Teilapparat für die Werkstatt
Stufenloser Teilapparat mit Schneckengetriebe 1:60 und ER11-Spannzange – Auflösung 10 Winkelminuten
Ein kompakter, selbst konstruierter Teilapparat für präzise Winkelteilungen am Fräs- oder Bohrtisch. Er dreht das Werkstück um definierte Winkel weiter – für Lochkreise, Zahnräder, Skalen, Sechskante oder alles andere, was gleichmässig auf dem Umfang verteilt liegen soll.
Anders als klassische Teilapparate mit Lochscheiben arbeitet dieser stufenlos: Ein Schneckengetriebe mit der Übersetzung 1:60 und ein Stellrad mit 36 Teilstrichen erlauben jeden beliebigen Winkel, nicht nur die auf einer Lochplatte vorgesehenen. Das spart den ganzen Satz Wechselscheiben, den ein herkömmlicher Apparat mitschleppt.
Konstruiert wurde er 2018. Zeichnung, Spezifikation mit vollständiger Teilungstabelle und die CAD-Modelle stehen zum Download bereit.
Technische Daten
| Getriebe | Schneckengetriebe 1:60, Schneckenrad Ø 31.5 mm |
|---|---|
| Winkel je Schneckenumdrehung | 6° |
| Stellrad | 36 Teilstriche |
| Feinste Auflösung | 10 Winkelminuten (1/6 Grad) je Teilstrich |
| Werkstückaufnahme | Spannzange ER11 Typ A, 2–8 mm |
| Welle | 10 mm |
| Grundkörper | 50 × 50 mm |
| Baulänge | 40 mm + 44.6 mm (mit Spannzangenaufnahme) |
| Achshöhe über Grundplatte | 18 mm |
| Teilung | stufenlos |
So funktioniert die Teilung
Das Prinzip steckt in der Übersetzung. Das Schneckenrad hat 60 Zähne, die Schnecke ist eingängig – eine volle Umdrehung der Schnecke dreht das Werkstück also um genau 6° (360° ÷ 60). Damit wird jede Winkelteilung zu einer einfachen Division.
Für die Feinteilung sitzt auf der Schneckenwelle ein Stellrad mit 36 Teilstrichen. Ein Teilstrich entspricht 6° ÷ 36 = 1/6 Grad, also 10 Winkelminuten. Das ist die kleinste Einstellung, die sich sauber ablesen lässt.
Angenehmer Nebeneffekt der 1:60-Übersetzung: Die gängigsten Teilungen gehen in ganzen Umdrehungen auf. Für ein Sechskant sind es exakt 10 Umdrehungen, für einen Vierkant 15 – da muss man am Stellrad gar nicht hinsehen, sondern nur zählen. Ein Schneckengetriebe hat ausserdem den Vorteil, dass es selbsthemmend ist: Das Werkstück bleibt während der Bearbeitung von allein stehen.
Teilungstabelle
Die Tabelle zeigt für jede gängige Teilung, wie weit die Schnecke gedreht werden muss. Abgelesen wird in vollen Umdrehungen plus Teilstrichen am Stellrad.
| Teilung | Winkel | Umdrehungen | Stellrad |
|---|---|---|---|
| 2 | 180,00° | 30,00 | 30 U |
| 3 | 120,00° | 20,00 | 20 U |
| 4 | 90,00° | 15,00 | 15 U |
| 5 | 72,00° | 12,00 | 12 U |
| 6 | 60,00° | 10,00 | 10 U |
| 8 | 45,00° | 7,50 | 7 U + 18 Str. |
| 9 | 40,00° | 6,67 | 6 U + 24 Str. |
| 10 | 36,00° | 6,00 | 6 U |
| 12 | 30,00° | 5,00 | 5 U |
| 15 | 24,00° | 4,00 | 4 U |
| 16 | 22,50° | 3,75 | 3 U + 27 Str. |
| 18 | 20,00° | 3,33 | 3 U + 12 Str. |
| 20 | 18,00° | 3,00 | 3 U |
| 24 | 15,00° | 2,50 | 2 U + 18 Str. |
| 27 | 13,33° | 2,22 | 2 U + 8 Str. |
| 30 | 12,00° | 2,00 | 2 U |
| 36 | 10,00° | 1,67 | 1 U + 24 Str. |
| 40 | 9,00° | 1,50 | 1 U + 18 Str. |
| 45 | 8,00° | 1,33 | 1 U + 12 Str. |
| 48 | 7,50° | 1,25 | 1 U + 9 Str. |
| 54 | 6,67° | 1,11 | 1 U + 4 Str. |
| 60 | 6,00° | 1,00 | 1 U |
| 72 | 5,00° | 0,83 | 30 Str. |
| 80 | 4,50° | 0,75 | 27 Str. |
| 90 | 4,00° | 0,67 | 24 Str. |
Orange hinterlegt: Teilungen, die sich mit ganzen Umdrehungen der Schnecke ergeben – hier ist kein Ablesen am Stellrad nötig. „Str.“ = Teilstriche.
Beispiel Zahnrad mit 40 Zähnen: 40 Teilungen entsprechen 9° pro Schritt, also 1,50 Schneckenumdrehungen – eine volle Umdrehung plus 18 Teilstriche. Diesen Schritt wiederholt man 40 Mal, dann ist der Umfang fertig geteilt.
Werkstückaufnahme
Gespannt wird über eine ER11-Spannzange Typ A im Bereich 2 bis 8 mm. Die Wahl fiel bewusst auf ER11 statt auf ein Kleinbackenfutter: Spannzangen zentrieren systembedingt genauer, laufen ruhiger und sind als Normteil in jeder Zwischengrösse günstig nachzukaufen. Der Preis dafür ist der eingeschränkte Spannbereich – für grössere oder unrunde Werkstücke ist der Apparat nicht gedacht.
Wer runde Teile über 8 mm bearbeiten oder das Teilen direkt in die CNC-Steuerung einbinden will, ist mit der 4. CNC-Achse besser bedient – die hat ein 80-mm-Vierbackenfutter und einen Schrittmotorantrieb. Der Teilapparat hier ist die rein mechanische, jederzeit einsatzbereite Ergänzung dazu.
Aufbau und Abmessungen
Der Grundkörper misst 50 × 50 mm, die Drehachse liegt 18 mm über der Grundplatte. Die Grundplatte trägt eine angefräste Nase, mit der sich der Apparat in der Tischnut ausrichten lässt – so steht die Drehachse ohne Antasten parallel zur Maschinenachse. Ein Klemmhebel auf der Oberseite fixiert die Spindel, damit sie während des Fräsens nicht durch Schnittkräfte verdreht wird.
Die vollständig bemasste Zeichnung mit allen Ansichten steht als PDF zum Download bereit.
Unterlagen und Download
Die Spezifikation enthält die Getriebeparameter und die vollständige Teilungstabelle in beiden Varianten – mit ganzen Umdrehungen und mit Feinteilung über die 36 Teilstriche. Die Zeichnung liefert alle Masse für den Nachbau.
Hinweise für Nachbauer
Der entscheidende Punkt ist das Umkehrspiel im Schneckentrieb. Jedes Spiel zwischen Schnecke und Rad geht bei einem Richtungswechsel direkt in den Teilungsfehler ein. Deshalb gilt die Regel: immer aus derselben Richtung an die Zielposition heranfahren. Wer zurückdrehen muss, fährt besser ein Stück darüber hinaus und nähert sich dann wieder vorwärts.
Beim Aufbau lohnt sich Sorgfalt beim Achsabstand von Schnecke und Schneckenrad: zu grosser Abstand bedeutet Spiel, zu kleiner bedeutet Klemmen und Verschleiss. Eine einstellbare Lagerung der Schneckenwelle macht das Nachjustieren deutlich einfacher.
Verwandte Projekte: die 4. CNC-Achse als motorisierte Variante und der AC-Rundtisch für zwei Drehachsen.