Schnellwechselhalter Tripan 011 kompatibel

Dezember 2017

Ein befreundeter Uhrmacher hat bei mir drei Tripan 011 Grundhalter angefragt, die ja nicht mehr hergestellt werden – Wenn mich nicht alles täuscht kommen die auf Schaublin 70 Drehmaschinen.

Einen Originalen Grundhalter und Wechselhalter hat er mir zugeschickt um einen Zeichnungssatz anfertigen zu können.
Zur Abwechslung mal mit Fusion360, da merkt man das in der Zeichnungsableitung noch vieles fehlt. Z.b. kann man nicht über Hilfskreise bemaßen (für Schwalbenschwänze wichtig!). Da müsste man irgendwelche Dummy-Stifte ins 3d Modell packen.
Ich hab die Maße händisch reingekrizzelt ;-)

Als Material habe ich mich für 1.2842 entschieden, meine bevorzugte Wahl wenn gehärtet werden soll. Zum einen weil er extrem Verzugsarm ist, zum anderen treffe ich dort bei der Wärmebehandlung die Zielhärte sehr genau und zu guter Letzt ist die bearbeitbarkeit im weichen Zustand ganz gut.

Aussenmaße vorgeschruppt und mit dem Hartmetallschlagzahn mit 0,1mm Aufmaß pro Fläche geschlichtet.

Danach kommen erst einmal alle Bohrungen in die Grundkörper, bis auf die Befestigungsbohrung mit der der Tripan auf dem Oberschlitten befestigt wird, mit Aufmaß um sie im harten Zustand fertig bearbeiten zu können.

Die hintere „Schwalbenschwanzrippe“ fräse ich mit dem Grundkörper im Schraubstock stehend. Der Schwalbenschwanzfräser hat 0,5mm Radius an die Ecke angeschliffen – Zum einen würde sonst die Wandstärke zur Längsbohrung sehr klein werden, zum anderen ist eine scharfe Ecke nicht gerade härtefreundlich (Rissbildung). Ausserdem musste ich den Schaft vom Schwalbenschwanzfräser freischleifen:

Für die Stirnseitige V-Nut habe ich mir einen Stichel aus 8mm Hartmetall geschliffen. 60° Spitzenwinkel mit etwa 0,5mm Radius:

Mit 3200U/min konnte man den 3,5mm tiefen Schnitt in einer Zustellung nehmen:

Schraubstock 30° schräg ausrichten:

Fräsen der Stirnflächen des Schwalbenschwanzes:

Danach die Grundhalter im Prisma unter 45° gespannt und mit einem 4mm Kugelfräser die Nut für den Klemmhebel eingebracht:

Damit waren alle Arbeiten im weichem Zustand erledigt. Die Grundhalter werden bei 810° in Öl gehärtet und dann bei 400°C angelassen um etwa 45...50Hrc Härte zu erreichen. Laut der Härteprüffeilen liege ich da relativ gut drin, eher im Bereich 50Hrc.

Auf der Flachschleifmaschine, die Ober- und Unterseite sauber und parallel schleifen:

Und nanu, wieder vier Stück? Und einer sieht komisch aus? Das passiert wenn man ganz am Anfang schläft und ein Teil beim fräsen falsch rum einspannt. Wurde damit automatisch zum Einrichte- und Versuchsteil degradiert :)

Beim Schleifen der Aussenmaße ist es erstrebenswert die Lage der Bohrungen halbwegs korrekt zu halten, um beim Ausspindeln später keine Probleme zu bekommen. Man kann das so halbwegs mit dem Messschieber messen, besser mit einem passendem Stift und Tiefenmaß oder eben mit einer Bügelmessschraube die einen runden/zylindrischen Amboss hat:

Schleifen der Rückseite – Eine Richtung wird vom Schraubstock automatisch rechtwinklig ausgerichtet, die zweite Richtung macht der geschliffene Magnet:

Alle auf gleiche Höhe schleifen – Eine Tiefenmessuhr ist eines der nützlicheren Messmittel auf der Flachschleifmaschine. Hier messe ich die Gesamthöhe auf ein 30mm Endmaß (Zielmaß 32mm):

Danach der hintere Schwalbenschwanzabsatz – Der Umfang der Scheibe ist auf 30°, und die hintere Seitenfläche der Scheibe ist exakt senkrecht abgerichtet.

Das schleifen hat sehr gut funktioniert. An der Vertikalen Fläche ankratzen, Scheibe anheben, in Z Zustellen bis das Abstandsmaß zur hinteren Fläche korrekt ist und dann einfach nach unten stechen, in 1/100mm Schritten. Gemessen wird die Gesamtbreite des „Schwalbenschwanzes“ über zwei 3mm Zylinderstifte.

Hier die Aufspannung um die 30° Anlagefläche für die Wechseleinsätze zu schleifen. Das mache ich nicht mit einer schräg abgerichteten Scheibe, weil die zu schmal ist.
Das Sinuslineal und der Endmaßstapel ist mit je einem geschliffenem Magneten gehalten, das erspart einem drei zusätzliche Hände. Dieser Winkel sollte halbwegs genau eingerichtet sein, damit der Wechsel von normalen auf Innendreheinsätze sinnvoll funktioniert.

Hier wird auch wieder die Absatzhöhe gemessen:

Aktueller Stand:

Hart-Spindeln aller Grundkörper auf 9,98mm – 500U/min, 15mm/min Vorschub (Entspricht Zahnvorschub von 0,03mm).
Man beachte die feinen Späne die der scharf geschliffene Hartmetallmeissel trotz des gehärteten Materials abnimmt.

Für die Fertigbearbeitung habe ich mir einen Läppdorn aus Aluminium gedreht.

  • Vorgedreht auf 11mm
  • Auf halbe Länge ein M6 Innengewinde geschnitten
  • 10mm von beiden Enden rein jeweils zwei 2mm Bohrungen um 90° versetzt eingebracht
  • Von Bohrung zu Bohrung mit der Laubsäge längs geschlitzt
  • Einen M6 Gewindestift auf Grund gedreht. Am Auslauf vom Gewinde beginnt er dann den geschlitzten Dorn aufzuweiten. Mit der Schraube leicht vorgespannt
  • Aussendurchmesser auf 9,95 fertig gedreht
  • Nuten eingedreht für die Schleifpaste/Abrieb
  • (Im Bild ist noch eine normale Innensechskantschraube drin, deren Kopf ist aber sehr knapp an 10mm Durchmesser, das ging irgendwie nicht ;) )
    Ein solcher Läppdorn ist nicht ideal, weil er sich eigentlich nur in der Mitte im Durchmesser vergrößert, die Enden bleiben etwa das Nennmaß, das man vorher gedreht hat. Bohrungen können damit sowohl Krumm (in sehr geringem Maß) werden und eine Vorweite bekommen (Konisch am Bohrungsein-/austritt). Aber der Schnellwechselhalter ist jetzt keine Hochpräzisionsanwendung, ich will nur das der Stößel sauber läuft.

    Und dann die übliche Sauerei mit Schleifpaste. Das Werkstück wird von Hand auf dem Dorn vor- und zurückgeschoben. Dabei spürt man am Drehmoment das man braucht um das Werkstück zu halten recht gut ob die Bohrung in einzelnen Bereichen enger oder weiter ist. Merkt man dass das Werkstück sehr frei auf dem Dorn läuft, muss man die Madenschraube etwas nachspannen und den Durchmesser vom Dorn damit etwas vergrößern.
    Die Schleifpaste ist relativ trocken, ein paar Tropfen Kühlschmiermittel helfen ein Fressen zu verhindern.

    Schleifpaste ist die 280er Pferd. Angeblich Öl- und Wasserlöslich, wirklich löslich ist das Zeug aber irgendwie nur mit Isoprop/Spiritus.

    Vergleich hart-gespindelt (links) zu geläppt (rechts):

    Hier sieht man den Verschleiss am Läppdorn, im Bereich der Aufweitung sind die eingestochenen Nuten praktisch weg. Außerdem ist die Nachstellbarkeit ebenfalls am Ende, Testweise konnte ich den Durchmesser noch etwa 1/10mm vergrößern. Aber deswegen ist der Dorn nicht für die Tonne, man kann ihn immer noch entspannen und auf einen kleineren Durchmesser abdrehen, z.b. 8mm.

    Der Läppdorn hat lange genug überlebt alle vier Grundhalter fertig zu bearbeiten. Ein 10mm Zylinderstift geht sehr leicht durch die Bohrung, eine 10mm Schnittnadel hat ganz leichten Widerstand.

    Die Querbohrung für den Exzenter habe ich nur mit einem 8mm VHM Fräser auf Fertigmaß aufgestochen, das war ausreichend genau für diesen Zweck.

    Damit konnte ich mit den Originalteilen vom 011er Tripan schonmal einen Probezusammenbau machen, funktioniert wie erwartet. Wo der Hebel bei voller Spannung stehenbleibt kann man später bei der Fertigung des Stößels abstimmen.

    Der Exzenter ist aus Silberstahl 1.2210 gefertigt. Vorgedreht auf Nenndurchmesser, aber noch nicht abgestochen, um etwas zum spannen zu haben.
    Die Bohr- und Fräsarbeiten werden mit dem Direktteilkopf durchgeführt:

    Zwei Schlüsselflächen fräsen und anschließend 45° versetzt ein M4 Gewinde schneiden:

    Den Exzenter drehe ich mit dem Exzenterfutter das ich vor geraumer Zeit gebaut habe. Der Exzenter braucht eine definierte Ausrichtung zu der gefrästen Schlüsselfläche. Also wird erst das Futter parallel zur Zugrichtung des Planschlittens, danach die Schlüsselfläche am Werkstück ebenfalls parallel zum Planschlitten ausgerichtet.

    Einstellen der Aussermittigkeit, das Original hat 1mm Gesamthub.

    Die fertigen Exzenterspanner, noch ungehärtet. Die Teile sollten klein und kompakt genug sein um nach dem Härten ohne schleifen funktionstüchtig zu sein.

    Für die Exzenter habe ich Zunderschutzpaste getestet, die ein extremes Verzundern der Teile verhindern soll. Dazu werden die Teile in die Paste getunkt und anschließend für 30 minuten trocknen gelassen. Danach wie gewohnt härten.

    Beim Abschrecken der Teile platzt die getrocknete Paste ab und hinterlässt eine verfärbte, aber relativ Zunderfreie Oberfläche. Macht aber insgesamt keinen Weltbewegenden Unterschied:

    Korundgestrahlt:

    Silberstahl ist nach dem härten etwa 62Hrc hart, das ist mir für die Spannexzenter zu gefährlich, ich habe sie angelassen auf etwa 55Hrc.

    Fräsen der Stößel im Teilkopf – Bearbeitung von drei Seiten:

    Stirnprofil in den Stößel fräsen, mit dem gleichen 60° Radiusstichel mit dem auch die Grundkörper gefräst wurden.

    Der Stößel bekommt eine 2mm Nut als Verdrehsicherung. Bei Fräsern mit 2mm und weniger habe ich es mir angewohnt den Rundlauf zu kontrollieren – Der wirkt sich bei so kleinen Werkzeugen extrem auf die Lebensdauer aus. Messuhr auf die Umfangsschneiden und Spindel von Hand gegen den Uhrzeigersinn drehen. An allen Schneiden sollte der Maximalausschlag der Uhr gleich sein.

    Zum Ausrichten des Stößels ist ein Stapel Endmaße mit Sekundenkleber in den Schraubstock geklebt, der genau die Absatzhöhe dick ist.

    Gehärtet und stark angelassen, auf etwa 45Hrc. Danach wieder Korundgestrahlt:

    Die Stößel haben sich an der Ausfräsung durch den Härteverzug etwas gebogen, stark genug um im Grundkörper zu klemmen.
    Ich hab den hinteren Teil des Stößels auf der Stichelschleifmaschine angeglichen. Tripan hat das scheinbar ähnlich gemacht, aber so wie das Original aussieht das ich hier habe, eher mit einem Bandschleifer.

    Der Grundkörper bekommt noch eine 2H7 Bohrung für den Verdrehschutz (Zylinderstift). Hartbohren mit einem 2mm VHM Bohrer, 1000U/min und Feinvorschub an der Pinole.
    Der Feinvorschub ist hier sehr hilfreich, grade beim Durchbohren neigen VHM Bohrer zum aus-/abbrechen.
    Auch beim VHM Bohrer macht es Sinn den Rundlauf zu kontrollieren und durch spielen an der Spannzange auf Null zu bringen, dann bohrt der auch H7.

    Der 2mm Zylinderstift eingeschlagen, der Überstand wird plangeschliffen.

    Schleifen der V-Nut im Stößel. Das ist der einzige Teil der Kontur der geschliffen werden muss, die beiden aussenliegenden schrägen Flächen sind nur Freiarbeitung.
    Die Schleifscheibe ist zum 60°V abgerichtet, der Stößel in einem Prisma gespannt. Das weiße Blatt Papier links hilft beim ausmitteln der Kontur mit der Schleifscheibe (Lichtspalt!).

    Zum Ausrichten wird eine der Aussenflächen mit der Uhr abgefahren. Bei so kleinen Flächen macht das 2/1000mm Fühlerhebelmessgerät tatsächlich Sinn, weil man damit selbst auf so kurzer Messstrecke noch sinnvolle Ablesewerte bekommt. Verdreht wird der Stoßel mit einer kleinen Gripzange, bis die Uhr von Seite zu Seite möglichst kleine Abweichung zeigt.

    Entgraten, anfasen und verrunden – Proxxon Feinschleifer mit feinem Kegel-Hartmetallfräser, Korundschleifscheibe, P400 Schleifleinen und ein Schleifschwamm:

    Die fertigen 011 Schnellwechselhalter: