Optimum Drehmaschine 320x920, Meine erste "richtige" Hobbydrehe

Der Thread ist nicht nur nicht höchstprofessionell, sondern überhaupt nicht professionell. Das ist ja ein Hobby-Thread (ich bin wahrscheinlich der einzige Hobby-Mensch hier im ganzen Forum). Sei nicht so streng zu den Hobbywerkern.

Wenn wir schon bei Querbeet sind (die Bemerkung paßt exakt, kann man nicht abstreiten):

Nach einigem Nachdenken würde ich sagen, daß die (von mir innerlich immer abgelehnte) 3D CAD ein echter Durchbruch ist. Ich wollte das nicht, und wollte das nie.

Obwohl ich mich mit der Software noch gar nicht richtig auskenne, habe ich aber direkt, nach ein paar Stunden schon, von der programmiertechnischen Sicht her bemerkt, was da für ein Potential drinsteckt. Das ist nicht das Potential von 1000en von Mannjahren, so ist die nicht aufgebaut, die ist eher als "lean machine" angedacht und aufgebaut, da waren eben vor ca. 10 Jahren die "richtigen" Geister zusammen, hatten die "richtige" Idee und haben es geschafft, ihre versammelten Ideen zu einem wirklich "pfiffigen" und leistungsfähigem Werkzeug auszugestalten. Das erinnert alles sehr an Mach3 (CNC-Steuerungssoftware).

Die 99 Dollar-Klasse der Amis ist schon ein Hammer. Wie Marx schon vor 150 Jahren sagte: ihre schweren Geschütze sind die kleinen Preise. So denken die Amis eben.

Man muß tatsächlich aber unabhängig von diesem speziellen Programm ganz allgemein zugeben, daß eine 3D CAD ein sehr mächtiges Werkzeug ist, was man mit einer 2D wirklich nicht vergleichen kann. Ich hänge an meiner 2D, aber ich muß es zugeben, 2D ist Schnee von gestern.

Wäre ich hier im Forum nicht so oft gescholten worden, hätte ich mich nie damit befaßt. Aber es sollte wohl so sein.

Gruß Sharky

Der Beitrag wurde von sharky bearbeitet: 03.09.2010, 21:25 Uhr

Alibre basiert tatsächlich auf DirectX, weshalb eine teure CAD-Grafikkarte mit OpenGL rausgeschmissenes Geld wäre. Dieses Programm braucht eher eine hochwertige "Spielekarte" mit mindestens 64 GB Speicher.
Es freut mich, wenn dir dein neues Spielzeug so gut gefällt und wünsch dir gute Erfolge damit!
Hier findest du weitere kompetente Hilfe: http://ww3.'#dx.|е/cgi-bin/ubb/forumdisplay...&DaysPrune=

Ja das ist wirklich wie Lego, nur daß man die Steinchen selbst bauen darf. ;)

Hier mal ein anderes Projekt, was mir auch schon seit längerem im Kopf herumgeht:

Sicherheitskupplung für langsam angetriebene Wellen.

Anwendungsbeispiel:

Die Z-Säule einer Säulenfräsmaschine läßt sich nach oben sichern mit einem Endschalter.

Aber nicht nach unten!

Denn je nachdem welches Werkzeug und welche Aufspannung drauf ist, knallt die beim Runterfahren in die Vollen.

Hierbei könnte folgende Sicherheitskupplung mit mechanischer Notauslösung hilfreich sein.

Das Projekt ist allerdings eine rein theoretische Konstruktion. Welche Schwierigkeiten bei der mechanischen Umsetzung auftreten, ist schwer zu sagen. Normalerweise ist es von der Idee zum fertigen Stück immer etwas aufwendiger als gedacht.

Erklärung der Sicherheitskupplung:


Wir haben auf der Antriebsseite einen Mitnehmer, welcher mit 4 Kugeln bestückt wird. Das sind ganz normale Stahlkugeln, wie sie in Lagern verwendet werden. Maße hier D=5mm, Welle ist 8 mm.

Wie man sieht, stehen die Kugeln knapp (etwas weniger) als halben Durchmesser raus. Und das GEgenstück, der Mitnehmer auf der Abtriebsseite, hat die Bohrungen etwas kleiner als 5mm, hier 4.5 mm, so daß die Kugeln zwar in die Bohrungen eingreifen, aber eben nicht ganz.

Dadurch kann man zwar die Kupplungsscheiben mit den Kugeln gegeneinander verpressen, aber der abtriebsseitige Mitnehmer steht mit allen 4 Bohrungen auf einer Schrägfläche, nämlich der Schrägfläche der Kugeln in der Nähe des Äquators. Wie weit vom Äquator weg (je weiter weg umso empfindlicher wird das), bestimmt der Durchmeser der Bohrungen.

Auf der 3D-PDF sind zu sehen

1.) Die KOmponenten einzeln (Explosionszeichnung)

2.) Die Komponenten kraftschlüssig (sozusagen in Betriebsstellung)

3.) Die Komponenten nach einem Crash : Kupplung hat ausgelöst, keine Kraftübertragung mehr.

Werfen wir mal einen Blick auf den antriebsseitigen Mitnehmer, welcher zusätzlich noch in Grau abgebildet ist. Wir sehen eine innen ausgestochene zirkulare Nut. Der Durchmesser der Innen-Nut ist größer als der rote Bolzen lang ist, durch den der antriebsseitige Mitnehmer kraftschlüssig wird. Gerät der Bolzen also in den Bereich der Innennut, kann die Kupplung keine Kraft mehr übertragen (das ist ja der Witz der Sache).

Wie das funktioniert, kann man in Betriebsstellung sehen (um das zu sehen, mit der rechten Maustaste 3D-Darstellung aktivieren und die Komponenten entsprechend verschwenken). Von oben auf den Mitnehmerbolzen gesehen, erkennt man, daß der rote Bolzen in seinem Schlitz den antriebsseitigen Mitnehmer so gerade eben, knapp neben der Innenut, mitnimmt. Je dichter an der Nut, umso feiner ist das eingestellt. Solange das so bleibt, dreht die Kupplung. Sobald der Minehmer auf der Welle gegen den Federdruck nach innen gedrückt wird, greift der Bolzen ins Leere.

Das ist in der dritten Montage zu sehen:

Werden bedingt durch einen Crash oder sonstwas die übertragenen Kräfte zu groß, drücken die Schrägflächen der Kugeln den antriebsseitigen Mitnehmer entlang der Welle gegen den Federdruck zurück. Man sieht, der Mitnehmerbolzen verschwindet in der Nut. Das ist der Moment, wo die Kupplung auslöst.

Die Feinjustierung kann durch richtige Vorspannung der Feder erfolgen (man würde dann noch eine Unterlegscheibe vor die Feder legen, hab ich hier weggelassen).

Verbesserungsmöglichkeiten:

Nachdem der Crash die Kupplung ausgelöst hat, wird zwar zunächst die Kraft unterbrochen, aber der Motor läuft ja noch weiter, und bedingt durch den Federdruck wird der Bolzen seinen Schlitz wieder finden und erneut "einkuppeln".

Ist der Crash bis dahin beseitigt, ist das o.k., man kann direkt weiter schaffen.

Ist aber niemand in der Nähe der Maschine, wird die Kupplung immer wieder eingreifen und ausklinken, man kann sich das Klappern schon vorstellen.

Besser wäre also, wenn die Kupplung endgültig trennen würde.

Bestimmt gibt´s dafür auch noch eine Lösung.

Gruß Sharky
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Der Beitrag wurde von sharky bearbeitet: 04.09.2010, 09:24 Uhr

Hier ist noch ein Entwurf für ein kleines 90 Grad Kegelradgetriebe mit mechnischem Überlastschutz.

Man kann ein solches Getriebe als Gearbox, geschlossene Box aufführen und zwischen den Motor und den Abtrieb setzen.

Der Vorteil der 90 Grad Anordnung ist, daß man Platz spart (abhängig von der Bauart des Motors).

Prinzip:

Das eine Kegelrad ist starr 2fach gelagert.

Die beiden Lager vom anderen Kegelrad stecken in einer mit zwei Bolzen gelenkig aufgehängten HÜlse. Den Anpreßdruck der Kegelräder besorgt die Feder.

Diese Funktionsteile sind rot gefärbt.

Geschieht nun ein Crash, kann das zweite Kegelrad gegen den Zug der Feder um die Rotationsachse der Hülse ausweichen.

Dann macht es klacker...klacker...klacker und man weiß, da stimmt was nicht.

Jedenfalls bleibt in einem solchen Falle alles unbeschädigt.


Gruß Sharky

Jetzt konstruier mal keine mechanische "Sicherheitskupplung"...sowas gibt schon länger was auch funktioniert.Gerne verwendet am Akkuschrauber uva..

Anhand der Leistungsaufnahme des Antriebsmotor lässt sich das sogar elektrisch Lösen.Wird auch gerne an Torantrieben elektrisch umgesetzt.
Davon ab bin ich sehr davon Überzeugt,das Endschalter sich auch für die Z- Achse anbringen lassen.

Die Kegelräder als Sicherheitskupplung zu benutzen ist weniger gut,da in Kürze keine Zähne mehr vorhanden sein werden.Da würde ich 2 Scheiben nehmen
wobei jede eine bestimmte Anzahl halbkugelförmige Einfräsungen o.ä besitzt,die so zusammengesetzt werden,das mittig eine Anzahl Stahlkugeln aufgenommen werden kann....dieses mit einstellbarer Federvorspannung zusammendrücken und fertig ist eine formschlüssige Rutschkupplung.

Micha

Der Beitrag wurde von Micha466 bearbeitet: 05.09.2010, 07:49 Uhr

Du hast recht, Rutschkupplungen gibt`s bei Mädler als einfache Lamellenkupplung ab 20 Euro zu kaufen. Wenn die geeignet wären, lohnt Selbermachen nicht. Ich brauch so ein Teil für das Skelett, was jetzt in 3D komplett neu gezeichnet wird. Damit man das Design von vornherein abchecken kann und nicht, weil es häßlich (=wie ein Skelett) aussieht, umzeichnen und neu bauen muß.

Z-Säule Endschalter nach unten ist nur möglich, wenn kein Werkzeug drin steckt und nichts auf dem Tisch rumsteht. Logisch, oder?

Gruß Sharky

Z- Endschalter könnte man einstellbar machen...
Vor Macken an der Maschine schützt aber alles nichts...evtl noch eine einstellbare mechanische Begrenzung damit das Wz den Tisch oder anderes erst garnicht erreicht....muss aber eine ganz einfache Konstruktion werden,weil die ansonsten keiner benutzt.

Micha

Diese Einstellung des Endschalters kannst du vergessen. Ich hab solche Teile am X-Support meiner Fräse. Das sind mechanische Schalter, mit denen man noch vor dem Endschalter abfangen kann. Nie benutzt. Das ist völlig unrealistisch. Oder stellst du bei jeder Bearbeitung erstmal irgendwelche Schalter auf irgendwelche theoretischen Kollisionspunkte ein? Und dann brummt die Maschine ganz woanders auf als du gedacht hast.

Mir ist in meiner ganzen Laufbahn als Hobby-Fräser noch NIEMALS eine Maschine aufgebrummt, wahrscheinlich daher, weil der Gedanke im Hinterkopf steckt. Ausnahmen waren solche, wo sich der Fräser im Gleichlauf das Material reingezogen hat. Oder sagen wir besser: der zieht sich den ganzen Tisch rüber, so schnell kannst du gar nicht gucken, besonders an Kanten ist der Effekt extrem. Das sind aber Bearbeitungsfehler, kein Aufbrummen. Denn an konventionellen Maschinen DARF MAN NICHT GLEICHLÄUFIG FRÄSEN. Wer das trotzdem macht, soll sich nachher nicht beschweren. Wie auch immer, die Konstruktion darf sich darauf nicht verlassen, daß der Bediener keine Fehler macht.

Daher:

Das einzige was im Ernstfall wirklich hilft ist eine selbsttrennende Kupplung (Sicherheitskupplung).

Eine mit viel Mühe gebaute Präzisionsmaschine sollte eine solche haben.

Man kann ja nun nicht 100 oder mehr Stunden an einer Maschine bauen und dann die paar Stunden für die Sicherheit einsparen.

Im übrigen diese Lamellenkupplungen für 25 Euro vom Mädler, das überzeugt mich doch nicht. Die eiern ja durch und sind irgendwann rotglühend.

Das ist nichts vernünftiges.

Sobald das dann anspruchsvoller wird, mit einstellbarem Moment und Auskuppeln, sind die gar nicht mehr billig, da sind sofort einige 100 Euro angesagt.

Ich glaube meine kleine Konstruktion ist gar nicht so verkehrt. Entweder die eine oder die andere oder noch eine andere.

Wenn man im Beispiel 2 das Kegelrad als Sollbruchstelle betrachtet (Kaufpreis einige Euro), macht es nichts, wenn da keine Zähne mehr drin sind. Man muß nur konstruktiv dafür sorgen, daß die Teile für den Austausch gut zugänglich sind.

Das Hauptproblem bei solchen Konstruktionen sind die Platzverhältnisse. Der Motor soll ja nicht einen Kilometer rausstehen.


Gruß Sharky

Der Beitrag wurde von sharky bearbeitet: 05.09.2010, 18:23 Uhr

Ich hab mich in letzter ZEit mit einigen Leuten unterhalten.

Einer hat mir empfohlen, an die Mini-Fräse einen Drehstrommotor dranzuhängen. Weil der ja so leicht in der Richtung umschaltbar wäre.

Es ist immer ein Problem:

Die verstehen die Baugröße nicht.

Und die verstehen auch nicht, daß man keine 400V will, sondern 12 V. Bei 12 V denken die, der Motor kann nix.

Völlig verkehrt!

Hier ein Foto von einem derzeit sehr handelsgängigen Modell eines GLEICHSTROMMOTORS mit GETRIEBE (BILD).

Von dem Modell habe ich mir einige Varianten besorgt, um das mal zu testen.

Sie haben durchgängig ein Schnecken/Stirnzahnradgetriebe, wobei das Stirnzahnrad aus POM ist, die Schnecke ist Guß. Der Preis resultiert erstens aus dem Gehäuse und zweitens aus der Leistung. Drittens, wo das Teil gefertigt oder bei wem das gekauft wurde.

Dieser hier hat eine Stromaufnahme von 3 A.

Dann kommen bei 12V 36 Watt heraus (abzgl. Wirkungsgrad).

Das hört sich nicht nach sehr viel an.

Wenn die Untersetzung aber 1:100 ist, kommt ein Drehmoment heraus, was einem nicht untersetzten Motor von 3600 Watt entspräche, abzüglich Wirkungsgrad.

Und wenn wir dann noch die Trapezspindel dazwischenschalten für den Z-Antrieb, die nichts anderes ist als ein Getriebe, sind da richtige Kräfte angesagt.

Daher also: eine mit viel Liebe gebaute Maschine braucht eine Sicherheitskupplung.

Der große Vorteil von DC-Motoren (die Profis kennen sowas nicht) ist, daß man einfach ein Netzteil dranhängt, OHNE JEDE STEUERUNG, und dann laufen die.

Es braucht, um eine Spindel zu bewegen, nur noch einen Umschalter, und fertig .


Gruß Sharky

Der Beitrag wurde von sharky bearbeitet: 05.09.2010, 18:54 Uhr

Wenn die Maschine dafür ausgerüstet ist schon. Es gibt auch konventionelle Maschinen mit spielfreier Spindel. Das nur zur Info.


Das ist ja auch nur eine Kupplung die das maximale Drehmoment begrenzt. Die Abschaltung des Antriebes mußt du erledigen oder entsprechend automatisieren. Zum Bespiel über einen Induktionsschalter der erkennt ob die Kupplung ausgerückt ist und den Antrieb still legt.

Grüße, Mike

Na schön. Ich relativiere meine APODIKTIK wie folgt:

An konventionellen Maschinen SOLLTE man nicht gleichläufig fräsen AUSSER die Maschine ist speziell dafür speziell ausgelegt (was sie im Regelfall 99.9 Prozent eben nicht ist).

Und was die Mädler-Rutschkupplung betrifft:

Das sind einfach Lamellen an der Innenwelle, die gegen die Außenhülse von der Abtriebswelle reiben.

Daß man sowas überhaupt bauen darf,

aber was soll man für 20 Euro erwarten?

Da rückt nichts aus.

Das eiert nur vor sich hin.

Für 20 EUro hol ich mir lieber eine Flasche Chateauneuf für 15 und und bau mir von den verbliebenen 5 eine Kupplung für diese 5 Euro Material selber, die beim Mädler dann 300 Euro kosten würde.

Gruß Sharky

Der Beitrag wurde von sharky bearbeitet: 05.09.2010, 19:21 Uhr

Hallo Sharky, schauen Sie sich doch mal das Kugelscheibengetriebe an.

Beschreibung der Vorzüge finden Sie hier: http://www.piv-drives.com/gb/9001.asp bei Posidisc.

Hallo


Es gibt genug Fahrzeuge im Verkehr (mit Straßenzulassung) die diese Technik entweder als "nasse" Lamellenkupplung (u.a. teilweise in Halbautomaten) haben oder auch als Betriebsbremse. Kann also so schlecht nicht sein. Und das sind nicht gerade die leichtesten oder leistungsschwächsten Fahrzeuge. Und auch im Maschinenbau sind solche Lamellenkupplungen teilweise dort verbaut, wo man sie nicht erwarten würde.
Allerdings gebe ich dir Recht, an einer Fräsmaschine hab ich die auch noch nicht als Überlastkupplung gesehen. Ich hab an solchen Maschinen entweder die Kugelversion gesehen (z.B. Z-Achse älterer FP-CNC-Maschinen). Oder aber es wird die Stromaufnahme der Motoren überwacht und bei dem Überschreiten dieser die Achsen abgeschaltet.


Einen letzten dünnen Schlichtspan kann man auch ohne eine solche Gleichlaufeinrichtung abfräsen. Hab ich früher auf einer FP3 auch öfters gemacht.

Gruß Gerd

Soweit ich weiß, greifen die Automatik-Getriebe nicht an der Außenhülse, sondern die Lamellen werden axial mit zwei konzentrisch ineinanderlaufenden Hülsen gegeneinander verspannt im Ölbad. Bin mir da aber nicht sicher, welche Konstruktion hier angesprochen ist.

Und nun ja, der letzte dünne Schlichtspan.

Mit meiner Apodiktik wollte ich eigentlich die Bediener von konventionellen Fräsmaschinen davor warnen, daß sie ihre Maschine mit dicken Spänen im Gleichlauf zugrunde richten.

Denn wenn das packt, dann packt das richtig.

So schnell kann man nicht gucken. Dann stehen 5.5KW mit Getriebeuntersetzung im Augenblick still. Wenn man das nicht gesehen hat, glaubt man das nicht.


Gruß Sharky

Der Beitrag wurde von sharky bearbeitet: 05.09.2010, 20:23 Uhr

gekufi meinte wohl die stinknormale PKW Kupplung nebst normaler Fahrzeugbremse...
solche "Rutschkupplungen" gibts auch an Drehmaschinen.
Musst wohl doch einen Akkuschrauber schlachten..
Einstellbare Endschalter sind auch an Bohrfräsen mit Vorschub,Bohrmaschinen,Bandsägen usw praktisch weils auch eine recht hohe Wiederholgenauigkeit ergibt..mechanische Endschalter kommen da auf 1/100mm...
Dann kenne ich auch noch weitaus teurere Konstruktionen wo kein Auge nach dem Crash trocken bleibt.....und zu guter letzt ist ein gut dimensionierter Scherstift
auch keine schlechte Idee.
Über die Eigenschaften von Gleich und Gegenlauf beim Fräsen müssen wir doch nicht mehr diskutieren?
Die "Profis" kennen selbstverständlich auch DC Motoren an ihren CNC Maschinen....was denkst du denn...

Sicherheitskupplung kannst du weglassen...das würde ich in der Eigenverantwortlichkeit des Bedieners lassen.

Micha

...

Der Beitrag wurde von sharky bearbeitet: 06.09.2010, 21:06 Uhr

Scherstifte genügen nicht den Konstruktionsanforderungen. Scherstifte sind nicht genau dimensionierbar. Daß sie nützlich sind, will keiner bestreiten.

Es gibt zwei Konstruktionsanforderungen:

1.) Es muß im Augenblick von dem Crash trennen. SOFORT.

Und dann sollte es

2.) nicht mehr wiederkommen. Abteilung: they never come back.

Betrachtet man mal dieses Konstruktionsteil mit der Innennut aus der Sicherheitskupplung erste Version, wie oben gesehen (rk_komponente 1, Bilder sind in der Reihenfolge vertauscht, es ist das 2. Bild).

Dann ist es klar: es trennt. SOFORT. Weil der Mitnehmerbolzen in die Innennut geschoben wird, die Abtriebswelle steht dann in Sekundenbruchteilen. Konstruktionsanforderung Nr. 1 erfüllt.

Allerdings drückt die Feder die Welle mit dem Mitnehmerbolzen ja zurück, und der sucht sich den Schlitz erneut und wird für Sekundenbruchteile wieder einkuppeln, bevor er auskuppelt. Von dem kriegt das Crash-Szenario schädliche Frequenzen aufgebrummt. Die Frage ist: wie können wir den Hinweg mechanisch anders machen als den Rückweg? Damit der also hin gut reingeht, zurück soll er aber ja nicht mehr?

Dazu dient folgende kleine Änderung an dem Konstruktionsteil (rk_komponente_variante1 eigentlich Bild zwei, hier aber Bild1).

Der Bolzen sucht dann zwar, wenn er in der Innennut gelandet ist, bedingt durch den Federdruck auf die Welle, auch den Schlitz, prallt aber bei dem Versuch immer wieder gegen den 45-Grad Spoiler und wird da je nachdem gar nicht mehr kraftschlüssig. Statt 45 Grad könnte man besser noch ein 60 Grad Werkzeug nehmen, damit wird der Spoiler noch schlüpfriger.

Man erreicht das, wenn man mit einem kleinen Schwalbenschwanz die Quernut = den Schlitz nachfräst.

Der Spoiler hat daneben zur Folge, daß der Stift leichter ausrückt. Die Kupplung wird dadurch empfindlicher und nähert sich mit Siebenmeilenstiefeln der zweiten Konstruktionsanforderung:

they never come back.

Was bei solchen Überlegungen natürlich sehr relativ ist, sie brauchen Platz und je nachdem wie man den Motor anordnen muß, hat man den gar nicht zur Verfügung.


Gruß Sharky

Der Beitrag wurde von sharky bearbeitet: 06.09.2010, 21:10 Uhr

Wenn man solche Teile sieht, das sind ja Drehteile.

Und die Nuten und Bohrungen ...

Dann wird es immer wichtiger zu sehen, daß man solche Teile nicht auf die Fräse umspannen soll sondern komplett auf der Drehbank fertig machen muß.

Solche Teile kann man perfekt fertigen direkt und KOMPLETT auf der Drehmaschine, sobald man da ein angetriebenes Werkzeug auf dem Schlitten stehen hat und eine Teileinrichtung.

@Micha: du bist zwar immer enttäuscht, aber bevor ich irgendwas anderes mache, baue ich erstmal die Teileinrichtung auf der Drehe zuende.

Das ist nach dem FU der wichtigste Umbau überhaupt.

Nicht nur, daß man gegenüber dem Umspannen auf die Fräse jede Menge Zeit spart, man macht es in einer Aufspannung und gewinnt noch an Präzision.

Wenn man angedrehte Teile auf die Fräse umspannt, ausrichtet, je nachdem noch den Schraubstock runternimmt und einen Rundteller draufsetzt ... alles Quatsch mit Soße.

SOLCHE TEILE muß man direkt auf der Drehe FIX UND FERTIG erledigen.

Drehe mit Teileinrichtung und angetriebenem Werkzeug ist ein ABSOLUTES MUSS.


Gruß Sharky

Der Beitrag wurde von sharky bearbeitet: 06.09.2010, 20:59 Uhr

Anpassung der Konstruktion des Werkzeugträgers an die TATSÄCHLICHEN MASSE der Opti D320.

Wir haben, von der Oberfläche des Oberschlittens bis Spitzenhöhe gemessen ziemlich exakt 33 mm.

Die Werkzeugaufnahme der Kress hat einen Durchmesser von 43 mm, im Radius also 21.5 mm.

33-21.5 macht also 11.5 mm, um den die Unterkante der Kress-Werkzeugaufnahme oberhalb der Schlittenebene platziert werden soll.

ca. !!!

Denn wir machen ja eine Höhen-Feineinstellung, nur einen Ausgangspunkt muß man ja haben.

Die Teilscheibe im Durchmesser 118 mm (genommen von einem 120er Rund) kann daher auf 8 mm in der Stärke dimensioniert werden, verbleiben noch 3.5mm Luft für die Höhenjustierung.

Woraus macht man so einen Werkzeugträger? Es paßt ziemlich gut, den aus 60er Vierkant zu machen mit den Maßen 58 mm für die Ansicht in der Vertikalen, 59 mm für die Seitansicht. 60er braucht man wegen 43 mm Innenbohrung für die Werkzeugaufnahme. Etwas fraglich ist noch das Maß der Innenbohrung über der Teilscheibe, hier 24 mm. Ist ein bißchen dünn für das Gegenstück mit 58 mm Material, ich hab aber soviel außen herum freigelassen, damit der Werkzeugträger mit dem Rest vom Radius satt auf der Feingewindemutter (-hülse) siehe weiter unten aufliegen kann, also Fläche hat, und nicht mal so eben auf der Außenkante hängt. Ganz schlüssig ist das aber von den Maßen noch nicht.

Das Design des Werkzeugträgers wurde von CAD Phantasiewelt auf reale Bedingungen in der Werkstatt, nämlich konventionell = viereckig mit Fasen geändert.

Für die Höheneinstellung habe ich einen Vorschlag von Wolf übernommen, das mit einer Feingewindemutter zwischen Teilscheibe und Werkzeugträger zu lösen.

Damit wird die Höhe nicht mehr mit diesen drei (fürchterlichen) vertikalen Schrauben fixiert, gut so, das war nämlich nix.

Dazu wurden im Bolzenbereich oberhalb der Teilscheibe 12 mm Gewindefreistich vorgesehen, gefolgt von 14 mm Gewindebereich für die Mutter. Ein

M40 x1.0 könnte man da gut reinsetzen.

Nimmt man für die Mutter ein Außenmaß von 58 mm , kann der Werkzeugträger darüber mit der vollen Fläche aufliegen, was ihm jenseits der Innenbohrung 24mm noch verblieben ist. Diese Maße sind wie gesagt noch zu überlegen, ob man sie so belassen will.

Damit sich die Höhe nicht verstellt, muß die (in der Zeichnung nicht abgebildete) Mutter natürlich geklemmt werden, und das geschieht im Bereich des Gewindefreistichs durch eine in die Mutter radial gebohrte M6. Es ist also eher keine Mutter, sondern eine Hülse mit Innengewinde und Querbohrung für die Klemmung, die dazu gehört. Wegen der Notwendigkeit, die Gewindehülse zu klemmen, ist der Freistich auch relativ üppig ausgefallen, damit wir dabei nicht in den Gewindebereich geraten.

Man beachte, daß die Teilscheibe mit dem Bolzen um ein geringes KÜRZER SEIN MUSS als der Werkzeugträger, damit man beim Spannen an dem Gewindebolzen des Oberschlittens den Druck nicht auf die Teilscheibe überträgt, sondern auf den Werkzeugträger.

Wie seit ein paar Tagen üblich eine 3D-PDF, kann man echtes 3D gucken durch Freischalten mit der rechten Maustaste, Ansicht aktivieren.

Als ich angefangen habe, meine erste Hobby-Fräse zu bedienen, das sind so ca. 8-9 Jahre her, hab ich so rumgefräst, was mir in den Kopf kam. Zeitgleich kam dann die erste Drehe dazu, und das war dasselbe. Was kennt ein Hobby-Werker von Maßen? Was ist eine Zeichnung? Man hat das doch im Kopf, oder?

Im Laufe der Jahre hat sich eine goldene Regel herauskristallisiert:

Bevor du irgendeine Hand an die Maschine legst, mach eine ZEICHNUNG MIT DEN GENAUEN MASSEN in drei Ansichten!

Das kostet zwar erstmal mehr Zeit, als einfach loszulegen, aber die Ergebnisse, auf die kann man sich von den Dimensionen her verlassen.

Und das ist das Wichtigste, daß das Teil am Ende auch paßt.

Daher, so sehr es in den Fingern juckt, die Maschine anzuwerfen: erstmal zeichnen.



Gruß Sharky

Der Beitrag wurde von sharky bearbeitet: 07.09.2010, 19:37 Uhr

Ja, also 3D Cad ist wirklich ganz nett.

Thema Mini-Fräse im Hochpreis-Segment.

Ich stell hier mal einen Konstruktionsfehler rein.

Wie war das nochmal mit der Minifräse? Bild 1, .dxf Datei.

Wir sehen, daß da 45 Grad angesagt sind für die Verschwenkung der Ausleger.

Das kommt von daher, daß ja rechts und links die Doppelsäule den Platz begrenzt.

Nachdem ich die tatsächlich benötigten Winkel des Doppelgelenkarms aber einmal errechnet hatte, kam ich auf 90 Grad. So kam es dahin, daß man die Doppelsäulen-Minifräse im Winkel von 45 Grad anordnet, dann paßt das ja.

Aber nicht für Linkshänder!

Es ist eben so, wie es ist, eine Fehlkonstruktion.

Warum?

Verstoß gegen die eherne Regel der Konstruktion Nr. 1:

Form folgt Funktion!


Und nicht etwa umgekehrt.

Meine gedanklichen Fallen als Hobbywerker sind natürlich die, daß ich Stangenware nehmen will.

Und das Ergebnis ist dann, daß man

eine Funktion in eine ungeeignete Geometrie hineinzwängen will ,


das funktioniert nicht.

Das gedankliche Hindernis heißt Stangenware gegen Plattenzuschnitte. Bei Plattenzuschnitten muß man sich entscheiden, und wenn man falsch entschieden hat, ist das Schrott.

UMSO WICHTIGER: die Konstruktion im vorhhinein bis auf das i-Tüpfelchen abzuchecken, wie es geht, was man braucht.

DAZU ist natürlich eine 3D-CAD das optimale Werkzeug.

Damit habe ich diesen Träger aus der .dxf Datei völlig neu konstruiert nach der Regel:

Form folgt Funktion.


Und 90 Grad zu jeder Seite vorausgesetzt.

Herausgekommen ist ganz was anderes, nämlich in Bild 2 zu sehen. Das sieht völlig anders aus, ist rein auf Funktion konstruiert, dem ersten Entwurf in 2D um Welten überlegen und natürlich, sowas kriegt man nur mit Plattenzuschnitten. Aber was soll es, am Ende muß es so zusammenlaufen, daß es paßt.

Gruß Sharky

Der Beitrag wurde von sharky bearbeitet: 07.09.2010, 20:47 Uhr

Das Feintuning der Werkzeughalterung auf dem Oberschlitten ist jetzt abgeschlossen.

Die Konstruktion ist einfach, präzise und stabil.

Das Design der Teilscheibe wurde vereinfacht, nämlich die zweite Absetzung des Bolzens auf 24 mm, mit der ich aus dem Bauch heraus irgendwie nicht zurechtkam, wurde entfernt. Der Bauch sagt schon die Wahrheit, denn diese Absetzung war ja ursprünglich für die Höhenjustierung gedacht, und mit der Umstellung auf die von @wolf empfohlene Feingewindemutter war sie eine funktionslose Fläche geworden. Die Innenhülse läuft jetzt mit schönen satten 40 mm durch, dazu passend die 40mm Innenbohrung des Werkzeugträgers bei 58x58 Außenmaß. Das sieht alles schmatzig stabil und harmonisch aus. Der mit meiner CAD nicht darstellbare Bereich des Außengewindes liegt zwischen den beiden Freistichen.

Der Träger liegt jetzt einzig auf der Feingewindehülse M40x1.0 (welche ein Außenmaß von 60mm hat).

Das KRITISCHE MASS sind die 33 mm von Oberkante Oberschlitten bis Spitzenhöhe. Bzw. die Differenz zum halben Durchmesser des Motorflansches der Kress, nämlich 43/2=21.5 mm.

Es gibt dann in der Höhe nur noch 33-21.5 = 11.5 mm zu verteilen.

Davon bekommt die Teilscheibe in der Stärke 6, die Unterseite der Fassung für die Kress 5 mm.

6+5=11. Damit steht das Werkzeug in der tiefsten Positioon 0.5mm unterhalb Spitzenhöhe (so ist es auch mit etwas Rotieren in der Zeichnung erkennbar, das würde man aber besser in 2D sehen).

Die Einstellung des Halters zur Maschinengeometrie erfolgt so:

1.) Für die Fixierung auf dem Oberschlitten Bolzen in die Lochscheibe, der im Uhrzeigersinn an einer Außenkante des Oberschlittens anschlägt, und zwar immer an demselben Punkt am Oberschlitten. Der Bolzen darf also nicht mal hier mal dort eingesteckt werden. Es empfiehlt sich, den an der langen Rückseite des Oberschlittens anzuschlagen.

2.) Für die Fixierung der Stellung Werkzeugträger/Teilscheibe 3 Klemmgewinde M6, welche quer durch den Werkzeugträger auf die 40mm Umfang der Innenhülse treffen. Als Resultat wird damit die Achse des angetriebenen Werkzeugs parallel zu Maschinen-Z ausgerichtet.

3. Für die Feinjustierung der Höhe mit der Feingewindehülse 2 Klemmgewinde M6, quer durch die Hülse, welche außerhalb des Gewindebereichs am Freistich klemmen. Diese Klemmung hält die einmal eingestellte Höhe.

Da beide Klemmungen an der Innenhülse angreifen, muß man also um die Position zur Maschine zu justieren, beide lösen und gleichzeitig ausrichten.

4.) Diese ganzen Einstellungen müssen nur einmalig gemacht (bzw. von Zeit zu Zeit überprüft) werden. Stehen die Klemmungen richtig, kann man nun durch Rotieren der Teilscheibe in 45 Grad-Schritten den gewünschten Winkel in Sekundenschnelle finden.

5.) Die Genauigkeit der Positionierung dürfte je nach Sorgfalt, mit der man die Bohrungen herstellt, im Bereich einige wenige Hunderstel liegen. Für so eine Kress reicht das locker.

Beim Klemmen von oben (Gewindebolzen des Oberschlittens) wurde die Zielhöhe 80 mm nicht erreicht (macht 20mm Gewinde). Der Grund ist, daß der Werkzeugträger aus 60x60 Material gezeichnet wurde.

Und das reicht auch, man muß nur sehen, durch Unterlegen einer Distanzhülse mit >40mm Innenbohrung, daß der Druck der Klemmung nicht auf die Innenhülse wirkt, sondern allein außen auf den Werkzeugträger.

Die ganzen bunten Bildchen sollten nicht darüber hinwegtäuschen, daß das ja kein leeres Bildschirmdesign ist, sondern daß hinter den bunten Bauklötzchen die fertigen Maße stecken. Die sind jetzt in allen denkbaren Ansichten auf Knopfdruck abrufbar. Konventionell könnte man das sofort bauen (wenn man mal Zeit hätte).


Gruß Sharky

Der Beitrag wurde von sharky bearbeitet: 08.09.2010, 18:20 Uhr

EDIT:

Bei näherem Hinsehen, was ich da so zusammenkonstruiert habe

ist eine Korrektur bei der Montageanleitung erforderlich, allerdings eine erfreuliche.

Zwar kann man, wenn man die Parallelität zu Maschinen-Z geklemmt hat, an der Höhe nichts mehr ändern, umgekehrt geht es aber.

Man kann erst die Höhe exakt einstellen (das geht praktisch nicht ohne daß man ein paarmal von oben richtig klemmt), dann die Feingewindemutter festklemmen. Dann steht die Höhe.

Über der fertig eingestellten Höhe kann man den Werkzeugträger aber weiterhin verschwenken, um die Parallelität zu Maschinen-Z zu finden. So ist es auch bestimmt praktischer als beides auf einmal einzustellen.

Geometrisch ergibt sich noch ein weiterer lustiger Effekt:

Um die Achse des angetriebenen Werkzeugs parallel zu Maschinen-Z einzustellen, ist die Winkelstellung des Oberschlittens eigentlich egal. Der Schlitten kann beliebig schief stehen. Man darf diese Schief-Stellung danach nur nicht mehr ändern, denn dann ändert sich natürlich auch der Arbeitswinkel des Werkzeugs. Solange man nur den Vorschub in x oder z verwendet, geht alles klar.

Nicht klar geht das bei Schrägbohrungen. Denn dann ist der Oberschlitten der einzig verfügbare axiale Vorschub, und das geht nur bei paralleler Ausrichtung Schlitten/Werkzeugachse. Nebenbei steht auch nur dann die Winkelskala des Oberschlittens zur Verfügung.


Referenzeinstellung also:

Oberschlitten parallel zu Z.

Dann Höhe feinjustieren.

Dann Werkzeug parallel zu Z ausrichten.

Und das alles nur 1mal. Dann läuft ja die Teilscheibe.

Ist eigentlich fast schneller gemacht, als man braucht, um das zu beschreiben.


Gruß Sharky

Der Beitrag wurde von sharky bearbeitet: 08.09.2010, 19:44 Uhr

Einen direkten Vorteil gegenüber der Einspannung in einer Mfx Kassette erkenne ich immer noch nicht.
Unabhängig von der Konstruktion hätte ich eine Fräsvorichtung lieber auf dem Planschlitten gesehen als am Z0
weil man jetzt immer zwischen Drehstahl und Frässpindel rumkaspern muss und beides nicht zusammen einsetzbar ist.

Micha

Direkte Vorteile gegenüber Montage in Mfx:

Vorteil 1: du hast auf 1/100 Grad in Sekunden die 0 Grad, 90 Grad, 270 Grad. Bedingt durch die Teilscheibe. Mit dem Mfx hast du gar nichts, null. Keinen Winkel!

Vorteil 2: Auf dem Oberschlitten kannst du bei Schrägbearbeitungen die Winkelskala des Oberschlittens benutzen. Mit dem MFX erst dann, wenn du vorher das Werkzeug mit der Meßuhr parallel zum OS ausrichtest.

Nachteile der Montage auf dem Planschlitten:

Nachteil 1: Auf dem Planschlitten hast du keine Winkel.

Nachteil 2: Auf dem Planschlitten hast du nur Vorschub in x und z. Wie willst du denn auf dem Planschlitten schräg bohren? Mit welchem Vorschub? Hallo?

So, und was das Herumkaspern angeht, widersprichst du dir zweimal selbst.

1.) Ist die Demontage des Oberschlittens ja 10mal umständlicher, als einen Mfx gegen einen anderen Werkzeugträger auszustauschen.

2.) Den Multifix abzunehmen, die Teileinrichtung draufzusetzen dauert vielleicht 10 Sekunden. Was ist daran Herumkaspern?


Gruß Sharky

Der Beitrag wurde von sharky bearbeitet: 09.09.2010, 18:46 Uhr

Die Teileinrichtung, vorher Mercator, jetzt in 3D.

Was man sieht, ist exakt der Entwurf wie mit dem C-Compiler berechnet.

Montage:

Die Teilscheibe sitzt hinter dem Futter. Da kommt man normal nicht hin, selbst wenn man das Futter demontieren würde, weil genau dort die Bolzen für die Befestigung des Camlock-Flansches sitzen.

Daher wie gesagt erstmal ein teilbarer Flansch, der hinter dem Futter verschraubt wird.

Darüber kommt die Teilscheibe.

Warum nicht gleich die Teilscheibe zweiteilig machen? Weil das Präzision kostet. So eine Präzsionseinrichtung muß einteilig bleiben.

Zum liebevoll ausgetüftelten Design der Teilscheibe:

Wir haben 5 Bohrreihen. Ich bezeichne die jetzt mal von links nach rechts, vom Futter weg mit 1-5.

Die Brot- und Butter-Teilungen sind die Reihen 3-5.

Reihe 5 ist eine 8er Teilung (45 Grad).

Reihe 4 eine 5er Teilung (72 Grad)

Reihe 3 eine 12er Teilung (30 Grad).

Die Reihen 1 und 2 muß man als Einheit betrachten:

Beide laufen in 10 Grad durch, aber die 2. Reihe von links ist zur ersten um 5 Grad versetzt. Wir erwischen damit die Winkel 5, 10, 15, 20 ... bis 355.

Wie schon gesagt, der Hauptgedanke beim Design ist, das Lochmuster schon unterschwellig, also im Unterbewußtsein, so eindeutig zu machen, daß die Verwechselungsgefahr praktisch ausgeschlossen ist.

Erstmal haben wir die "idiotensicheren" Teilungen 12, 5 und 8, was so das täglich Brot sein dürfte, mit den Unterteilungen 2,3,4,5,6.

Um das noch "idiotensicherer" zu machen, sind bei 90, 180 und 270 Grad jeweils 1 Kerbe (=1x90), 2 Kerben (=2x90) und 3 Kerben (=3x90) eingefräst. Die sind so gedacht, daß man bei Null anfängt und das Drehfutter nach oben wegschiebt, also vom Reitstock aus gesehen im Uhrzeigersinn. Dann kommt nach 90 Grad die erste Kerbe. Die Null-Grad-Position wiederum ist eindeutig gekennzeichnet durch eine Querfräsung in der Außenfläche.

Da kann man selbst mit verbundenen Augen nichts falsch machen.

Welche Teilungen können wir realisieren?

2, 3, 4, 5, 6, 8, 9 (!), 12, 15, 18, 24, 36.

Würde man die Reihe 4 von 5 auf 10 Bohrungen erweitern, hätte man auch die 10. Aber: viele Löcher, viele Fehler. Ich laß es bei 5.

Die beiden linken Bohrreihen mit den 5-Grad Versatz bringen von der Teilung die 18,24,36 ein, also wenig Praktisches. Sie könnten aber sehr praktisch sein für Fräsbearbeitungen, die ja geometrisch etwas anspruchsvoller sind als Bohrungen.

Nochmal zur Bediensicherheit:

Wir haben die 90 Grad Positionen als eindeutig erkennbare Muster mit 3 Bohrreihen nebeneinander. Ich laß die so drin, der Bediener kann selbst entscheiden, ob er das als ÜBerbestimmung empfindet. Dann kann er ja aus freien Stücken jeweils das mittlere nehmen. Jedenfalls muß man dann nicht mehr, wie @YEAH! anmerkte, "hin- und herspringen".

Die 30 Grad Positionen sind eindeutig erkennbar an zwei nebeneinanderliegenden Bohrungen Reihe 1 und 3.

Die 45 Grad Positionen sind eindeutig durch zwei nebeneinanderliegende Bohrungen Reihe 2 und 5.

Die Reihen 1 und 2 bilden ein ebenso einprägsames Muster, daß man genau weiß, wo man steht.

Nun, keine Konstruktion ist perfekt, aber ich denke mal, mit der Teilscheibe, wenn sie denn mal montiert ist, kann man leben.

Die Rohlinge aus der mechanischen Werkstatt sind schon da, genau wie im Bild zu sehen haben wir links als Anschlag einen kleinen Bund vorgesehen.

Aber wir haben im Moment im Betrieb jede Menge Aktion. Wenn ich abends nach Hause komme, ist die Luft raus. Daher ist in der Werkstatt im Moment tote Hose.

Gruß Sharky

Der Beitrag wurde von sharky bearbeitet: 09.09.2010, 19:10 Uhr