Project Title: DIY Lifting & Rolling System for Small Benchtop Lathe
Project Start: 20.09.2018
Project End: 20.10.2023
Motivation
Nachdem meine Hobbydrehmaschine schon seit einiger Zeit sporadisch die Arbeit eingestellt hat und nur durch Aus- und Einschalten zur Weiterarbeit gebracht werden konnte, vermutete ich zunächst ein “thermisches” Problem. Nach dem die Zeitabstände zwischen den Aussetzern immer kürzer wurden, dann auch bei “kalter” Maschine, war klar, dass es etwas Anderes sein musste (sehr wahrscheinlich Kohlebürsten/Kollektor).
Da die frühere Raumtüre wegen der Anschlagsrichtung durch eine Falttüre ersetzt wurde, wäre ein erneuter Einsatz des Scherenhubwagens wie bei der Erstinstallation der Hobbydrehbank zwar möglich, vorher müsste aber die Falttüre komplett demontiert und der Scherenhubwagen aus dem Stauraum unter der Treppe “ausgegraben” werden, also sehr zeitaufwendig und was die Oberfläche von Scherenhubwagen und Maschinenunterschrank betrifft nicht gerade “minimalinvasiv”.
Überblick
Deshalb ist ein einfaches und sicheres, von einem Mann bedienbares System geplant, mit dessen Hilfe die Maschine wie gewünscht “bewegt” werden kann, und welches bei Bedarf auch zum Transport von Lasten auf dem “Boden” einsetzbar ist. Es soll aus zwei Dollies und einem Untergestell mit Fahrschiene bestehen.Die Dollies ermöglichen das Anheben und fahren der Hobbydrehmaschine auf dem Maschinenunterschrank und der Fahrschiene.
Planung und Entwurf der Dollies
Jedes Dolly besteht aus mehreren Einzelteilen, welche vor dem Maschinentransport in einer vorgegebenen Reihenfolge untereinander und mit der Hobbydrehbank verbunden werden.
Die Hauptbestandteile der Dollies sind:
– Obere Maschinenbettstützen mit Schutzauflagen
– Untere Maschinenbettstützen mit Seitenstützen und Schutzauflagen
– Lifterroller mit bremsbaren Lenkrollen und Gewindestiften als Hebevorrichtung
– Verbindungsstangen für Ober- und Unterteil
Obere Maschinenbettstützen
2 x Obere Maschinenbettstütze (Flachprofil 212x100x8mm, Material S235JR, 2 x Polyurethanauflagen 212x100x4, 12 x M5-Senkkopfschraube 8mm
Die Kontaktflächen zum Maschinenbett sind wie bei den Unterteilen mit einer Schutzauflage bewehrt. Die Auflagen sind ebenfalls mit M5-Senkkopfschrauben an den Oberteilen befestigt. Im Schnittpunkt der Diagonalen befinden sich 12-mm-Bohrungen zum Durchführen der Verbindungsstangen.
Untere Maschinenbettstützen
2 x Untere Maschinenbettstütze (Flachprofil 332x100x8mm, Material S235JR), 2 x Polyurethanauflagen 132x100x4mm, 8 x M5-Senkkopfschraube 8mm
Die Kontaktflächen zum Maschinenbett sind mit 4mm-Polyurethanauflagen ausgestattet. Die Auflagen sind mit M5-Senkkopfschrauben an den unteren Maschinenbettstützen befestigt.
Im Schnittpunkt der Diagonalen sind 12-mm-Bohrungen zur Aufnahme der M12-Verbindungsstangen, mit der die oberen mit den unteren Maschinenbettstützen verschraubt werden können.
An den Außenseiten der unteren Maschinenbettstützen befinden sich die 12 mm-Bohrungen zur Aufnahme der Hubgewindestifte.
Die Maschinenbettseitenstützen an der Bedienerseite/Vorderseite werden erst nach Montage von Unteren mit Oberen Maschinenbettstützen angebracht.
4 x Seitenstützen für Maschinenbett (Quadtratrohr, 100x30x3mm, Material S235JR), 12 x Innensechskantschrauben M8x40mm DIN 912 schwarz brüniert 8.8, 12 x M8-Unterlegscheiben, 12 x M5-Senkkopfschraube 4mm, 4 x Polyurethanauflagen 100x30x4mm
Die Kontaktflächen zum Maschinenbett sind ebenfalls mit Polyurethanauflagen geschützt. Die beiden vorderen Seitenstützen werden erst nach Montage der oberen bzw. unteren Maschinenbettstützen angebracht.
Lifterroller
4 x Lifterroller (Flachprofil 240x60x10mm, Material S235JR), 8 x Distanzplatte (Aluminium Flachstange 60x60x12mm, Material AlCuMgPb)
Sind die Lifterroller an der unteren Maschinenbettstütze montiert und die Mutter-Stift-Verbindungen gesichert, kann mit dem Anheben der Maschine begonnen werden. Voraussetzung dafür ist, das die Rollen ausgerichtet und gebremst sind. Zum Fahren sollte die Fahrschiene installiert sein. Zum Anheben werden die Gewindestifte abwechselnd, reihum, ohne zu verkanten, so lange angezogen, bis die entsprechende “Bodenfreiheit” zum Fahren erreicht ist. Auf Rollenbremsen achten!
8 x Lenkrollen mit Bremse, 32 x M6-Innensechskant Senkschrauben DIN 7991, 32 x M6-Unterlegscheibe, 32 x M6-Mutter
Felge und Gehäuse aus verzinkt-chromatiertem Stahlblech, Laufrolle aus halbelastischem Vollgummi, Radlager rollengelagert, Schwenklager mit zweifachem Kugelkranz, Raddurchmesser: 50 mm, Radbreite: 17 + 7 mm, Gesamthöhe: 71 mm, Anschraubplatte 60 x 60 mm, Schraublochabstand: 46 x 46 mm, Traglast je Doppelrolle : 100 KG, Farbe: grau
12 x M12-Gewindestift mit Innensechskant DIN 913 (100 mm, Material Edelstahl A2), 12 x M12-Sechskantmutter DIN 934 (Material Edelstahl A2), 12 x M12-Unterlegscheiben DIN 9021 (Material Edelstahl A2), 12 x Sicherungssplint 4,5 x 32mm
Die Gewindestifte werden als Verbindungselemente zwischen den unteren Maschinenbettstützen und den Lifterrollern verwendet, um die Hobbydrehmaschine anzuheben.
Verbindungsstangen
2 x Verbindungsstange 200 mm (M12-Gewindestange), 4 x M12-Unterlegscheiben DIN 9021 (Material Edelstahl A2), 4 x M12-Sechskantmutter DIN 934 (Material Edelstahl A2)
Die Gewindestangen verbinden untere und obere Maschinenbettstützen. Durch die Klemmung des Maschinenbetts soll ein Kippen beim Fahren der Maschine vermieden werden.
Basteln der Dollies
Stahl- und Aluteile für Dollies zugesägt, rechtwinklig gefräst, vermessen und auf Länge gefräst.
Obere und Untere sowie seitliche Maschinenbettstützen und die beiden Lifterroller gebohrt, gewindet und testweise montiert.
Gewindestift-Splintbohrungen 4,5 mm angefertigt und zusammengehörende Mutter/Gewindestift-Paare markiert. Anstelle der Splinte werden temporär M4 Schrauben mit Mutter eingesetzt (Splinte müssen später noch mit Hobbydrehmaschine bearbeitet werden).
Als letzte Dolly-Bastelaktivität wurden noch die beiden Verbindungsstangen zur Verschraubung der Maschinenbettstützen aus einer A2-Gewindestange angefertigt.
Initial Test
Als Nächstes soll das Untergestell mit der Fahrschiene gebaut werden. Doch vorher gehen die beiden Dollies auf “Jungfernfahrt”. Dabei sollen Schwachstellen und Abweichungen aufgedeckt werden, die eventuell Einfluss auf den Bau des Untergestells bzw. der Fahrschiene haben.
Als Erstes wurden obere und untere Maschinenbettstütze an die Hobbydrehmaschine montiert. Die vordere Maschinenbettseitenstütze wurde als letztes Teil mit der unteren Maschinenbettstütze verschraubt. Alternativ kann aber auch die hintere Seitenstütze zum Schluß installiert werden. Dadurch läßt sich die Gewindestiftmontage zu 50% reduzieren.
Danach wurden auf Rück- und Vorderseite die Gewindestifte und die Lifterroller montiert. Während des “Liftens” sollte die Maschine nicht, oder nur mit besonderer Vorsicht gefahren werden, da die Verbindungen zwischen unterer Maschinenbettstütze und Lifterrollern erst nach dem Liften stabil sind (wenn Gewindestifte fest angezogen sind). Falls die angehobene Maschine nicht mit Maximalhub gefahren werden soll, kann bei der Montage der Lifterroller pro Gewindestift eine M12-Mutter zur Fixierung der unteren Maschinenbettstütze mit eingebaut werden.
Die “Jungfernfahrt” auf dem Maschinenunterschrank konnte erfolgreich abgeschlossen werden, der geplante Verfahrweg auf der z-Achse wurde aber nicht erreicht. Der Reitstock wurde aus Platzgründen vor der Montage der Dollies von der Hobbydrehmaschine abgebaut.
Planung und Entwurf Untergestell mit Fahrschiene
Voraussetzung für die Planung ist ein korrektes Aufmaß des Bereiches “Bohren/Drehen/Fräsen” mit den dazugehörenden Maschinenunterschränken.
Das Untergestell besteht aus einem stabilen Quadratrohrrahmen 50 x 50 x 3 mm, der von 4 höhenverstellbaren Standrohren 30 x 30 x 3 mm getragen wird. Ergänzt wird der Rahmen durch zwei einlegbare Stützstreben 30 x 30 x 3 mm für die Fahrschiene. Rahmen und Standrohre können an den beiden Maschinenunterschränken befestigt werden. Nach Montage der Dollies und Anheben der Hobbydrehmaschine kann das Untergestell montiert und die Fahrschiene auf dem Rahmen ausgerichtet werden. Die Maschine kann nun in die gewünschte Position gefahren werden.
Rahmen mit Standrohrstutzen
Standrohre & Standrohrhalter
4 x Standrohr, Quadratrohr 30x30x3x839mm (S235JR),
4 x M12 Gewindestück, Vierkant Vollmaterial 25x25x15mm (S235JR),
4 x M12-Gewindestift mit Innensechskant DIN 913 90mm, Edelstahl A2,
4 x M12-Sechskantmutter DIN 934, Edelstahl A2),
4 x M12-Unterlegscheiben DIN 9021, Edelstahl A2),
1 x LOCTITE 542 zur Schraubensicherung anstelle Splint,
4 x PA6-Druckstücke Ø 60x20mm,
4 x Polyurethanauflage Ø 50x4mm,
1 x Sekundenkleber für Polyurethan-PA6
Zuerst werden für jedes Standrohr zwei Standrohrhalter an die Maschinenunterschränke geschraubt und die Standrohre “senkrecht” in den angeschraubten Haltern vormontiert. Durch die korrekte Standrohrmontage soll das Auftreten von Seitenkräften bei Belastung minimiert werden, sodass die Gesamtkräfte über die Standrohre senkrecht nach unten abgeleitet werden können. Der Rahmen wird von oben auf die Standrohre aufgesetzt. Um die Montage des Untergestells in stehender Position zu ermöglichen sind die beiden Streben nicht fest mit dem Rahmen verbunden. Rahmenteil-4 und Rahmenteil-2 dienen dabei als Haltegriff. Beim Aufsetzen des Rahmens werden die Standrohre in die dafür vorgesehenen Standrohrstutzen am Rahmen eingeführt. An den oberen Enden der Standrohre befinden sich M12-Gewindestifte zur Einstellung der exakten Rahmenhöhe. An den unteren Standrohrenden sind PA6-Druckstücke mit rutschfesten Polyurethanauflagen aufgesteckt. Nach korrekter Höheneinstellung des Rahmens an der Rahmenoberseite und exakter Ausrichtung der Standrohre werden diese in den Haltern und Stutzen “final” fixiert. Die Schraubverbindungen zwischen Rahmen und Maschinenunterschränken werden leicht angezogen, Spalte werden, falls notwendig, mit Polyamidscheiben unterfüttert, und die beiden Streben werden eingesetzt. Die Fahrschiene wird aufgelegt und mit der Fahrschienenverriegelung spaltfrei/bündig zur Oberkante des Maschinenunterschranks “Drehen” ausgerichtet.
Fahrschiene
1 x Siebdruckplatte 1028x691x12mm (Zuschnitt)2 x Fahrschienenverriegelung, Quadratrohr 30x30x3x50mm (S235JR),2 x Zylinderschrauben mit Innensechskant DIN 912, M8x604 x Innensechskant Senkschrauben DIN 7991, M6x50
Basteln des Rahmens mit Untergestell und Fahrschiene
Alle Teile zugesägt und Rahmenteile testweise auf Spanntisch montiert.
Alle Rahmenteile gebohrt, gefräst und gewindet. Durch Rotation des Maschinenschraubstocks kann der zur Verfügung stehende Raum optimal für längere Werkstücke genutzt werden.
