Tipps zur Herstellung eines Montierungs-
gehäuses aus Aluminium-Vierkantmaterial

von Herbert Zellhuber

Es ist empfehlenswert, immer das Gehäuse vor der Welle herzustellen, dann kann der Lagerabstand leichter abgemessen werden.

Wichtig beim Gehäuse einer Montierung ist die genaue Flucht der beiden Lager. Eine Möglichkeit zur Bearbeitung der Lagersitze ist das Drehen zwischen Spitzen. Allerdings muss man dabei einen Trick anwenden, da ja durch die Bohrung (hier Ø 52 mm) das Werkstück keine Zentrierspitzen mehr aufnehmen kann. Man könnte zwar vor dem Aufbohren die Lagersitze fertig drehen; aber das birgt eben das Risiko, dass sich das Werkstück dann beim Herstellen der Mittenbohrung nachträglich verziehen könnte.
Für einen Achsdurchmesser von 50 mm eignen sich z.B. Kegelrollenlager von FAG mit der Bezeichnung KLM300849. Für das Gehäuse verwendet man Vierkantmaterial aus Aluminium. Beim Zuschnitt wird man 2 bis 3 mm Übermaß geben, da meistens etwas schräg abgeschnitten wird.
Als erstes wird an den Planflächen die Mitte markiert - am besten auf 0,1 mm genau - und angekörnt. Dann wird die Mitte mit einem Zentrierbohrer 2,5 mm angebohrt. Nun kann das Werkstück in der Drehmaschine zwischen Spitzen gespannt werden, vorzugsweise wird man einen Rollkörner verwenden. Steht kein genügend großes Drehherz zur Verfügung, so kann man um das Vierkantmaterial z.B. dickeren Draht wickeln und mit der Drehbankspindel verbinden.
Nun können die Planflächen abgedreht werden. Man sollte noch 0,5 mm Übermaß stehen lassen - in diesem Fall also 210,5 mm. Die Planfläche braucht auch nur bis zu einem Ø 50 mm bearbeitet sein. Der nächste Schritt ist das Anreißen der Bohrungen für die vier Gewinde M 5 an den Planflächen. Beim Anreißen sollte man sehr sorgfältig vorgehen und mit der Schieblehre auch die Diagonale genau durchmessen, denn die Vierkantform stimmt meistens nicht auf 0,1 mm genau.

Zur weiteren Bearbeitung wird ein Drehteil wie auf der Zeichnung links als Hilfswerkzeug benötigt. Die Bohrungen sind hier auch wieder sehr sorgfältig zu fertigen. Die Bohrungen Ø 5,5 mm werden mit einem Flachsenker Ø 11 mm angesenkt; damit kann das Hilfswerkzeug mit Inbusschrauben an die Planflächen des Gehäuses geschraubt werden, um es dann in ein Dreibackenfutter spannen zu können. Vom Einspannen des Gehäuses in ein Vierkantbackenfutter rate ich ab, da die Gehäusewände an diesen Stellen relativ dünn sind und verdrückt werden könnten.

Ich möchte gleich noch ein weiteres Hilfswerkzeug vorstellen (siehe Zeichnung links). Es sind zwei Drehteile im Ø 59 mm / 10 mm dick, Material Stahl oder Messing. Sie haben mittig eine Zentrierung, die mit einem 2,5er Zentrierbohrer hergestellt wurde. Als weiteres sieht man eine Bohrung mit 11 mm. Sind diese beiden Hilfswerkzeuge im Gehäuse eingebaut, so kann es zwischen die Zentrierspitzen der Drehmaschine gespannt werden. Es ist somit möglich, genau fluchtende Lagersitze herzustellen. Danach werden diese Hilfswerkzeuge mit einem Dorn Ø 10 mm wieder herausgeschlagen, deshalb darf an einem Teil die Bohrung Ø 11 mm nicht fehlen.

Nun wird das Gehäuse mit dem angeschraubten Hilfswerkzeug zum Ausdrehen der Bohrung Ø 52 mm ins Dreibackenfutter der Drehbank gespannt, wobei auf eine genaue Zentrierung des Werkstücks zu achten ist. Man wird zweckmäßig jeweils nur bis zur Hälfte der Länge (ca. 110 mm) ins Gehäuse bohren und ausdrehen. Man sollte keine zu großen Späne abtragen und es ist auf gute Schmierung und Spanabfuhr zu sorgen, damit das Teil nicht heraus geschleudert wird.
Danach werden die Sitze für das Zentrier-Hilfswerkzeug fertig gedreht. Vorher sollte man aber unbedingt noch die Zentrierung des Werkstücks kontrollieren, damit diese Sitze auch genau mittig liegen. Zur Herstellung des Ø 59 mm braucht man ein genaues Messwerkzeug, entweder einen Innenmikrometer oder eine Digital-Schieblehre. Das Zentrier-Hilfswerkzeug hat zum fertigen Lagersitz einen Abstand von ca. 1 mm.
Danach werden die beider Lagersitze vorgedreht (Untermaß 0,5 mm, also Ø 67,5 mm / 13,0 mm / 16,7 mm). Die Lagersitze sind verschieden tief, da auf der Rückseite eine Aluplatte (10 mm) geschraubt wird und vorne die Deklinationsachse mit 0,5 mm Abstand anliegt.
Jetzt dreht man die beiden Zentrier-Hilfswerkzeuge. Der Ø 59 mm ist ein genaues Passmaß und darf höchstens 0,01 mm größer als die Bohrung im Gehäuse sein. Die letzten Hundertstel Millimeter kann man mit Schmirgelpapier abtragen. Dann kann das Hilfswerkzeug ins Gehäuse eingepresst werden und das Bearbeiten der Lagersitze kann beginnen.
Statt einem Drehherz kann nun ein Stück Flachmaterial mit M 5-Schrauben an den Planflächen befestigt werden (siehe Bild links).
Zuerst sind die beiden Planflächen auf Fertigmaß zu drehen (210 mm). Zumindest die Planfläche, an der später die Platte für das Schneckengetriebe befestigt wird, muss mit dem Lagersitz exakt fluchten. Ansonsten kann später das Schneckenlager nicht rechtwinklig zum Schneckenrad montiert werden.
Zum Ausdrehen des Lagersitzes kann man, wie die Bilder zeigen, eine feststehende abgesetzte Körnerspitze verwenden. Die Zentrierungen mit den Spitzen müssen selbstverständlich gut gefettet sein und der Andruck der Körnerspitze muss richtig gewählt sein, ebenso die Drehzahl. Das Innenausdrehwerkzeug habe ich hier aus einem abgerissenen Gewindebohrer M 6 zurecht geschliffen, das in ein Stück Flachstahl gespannt ist. Hinterhalb der Körnerspitze sieht man am Bild links den Außenlager-Ring, mehr dazu im nächsten Absatz...
Der Herstellung des Lagersitzes muss man besondere Aufmerksamkeit widmen. Das Messen mit einen Innenmikrometer oder einer Digitalschieblehre ist umständlich, da das Werkstück jedes Mal ausgespannt werden muss. Es ist aber auch möglich, ohne das Werkstück auszuspannen, einen genau passenden Lagersitz herzustellen. Es wird eben jeweils so lange ein feiner Span genommen (auch Schmirgelpapier kann verwendet werden) und mit dem Außenlager probiert, bis es sich einschieben lässt. Man sollte sich hier also unbedingt Zeit lassen, um keinen Ausschuss zu produzieren! Ich empfehle aus eigener Erfahrung, die Bohrung um wenige Hundertstel Millimeter größer zu machen und das Außenlager mit Zweikomponentenkleber (z.B. UHU-Plus) später zu fixieren. Meistens ist es nicht möglich, mit der Drehbank exakt runde Bohrungen herzustellen. Meine Drehmaschine hat z.B. einen Schlag von 0.005 mm. Eine zu enge und zudem unrunde Bohrung lässt das Außenlager dann verziehen, was ja im Hinblick auf einen genauen Lauf vermieden werden sollte. Beim Fixieren der Außenlager mit Kleber werden selbstverständlich die Achsen montiert und die Lager entsprechend vorgespannt.

Das Verbinden von Polgelenk und Polgehäuse

Die Verbindung zwischen Polgelenk und Polgehäuse sollte möglichst steif sein. In diesem Fall werden beide Teile mit vier Schrauben M 5 und Verkleben miteinander verbunden. In der Zeichnung unten ist dies schematisch dargestellt.

Mit "M 8" sind die vier strich-punktierten Kreuze gekennzeichnet. Hier werden vier Gewinde M 8 geschnitten, mit denen dann das Polgelenk mit dem Polblock verschraubt wird.

Mit "Z" ist die Zentrierung bezeichnet. Man kann in das Polgelenk und den Polblock jeweils zwei Sacklöcher (z.B. Ø 12 mm) bohren und zwei kurze Bolzen einfügen.

Mit "S" ist der Stopfen bezeichnet, der den Durchmesser der Senkung von der Schraube M 5 hat. Dieser wird nach dem Verkleben (z.B. UHU-Plus) und Verschrauben von Polgelenk und Polgehäuse eingesetzt. Dies kann als Presspassung oder ebenfalls mit Ankleben geschehen. Danach wird der Rest des Stopfens abgesägt und eben gefeilt.

Wird die Montierung stationär aufgebaut, so brauchen die Bohrungen am Polblock nur entsprechend des jeweiligen Breitengrades gesetzt werden. Berücksichtigt man ein gewisses Spiel der Schrauben zur Bohrung (0,5 - 1 mm), so hat man immer noch ein paar Grad, um die Höhe etwas auszugleichen. Hat man vor, die Montierung auch in anderen Breiten zu verwenden, so müssen am Polblock eben Langlöcher gefräst werden.


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