von da aus jeweis 2 mm messen. Absolute Messungen sind demnach nur bis ca. 3 mm möglich. Aber das ist auch nicht Sinn dieser Anordnung.

DSC_0110.jpg

Der Vorteil dieses Aufbaus liegt darin, daß der Fühler beim waagrechten Fahren über das Werkstück weniger springt, da die horizontalen Kräfte durch das Bewegen nicht auf das Uhrwerk gelangen. Insgesamt habe ich daher eine ruhigere Anzeige.

Eine dritte Variante kann ich noch nicht zeigen, ist aber sehr interessant. Ein abgesägter Meßschieber wird anstelle der Uhr eingespannt. Wenn ich den Adapter fertig habe werde ich es zeigen.

Ebenfalls noch nicht realisiert ist der Fühler zum Messern von rechten Winkeln. Darauf werde ich später noch eingehen.

PeterKa
 
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