1. Die Präzisionsschleifmaschine

von Herbert Zellhuber

Vor etlichen Jahren war ich mal als Werkzeugschleifer beschäftigt. In dieser Zeit konnte ich einiges an Erfahrungen im Anschleifen von Schneidwerkzeugen sammeln. Ich selbst hatte nur einen einfachen Schleifbock zu Hause und war schon bald mit dessen Schleifergebnissen nicht mehr zufrieden. Ich bettelte dem Meister einige fast verschlissene Schleifscheiben ab und baute mir dann eine Präzisionsschleifmaschine (Bild links). Der Elektromotor stammt aus einer alten Waschmaschine und kann auf Links- oder Rechtslauf geschaltet werden. Die Leistung hat zwar nur 190 W und bei einer Übersetzung von 2:1 beträgt die Drehzahl an der Welle 2760 U/min - das reicht aber für meine Anwendungen vollkommen aus. Sehr viel wichtiger war mir, dass die Antriebswelle kegelrollengelagert ist. Diese Lager sind ja bekanntlich durch ihre Vorspannung spielfrei.

Außerdem können die Schleifscheiben mitsamt der Halterung gewechselt werden, da die Aufnahme einen konischen Zapfen hat. Dadurch ist auch beim Scheibenwechsel deren Rundlauf gesichert. Im Bild rechts ist die Befestigungsschraube, das Abdrückwerkzeug, ein Aufnahmeflansch und eine kleine Schleifscheibe mit Aufnahmeflansch gezeigt.

Die zerlegte Präzisionsschleifmaschine:
Vorne ist die Antriebswelle mit den Muttern. Dahinter die kleine Keilriemenscheibe, das linke Lagergehäuse mit eingepresstem Kegelrollen-Außenlager, Wellengehäuse, rechtes Lagergehäuse mit ebenfalls eingepresstem Kegelrollen-Außenlager und die rechte Abdeckhülse. Hinten erkennt man die große Keilriemenscheibe und die Grundplatte, darunter die beiden Klemmfäuste und die Kegelrollenlager.

Da Anfragen wegen Zeichnungen von der Präzisionsschleifmaschine kamen, habe ich die Original-Zeichnungen hier abgelegt. Die Bleistiftzeichnungen sind zwar nicht perfekt, die Grundmaße für die Konstruktion sind aber ersichtlich.

verstellbare Drehstahlauflage - hier mit Diamantscheibe zum Nachschleifen von Hartmetalldrehstählen

Bohrerschleifen

Mit einer dünnen Schleifscheibe kann ich auch Kettensägen nachschleifen, dazu ist keine weitere Vorrichtung nötig. Es muss nur wieder derselbe Freiwinkel angeschliffen werden und die Zähne müssen ungefähr die gleiche Länge bzw. Höhe haben.

Die Schleifmaschine kann auch auf die Drehbank montiert werden, um Rundschleifen zu können.


Früher konnte ich an Fräsern nur die Stirnseite nachschleifen. Die Präzisionsschleifmaschine war dazu auf einen Block mit drei übereinander geschraubten Holzplatten gespannt, in welche zwei Aluminiumbleche dazwischen liegen. Somit entsteht der Winkel für den Hinterschliff (ca. 5°). Der Fräsaufsatz, an den der Teilapparat montiert ist, wird leicht gedreht. Somit entsteht an der Stirnseite des Fräsers ein Winkel von 2°.


2. Die Universal-Werkzeugschleifmaschine

Irgendwann schlachtete ich aus einem Altgerät Linear-Kugellager aus. Bei der richtigen Einstellung sind die leicht vorgespannten Lager sowohl spielfrei als auch sehr leichtgängig.

Vor einiger Zeit rettete ich den Obersupport einer Drehbank vor dem Verschrotten. Er hatte zwar einige Macken und war auch schon ziemlich angerostet. Ich zerlegte ihn, arbeitete die Schwalbenschwanzführung nach und hatte dann einen funktionierenden Support. Es dauerte nicht lange, bis ich dann eine zündende Idee hatte: Mit den Linear-Kugellagern und dem Support baue ich mir eine Universalschleifmaschine!

Was nach etlichen Überlegungen, Zeichnungen, Dreh- und Fräsarbeiten, Feilen, Bohren, Gewindeschneiden usw. herauskam, ist hier zu sehen. Die Schleifmaschine wurde zuerst noch umgebaut, da die Schleifscheibe nun auf der linken Seite sein musste. Das Gestell besteht aus verschweißten Vierkantrohren. Darauf ist eine 10-mm-Aluplatte montiert, die mehrere Bohrungen enthält. Der Support mit dem Schlitten kann an den verschiedenen Positionen angeschraubt werden. Um zu verhindern, dass sich Schleifstaub in den Gewinden absetzt, sind Madenschrauben mit Muttern eingesetzt. Die Schleifmaschine ist auf einer Schwenkvorrichtung montiert. Somit ist es möglich, die Höhe der Schleifscheibe zum jeweiligen Werkstück entsprechend einstellen zu können. Es ist ein Verstellweg von 80 mm vorhanden.

Nun aber alles der Reihe nach: Zuerst machte ich mich an die Herstellung des Schleifschlittens. Ich fand in meinen gesammelten Beständen (ich nenne es auch Schatzsammlung, andere sagen vielleicht Schrotthaufen dazu) die passenden Aluplatten. In den Oberschlitten bohrte ich in gleichen Abständen Sacklöcher mit Gewinde M 5 ein. Auf dieser Platte können dann die Werkstücke bzw. die Werkzeughalter geschraubt werden. Der Schlitten hat einen Gesamtweg von 70 mm. Am Seitenteil und an der Grundplatte sind ebenfalls Gewinde eingeschnitten. Dort kann man einen Anschlag anschrauben, der den Verstellweg des Schlittens begrenzt.

Die Einzelteile des Schleifschlittens:
Unten sind die vier Seitenteile aus 4-mm-Alublech, dahinter links die Grundplatte (10-mm-Aluplatte). Rechts davon der Oberschlitten, bei der die linke Schiene schon parallel zur Kante ausgerichtet und festgeschraubt ist. Am Unterschlitten daneben sind beide Schienen parallel auf 0,01 mm genau ausgerichtet, auch die Anschläge für die Lagerkäfige sind angeschraubt. In der Filmdose befinden sich die Kugeln, wobei keine einzige verloren gehen durfte!

Die Kugeln mit den Lagerkäfigen sind nun eingebaut. Man sieht vorne in der Mitte das kleine Hilfswerkzeug mit einer Schraube. Damit wird das Lager leicht vorgespannt. In diesem Zustand werden die zwei Schrauben an der Schiene festgezogen. Danach wird das Hilfswerkzeug ganz links montiert, das Lager wieder leicht vorgespannt und die Schrauben an der Schiene ebenfalls festgezogen. Dieselbe Prozedur geschieht am rechten Ende. Wenn alles richtig gemacht wurde, lässt sich der Schlitten leicht und ohne Ruckeln in der Länge verschieben.

Der fertig montierte Schleifschlitten von unten betrachtet. Die vier herausragenden Innensechskantschrauben können allerdings nur mit einem Sechskant-Kugelkopfschraubendreher an den Support geschraubt werden, denn ein normaler Inbusschlüssel würde am Oberschlitten anstoßen. Die beiden Seitenteile müssen dazu auch entfernt sein.


Im Bild links ist die Schwenkkonstruktion der Schleifmaschine zu sehen. Durch das Lösen von jeweils drei Innnensechskantschrauben M 6 auf beiden Seiten kann die Höhe der Schleifscheibe eingestellt werden. Der Werkzeughalter im Bild rechts ist eine ähnliche Konstruktion. Er wird mit zwei Spannpratzen am Schlitten befestigt und mit zwei weiteren Spannpratzen ist der Drehmeißel angeschraubt. Hier wird ein 60°-Hartmetall-Drehmeißel angeschliffen, der mit einem Winkelmesser zuvor exakt ausgerichtet wurde. Hierbei musste allerdings eine Stütze abgeschraubt werden, damit der Drehmeißel befestigt werden konnte. Trotzdem ist noch eine genügend hohe Steifigkeit vorhanden. Die blaue Schleifscheibe ist für Hartmetalle geeignet. Sie ist vorne mit einer Kunstharzschicht belegt, in welcher feine Diamanten eingebettet sind.

Am Werkzeughalter ist hier die seitliche Platte abgeschraubt. In der Schwenkachse ist zusätzlich eine Messingbuchse (schwarzer Pfeil) eingesetzt.


Zum Schleifen von Sticheln und Fräsern baute ich noch ein Teilgerät. Die Idee holte ich mir aus einem Buch von Jürgen Eichardt: "Fräsen mit der Drehmaschine". Den Grundkörper stellte ich aus einem Aluminiumblock her. Die Bohrung mit 30 mm ist geschlitzt, somit ist die Teilspindel mit zwei Innnensechskantschrauben M 6 klemmbar. Die Teilspindel hat innen einen Konus MK 3; somit kann ich dieselben Spannzangen verwenden, die schon für die Drehmaschine passen. Am Grundkörper ist ein Indexhalter aus Messing angeschraubt, der einen gefederten Indexstift trägt. Dieser kann in die Teilscheibe mit 12 Zentrierungen einrasten. Somit können Fräser mit zwei, drei, vier und sechs Schneiden geschliffen werden. Der Grundkörper wird in einer Schwenkvorrichtung gehalten, die einen Verstellweg bis 12° hat. Oben brachte ich noch aus dünnem Edelstahlblech ein "Dach" an, damit durch den Schlitz kein Schleifstaub eindringen kann. Vorne an der Teilspindel ist ebenfalls ein Staubschutz angeschraubt; dieser soll verhindern, dass Schmutz in die Führung gelangt.


Selbstverständlich kann ich an Fräsern auch die Außenschneiden nachschleifen. Hierbei sind die Klemmschrauben für die Teilspindel gelöst, die Spindel lässt sich dabei leicht im Gehäuse drehen; der Indexstift ist blockiert und kann nicht in die Zentrierungen einrasten. In der Spannzange ist ein geschliffener Rundstahl gespannt und mit der Messuhr wird dessen Lage seitlich und in der Höhe genau ausgerichtet (Bild links oben). Knapp neben der Schleifscheibe ist ein Stützfinger angebracht, darauf lässt man dann die Spiralnut des Fräsers entlang gleiten (Bild rechts oben). Die Höhe des Stützfingers muss allerdings sehr genau eingestellt sein, um auch den richtigen Freiwinkel zu erhalten. Durch gleichmäßige Drehbewegungen - die durchaus der Übung bedürfen - wird die Spiralnut entlang des Stützfingers geführt und die Außenschneide nachgeschliffen. Es ist allerdings ein gewisses Know-how nötig, um den richtigen Freiwinkel beurteilen zu können. Am besten geht das mit einer Messuhr und einem spitzen Messtaster (Bild links). Als Faustregel gilt: Beim Drehen des Fräsers um 1 mm von der Schneide zum Hinterschliff sollte die Messuhr ca. 0,1 mm abfallen.


Um auch einen Fräser mit einem 20er Schaft in einer Aufnahme MK3 spannen zu können, musste ich mir noch eine spezielle Spannzange anfertigen. Sie ist geschlitzt und hat ein Abdrückgewinde. Die quadratische Spannvorrichtung dient als Anschlag und liegt bei der Montage an der Spannzange vorne an. Es genügen ein paar leichte Schläge mit dem Gummihammer und der Fräser sitzt fest genug, um ihn an der Stirnseite oder seitlich schleifen zu können. Mit der Abdrückmutter wird die Spannzange dann aus dem Konus gezogen und der Fräser kann entnommen werden.

Hauptteile und Zubehör des Teilgeräts:
(1) Grundkörper mit Schwenkvorrichtung, Indexhalter und gefedertem Indexstift
(2) Teilspindel
(3) Spannzange MK 3 mit Halteschraube
(4) Schraubhülse und Abdrückschraube für Spannzangen MK 3 (12-16 mm)
(5) Reduzierhülse MK 3 für die kleinen Spannzangen (bis10 mm)
(6) Abdrückmutter für Reduzierhülse
(7) kleine Spannzange mit Nutmutter
(8) Teilscheibe
(9) Hakenschlüssel und Sechskant-Kugelkopfschraubendreher
(10) Nutmutter zum Befestigen der Teilscheibe mit Distanzscheibe an der Teilspindel
(11) Distanzscheibe
(12) Spannpratzen

Beim Drehen der Teilspindel war eine hohe Präzision gefordert. Sowohl das Axial- als auch das Radialspiel durfte nur wenige Hundertstel Millimeter zum Grundkörper betragen. Bei der Herstellung des Außendurchmessers wurde eine mitlaufende Körnerspitze angesetzt. Beim Ausdrehen vom Konus MK 3 kam der Setzstock zu Hilfe. Nur so konnte sichergestellt sein, dass der Außendurchmesser zum inneren Konus genau fluchtet.

Das Arbeiten mit der Universalschleifmaschine macht großen Spaß. Wenn eine absolut ebene Fläche entstehen muss, bei der auch die Winkel exakt stimmen, ist das mit dieser Maschine leicht möglich. Was beim Anschleifen per Hand eine Herausforderung für Könner sein kann (z.B. ein seitlicher Anschliff an einem Einstechdrehmeißel - siehe Bild rechts), ist damit fast schon ein Kinderspiel. Zudem entstanden mir praktisch keine Materialkosten, da alles in meiner "Schatzsammlung" zu finden war.

Natürlich kann ich weiterhin an der Schleifscheibe frei Hand arbeiten. Es wird dazu mit zwei Schraubzwingen eine universell einstellbare Auflage angeklemmt.

Das Maschinchen fand mittlerweile in einer Nische 60×100 cm im Keller Platz. Dort sind auch die Schleifscheiben und das Zubehör untergebracht. Dann investierte ich noch in ein weiteres sinnvolles Zubehör: Einen Werkstatt-Staubsauger. Nach jedem Gebrauch schadet es nicht, wenn Maschine, Zubehör und Arbeitsplatz vom Schleifstaub gereinigt wird.

Hinweis: Der Anschaulichkeit halber sind die Bilder ohne Schleifscheiben-Schutzhaube und Keilriemenabdeckung gezeigt. Beim Schleifen sind natürlich die Schutzbestimmungen zu beachten. Dazu gehört u.a. auch, dass immer mit Schutzbrille gearbeitet wird.

Der Schleifscheiben-Abrichter


Bestens bewährt hat sich das Schleifscheiben-Abziehwerkzeug, das gegen die laufende Schleifscheibe gehalten wird. Im Metall sind kleine Diamanten eingebettet (je 2,5 und 3,5 Karat). Um beste Schleifergebnisse zu erhalten, sollte die Scheibe schlagfrei laufen und frei von Verunreinigungen sein.


Alternative Vorschläge für die Schleifschlittenführung

Kreuzrollen-Führungsschienen sind für diesen Zweck ebenso geeignet wären. Diese wären sogar für höhere Belastungen ausgelegt.


Als weiteres wären Rollenführungen denkbar, im Bild links provisorisch aufgebaut. Diese Lager haben im Außenring eine Nut mit einem 3-mm-Radius und sind als doppelreihige Schrägkugellager ausgeführt (im Bild in der Mitte und rechts sind die Abdeckkappen mit den Lagerkäfigen abgenommen).
Nur so nebenbei: Diese Rollen klaubte ich mal aus einem Schrottcontainer.


Die 6-mm-Stangen sind in der Regel gehärtet und geschliffen. Da ich aber nur Stangen aus Edelstahl habe, probierte ich es erst mal damit. In eine Aluplatte (wieder vom Schrott - woher sonst?) sägte ich seitlich Schlitze und fräste dann mit einem Fasenfräser die Profile. Es gelang mir auf Anhieb, eine Parallelität im Bereich von 0,01 mm zu erreichen. In eine andere Aluplatte bohrte ich vier Gewinde M 8. Dann wurden die Lager spielfrei eingestellt, damit der Schlitten leichtgängig lief. Wenn die Belastung nicht zu stark ist, sind auch nicht unbedingt gehärtete Stangen nötig. Allerdings darf kein Schmutz oder Schleifstaub auf die Lauffläche gelangen, sonst kann die Stange beschädigt werden (selbstverständlich sollte man das auch bei gehärteten Stangen unbedingt vermieden!).


Kollegen aus der Werkzeugschleifer-Branche

Beim 5. Peitinger Oldtimertreffen 2010 traf ich einen interessanten Kollegen, der sich bäuerlicher Geräteschleifer nennt. Er hat sich auf das Schärfen von altem Handwerkzeug spezialisiert. Die historische Schleifmaschine hat einen umweltfreundlichen Tretantrieb, grundsätzlich wird nur im Nassschleifverfahren auf Naturstein gearbeitet.

Diverse Schleifarbeiten mit der Universal-Werkzeugschleifmaschine

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