Arbeiten mit dem Teilkopf bzw. den Teilapparat.

Ich bin neu hier, deshalb ist es nach einigen Wochen des Mitlesens an der Zeit, dass ich mich endlich vorstelle.
Mein Name ist Dieter, ich wohne im schönen Mittelfranken und begeistere mich für Mechanik und Großuhren. Im laufe der letzten 20 Jahre habe ich mir eine kleine Werkstatt eingerichtet, in der ich ab und zu zum Spielen gehe. Mein bisheriger Schwerpunkt war eher Dampfmodellbau und da die Richtung Dampfturbinen.
Zurzeit arbeite ich am Bau einer Sekundenpendeluhr, momentan am Schwerkraft-Antrieb. Leider kann ich es nicht verhindern in viele Anfängerfehler-Fallen zu tappen, so dass schon einige Teile wieder verworfen werden mussten, weil ich im ersten Versuch das falsche (zu weiche) Material verwendet habe.

Hier ein kleiner Bericht zum fräsen von Sperrrad und Gegensperrrad auf der Fräsmaschine.

Arbeiten mit dem Teilkopf bzw. den Teilapparat.

Da ich mich entschlossen habe die bisher gefrästen Räder zu verwerfen (falsche Materialauswahl), stand ich vor der Aufgabe neue Sperrräder und Gegensperrräder für meine im Bau befindliche Sekundenpendeluhr zu fräsen. Um den zuvor gemachten Fehler nicht noch einmal zu wiederholen, wurde erst einmal das „richtige“ Material besorgt. Zur Verwendung kam Messingblech in der Qualität „Cu Zn 37 hart, F45 „. Nachdem die bestellten Bleche am 22.12.10 direkt vor Ort abgeholt wurden, konnte die Neuanfertigung beginnen. Vorgesehen waren für die Sperrräder 3mm Material, welches nach Fertigstellung auf 2,5mm beidseitig abgedreht wird und für die Gegensperrräder 1,5mm Blechstärke.
Die Mehrzahl deswegen, da ich immer 4 Ronden vorbereite, da der Mehraufwand beim eigentlichen Fräsen von untergeordneter Rolle ist.
Doch vor dem Fräsen stand die für mich ungewohnte Arbeit des Aussägens mittels Laubsäge. Die Entscheidung für die Verwendung der Laubsäge fiel einzig aus dem Grund, dass die später zu fertigenden Räder geschenkelt werden müssen und ich diese händisch bearbeiten möchte.
Um den zu erwartenden Ausschuss so klein wie möglich zu halten, habe ich mir Übungsstunden beim Sägen der Rohlinge verordnet.


Zuerst mussten aus der Platte Quadrate mit Aufmass ausgesägt werden.


Dazu wurde ein Juwelierssägebogen verwendet.


Der Mittelpunkt und der Kreis angerissen.


Unter begeisterungswürdigen Abbrechen der Laubsägeblätter nahm auch diese Tätigkeit, nach einigen Stunden der Übung, ein gütliches Ende.


Es ist geschafft, je 4 Rohlinge für Sperrrad und Gegensperrrad liegen zum Fräsen bereit.

Da es mir ja in erster Linie darum geht, bereits gemachte Fehler nach Möglichkeit nicht zu wiederholen, wurde versucht, die empfohlene Arbeitsweise zu kopieren (siehe Thread „Fräsen eines Walzenrades“).
Das bedeutet im Einzelnen folgende Schritte:

Bohrung rund 1mm kleiner als das spätere Fertigmaß.
Alle vier Ronden auf einen Dorn aufnehmen und in der Drehmaschine den

Außendurchmesser auf Fertigmaß überdrehen.

Umsetzen in den Teilapparat zum Fräsen.


Der Rohling wird im 3-Backenfutter gespannt.


Zentriert, gebohrt und gerieben.


Die Rohlinge wurden entgratet und auf gemeinsam mit je einen Stück Trennpapier zwischen den Ronden auf den Aufnahmedorn gespannt und in der Drehmaschine auf Fertigmaß gebracht.



Ende Teil 1

Viele Grüße,
Dieter Schiller

Nochmals willkommen und schön, das du zeigst, was du machst.

Dein Beitrag /Bericht muss ich mir erstmal in Ruhe anschauen, sehr interessant

Moin,

ein herrliches Willkomen und von meiner Seite aus ein WOW für Deine Arbeit.
Ganz nebenbei habe ich einen potentiellen Mitstreiter für eine Turmuhr gefunden ...
Ja Cheffe, ich weiss, sah auch ganz nett aus der Link aber zu teuer *heulsusenmodus an* zu teuer Cheffe, gratis geschenkt wäre ideal, aber des geht ja nicht, beim besten Willen.

Viele Grüße
Nico

Dein Budget kenne ich nicht

Ach Budget, das spielt gar keine Rolle, nicht einmal eine Umlenkrolle. Du weisst doch Cheffe das ich dies Jahr den Kahn wieder in einen Hafen fahren. Hab ja schon Training darin ;-)

Viele Grüße
Nico

Hallo Zusammen,

vielen Dank für die freundliche Begrüßung.
Ich bin mit meiner Uhr noch ganz am Anfang. Ich habe bisher nur einige Skizzen und die wichtigsten Maße der Räder. Der Fräser zum Fertigen der Triebe ist auch schon da. Momentan ist der Schwerpunkt auf den Schwerkraftantrieb, bestehend aus Walzenrad, Gegensperrrad, Sperrrad und Walze. Diese möchte ich mit einer Stoppfunktion ausrüsten, so dass das Gewicht über den Handkurbelaufzug nicht zu weit hochgezogen werden kann. Aber bis dahin wird es noch einige Zeit dauern.
Ich versuche meine Vorgehensweise so genau wie möglich zu dokumentieren, nicht weil ich davon überzeugt bin alles richtig zu machen, sondern weil eben der gezeigte Weg für mich und meine Werkstattausrüstung geeignet erscheint. Ich bitte darum, dass eben diese Vorgehensweise beim Fertigen eines Werkstückes kritisch betrachtet wird und Alternativen aufgezeigt werden. Nur so haben ich und alle Mitleser die Chance zu lernen, wie man es richtig machen kann. Es gibt viel zu lernen :-)

Viele Grüße,
Dieter

Hallo Zusammen,

weiter geht es mit Teil 2.

Auf der Fräsmaschine wird der Teilapparat mit Futter aufgerüstet. Als erstes soll das im Durchmesser kleinere Sperrrad mit einem Außendurchmesser von 47mm und mit 55 Stück Sperrzähnen gefräst werden.
Damit stehen wir vor dem ersten kleinen Problem. Als Fan der Direktteilung kann ich zwar über die Teilkurbel die Winkelschritte genau auflösen, aber spaßig ist das nicht.

Rechnung: 360° : 55 Zähne = 6,54 Periode pro Winkelschritt.

Also machen wir das einzig vernünftige und arbeiten mit der Teilscheibe. Ich verwende dazu den relativ weit verbreiteten Rundteiltisch von Fa. Vertex, welcher in ähnlicher Bauart häufig kopiert und verbreitet ist.

Mit angeboten wird ein Set mit 3 Teilscheiben, auf denen sich mehrere Teilkreise mit unterschiedlichen Lochkreisen befinden. Bei meinen Scheiben sind folgende Lochkreise vorhanden:

Scheibe A: 15/16/17/18/19/20
Scheibe B: 21/23/27/29/31/33
Scheibe C: 37/39/41/43/47/49

Um nun mit den Teilscheiben „indirekt Teilen“ zu können, muss das Übersetzungsverhältnis „i“ des Teilapparates bekannt sein. Man findet es in den Unterlagen zum Teilapparat. In meinen Fall ist das Übersetzungsverhältnis i=90, was bedeutet, dass pro Kurbelumdrehung ein Winkelinkrement von 360°:90= 4° zurückgelegt wird. Oder anders ausgedrückt, der Rundteiltisch benötigt für eine komplette Umdrehung des Tisches 90 Kurbelumdrehungen.

Weiterhin benötigen wir ein paar einfache Formeln,

nk: Zahl der Kurbelumdrehungen für einen Teilschritt, das kann ein Bruch, eine gemischte Zahl oder eine ganze Zahl sein.
i: Übersetzungsverhältnis im Teilkopf/Teilapparat

T: Teilzahl, bzw. Anzahl der benötigten Teilungen.

Wie geht man jetzt vor? Bezogen auf das oben genannte Beispiel, Z=55 Zähne, i= 90

Nk = i/T Anzahl der Kurbelumdrehungen = 90:55Zähne = ? Wir können den Zähler und den Nenner im Bruch mit der Zahl 5 kürzen,

Beispiel: 90:5=18, 55:5=11 also als Bruch 18/11.

Da es in allen drei Teilscheiben keinen Lochkreis mit 11 Bohrungen gibt, muss man nachsehen welche Lochkreise vorhanden sind und den Bruch wieder entsprechend erweitern. In der Teilscheibe B gibt es einen Lochkreis von 33 Bohrungen.

Wir haben den gekürzten Bruch 18/11, das bedeutet der Teiler 11 passt 3x in den Lochkreis 33, daher erweitern wir den kompletten Bruch mit 3.

Beispiel: 18x3= 54, 11x3=33, also 54/33.

Als gemischte Zahl ausgedrückt 1Ganzes und 21/33tel, das bedeutet wir müssen zum Weiterteilen auf der Teilscheibe eine komplette Umdrehung und 21 Lochabstände am 33er Lochkreis weiterteilen. Dies wird mit der so genannten Schere bewerkstelligt.

Beginnen wir mit dem Umbau des Rundteiltisches.


Als erstes wird die Teilkurbel entfern. Sie sitzt nur mit einer Schraube gesichert auf der Welle.


Am Anlageflansch sieht man die drei Befestigungsbohrungen der Teilscheibe.


Die Teilscheibe B mit dem für die Teilung des Sperrrades wichtigen 33er Lochkreis wird befestigt.


Als nächstes wird die Teilschere mit Andruckfeder aufgesteckt (die Feder verhindert ein verdrehen der Schere im Betrieb).


Die Kurbel wird aufgesteckt und mittels Schraube und Beilagscheibe gesichert. Wichtig ist die Positionierung des Arretierstifts in einer Bohrung des 33er Lochkreises. Zusätzlich wurde der Rundteiltisch auf Null gestellt.


Die Nullstellung ist nicht unbedingt notwendig, aber sie erleichtert den Überblick.


Nun muss nur noch die Schere auf Lochabstand 21 eingestellt werden. Der Arretierstift steckt in der ersten Bohrung und diese wird nicht mitgezählt. Man zählt jetzt 21 Bohrungen weiter und stellt den zweiten Schenkel der Schere so, dass der Arretierstift am zweiten Schenkel im Bereich der Schräge eingesteckt werden kann.
So kann man während des Fräsens und des Teilens auf das umständliche Abzählen der 21 Lochabstände verzichten.

Ende Teil 2

Viele Grüße,
Dieter Schiller

Hallo Zusammen,

weiter geht es mit Teil 3.

Nachdem die grundsätzliche Einstellung des Rundteiltisches geklärt ist, komme ich nun zum Fräsen des ersten Sperrrades. Da ich ja 4 Rohlinge vorbereitet habe, werden alle auf einmal gefräst. Das hat aber auch den Nachteil, dass bei Fehler alle vier Räder kaputt sind. Im ersten Durchlauf ist mir gerade das passiert. Die Rohlinge waren für den geplanten Zweck nicht mehr zu gebrauchen und ich durfte getreu dem Motto „Nicht zur Strafe, sondern zur Übung“ von vorne beginnen.
Da die Aufnahmebohrung um einen Millimeter kleiner gehalten wurde, muss man keinen großen Aufwand mit dem Ausrichten auf Rundlauf betreiben. Ich habe zwar trotzdem kurz die Uhr verwendet um Plan- und Rundlauf zu prüfen.

Zum Fräsen der runden Sperrzähne habe ich einen Fräser der Firma Thornton verwendetet. Den Typ „Radiused Ratchet“ mit den Rundungsradius R6mm, D=26mm, d=24mm Dicke des Fräsers 4mm.

Gemäß der Skizze wird der große Durchmesser des Fräsers auf Mitte Teil gestellt. Die Zustellung ins Teil beträgt 1,2mm, wobei durch die Krümmung des Radiuses am Fräser nur knapp 1mm beträgt. Die zusätzlich zugestellten 0,2mm verkleinern nur den Durchmesser des fertig gestellten Sperrrades um 2x diesen Wert. Auf diese Weise bekomme ich ein rundum sauber gefrästes Rad.


Blick auf den speziellen Sperrradfräser mit runden Rücken. Achtung, so wie er eingebaut wurde war bei der Bearbeitung die Drehrichtung des Fräsers linksdrehend.


Im Schnitt benötigte ich pro Zahn 4 Minuten, da die Tiefenzustellung nur 0,1mm betrug, bei einer Drehzahl von 600 Umdrehungen pro Minute. Höhere Drehzahlen und Zustellungen quittierte der Fräser mit grauenhaftem Geräuschpegel.


Alles hat Gott sei Dank irgendwann ein Ende und in meinen Fall ein positives, die Räder wurden ohne Fehler fertig gestellt. Juhu.

Alle vier auf einen Streich.


Detailaufnahme des runden Zahnrückens.

Als nächstes steht die Fertigung der Gegensperrrades mit 155 Zähnen und 68mm Durchmesser auf der Arbeitsliste.

Viele Grüße,
Dieter Schiller

Eine falsche Umdrehung und das war es. Da ist man immer froh, wenn alles
geklappt hat, nicht wahr?

Sehr schön, bin gespannt, wie es weiter geht.

PS: Sind das Wendeschneidplatten beim Drehen?

Hallo Zusammen,

wenn man sich die gefräste Fläche des Sperrrades ansieht, dann kann man unschöne Fräsriefen erkennen. Karlo vom Forum der „DGC“ machte mich dankenswerter Weise auf die labile Aufnahme des Fräsers aufmerksam. Im Detail waren zwei Hauptfehler für die schlechte Oberfläche verantwortlich.
1.) Eine zu dünne Fräseraufnahme mit nur Ø10mm.
2.) Zu langer Ausstand der Aufnahme.
Beide bewirken durch die auftretenden Kräfte beim Fräsen ein insgesamt sehr labiles System.


Der Sperrzahnfräser noch auf den bisherigen Aufnahmedorn (Ø10mm montiert.


Wie kann man das Ergebnis verbessern? Die beste Verbesserung bringt eigentlich nur eine neue Fräseraufnahme. Im Idealfall aus einem zähen Stahl.
Leider habe ich nicht so viel Auswahl, bezogen auf den Durchmesser der neuen Aufnahme.
So muss ein Stück Automatendrehstahl mit Ø15mm aus der Grabbelkiste reichen.

So habe ich es dann gemacht:
Spannzapfen auf Ø14mm gedreht (mit Unterstützung durch den Reitstock und der mitlaufenden Körnerspitze), umgespannt und den Ø7,00 mm Durchmesser für den Fräser angedreht. Jedoch wurde vorher noch das M5 Gewinde in den Spanndorn geschnitten.
Nach nicht einmal 2 Stunden basteln war auch schon die Aufnahme fertig.


Vergleich der beiden Fräseraufnahmen


Um bei der Stärke des Fräsers etwas Spielraum zu haben, wurde im Spannstück der der Ø7,01mm auf eine Tiefe von 3mm eingedreht.

Die Vorgesägten Ronden wurden auf den Drehdorn aufgefädelt, wieder mit je einer Lage Trennpapier zwischen den Blechen und auf der Drehmaschine auf Fertigmaß Ø64mm gedreht.


Dann das bearbeitete Packet in den Teilapparat eingespannt und mit dem Reitstock abgestützt, so wird das ganze System etwas steifer.

Beim Einsetzen des Fräsers in die ER25 Spannzangenaufnahme ist dann aufgefallen, dass ich im Eifer des Gefechtes den Spannschaft viel zu lange gedreht habe. Also wurde kurzerhand um 40mm abgesägt und passt somit von der Ausstandslänge besser.


Fräser wieder auf Mitte gestellt und mit dem Umfang am Räderpacket anstreifen lassen.





Als Drehzahl habe ich 1.500 Umdrehungen eingestellt und die komplette Tiefe (0,75mm) auf einmal zugestellt. Es war ein Unterschied wie Tag und Nacht. Vom Fräsgeräusch her so wie ich es erhofft habe, ohne Wimmern und vibrieren. Einfach Top. Ich habe nun einmal komplett die 144 Zähne gefräst, die Oberfläche ist noch nicht so berauschend, deshalb gibt es morgen einen zweiten Durchgang mit einen Schlichtspan von 0,05-0,07mm, dann wird auch die Fläche mit Sicherheit deutlich besser.

Viele Grüße,
Dieter Schiller

Hallo Victor,

ja das sind Wendeschneidplatten. Ich arbeite seit Jahren nur mit ihnen und nur im äußersten Notfall mit HSS-Stählen. Grund dafür ist einmaldass man für HSS-Stähle eine vernünftige Schleifeinrichtung benötigt und es andererseits mit Wendeschneidplatten unendlich einfacher ist eine saubere Maßhaltige Oberfläche zu erzeugen. Wenn man beim Zustellen nicht übertreibt, dann haben die Platten eine sehr lange Standzeit (vor allem bei den Buntmetallen). Ein weiterer Punkt ist die relativ günstige Verfügbarkeit in der Bucht. Ich würde sie nicht mehr hergeben wollen.

Viele Grüße,
Dieter

Genau von diesen Schneidplatten bin ich immer mehr ein Fan.

Wo beziehst du deine her? Gerne auch ein PM-Link zur Bucht!

Ich komme wohl nicht um sie herum

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Hallo Victor,
dies sind sehr gut für Buntmetalle einsetzbar: Werbung: http://cgi.ebay.de/10-x-DCGT-070202-AL-K...=item2eb274b28c
Die sind mit Schneidenradius 0,2mm versehen, wenn du mit R=0,4 benötigst, dann einfach die letzten beiden Ziffern mit 04 austauschen. Ich verwende die Platten auch für Metall. Natürlich kann ich nicht die gleigen Schnittdaten erwarten wie mit speziellen Metall-Schneidplatten, aber auf Grund des positiven Freiwinkel schneiden sie ohne große Schnittkräfte.

Viele Grüße,
Dieter

Dann brauche ich nur noch einen Halter

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Hallo Victor,

den könntest du auch nehmen: Werbung: http://cgi.ebay.de/Drehmeisel-Klemmdrehh...=item2c59954b46

Gruß,
Dieter