MFWH 01-01-01 MFT - Funktionsübersicht Mechanik-s.jpg
In der
Funktionsübersicht der MFT-Mechanik sind alle Teile aufgeführt, die entweder selbst angefertigt oder beschafft werden müssen, gängige Norm-Teile werden aber nicht besonders hervorgehoben. Für jedes der anzufertigenden Teile findet sich in gewohnter Weise eine Detailzeichnung.
Obwohl die Zugplatten (01-04-01) schon wegen ihrer Größe eigentlich ins Auge fallen, beginne ich die Beschreibung trotzdem mit den Umlenkplatten (01-04-02). Die Umlenkplatten stellen die eigentlichen
Herzstücke des mechanischen Hubsystems dar. Eine Umlenkplatte bildet einen zweiseitigen Hebel, der jedoch nicht gestreckt ist, sondern einen Winkel von 90° bildet. Am Ende des Lasthebels befindet sich eine Achse mit einem M8-Gewindeansatz, auf der Achse sitzen zwei Kugellager 8x22x7 mm, um die Last auf eine größere Fläche zu verteilen. Die Kugellager bewegen sich in einer dafür vorgesehenen Hartholzeinlage und stützen damit die Tischplatte des MFT-Hubrahmens (01-02-01) ab.
Im Drehpunkt der Umlenkplatte befindet sich eine Welle, die aus
blank gezogenem Rundstahl hergestellt wird. Zur Welle gehören Kugellager 10x30x14, nicht etwa wegen hoher Drehzahlen
sondern um mögliche Kraftverluste auf ein Minimum zu reduzieren. Die Welle soll zwischen beiden Seiten einen Kraftausgleich bewirken, wenn die Tischlast nicht gleichmäßig über die Tischfläche verteilt ist,
dazu wird ein DIN915-Gewindestift mit seinem zylindrischen Zapfen in der Welle verbohrt.
Am Ende des Krafthebels wirkt eine Zugstange, bestehend aus zwei Winkelgelenken nach DIN 71802 und einem Stück M6-Gewindestange. Die notwendigen Zugkräfte werden durch die Zugplatten (01-04-01) aufgebracht.
Die Zugplatten tragen Gewindeplatten (01-04-03) von denen eine normal rechtsgängig ist, während die Gewindeplatte auf der gegenüberliegenden Zugplatte linksgängig ist! Befestigt werden die Gewindeplatten durch Klemmung der Zugplatten, dazu wird jeweils eine Gegenplatte (01-04-04) benötigt. Die Gegenplatten sind mit kleinen Bohrungen (3 mm Durchmesser) versehen, die nach dem Ausrichten des Systems verstiftet werden.
Betrieben wird das alles mit einer gegenläufigen Gewindespindel, die aus zwei Gewindestangen M8x1,25 besteht, natürlich ist eine der beiden Gewindestangen linksgängig. Verbunden werden die beiden Gewindestangen mit einer Langmutter, die, wie soll's auch anders sein, auf einer Seite eine linksgängige Gewindebohrung hat - Bezugsquelle Kisling GmbH über ebay-Shop.
Mit zwei Spindellagerungen (01-04-05) wird die gegenläufige Spindel über zwei Kugellager 8x22x7 in Position gehalten. Zur Ausrichtung und Fixierung der gegenläufigen Spindel werden jeweils zwei M8-Muttern gekontert. Die Kugellager sind gewöhnliche Radialkugellager und müssen keine großen axiale Kräfte auffangen, da die durch die Tischlast hervorgerufenen Kräfte sich in der Spindel gegenseitig aufheben. Die beiden Spindellager werden mit Schrauben in den Basisrahmen eingebaut.
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MFT-Mechanik - Zugplatte (01-04-01). Hergestellt werden die Zugplatten aus Birke-Multiplex. Die Langlöcher sind vorgesehen, um genug Spiel beim Ausrichten des Systems zu haben. In die beiden übrigen Löcher werden M6-Einschlagmuttern gepresst, die Kugelzapfen werden dort mit Loctite eingesetzt.
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MFT-Mechanik - Umlenkplatte (01-04-02). Mit der Mechanik des Tischeinsatzes beim MFWH Werkstatthelfer kann man im Bereich von 50 mm jede Hubhöhe auf den Millimeter genau einstellen. Die Umlenkplatten bilden die
Herzstücke des mechanischen Hubsystems. In einer Umlenkplatte verbirgt sich ein zweiseitiger Hebel, wobei die Hebelseiten einen Winkel von 90° bilden. Jeder Hebel ist exakt 35,35533905932738 mm lang, daraus errechnet sich das Maß 50 mm
- nein, alles Quatsch! Die Grundlage ist das gleichseitige rechtwinklige Dreieck, wobei die Hypotenuse (die Verbindungslinie zwischen den Endpunkten der gleichlangen Seiten des Dreiecks) eine Strecke von 50 mm ausmacht. Und das krumme Maß muss man auch nicht berücksichtigen, wie aus der Detailzeichnung ersichtlich ist. Wichtig ist nur, dass am Anfang bei abgesenktem Tisch diese Strecke sich in der waagerechten Ebene befindet. Greift man an einem Endpunkt einer gleichlangen Seite an und zieht (vorausgesetzt in die richtige Richtung), so stellt sich die eben noch in der Waagerechten befindliche Strecke langsam in die Senkrechte auf, so dass dabei die Deckplatte des Hubrahmens um genau 50 mm angehoben wird.
Beim Zuschnitt kann man etwas sparen, wenn man sogleich im Winkel von 45° sägt. Auf das Aufreiben der
10H7-Bohrung sollte man nicht verzichten, weil sonst die Formschlüssigkeit zur Welle nicht die wünschenswerte Qualität erhält. Der Kugelzapfen wird mit Loctite in die M6-Bohrung eingesetzt. Die M8-Bohrung soll einen Achszapfen aufnehmen, die Länge des Achszapfens soll etwa 32 mm betragen, davon entfallen 14 mm auf das M8 Gewinde. Das Gewinde wird durch eine Kontermutter DIN439B gesichert. Die Kugellager (8x22x7) werden auf den Achszapfen aufgezogen, eine Unterlagscheibe sorgt für etwas Distanz zwischen Außenkranz und Umlenkplatte. Nach dem Aufziehen der Lager wird der Kopf etwas gestaucht, das verhindert, dass die Lager beim weiteren Hantieren vom Zapfen fallen können. Im eingebauten Zustand können die Kugellager ohnehin nicht den Einbauort verlassen.
MFWH 01-04-03 MFT - Mechanik Gewindeplatte-s.jpg
MFT-Mechanik - Gewindeplatte (01-04-03). Einzige Besonderheit: Die Gewindebohrungen für die gegenläufige Spindel muss senkrecht zur Stirnfläche liegen.
MFWH 01-04-04 MFT - Mechanik Gegenplatte-s.jpg
MFT-Mechanik - Gegenplatte (01-04-04). Das Bauteil wird als Gegenlager zur Gewindeplatte verwendet. Für die spätere Verstiftung werden die beiden Bohrungen mit D = 3 mm verwendet.
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MFT-Mechanik - Spindellagerung (01-04-05). Das Bauteil wird aus gedoppeltem Birke Multiplex (2x18 mm) gefertigt. Der Falz (21x15 mm) wird als letzte maßnahem hergestellt, anderenfalls die Bearbeitung mit dem 19er Forstner nicht mehr möglich sein wird.
MFWH 01-04-06 MFT - Mechanik Drehknopf-s.jpg
MFT-Mechanik - Drehknopf (01-04-06). Wenn das Bauteil aus gedoppelter Birke Multiplex (2x12 mm) hergestellt wird, kommt man auf die notwendige Dicke von 24 mm. Ich hatte noch Reste von Birke Multiplex zu 9 mm, bei 3 Lagen kommt man auf 27 mm, was auch ganz ordentlich ausschaut. Der größere Durchmesser gegenüber den anderen Drehknöpfen entstand aus der Absicht, diesen Drehknopf zum Kurbeln der Hubspindel zu verwenden.
Und jetzt geht's an den Zusammenbau des TischeinsatzesDSC_4530s.jpg
Zunächst wird der Basisrahmen zwischen die beiden Schwenkarme positioniert. Der Basisrahmen muss dabei 18 mm unter der Oberkante der Schwenkarme stehen, weil die Deckplatte (Dicke = 18 mm) des Hubrahmens in der untersten Position bündig mit dem Schwenkarmen liegen soll. Nach dem Ausrichten des Basisrahmens und dem Festsetzen mit Zwingen, werden die Bohrungen in den Schwenkarmen auf die Seitenwände des Basisrahmens übertragen.
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Weiterhin müssen die Befestigungsbohrungen für die Spindellagerung (01-04-05) hergestellt werden. Es gibt zwei Spindellagereinheiten, jeweils ein auf der Rückseite und auf der Vorderseite.
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Für die Herstellung der
Durchführungsbohrung der Hubspindel durch die Vorderwand sollte die Bohrung der Spindellagerung (01-04-05) auf die Vorderwand übertragen werden. Das ist die sicherste Methode, um sich vor Überraschungen zu schützen.
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Die inneren Streben müssen im Bereich der
schwarzen Markierungen nachgearbeitet werden. Den notwendige Freiheitsgrad habe ich in der Planung nicht berücksichtigen können, da die Spindelführung erst in den letzten Tagen konstruiert wurde.. Die nachträgliche Herstellung erfordert aber keinen besonderen Aufwand, weshalb eine weitere Planänderung der inneren Streben (01-02-03)
nicht stattfinden wird.
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Mit dem Einschrauben der Winkelgelenke in die
Umlenkplatten (01-04-02) beginnt dann endlich der eigentliche Montageabschnitt. Es sollte
Loctite verwendet werden, weil man im Endzustand diese Teile
nicht mehr kontrollieren kann. Bei dem Einschrauben ist besonders auf die
spiegelbildliche Verwendung der Winkelgelenke zu achten. Das Gewinde der Kugelköpfe darf auf der anderen Seite nicht überstehen, man hat zwei Möglichkeiten dies zu vermeiden, abschleifen oder Unterlagscheiben verwenden. Bei der Verwendung von Unterlagscheiben darf man aber nicht mit einem großzügigem Spielraum rechnen, mehr als 1,5 mm stehen nicht zur Verfügung.
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Das
Sammelsurium aus Normteilen und Kugellagern bildet eine der 4 Stützstellen des Hubrahmens, als da sind:
- 2 Stück Kugellager 8x22x7 mm
- 1 Stück Zylinderschrauben mit Innensechskant, niedriger Kopf mit Schlüsselführung (DIN 6912) M8x25
- 1 Stück Passscheibe 8x14x0,3 mm
Die Passscheibe wird notwendig, weil eine
gewöhnliche Unterlagscheibe mit mehr als 1,5 mm eine zu große Dicke hat. Am Einbauort des Lagers stehen nominell 18 mm zur Verfügung:
Beide Lager zusammen mit dem Schraubenkopf nehmen schon 17 mm in Anspruch! Da ist kein Platz mehr für hundsgemeine Unterlagscheiben. Der Außenring des Lagers muss aber am Einbauort eine Distanz zur Umlenkplatte haben, weil sonst durch eine Blockade der Sinn der Kugellager zunichte gemacht wird. Passscheiben in dieser Größe gibt's z.B.
hier.DSC_4543_44s.jpg
Beim Zusammenbau der
Umlenkwelle mit allen anderen Bauteilen des Systems muss natürlich auf eine korrekt Winkelstellen der Umlenkplatten (01-04-02) geachtet werden. Außerdem ist die korrekte Länge der Welle mit 460 mm zu kontrollieren, üppige Abmaße führen am Einbauort zu Blockaden. Je Wellenende sind in der Reihenfolge aufzuschieben:
- der Lagerbock (01-03-05) inkl. Lager (10x30x14 mm),
- die Alu-Hülse (12x1, L=20 mm)
- eine Umlenkplatte. Bei den Umlenkplatten ist auf die gegenseitige spiegelbildliche Bestückung zu beachten!
Ursprünglich wollte ich die Umlenkplatten mit der Welle verbohren, die Absicht habe ich aber wieder verworfen, da zwischen beiden Umlenkplatten nur marginale Differenzkräfte auftreten können. Außerdem bildet die Welle mit der Umlenkplatte ein Passungspaarung mit minimalstem Spiel, so reicht auch eine gewöhnliche Schraube, um die notwendige Klemmung zu erreichen.
Um die korrekte Winkelstellung der Umlenkplatten zu erreichen, müssen auch die Stützlager (siehe vorhergehender Abschnitt) montiert werden, aber nur vorläufig. Die Lagerböcke (01-03-05) habe ich auf einer ebenen Unterlage festgezwungen.
Im rechten Teilbild wurde das Stützlager mittels einer Zwischenlage etwas erhöht (hier 12 mm Multiplex) ebenfalls festgezwungen - auf dieser Seite kann die Klemmschraube der Umlenkplatte angezogen werden. Aber Achtung: Nach fest - kommt ab! Die Zwischenlagen müssen sein, damit die Umlenkplatte nicht auf dem Werktisch aufliegen, sie müssen aber nicht 12 mm sein, ich hatte gerade die passenden Multiplexreste zur Hand, sie müssen nur auf beiden Seiten gleich dick sein!.
Im linken Teilbild trifft man die spiegelbildliche Anordnung wieder. So kann man die Stützrolle auf die Unterlage pressen, um dann die Klemmschraube anzuziehen.
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Die
Vorbereitung der Zugplatten (01-04-01) habe ich, wie in den Bildern gezeigt, vorgenommen. Das Einpressen der M6-Einschlagmuttern sollte sehr sorgfältig vorgenommen werden, zum Nachsetzen der Einschlagmuttern eignet sich ein Schraubstock.
Auf keinen Fall sollte der Kugelzapfen selbst zum Nachsetzen verwendet werden, da man bei einer Schlüsselweite von 8 mm nicht die benötigten Kräfte aufbringen kann. Es natürlich auch ohne Schraubstock, Schläge mit einem Hammer sind aber trotzdem nur das letzte Mittel der Wahl. Mit einer M6-Sechskantschraube ist man bei einer Schlüsselweite mit 10 mm schon gut bedient, vorausgesetzt, die Kräfte kommen bei der Einschlagmutter an und werden nicht schon vorher zum Zusammenpressen des Holzes aufgebraucht - man kann dies verhindern, hier mit einer
Scheibe für Schrauben mit schweren Spannstiften (DIN 7349). Ich verwende diese Scheiben immer, wenn ich die durch Maschinengewinde erzeugte Flächenpressung bei weichen Materialien wie Holz auf eine größere Fläche verteilen will. Und da die Anschraubfläche des Kugelzapfens auch nicht gerade üppig bemessen ist, verwende ich solche Scheiben auch bei diesem Einsatz.
Und um nicht abzuwarten, bis sich der Kugelzapfen im Gewinde gelöst hat, ist das Nachsetzen der M6-Einschlagmutter unbedingt erforderlich, denn nicht zuletzt verhindere ich das unbeabsichtigte Lösen des Kugelzapfens mit LOCTITE.DSC_4545_46_47_48s.jpg
Und jetzt geht es Schlag auf Schlag. Beim Zusammenbau des ersten Werkstatthelfers hatte ich eine andere Reihenfolge versucht und habe daher aus diesen Erkenntnissen heraus beim zweiten Zusammenbau, die bisher beschriebene Reihenfolge demonstriert.
- Bild 1 Bei den vorbereiteten Systemen der Wellen mit den Umlenkplatten müssen an einer Seite die Stützrollen demontiert werden, um sie in den Hubrahmen einzufügen. Die Stützrollen können hernach wieder von der Seite her montiert werden. Beim Einsetzen der System auf die richtige Lage achten, aber die ergibt sich eigentlich von selbst.
- Bild 2 Für die Zugstangen verwende ich M6-Gewindestangen mit einer Länge von 66 mm. Die Zugstangen hätte man auch vorher komplettieren können. Ich wollte es aber stressfreier haben, denn dann hätte ich sorgsam auf die Lage der Winkelgelenke achten müssen. Die Montage der Zugstangen ist somit problemlos, die Lage der Winkelgelenke ergibt sich aus der Logik und die einheitliche Länge von 100 mm (Stichmaß = 85 mm) einzuhalten ist eine leichte Übung.
- Bild 3 Beim Zusammenbau der gegenläufigen Hubspindel bietet die Mechanik-Funktionsübersicht (01-01-01) eindeutige Angaben an. Die linke M8-Teilspindel ist normalgängig und hat eine Länge von 221 mm. Die mittige Langmutter ist 35 mm lang und hat ein normalgängiges sowie ein linksgängiges Innengewinde. Die Langmutter bekommt man hier. Dem zufolge ist der rechte Spindelteil linksgängig (schönes Wortspiel ) bei einer Länge von 286 mm. Es versteht sich von selbst, dass auch linksgängige Muttern zum Kontern benötigt werden. Beim Zusammenbau ist darauf zu achten, dass beide Spindelteile symmetrisch in die Langmutter eingedreht werden und beim Kontern darauf achten, dass sich nichts verstellt. Jetzt werden die Gewindeplatten (01-04-03) auf die Spindeln gedreht und zwar bis zum Anschlag an die Kontermuttern. Nun dreht man die Spindel soweit, bis die Gewindeplatten exakt 163 mm auseinander stehen. Das ist dann der Augenblick, um die Zugplatten zu montieren.
- Bild 4 Getreu dem Motto, ein Bild sagt mehr als tausend Worte, kann ich mich auf das Notwendigste beschränken. Die Schrauben zur Montage der Zugplatten bleiben aber gelöst, bis das ganze im Bild dargestellte System in den Hubrahmen bugsiert worden ist. Benötigt werden auch alle Kontermuttern, die aber, um nicht den weiteren Werdegang zu behindern, auf der Spindel nach innen gedreht werden. Sorgsam muss darauf geachtet werden, dass die Zugplatten sich nicht gegenseitig verdrehen und auch die Lage der Gewindeplatten sich verändert.
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Nun erfolgt das
Einhängen der Zugstangen. Leute mit Hebammen-Fingern müssen die Zugplatten nicht mehr lösen, wenn die Sicherungsbügel an den Kugelköpfen montiert werden sollen. Bequemer geht's auf diese Art und Weise. Ich habe mit einem Klebeband die Gewindeplatte gegen zufälliges Verdrehen geschützt. Nach dem Einlegen der Sicherungsbügel werden die Zugplatten wieder zurückgeklappt, die Schrauben werden wieder eingedreht, aber bleiben weiterhin gelöst.
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Und dann ist es soweit. Der Hubrahmen liegt mit der Deckplatte nach unten auf der Werkbank. Jetzt kann der Basisrahmen aufgesetzt werden. Zur Montage der Lagerböcke (01-03-05) ist es sinnvoll, beide Rahmen mit Zwingen zusammen zu halten. So kann mit Keilen das Wellensystem mit den Umlenkplatten soweit angehoben werden, um die Lagerböcke in die richtige Position zu bringen. Zunächst reicht es aus, die Lagerböcke provisorisch zu fixieren.
Wenn sich die Lagerböcke in der vorgesehenen Positionen befinden, werden die Spindellagerungen (01-04-05) an den Basisrahmen geschraubt. Dies eine Voraussetzung, um die doppelgängige Spindel zu justieren. Mit den lose aufgedrehten Muttern wird die Spindel so eingestellt, dass die Langmutter perfekt in der Mitte sitzt, mit einem Klötzchen bei einer Breite mit etwa 37 mm lässt sich das leicht bewerkstelligen, wenn auf die Langmutter Markierungen angebracht werden. Zum Schluss werden die Muttern gekontert und damit war's das auch schon - fast, zumindest was die Einstellungen anbelangen. Es müssen nur noch die losen Schrauben an den Zugplatten angezogen werden, denn die haben jetzt automatisch die richtige Position eingenommen. Als wirklich letzten Arbeitsgang sind nur noch die Lageböcke stabil mit dem Basisrahmen zu verbinden. Ach ja, die Kurbelknöpfe fehlen noch. Einen 16er Riffelstab habe ich als Kurbelstange präpariert.
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Da stehen sie nun, meine Werkstatthelfer. Zunächst bin ich froh, dass ich mein Ziel erreicht habe, denn andere Aufgaben warten schon auf mich, so dass ich das Projekt an dieser Stelle vorläufig abschließe. Einen Teil der Dokumentation muss ich noch überarbeiten, um dann zum Schluss eine Gesamtdokumentation erstellen zu können. Aber das wird noch eine Weile dauern, weil ich mich als frisch gebackener Opa zunächst um mein Enkelkind kümmern möchte. Sollten sich in der Zwischenzeit viele Interessenten für die Gesamtdokumentation anmelden, werde ich natürlich versuchen, diese so schnell wie möglich liefern zu können.
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Mit dem Rastbügel konnte ich das System der zwei Rasten dramatisch vereinfachen. Bald drei Wochen habe ich gegrübelt, eine einfache Lösung zu finden, um die Wirkungsrichtung des Hubes umkehren zu können. Der Bewegungsablauf beider Rasten ist immer gleich: einmal läuft der Film vorwärts und das andere Mal spult man ihn rückwärts ab 
