20-02 Project Powertrain-Troubleshooting Hobby Lathe – Part 1 (Electric Drive)


Project Title: Powertrain-Troubleshooting Hobby Lathe – Part 1 (Electric Drive)

Project Start: 22.10.2023 

Project End: 28.10.2023


 
 

Vorwort

Dieser Projektbericht wurde aus der Hobbyisten-Perspektive erstellt und soll lediglich etwas zur Inspiration und Unterhaltung in diesem Umfeld beitragen. Sollten ähnliche Problemstellungen in Ihrer Hobby-Werkstatt auftreten, ist es in allen Fällen ratsam, Kontakt mit dem Hersteller aufzunehmen, um sich entsprechend beraten zu lassen!


 

Überblick
 

Nach “Abschluss” des Projektes DIY Lifting & Rolling System for Small Benchtop Lathe war es an der Zeit, die notwendig gewordenen Arbeiten an der nicht mehr funktionstüchtigen D6000 durchzuführen. Der dazu erforderliche Motivationsschub blieb zwar lange aus, hat sich aber nun dank der kälteren Jahreszeit automatisch eingestellt. Primäres Ziel der durchzuführenden Arbeiten war die Beseitigung der Funktionsstörung des Elektroantriebes.


 

Komponenten des elektrischen Antriebs

Folgende Komponenten und Bauteile sind Bestandteil der Überprüfung:

  • Einphasen-Reihenschlussmotor 1,4 kW (Gleichstromausführung) mit Kollektor und Kohlebürsten
  • Elektronikkonsole mit Endschalter und Drehzahl-Potentiometer
  • Platine und Verdrahtung
 

Die ursprüngliche geplante Vorgehensweise, alle anfallenden Reparaturen im gleichen Raum auf der “Fahrschiene mit Untergestell” auszuführen, wurde wegen des zu erwartenden (und unterschätzten) Arbeitsaufwandes verworfen. Die Hobby-Drehmaschine wurde direkt von dem Maschinen-Werkzeugschrank auf den Scherenhubwagens gerollt und in den größeren Nachbarraum gefahren.


 
 
 
Einphasen-Reihenschlussmotor 1,4 kW (Gleichstromausführung) mit Kollektor und Kohlebürsten 
 

Nach Demontage der Getriebeabdeckhaube und des Abdeckbleches der Elektronikkonsole wurden die 9 Platinenstecker nummeriert und vorsichtig (Durchbiegung!!!) von der Platine gehebelt bzw. getrennt. Des Weiteren wurde der 6-polige Motorverbindungsstecker getrennt. Die an dem Stator angeklebte WAGO260-Klemme wurde vom Stator gelöst und der Verbindungsdraht zum Motor (Erregerwicklung, blauer Draht, unten/rechts) aus der WAGO-Klemme gezogen. Die am Unterboden der Konsole befindliche Verschraubung für die Schutzleiter wurde gelöst. Nun wurde die Motorverschraubung mit der Elektronikkonsole gelöst (2 Senkkopfschrauben) und die letzte noch bestehende Drahtverbindung zur Kohlebürste durch vorsichtiges Drehen des Motors (bis Flachsteckhülse an Kohlebürste zugänglich ist) getrennt. Der ausgebaute Motor wurde vorsichtig aus der Konsole entnommen und die Platine aus den Kunststoff-Führungsschienen gezogen.

 

 
 
 
Kollektor
 

Um die Kollektorlamellen und Kohlebürsten besser überprüfen zu können, wurden die zum Kollektor spitzwinklig montierten Kohlebürstenhalter entfernt (Winkel der Bürsten-Laufflächen kleiner 90 Grad). Die Kollektorlamellen waren, soweit ich das beurteilen kann, sehr mäßig verschlissen, ebenso die Kohlebürsten.

 

In einem ersten Schritt wurde der Motor mit Druckluft abgeblasen, danach wurden die Kollektorlamellen mit Isopropanol gereinigt. Mit Hilfe eines auf die Motorwelle passenden Adapters und einem Akkuschrauber konnte die zum Reinigen und Schleifen notwendige Rotation erzeugt werden.

Nach der “chemischen Reinigung” des Kollektors wurde zur Oberflächenglättung der Kollektorlammellen Nassschleifpapier (400-er, 600-er, 1000-er) und Schleifvlies (800-er) eingesetzt (Körnung verschleißabhängig). Der beim Schleifen angefallene Schleifstaub wurde mit Druckluft abgeblasen.
 
 
Zwischen den einzelnen Schleifdurchgängen wurden die Lamellenoberflächen jeweils einer optischen Kontrolle unterzogen. Nachdem eine zufriedenstellende Lamellenoberfläche erreicht war, wurden noch die Lamellenzwischenräume gesäubert.
 

 
 
 
Kohlebürsten
 
Nachdem die Bürstenhalter wieder am Motor angebaut waren, konnten die  beiden Kohlebürsten unter gleichzeitiger Form-Anpassung an den Kollektor gereinigt werden.
 
 
Obligatorisch für diese Arbeit ist ein scharfes Schnitzmesser mit gerader Klinge(Stich) zum Anheben der Kohlebürsten und eine Kunststoffpinzette zum Einfädeln des 400-er Nassschleifpapieres.
 

 
 
 
Elektronikkonsole mit Endschalter(Futter-Schutzhaube) und Drehzahl-Potentiometer
 
Nicht unbedingt notwendig, aber aus meiner Sicht sinnvoll war die Überprüfung des in der Konsole verbauten Endschalters und Drehzahl-Potis.Auf eine zusätzliche Prüfung des Not-Aus Schalters, des Wendeschalters für Vorwärts-Rückwärts – Hauptspindel sowie des EIN-/AUS-Schalters mit Unterspannungsauslösung wurde verzichtet.

 
 
 
Endschalter(Futterschutzhaube)
 
Die Prüfung des Schalters erfolgte durch Widerstandsmessung bei geöffneter und geschlossener Futter-Schutzhaube inkl. Rütteln wegen Wackelkontakt.
 

 
 
 
Drehzahl-Potentiometer
 
Die Prüfung des Drehzahl-Potis erfolgte ebenfalls durch Widerstandsmessung bei den Skalenteilungen 0,10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 und 100.
 
Multimeter
 

 

Platine und Verdrahtung

Ein Blick in das Innere der Elektronikkonsole hat deutliche Spuren von Grafitstaubablagerungen gezeigt. Die gleichen Ablagerungen in Verbindung mit Lötrückständen waren auch auf der Ober- und Unterseite der Platine zu finden. Die Platine wurde deshalb so lange mit einem Platinenreiniger behandelt, bis keine “schädlichen” Ablagerungen (Flussmittel in Kombination mit Grafitstaub) bei der optischen Inspektion festgestellt werden konnten. Bei Neuerwerb der D6000 wäre es sinnvoll gewesen, die Platine auszubauen, zu überprüfen und bei Bedarf zu reinigen und durch eine beidseitige Lackierung zu versiegeln.

 

 
 
 
Einbau Motor und Platine mit Testlauf
 
Nachdem die Arbeiten an Motor und Platine erfolgreich abgeschlossen waren, wurde der Innenraum der Konsole inkl. Verdrahtung noch mit Isopropanol von eventuellen Grafitstaubrückständen befreit.Der blaue Draht des Motors (WAGO-Klemme) wurde mit einer entsprechenden Aderendhülse versehen. Danach wurden Motor und Platine wieder eingebaut und die Verdrahtung inkl. Steckerverbindung, Klemmverbindung und Schutzleiterverschraubung komplett wieder hergestellt. Die WAGO-Klemme wurde nicht mehr an den Stator angeklebt, sondern mit einem Kabelbinder an dem Steckerkabelbaum befestigt.
 
 
Anschließend wurde ein 10-minütiger Testlauf (ohne Getriebe, Motor im Leerlauf) durchgeführt. Mit einem Stroboskop wurde bei höherer Drehzahl auf Laufschwankungen geachtet. Der Motorlauf war sehr ruhig und leise, kein Bürstenfeuer, keine feststellbaren Drehzahlschwankungen.
 

 
 
 
Fazit Part 1:
 
Ich war angenehm überrascht ob der Qualität des verbauten Motors und habe innerlich von einer beabsichtigten FU-Umrüstung Abstand genommen. Schade nur, dass das Antriebskonzept bezüglich der nicht geschützten, für Grafitstaubablagerungen offenen Platine etwas schwächelt. Sollte ich wiederholt Kaufabsichten für eine D6000 haben, würde ich aber die Ansparzeit für die teurere hs-Variante in Kauf nehmen.
 
 

 Successful Tinkering Projects (Hobby-Workshop)