23. Juni 2013

Hobelmaschine - Absaughauben

Wie bereits in der Vorstellung meiner Hobelmaschine angesprochen, ist vom Hersteller lediglich eine Absaughaube für den Dicktenmodus erhältlich. Diese verfügt außerdem - wie üblich - nur über eine Anschluss für große Absaugschläuche. Ich möchte meine Hobelmaschine aber möglichst mit meinem Werkstattsauger und Zyklon betreiben. Der größte Durchmesser für Schläuche, den ich in dieser Kombination zur Verfügung habe, ist 60mm.
Zumindest für die Abrichte ist es kein Problem einen passenden Absaugkasten zu bauen, da die Späne hier der Schwerkraft folgen und nur aufgefangen und abgesaugt werden müssen. Wenn die Hobelwelle durch die Konstruktion gut eingefasst wird, ist die einzige verbleibende Frage, ob der Sauger genug Leistung und der Schlauch genug Volumen zum Abtransport der Späne hat. Für die Absaughaube der Dickte sieht das schon anders aus. Hier müssen die Späne entgegen der Schwerkraft von der Hobelwelle abtransportiert werden.


Abrichte:

Die Absaughaube für die Abrichte ist ein einfacher Kasten, der die Hobelwelle beidseitig zwischen Messern und Vorschubwalzen umschließt. Der Kasten ist so konstruiert, dass zu einem späteren Zeitpunkt der Anschluss (aktuell 58mm) auf die üblichen 100 oder gar 120mm erweitert werden kann. Zur besseren Spanabfuhr ist die Rückwand schräg und die Ecken des Kastens werden durch eingesetzte Brettchen "entschärft".

Grundform der Abricht-Absaughaube

Die Höhe der Haube ist gar nicht so leicht zu ermitteln, wenn die Umfassung der Messerwelle zu hoch ist, kann der Kasten nicht unter den Vorschubwalzen und der Messerwelle durchgeschoben werden. Ich habe durch Probieren die richtige Höhe gefunden. Der Kasten lässt sich nun durch Kippen um die Hobelwelle legen und wird dann mit der Höhenverstellung des Dicktentisches in Position gebracht. Die Breite der Grundplatte ist genau auf die Breite des Dicktentisches abgestimmt.

Erste Passprobe in der Maschine

Auf Empfehlung im Woodworking-Forum von Johannes und Thomas, habe ich an die Rückseite eine weitere Schräge in den Kasten eingesetzt, um auch diese Kante ein bisschen abzurunden. Die "Leitwände" sind einfach nur eingeleimt, der äußere Kasten verschraubt. Die Fugen sind auch ohne Leim oder Spachtelmasse dicht.

Verleimung der Leitwände

Blick von oben in den Absaugkanal

Für den ersten Testlauf habe ich den Deckel und die Seiten auf die Schnelle angeschraubt. Zu diesem Zeitpunkt war ich mir immer noch nicht sicher, ob mein Konzept überhaupt funktioniert. Bei einem erfolgreichen Test werden die Seiten noch einmal entfernt und im hinteren Teil (bei der Schräge) zusätzlich mit Leim am Absaugkasten fixiert. Die weiße Seite liegt diesmal außen, da die Seitenwände des Kastens keine Späne weiter leiten müssen, sondern lediglich die Form schließen. Außerdem hält auf der weißen Beschichtung kein Holzleim, weswegen ich mir für die Abdichtung der Schrägen etwas Anderes hätte überlegen müssen.

Vorläufige Absaughaube

Alles oder nichts. Der erste Probelauf findet direkt über die volle Hobelbreite mit einem Stück gestockte Buche statt. Die Spanabnahme lag irgendwo zwischen 0,5-1,0mm. Da dies mein erster Versuch an einer Hobelmaschine ist, und ich, wie gesagt, über die ganze Breite hobele, wollte ich nicht mehr zustellen.

Einsatzbereite Abrichte

Der Absaugkasten passt nach einigen Einsätzen von Feile und Schleifpapier absolut passgenau zwischen Messerwelle, Vorschubwalzen und Dicktentisch. Zu diesem Zeitpunkt war ich immer noch sehr skeptisch, ob des ziemlich dürren Absaugschlauches an dem riesigen Kasten.

Blick vom Abgabetisch auf die Absaughaube

Nach 3 oder 4 Durchgängen über die Abrichte, habe ich den Test unterbrochen und mal einen Blick unter die Tische geworfen. Das kräftige Rappeln und Rauschen aus dem Zyklon hat mir immerhin durch die Ohrenschützer verraten, das dort ordentlich Späne angekommen sind.

Moment der Wahrheit - Blick unter den Tisch nach einigen Abrichtdurchgängen

Wie zu erkennen, liegen nur ein paar vereinzelte Späne auf der Messerwellenabdeckung. Der Rest der Maschine ist vollständig sauber geblieben. Auf dem nächsten Bild ist sehr schön zu erkennen, wie der Absaugkasten die Messerwelle umschließt. In Kombination mit den Abrichttischen, die von oben über die Öffnungen geklappt werden, haben die Späne keine andere Möglichkeit, als in den Kasten geschleudert zu werden.

Die Absaughaube im Detail um die Messerwelle

Beim Abbau der Haube kamen mir ein paar Späne entgegen, die sich im Kasten in den Ecken abgelagert haben, trotz der Leitwände, die ich eingebaut habe. Wie bereits gesagt, ist der Kasten so entworfen worden, dass später auch einmal größere Schläuche angeschlossen werden können. Deswegen will ich nicht noch eine weitere Leitwand einleimen.

Restspäne in der Haube nach der Arbeit

Zum Abschluss habe ich noch den Füllstand meiner Zyklon-Tonne überprüft, um ein erstes Gefühl für die Spanmenge zu bekommen, die beim Hobeln anfällt. Ich bin immer wieder beeindruckt, bis zu welcher Größe die Partikel noch durch die Fliehkräfte aus der Luft abgeschieden werden können. Der feinste Staub am Tonnenrand beweist, dass auch Schleifstaub (hier: vom Bau des Untergestells) mit einem Zyklon aufgefangen werden kann, nicht nur Säge-, Fräs- und Hobelspäne.

Aufgefangene Späne und Staub im Zyklon

Die Oberfläche des Testlings ist in der Mitte perfekt, allerdings ist der Fügeanschlag noch nicht rechtwinklig und ich habe am Anfang und Ende mit Ungleichmäßigkeiten zu kämpfen. Ich denke ich brauche noch ein bisschen Übung an der Maschine und evtl. ist auch noch einmal eine Justierung nötig (Messerüberstand und Ausrichtung der Tische). Dominic und ich hatten nur nach Messuhr eingestellt und keinen Probelauf im Anschluss gemacht.

Die erste abgerichtete Oberfläche

Nach dem erfolgreichen Test der Absaughaube, habe ich die Seiten abgeschraubt und mit Leim wieder angebracht. Damit ist die Abrichte nun versorgt und kann benutzt werden.

Endmontage


Dickte:

Wie bereits in der Einleitung angesprochen, gestaltet sich die Entwicklung der Absaughaube für die Dickte ein bisschen schwieriger, da hier die Späne entgegen der Schwerkraft abgesaugt werden müssen. Werkstattsauger haben im Allgemeinen einen eher kleinen Volumenstrom, dafür aber einen hohen erzeugten Unterdruck. Das heißt (bis zu einem gewissen Maß), je kleiner die Öffnung ist, durch die Luft angesaugt wird, desto effektiver funktioniert die Absaugung. Um die Wirkung noch weiter zu verbessern, möchte ich die entstehende Strömung durch die Drehung der Welle und die Fliehkräfte, die auf die Späne wirken, nutzen.
Bevor ich überhaupt ein bisschen Hirnschmalz in die Form der Absaughaube investiert habe, ließ ich zuerst einmal ein Brett durch die Dickte marschieren, um herauszufinden, wie die Späne sich verteilen. Dafür habe ich nur die Abdeckung über die Messerwelle geklappt und geschaut, was passiert. Das Bild zeigt ziemlich deutlich, dass fast alle Späne nach vorne ausgeworfen werden und quasi mit dem Werkstück gerade wieder zurück in die Maschine wandern. Auf der Rückseite, wo der Absaugstutzen angeschlossen werden sollte, liegen dagegen lächerlich wenig Späne. Auf Dauer bestimmt nicht gut für die Gummi-Einzugswalze.

Erster Hobeltest: Einziehende Seite (links) und Auszug (rechts)

Mit dem Ergebnis des Versuchs im Hinterkopf, habe ich meine ersten Ideen gesammelt und über die Umsetzung nachgedacht. Je länger ich darüber nachgedacht habe, desto mehr störte mich die originale Messerwellenabdeckung. Die genaue Inspektion der Einteilung lieferte nur eine unzureichende Abschirmung der Walzen vor Spänen und für meinen Werkstattsauger ist die abzusaugende Fläche ein x-faches zu groß.

Entscheidung: Die Blechhaube wird demontiert und ich konstruiere einen komplett neuen Aufbau. Für den Fall des Falles, dass sich ein Messer verabschiedet und Flugerfahrungen sammeln möchte, muss die Haube schwer, stabil und aus dickem Material gebaut sein.
Mit 6mm Sperrholz, wie ich es für den Abricht-Kasten verwendet habe, kommt man hier nicht weit. Das verwendete Material ist 21mm Multiplex, ein Verbund aus 15mm Multiplex mit 4mm beschichteter Hartfaserplatte, sowie 18mm Multiplex. Außerdem möchte ich die Gummiwalzen durch senkrechte Brettchen von der Messerwelle trennen. Das reduziert die abzusaugende Fläche und gleichzeitig schützt es vor Spänen, die sich auf den Walzen absetzen und ins Werkstück gedrückt werden. Das Konzept sieht vor, dass die Messer Späne aus dem Holz schneiden, die durch die Drehbewegung mit nach oben genommen werden und dank der Fliehkraft am höchsten Punkt der Welle aus dem Flugkreis der Messer geschleudert werden. Ein schräges Brettchen leitet die Späne um und lässt sie in Richtung Absaugtrichter fliegen. Um zu verhindern, dass fallende Späne wieder von der Welle mitgenommen werden, habe ich ein überlappendes Brettchen vorgesehen. Das Sketchup-Modell ist evtl. ein bisschen unübersichtlich, aber im Folgenden sollte sich das Konzept erklären.

Sketchup-Modell der Absaughaube

Als erstes habe ich alle Teile auf der Kreissäge zugeschnitten und auch die benötigten Aussparungen vorbereitet. Anschließend wurden diese noch mit einem Stechbeitel begradigt. Die Haube wird vollständig aus Holzresten entstehen und wohl auch keinen Schönheitspreis gewinnen.

Vorgesägte Aussparung auf der Erika

Das Verbindungsmittel der Wahl sind auch hier wieder Schrauben und nur an ausgewählten Stellen ein bisschen Leim. Ich bin guter Dinge, dass mein Konzept funktioniert, aber in den Foren wird in regelmäßigen Abständen die Machbarkeit kategorisch ausgeschlossen. Mit den Schrauben kann ich ohne Aufwand Teile wieder abnehmen, um sie zu modifizieren.
Die Brücken trennen die Messerwelle von den Walzen und bilden gleichzeitig die Basis für die Absaughaube.

Die Abdeckungen für die Einzugswalze mit Rückschlagschutz und die Auszugswalze

Auf dem nächsten Bild ist sehr schön die Überlappung der hinteren Brücke über die Welle zu sehen, damit die Späne nicht wieder nach unten auf das Werkstück fallen. Der Abstand zwischen aufsteigendem Messer und dem Sperrholzbrettchen beträgt ungefähr 4mm - hoffentlich genug Platz für die Späne.

Passprobe an der Maschine

Nach gründlicher Positionierung der beiden Brücken, habe ich den Abstand bestimmt und die Seitenteile der Absaughaube auf Endmaß geschnitten. Die Aussparung für den Lagerblock der Messerwelle habe ich mit Stichsäge und Feile auf den Millimeter angepasst, so wird die angesaugte Fremdluft weiter reduziert. Zusätzlich habe ich in die Unterseite 4 Bohrungen gesetzt, die exakt über Löchern im Maschinenkörper liegen. Dafür haben sich Dübelspitzen wieder einmal bewährt und die Haube sitzt mit den 8er Dübeln verrutschsicher auf der Maschine. Ich möchte mir nicht vorstellen, was passiert, wenn die Messer in die Haube schlagen, weil sie während der Arbeit verrutscht.

Verbindung der beiden Abdeckbrücken

!!! Achtung !!!
Auf den folgenden Aufnahmen liegt die Messerwelle bei der Arbeit offen. Dies war eine einmalige Ausnahme, die ich machen musste, um herauszufinden, ob mein Konzept bis jetzt funktioniert. Ich habe die Maschine ausschließlich von der Seite der Abrichttische bedient, wodurch mein Körper durch die Tische vor Spänen und im schlimmsten Fall vor Metallstücken geschützt ist. Ich habe ein kurzes Brett von der Seite in die Dickte geschoben und bin danach sofort in Deckung gegangen. Erst nach Beendigung des Hobelvorgangs, bin ich wieder aufgetaucht, um die Maschine auszuschalten.

Das Bild nach dem Hobeln (nur 1 Durchgang) zeigt, dass nun der größere Teil der Späne nach hinten ausgeworfen wird.

Erster Test mit dem Absaugkonzept

Im nächsten Versuch habe ich die Haube weiter geschlossen, um herauszufinden, wie das Ergebnis beeinflusst wird. Ich möchte hier anmerken, dass die gezeigten Bilder nach 3 oder 4 Durchgängen des Brettes entstanden sind, das heißt die Spanmenge, die nach vorne ausgeworfen wird, ist eigentlich nur 1/4 so groß, wie auf dem Bild zu sehen. Insgesamt für eine Maschine ohne Absaugung gar nicht so schlecht.

Zweiter Test mit provisorisch geschlossener Haube

Nachdem die Versuche so positiv verlaufen sind, habe ich begonnen den Absaugtrichter zu bauen. Wie bereits angesprochen kam dafür ein Verbund aus 15mm Multiplex mit Resten einer Schrankrückwand zum Einsatz. Die Hartfaserplatte wurde anschließend von Hand bündig gesägt und mit einer Feile in die benötigte Form gebracht (inzwischen war es schon zu spät, um noch mit Maschinen draußen zu arbeiten).

Verleimung des Verbundes

Die Frontplatte bekam den Anschluss für den Saugschlauch eingefräst und die Leitwände wurden provisorisch befestigt...

Aufbau des Absaugtrichters

..., denn nun folgte der alles entscheidende Test - diesmal mit zugeschalteter Absaugung. Auf dem Bild ist gut die schlanke Öffnung zu erkennen, die zwischen Welle und Haube liegt und die für den Sauger (hoffentlich) zu bedienen sein sollte.

Detail: Absaugtrichter und Einhausung der Welle

Der Deckel ist nur mit Klebeband befestigt, damit er nicht verrutscht. Insgesamt ist die Haube noch alles andere als dicht, aber für einen schnellen Versuch sollte es ausreichen.

Aufbau für den entscheidenden Test

Als Probestücke habe ich Reste von meinem Buche-Leimholz genommen. Eine Brett mit ungefähr 7cm Breite und das andere mit 20cm. Spanabnahme lag in beiden Fällen bei 1,5-2mm. Erstaunlicherweise lagen nach dem Hobeln bei beiden Brettern ungefähr gleich viele Späne auf dem Dicktentisch. Das heißt, meine Absaugung kann auch die Spanmenge von breiten Brettern ohne Probleme aufnehmen. Damit ist nicht nur die Abrichte, sondern auch die Dickte für den Einsatz mit einem Werkstattsauger umgebaut und erfolgreich mit Buche getestet. Wie sich das System bei anderen Hölzern schlägt, muss die Zeit zeigen, aber ich bin sehr optimistisch.

Ergebnis nach dem ersten Hobeln mit Absaugung

Wie der erfolgreiche Test bewiesen hat, muss die Haube nicht modifiziert werden und ich habe Teile noch einmal entfernt, um die Fugen und Ecken abzudichten und auszurunden. Dafür kam wieder eine Dicht- und Klebemasse aus der Kartusche für den Sanitärbereich zum Einsatz.

Abdichten der Absaughaube

Sie ist wirkliche keine Schönheit geworden, aber der wichtigste Punkt ist ja schließlich auch: Sie funktioniert! Analog zur Abrichte ist auch diese Haube so konzipiert, dass später ein 100er Schlauch von einer großen Absaugung angeschlossen werden kann.

Die fertige Absaughaube

Zum Abschluss habe ich die äußeren Dübel durch lange Schrauben ersetzt. Eigentlich ist das nicht nötig, da durch die 4 Dübel eine sehr straffe Passung gegeben war, aber die Schrauben verhindern garantiert das Abheben der Haube im Ernstfall. Die Anbringung der Haube dauert trotzdem nicht länger als 1min, da das benötigte Werkzeug mit Magneten an der Maschine hängt.

Befestigung der Haube am Maschinenkörper


Fazit:

Wie bereits gesagt, liest man in den Foren oft sehr strikten Beiträge, die die (erfolgreiche) Nutzung eines Werkstattsaugers an einer Hobelmaschine als Unmögliches und gar dumme Idee dahin stellen. Das mag für große Hobelmaschinen zutreffen, denn wenn ich den Platz für >250kg Gussstahl habe, dann wahrscheinlich auch für eine Absaugung und unter Umständen existieren auch noch andere Maschinen, die eine richtige Absauganlage benötigen. Nimmt man nun aber die beengten Verhältnisse einer kleinen Hobbywerkstatt, so ist in der Regel die Hobelmaschine, die einzige Maschine, die an die Absauganlage angeschlossen wird. Also eine Maschine für einen einzigen Zweck, die auch noch ziemlich viel Platz beansprucht.
Ich behaupte nicht, dass ich eine komfortable Lösung gewählt habe mit meinem Eigenbau, aber sie erspart mir die Anschaffung einer Absaugung, die wahrscheinlich kompakt und für eine spätere Werkstatt garantiert unterdimensioniert wäre. In meinem Fall hat der Versuch einfach klug gemacht. Manchmal muss man sich auch über allgemeine Ansichten hinweg setzen und seine eigenen Ideen und Konzepte verfolgen. Das mag auch mal zum Misserfolg führen, aber was hätte ich verloren? - Ein paar Holzreste und Zeit.
Ich hoffe dieser lange Beitrag zeigt, dass ungewöhnliche Wege auch zum Ziel führen.

Die neuen Absaughauben für meine Elu Hobelmaschine


Update (Ende Oktober 2013):

Nach einigen Brettern, die ich ausgehobelt habe, musste ich feststellen, dass im Dicktenbetrieb sehr unterschiedliche Spanformen und -größen entstehen. Dies ist mir auch bei Brettern aufgefallen, die aus der gleichen Bohle stammen und quasi Nachbarn sind. Durch den Einsatz des Zyklons bin ich an einen Schlauchdurchmesser von 60mm gebunden und dieser reicht leider nicht für die langen Späne, die manchmal entstehen, aus. Selbst ein paar einzelne lange Späne legen sich quer über den Schlauchanschluss und bilden so eine Art Gitter, welches die folgenden (kleineren) Späne ebenfalls behindert, bis der Anschluss ganz verstopft ist.

Problem bei der Absaugung: Lange Späne

Wirft die Hobelmaschine dagegen kurze Späne aus, werden selbst bei großer Spanabnahme alle Späne vom Staubsauger aufgefangen. Dies ist beim Abrichten immer der Fall und beim Dickten von schmalen Hölzern, sowie manchmal - je nach Wuchs - auch bei breitern Stücken.

Wünschenswert: Kurze Späne

Um nicht nach jedem Durchgang eines Problem-Brettes durch die Dickte erst einmal den Absauganschluss frei machen zu müssen, habe ich mir zähneknirschend doch ein kleines Absauggebläse gekauft. Dieses hat ein Stahllüfterrad und einen Luftdurchsatz von 1000cbm/h. Für eine große Maschine zu schwach, aber für meine kleine Elu genau richtig. Der 100er Schlauch ist möglichst kurz gehalten und die Späne werden direkt in einen Filtersack gepustet, den ich bequem leeren kann. Nach meinen bisherigen Erfahrungen im Hobeln von Ahorn und Buche entstehen nur Späne und ganz, ganz wenig Staub, weswegen dieser Aufbau zweckmäßig und ausreichend ist.

Neue Absaugung für die Hobelmaschine




Keine Kommentare :

Kommentar veröffentlichen