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»So geht’s auch«

Technik
»So geht’s auch«

Zur Konstruktion von Ellipsen greift Willi Brokbals im letzten Teil der Serie auf die Findigkeit der Gärtner zurück: die Fadenkonstruktion oder auch Gärtnermethode. Wer häufig unterschiedlich große Ellipsen mit der Tischfräse oder Handoberfräse herstellt, ist mit dieser Vorrichtung gut ausgestattet.

Lassen sich Kreise an der Tischfräse noch recht einfach herstellen, kann das Fräsen von Ellipsen zur echten Herausforderung werden. Mehrere Wege sind möglich und sinnvoll: Entweder hat man die Möglichkeit, das gewünschte Werkstück auf einem Bearbeitungszentrum fräsen zu lassen oder der Kollege fräst mit der computergesteuerten Maschine eine Platte, die in der eigenen Schreinerei als Vorrichtung zum Fräsen am Anlaufring eingesetzt wird. Oder man stellt eine Vorrichtung her, die ein gewünschtes Größenspektrum abdeckt und die Ellipsenherstellung entweder mit der Handoberfräse oder mit der Tischfräse ermöglicht.

Die in diesem Beitrag beschriebene Vorrichtung ist so ähnlich vor eini- ger Zeit von drei Schülern an der Meisterschule Ebern entwickelt und umgesetzt worden. Die Idee zur Vorrichtung ist eine Abwandlung der Ellipsenkonstruktion mit zwei Brennpunkten und einem Faden.
Gärtnermethode
Da sie auch im Landschaftsbau eingesetzt wird, heißt sie auch Gärtnermethode. Ein Beispiel verdeutlicht die Konstruktion: großer Ellipsenradius R = 480 mm, kleiner Ellipsenradius r = 300 mm. Die Scheitelpunkte der Ellipse werden aufgerissen und der große und kleine Durchmesser aufgezeichnet. Im Abstand R = 480 mm wird vom äußersten Punkt des kleinen Ellipsendurchmessers je ein Brennpunkt rechts und links der Mitte auf der großen Durchmesserlinie markiert. In diese Brennpunkte eingeschlagene Nägel sind die Positionen, an denen ein Faden mit der Länge 2 x R = 960 mm befestigt wird. An dem nach außen gedrückten, straffen Faden lässt sich die Ellipse mit den geforderten Maßen zeichnen (Bild 1).
Um die bei der maschinellen Bearbeitung entstehenden Kräfte aufnehmen zu können, muss der weiche Faden durch stabile Materialien ersetzt werden. In eine feste Grundplatte werden Führungsschienen eingelassen, die jeweils die lange und die kurze Achse der Ellipse bilden. In ihnen gleiten zwei Führungsschuhe mit sehr wenig Spiel, die durch eine Leiste beweglich miteinander verbunden sind (Bild 2). In diesem Fall sind die Führungsschienen zwei mit der offenen Seite gegenüber liegende Aluminium-U-Profile und die Führungsschuhe Kunstharzpressholzstreifen, in die ein M8-Gewinde geschnitten wurde. Gutes Gleiten durch die Führungsschienen und über die Anschlussstellen in der Vorrichtungsmitte erreicht man durch Runden der Kanten und Aufbringen von Gleitmittel. Die in 20-mm-Abständen gelochte Leiste wird mit metrischen Schrauben, die als Drehpunkte fungieren, mit den Schuhen verschraubt. Werden die Ecken der Grundplatte so abgetrennt, dass eine einem Rhombus ähnliche Form entsteht, deckt die Vorrichtung ein großes Maßspektrum ab (Bild 3).
Breites Maßspektrum
Für die oben genannte Ellipsengröße wird ein Rohteil mit 980 x 620 mm hergerichtet, die Vorrichtung mit den Führungsschienen nach oben aufgelegt und zentrisch ausgerichtet.
Anreißen der Außenkontur. Der Führungsschuh der kurzen Ellipsenachse wird mit seinem M8-Drehpunkt im Kreuzungspunkt der Führungsschienen positioniert und der zweite mit 180 mm Abstand zu diesem in der langen Ellipsenachse. Dieser Abstand ergibt sich aus der Differenz zwischen großer und kleiner Achse: 480 mm (R) – 300 mm (r) = 180 mm (Bild 4). Nachdem die Lochleiste mit den Führungsschuhen verschraubt ist, kann der Bleistift in 480 mm Entfernung zum Zentrum durch ein Loch in der Leiste geführt und die Kontur der Ellipse auf das Werkstück übertragen werden (Bild 5). Die Ellipse wird mit der Bandsäge grob vorgesägt, um sie an der Tischfräse in ihre endgültige Form bringen zu können (Bild 6).
Führt Werkstück oder Werkzeug
Wird der Bleistift durch entsprechende Adapter für Handoberfräse oder Stichsäge ersetzt, können diese angedockt werden und die Kontur herstellen.
Einsatz an der Tischfräse. Beim Fräsen mit der am Ende der Lochleiste befestigten Handoberfräse, wird das rotierende Werkzeug bewegt, um die Kontur zu erzeugen. Das Werkzeug der Tischfräse befindet sich jedoch immer an derselben Stelle und kann nicht entlang der Ellipsenkontur bewegt werden.
Das System muss umgekehrt werden: Die Lochleiste wird fixiert und die Grundplatte mit den Führungsschienen wird bewegt. Zudem muss die Vorrichtung, wie schon beim Fräsen der Kreise, zum Werkzeug hin geschwenkt werden. Mit kleinen Veränderungen kann sie die Aufgaben erfüllen.
Zuerst werden die Führungsschuhe aus den Laufschienen entnommen, die M8-Schrauben von der Unterseite eingedreht und die Schuhe wieder ins Führungssystem geschoben. Die herausstehenden Gewinde dienen später als Führungs- und Drehpunkte.
An der Maschinentisch-Vorderseite werden zwei Tischverlängerungen mit etwa 60 mm Abstand zueinander befestigt. Mit genau dieser Spaltbreite wird eine 500 mm lange Distanzleiste aus hartem Holz hergerichtet, die später den Einschwenk-Drehpunkt bekommt. Die Lochleiste wird durch eine Grundplatte ersetzt, die etwas breiter als der kleine und etwa 300 mm länger als der große Ellipsendurchmesser ist. Sie erhält über die gesamte Länge einen Mittelriss, damit die erforderlichen Bohrungen genau positioniert und die Vorrichtung ausgerichtet werden können.
Drehachse zum Einschwenken
Es sind wieder zwei 8-mm-Bohrungen mit 180 mm Abstand erforderlich, die die M8-Drehpunkte aufnehmen: Das erste Loch wird 450 mm und das zweite 270 mm von dem Grundplattenende gebohrt, das zum Fräswerkzeug zeigt. 100 mm vom anderen Ende wird die Bohrung für den Einschwenkdrehpunkt durch die Grundplatte und durch die Distanzleiste gebohrt. Sind beide Teile mit einer metrischen Schraube verbunden, kann die Bohrung des Ellipsenmittelpunktes präzise auf 480 mm Abstand zur Werkzeugschneide eingestellt werden.
Dabei sollten die Tischverlängerungen so verschoben werden, dass der Mittelriss der Grundplatte etwa 20 mm rechts vom Mittelpunkt des Fräswerkzeuges liegt. In dieser Position wird das Distanzholz geklemmt und die Drehbewegung der Grundplatte durch ein Widerlager begrenzt (Bild 7, 8, 9). Der Rhombus wird mit der glatten Unterseite auf das grob vorgesägte Werkstück gelegt, ausgerichtet und mit diesem verschraubt. Die Grundplatte wird in die Ausgangsposition geschwenkt und die Vorrichtung mit dem Werkstück nach oben so aufgelegt, dass die Bolzen der Führungsschuhe in die beiden Bohrungen eintauchen. Nachdem eine Bogendruckfeder angebracht ist, die lediglich den Kontakt der Hände mit dem drehenden Werkzeug verhindert, aber nicht auf das Werkstück drückt, wird die Maschine eingeschaltet, die Grundplatte mit Vorrichtung zum Werkzeug geschwenkt und die Ellipse gefräst (Bild 10, 11, 12, 13). Willi Brokbals
»Unser Ellipsenzirkel funktioniert mit der Handoberfräse oder auf der Tischfräse«
Willi Brokbals

Der Autor, Entwickler des Prototypen
Der Autor: Willi Brokbals ist Holztechniker und Fachlehrer an der Meisterschule Ebern. Themen und Fächer: Werkstatt, Vorrichtungsbau, CNC, Pneumatik, Maschinenpraxis und Sicherheit.
Meisterschule Ebern, 96106 Ebern, Tel.: (09531) 9236-0, Fax: -30, Entwickler des Prototypen: Eberner Meisterschüler im Jahr 1996, Jochen Link, Sigurd Schwarz, Jürgen Söllheim
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