TEIL 1: Kugellagerung für den Oberschlitten

Hallo liebe Leser!

Seit ich meine Drehmaschine habe, bin ich mit dem Oberschlitten unzufrieden. Die kleine Kurbel ist sehr schwergängig und es reibt an allen Ecken. Besonders unangenehm ist, dass sie darüberhinaus noch ungleichmässig immer an der selben Stelle pro Umdrehung eckt, was auf eine verbogene Spindel schliessen lässt. Unser Forenkollege “nemo1978”, zu dem ich schon einen netten persönlichen Kontakt hatte (servus Franz, falls Du hier mitliest) hat diesen Umbau möglicherweise auch schon hinter sich, leider habe ich aber keine Informationen darüber. Im Internet hatte ich dazu bereits einige wenige und ungenaue Anregungen gefunden. Als einziger gefiel mir aber der Beitrag in unserer Bastelstube, und zwar der von Minitech hier (ACHTUNG: Registrierung erforderlich). Auch er berichtete damals:

“Der Oberschlitten der Quantum D 210×400 ist eine relativ einfache Konstruktion:
– keine Kugellager für die Spindel mit der Folge, daß das Handrand am Oberschlitten schleift und dieser vergleichsweise schwergängig ist”

Wenn es bei meinem Oberschlitten lediglich nur “vergleichsweise schwergängig” gewesen wäre, wäre ich glücklich gewesen, bei mir ging ja die Kurbel fast nicht mehr zu drehen (warum das so ist, hatte ich bald entdeckt):

Ich habe nun vorerst einmal alles zerlegt und es schaut in der Tat ernüchternd aus. Die Spindel auf der einen Seite und auf der anderen Seite vom Lagerblock das Kurbelrad sind ohne Kugellager verspannt, im weitesten Sinne könnte man sogar von einem Gleitlager sprechen. Man hat hier allerdings nur die Wahl: a) die Spannmutter nur locker anziehen, dafür viel axiales Spiel in Kauf nehmen, oder b) die Spannmutter streng anziehen, dafür kann man kaum mehr kurbeln.

Erschwerend kommen zwei weitere Tatsachen hinzu:

Die Spindel ist so krumm, dass sie an einem Ende um einen Kreis von etwa 8mm rotiert (am Foto schaut sie relativ gerade aus, weil ich schon ein wenig gerichtet hatte):

Das Richten ging im Backenfutter recht leicht. Die Spindel ist aus Billigmaterial und man kann sie fast mit der Hand biegen

Den Fehler, den ich jetzt hier beschreibe, hatte ich also erst ganz am Ende meines Umbaus entdeckt – ich greife daher hier ein wenig vor. Ich schreibe deswegen “spät entdeckt”, weil ich ziemlich blöd dreingeschaut hatte, als mein fertiger Kugellagerumbau trotz Kugellagerung sehr schwergängig war und genau das wollte ich ja eigentlich beheben.

Der gravierende Fehler war schnell gefunden. Am originalen Oberschlitten steht der Metallblock des Oberschlittens nicht hundertprozentig im rechten Winkel, die Spindel steht also nicht parallel zu den Flanken des Schwalbenschwanzes. Oder, was auch sein kann – ich stelle es im folgenden Bild rot dar: Möglicherweise läuft die Spindel samt Spindelmutter axial nicht auf einer Linie mit dem Gleitlager. Wenn man es gut meint, könnte man den Chinesen sogar unterstellen, dass das Absicht ist, um ein wenig Vorspannung in der Gewindemutter der Spindel zu erzeugen. Diese Vermutung geht aber hier komplett ins Leere, weil es gar keine Spindelmutter gibt. Das ganze Metallteil des Oberschlittens ist nämlich über die ganze Länge das Mutterngewinde. So kann das also mit einer Spindel, die schräg steht, nie funktionieren.

Das Problem konnte ich letztendlich auf einfache Weise lösen, indem ich ein 0.75mm dünnes Blech beigelegte. Nun ist die Oberschlittenbewegung völlig leichtgängig, ich bin sehr zufrieden:

Doch nun zum Bau des Teiles selbst. Das einfache Gleitlager-Endstück des Oberschlittens ist ja leicht nachzubauen, wenn man eine Fräse hat. Mit CNC geht das natürlich noch angenehmer, wiewohl aber die Zeichenarbeit nicht ganz zu unterschätzen ist. Wie man an CAD hier erkennen kann, habe ich die gängige X-Vorspannung zweier Kugellager gewählt. Die beiden Kugellager liegen aussen am roten Mittelring auf, die inneren Kugellagerschalen werden in X-Weise nach innen gespannt.

Damit unterscheide ich mich erstmals vom Minitech-Umbau. Ich wollte es vermeiden, da eigene Kugellager zu bestellen, insbesondere wollte ich diese beiden zusätzlichen Rollenlager einsparen. Mein Materialbedarf bestand somit zu 100 Prozent aus der Restekiste: 2 einfache Kugellager “6001 2RS” zu je 60 Cent,eine kleine Beilagscheibe, und ein Reststückchen Aluplatte AW5083 mit 70x60mm.

Für jene von Euch, die das auch bauen wollen, hier noch die Maße. Bitte beachtet aber, dass das nicht auf allen Chinadrehen gleich sein muss – bei den Baugleichen wird es aber wahrscheinlich schon so sein (Bernardo 550, Opti 240×550, Quantum, Paulimot 450 und 700, Holzmann, usw.):

Zu Fräsbeginn war es vorerst einmal wichtig, die richtige Reihenfolge des Aufspannens festzulegen. Ich habe mich dafür entschieden, den 25mm Kreis für das Kugellager durchgehend, und den 28mm Kreis mit der einseitigen Tiefe von 8,40mm auf der einen Seite rauszufräsen (für die Nachbauer: Das Alu-Material hatte ich auf 18mm plangefräst, aussen ist auf jeder Seite eine Tasche mit je 8,40mm, somit hat der Ring in der Mitte 1.2mm). Die Kontur selbst konnte warten – durch diese Idee war es ein Leichtes, das Teil mit einer dicken Beilagscheibe und einer M6-Innensechskantschraube zentrisch am Aufspanntisch zu befestigen.

Natürlich musste ich darauf achten, an der richtigen Stelle auch ein Gewinde in der Aufspannplatte zu haben. Die Aussenkontur ist schwierig zu fräsen, weil es bei 18mm Tiefe mit einem 2-schneidigen Schaftfräser trotz viel Schneidöls die Fräsbahn laufend zusetzt. Tipp: Zunächst doppelt so breit ausfräsen (also 2 Bahnen je 4mm nebeneinander), damit es nicht stopft. Die letzten 3-5/10mm fürs Schlichten stehen lassen. Ich hatte mir das natürlich wieder sparen wollen. Im Endeffekt benötigte ich dann genausolange, weil ich immer wieder stoppen, hochfahren, ausputzen und neu anfahren musste.

An den folgenden Bildern sieht man ein wenig, wie es weitergegangen ist.

FORTSETZUNG im TEIL 2