Werkzeug selbst bauen
Eine Werkstatt ist selten fertig.
Meistens fehlt genau das Werkzeug, das man bräuchte, um das fehlende Werkzeug herzustellen.
Am Anfang klingt das nach einem Problem.
Später merkt man, dass genau darin ein großer Teil der Werkstatt entsteht.
Die fertige Werkstatt gibt es nur auf Bildern
Auf Fotos sieht eine gut eingerichtete Werkstatt oft selbstverständlich aus.
Da stehen:
- Drehmaschine
- Fräsmaschine
- Bandsäge
- Bohrmaschine
- Schleifmaschine
- Schweißgerät
- Schraubstöcke
- Messmittel
- Spannmittel
- und ordentlich beschriftete Schubladen voller Kleinteile
Alles scheint schon immer da gewesen zu sein.
Man legt ein Stück Material auf die passende Maschine, spannt es mit dem passenden Zubehör und bearbeitet es mit dem passenden Werkzeug.
So kann man arbeiten.
Nur beginnt kaum jemand an diesem Punkt.
Am Anfang fehlt nicht nur die große Maschine.
Es fehlen auch:
- passende Nutensteine
- Spannpratzen
- Anschläge
- Adapterplatten
- Aufnahmen
- Werkzeughalter
- Bohrlehren
- Unterlagen
- und jene unscheinbaren Kleinteile, ohne die sich das vorhandene Werkzeug nicht sinnvoll benutzen lässt
Eine Maschine allein ist noch keine vollständige Arbeitsmöglichkeit.
Sie ist zunächst nur eine Maschine.
Eigentlich braucht man zuerst das Ergebnis
Das Problem ist einfach:
Um ein bestimmtes Teil herzustellen, brauche ich eine Vorrichtung.
Für die Vorrichtung brauche ich passende Befestigungsteile.
Um diese Befestigungsteile herzustellen, müsste ich genau jene Vorrichtung bereits besitzen.
Das lässt sich beliebig fortsetzen.
Ein Beispiel aus meiner Werkstatt:
Ich wollte einen Schraubstock an einem Höhensupport befestigen.
Dafür brauchte ich eine Adapterplatte.
Die Platte ließ sich zunächst nur mit gewöhnlichen Muttern in den Nuten befestigen.
Das gefiel mir nicht.
Also wollte ich passende Nutensteine herstellen.
Um diese vernünftig bearbeiten zu können, brauchte ich wiederum den Schraubstock auf der Adapterplatte.
Die Reihenfolge war damit ungefähr:
- Platte bauen.
- Platte provisorisch befestigen.
- Schraubstock auf die Platte setzen.
- Mit diesem Aufbau Nutensteine herstellen.
- Mit den fertigen Nutensteinen die ursprüngliche Platte ordentlich befestigen.
Die Vorrichtung wurde also gebraucht, um jene Teile herzustellen, mit denen die Vorrichtung anschließend richtig montiert werden konnte.
Nicht besonders elegant.
Aber sie war danach vorhanden.
Provisorien sind manchmal der erste Maschinenpark
Das Wort „Provisorium“ klingt oft nach Pfusch.
Das muss es nicht sein.
Ein brauchbares Provisorium ist:
- für die konkrete Belastung ausreichend
- kontrollierbar
- möglichst einfach
- und nur so dauerhaft, wie es sein muss
Die vorläufige Befestigung der Adapterplatte musste nicht für die nächsten zwanzig Jahre ausgelegt sein.
Sie musste lange genug halten, damit die besseren Befestigungsteile entstehen konnten.
Danach wurde sie ersetzt.
Das ist etwas anderes als eine fragwürdige Konstruktion dauerhaft weiterzuverwenden, nur weil sie beim ersten Versuch nicht auseinandergefallen ist.
Ein Provisorium kann ein geplanter Zwischenschritt sein.
Problematisch wird es erst, wenn niemand mehr weiß, dass es eines ist.
Das fehlende Werkzeug wird Teil der Konstruktion
Wenn keine Fräsmaschine vorhanden ist, verschwindet die notwendige Fräsgeometrie nicht.
Sie muss nur auf einem anderen Weg entstehen.
Dann wird nicht mehr nur das Bauteil konstruiert.
Zusätzlich muss ich überlegen:
- Wie spanne ich es?
- Welche Achse kann die benötigte Bewegung erzeugen?
- Woher kommt die Zustellung?
- In welche Richtung wirkt der Schnittdruck?
- Welche Fläche kann als Bezug dienen?
- Wie wiederhole ich dieselbe Position?
- Und wie komme ich mit dem Werkzeug überhaupt an die Bearbeitungsstelle?
Das fehlende Werkzeug wird damit zu einer Randbedingung der Konstruktion.
Ein Bauteil, das auf einer Fräsmaschine selbstverständlich wäre, muss möglicherweise so verändert werden, dass es:
- auf der Drehmaschine
- am Bohrständer
- mit einer Feile
- mit einem Winkelschleifer
- oder in mehreren ungewöhnlichen Aufspannungen
hergestellt werden kann.
Das Ergebnis sieht deshalb manchmal anders aus als eine theoretisch ideale Konstruktion.
Es ist an die vorhandene Werkstatt angepasst.
Das ist kein Nachteil, solange die Funktion stimmt.
Eine Drehmaschine stellt ihre eigenen Erweiterungen her
Bei meiner Emcomat ist dieser Gedanke besonders deutlich geworden.
Die Maschine wurde nicht nur verwendet, um Werkstücke herzustellen.
Sie fertigte schrittweise ihre eigenen Erweiterungen:
- Nutensteine
- einen Längsanschlag
- eine modulare Grundplatte
- den Solid Toolpost
- mehrere Vierfachstahlhalter
- einen Futterflansch
- Aufnahmen und Spannhilfen
- und Teile für spätere Umbauten
Einige dieser Bauteile wären auf einer Fräsmaschine einfache Arbeiten gewesen.
Ich hatte keine.
Also wurde die Emcomat als Fräsmaschine missbraucht.
Teilweise wurde sie auch als handbetriebener Hobel verwendet.
Nicht besonders schnell.
Aber Geschwindigkeit war in diesem Moment nicht die entscheidende Größe.
Am Ende war das benötigte Teil vorhanden.
Und mit jedem neuen Hilfsmittel wurde das nächste Projekt etwas einfacher.
Die erste Vorrichtung ist selten die letzte
Eine selbst gebaute Vorrichtung löst meistens nicht nur die Aufgabe, für die sie ursprünglich entstanden ist.
Die Adapterplatte nahm zuerst einen Schraubstock auf.
Später war derselbe Aufbau für weitere kleine Bearbeitungen verfügbar.
Die Nutensteine wurden zunächst wegen einer konkreten Befestigung hergestellt.
Danach waren sie bei anderen Aufspannungen plötzlich selbstverständlich.
Der Längsanschlag half nicht nur bei normalen Dreharbeiten, sondern auch beim wiederholbaren Positionieren während anderer Fertigungsschritte.
Die modulare Grundplatte unter dem Solid Toolpost war ursprünglich Teil eines Werkzeughalterprojekts.
Heute ist sie eine allgemeine Arbeitsplattform auf dem Querschlitten.
Das ist der eigentliche Wert solcher Hilfsmittel.
Sie lösen nicht nur ein Problem.
Sie verändern, welche Probleme danach überhaupt noch schwierig sind.
[BILDPLATZHALTER: Mehrere kleine selbst gebaute Werkstatthilfen nebeneinander – beispielsweise Nutensteine, Anschlag und Adapterplatte]
Bildunterschrift: Kleine Hilfsteile wirken einzeln unspektakulär. Zusammen bestimmen sie, welche Aufspannungen in der Werkstatt möglich sind.
Die Arbeit steckt oft unter dem eigentlichen Bauteil
Beim fertigen Projekt ist meistens das sichtbare Hauptteil interessant.
Beim Solid Toolpost sieht man:
- den massiven Grundblock
- den Vierfachhalter
- den Spannhebel
- und das Werkzeug
Weniger auffällig sind:
- die 123-Blöcke der Fertigungsaufspannung
- eigens hergestellte Querbolzen
- Quermuttern
- Parallelunterlagen
- Anschläge
- Bohrhilfen
- und das Gewinderaster der Grundplatte
Ohne diese Teile wäre der sichtbare Werkzeughalter nicht entstanden.
Das eigentliche Bauteil ist oft nur der letzte Abschnitt einer längeren Kette.
Darunter liegen mehrere Schichten aus:
- Messungen
- Hilfsmitteln
- gescheiterten Aufspannungen
- geänderten Werkzeugen
- und Teilen, die später auf keinem Foto des fertigen Projekts mehr zu sehen sind
Trotzdem war genau dort ein großer Teil der Arbeit.
Vorrichtungen sind kein verlorener Aufwand
Während des Bauens entsteht schnell der Eindruck, man arbeite seit Tagen, ohne dem eigentlichen Ziel näherzukommen.
Das gewünschte Bauteil liegt noch immer als Rohmaterial auf der Werkbank.
Stattdessen wurden bisher nur:
- zwei Anschläge
- ein Halter
- vier Nutensteine
- eine Bohrlehre
- und ein seltsam geformter Bolzen
hergestellt.
Das kann frustrierend sein.
Der Aufwand ist aber nicht verloren.
Zumindest dann nicht, wenn die Hilfsmittel brauchbar und wiederverwendbar sind.
Ein guter Anschlag spart bei jedem späteren Wiederholteil Zeit.
Eine stabile Adapterplatte eröffnet neue Aufspannungen.
Ein Satz passender Nutensteine bleibt jahrelang nützlich.
Eine Bohrlehre verwandelt mehrere Einzelteile in eine kleine Serie.
Das Hauptprojekt ist irgendwann abgeschlossen.
Die Werkzeuge dafür bleiben.
Trotzdem darf nicht jedes Hilfsmittel zum Lebenswerk werden
Werkzeug baut Werkzeug.
Das ist nützlich.
Es kann aber auch ausarten.
Für eine einfache Vorrichtung lässt sich ohne große Mühe noch eine zweite Vorrichtung planen.
Diese könnte wiederum eine genauere Führung, einen verstellbaren Anschlag und eine eigene Rastung bekommen.
Dann fehlt nur noch eine Vorrichtung, um die Rastung herzustellen.
An diesem Punkt baut die Werkstatt nicht mehr am ursprünglichen Projekt.
Sie beschäftigt sich nur noch mit sich selbst.
Deshalb versuche ich inzwischen zu unterscheiden:
- Wird dieses Hilfsmittel mehrfach verwendet?
- Verbessert es Sicherheit oder Wiederholbarkeit?
- Ist der Bauaufwand kleiner als der erwartete Nutzen?
- Kann ich das eigentliche Teil auch mit einer einfacheren Zwischenlösung herstellen?
- Oder baue ich gerade eine perfekte Maschine für einen einzigen Schnitt?
Nicht jede Hilfsvorrichtung muss universell sein.
Manchmal genügt ein Reststück mit zwei Bohrungen.
Manchmal lohnt sich eine dauerhaft montierte Grundplatte.
Die Kunst liegt weniger im Herstellen.
Sie liegt darin, den Unterschied zu erkennen.
Kaufen ist ebenfalls eine technische Lösung
Nicht jedes fehlende Werkzeug muss selbst gebaut werden.
Manche Dinge sind als Kaufteil:
- genauer
- sicherer
- günstiger
- schneller verfügbar
- oder schlicht besser
Eine eigene Unterlegscheibe zu drehen, weil gerade Sonntag ist und genau diese Größe fehlt, kann sinnvoll sein.
Hundert identische Normscheiben selbst herzustellen wäre eher eine charakterbildende Maßnahme.
Auch bei größeren Maschinen gilt das.
Eine Fräsmaschine ersetzt viele aufwendige Umwege.
Eine Bandsäge trennt Material schneller und kontrollierter als der Winkelschleifer.
Ein brauchbarer Maschinenschraubstock erspart Ärger, den ein wackeliger Bohrmaschinenschraubstock bei jeder Aufspannung neu erzeugt.
Selbermachen ist kein Selbstzweck.
Es ist eine Möglichkeit.
Kaufen ebenfalls.
Der erste Eigenbau zeigt, was das Kaufteil können muss
Selbst wenn eine gebaute Lösung später durch ein gekauftes Werkzeug ersetzt wird, war sie nicht automatisch umsonst.
Durch den Eigenbau lerne ich sehr genau:
- welche Abmessungen tatsächlich wichtig sind
- welche Bedienung mich stört
- welche Klemmung funktioniert
- wo Freiraum fehlt
- wie viel Verstellweg benötigt wird
- und welche Funktion im Alltag wirklich genutzt wird
Danach kann ich ein Kaufteil wesentlich gezielter auswählen.
Ich kaufe dann nicht einfach irgendeinen Anschlag, Schraubstock oder Werkzeughalter.
Ich weiß bereits, worauf ich achten muss.
Manchmal bleibt der Eigenbau trotzdem.
Nicht weil er objektiv perfekt wäre.
Sondern weil er genau zu meiner Maschine und meiner Arbeitsweise passt.
Fehler werden Teil des Maschinenparks
Nicht jede Vorrichtung funktioniert beim ersten Versuch.
Beim Längsanschlag entstand zunächst ein Hobelmeißel mit zu wenig Freiraum.
Danach brach ein Gewindebohrer in der neuen Aufnahme ab.
Der Versuch, ihn mit einem Hartmetallbohrer zu entfernen, reduzierte lediglich meinen Bestand an Hartmetallbohrern.
Die nächste Werkzeugaufnahme wurde schmaler, schärfer und besser.
Das gescheiterte Teil landete nicht als Erfolg auf der Maschine.
Die Erfahrung daraus schon.
Auch das ist Werkzeugaufbau.
Nicht jeder Fortschritt liegt anschließend beschriftet in einer Schublade.
Manches bleibt nur als Wissen darüber erhalten, wie ich es beim nächsten Mal nicht mehr mache.
Eine Werkstatt wächst nicht nur durch Einkäufe
Natürlich wächst eine Werkstatt auch dadurch, dass neue Maschinen und Werkzeuge einziehen.
Der wichtigere Unterschied entsteht für mich aber oft an anderer Stelle.
Eine Werkstatt wächst, wenn:
- eine Aufspannung reproduzierbar wird
- ein Werkzeug eine feste Position bekommt
- ein fehlender Anschlag ergänzt wird
- ein Messweg verstanden ist
- ein Provisorium durch eine vernünftige Lösung ersetzt wird
- oder ein bestimmter Arbeitsschritt nicht jedes Mal neu erfunden werden muss
Dasselbe Werkzeug kann dadurch plötzlich wesentlich mehr leisten.
Die Emcomat war nach dem Bau des Solid Toolposts noch dieselbe Drehmaschine.
Trotzdem arbeitete ich mit einer anderen Maschine.
Nicht weil sich Motor, Bett oder Spindel geändert hätten.
Sondern weil die Verbindung zwischen Maschine, Werkzeug und Werkstück besser geworden war.
Dokumentieren, bevor die Hilfsmittel selbstverständlich werden
Viele kleine Werkstatthilfen wirken nach kurzer Zeit völlig selbstverständlich.
Der Nutenstein liegt in der Schublade.
Der Anschlag wird angesetzt.
Die Adapterplatte bekommt vier Schrauben.
Niemand denkt mehr darüber nach, dass diese Teile irgendwann gefehlt haben.
Genau deshalb dokumentiere ich sie.
Nicht, weil jeder kleine Bolzen einen eigenen Heldenepos braucht.
Sondern weil an diesen Teilen sichtbar wird, wie eine Werkstatt tatsächlich wächst.
Das fertige Projekt zeigt das Ergebnis.
Die Hilfsmittel zeigen den Weg.
Was ich heute anders sehe
Früher betrachtete ich Vorrichtungen eher als notwendige Nebenarbeit.
Ich wollte das eigentliche Bauteil herstellen.
Alles davor war nur der lästige Weg dorthin.
Heute sehe ich das anders.
Eine gute Vorrichtung ist selbst ein Werkzeug.
Ein passender Anschlag ist Teil der Maschine.
Eine Adapterplatte erweitert den Maschinenpark.
Ein Satz Nutensteine ist keine Kiste voller Kleinteile, sondern die Voraussetzung für spätere Aufspannungen.
Das bedeutet nicht, dass jede Hilfskonstruktion dauerhaft aufgehoben werden muss.
Aber ich entscheide bewusster, welche davon nur ein einmaliger Bearbeitungsbehelf war und welche die Werkstatt langfristig verbessert.
Rückblick
Eine Werkstatt entsteht nicht an einem Wochenende.
Sie wächst in Schichten.
Zuerst wird etwas irgendwie gespannt.
Dann entsteht eine bessere Befestigung.
Danach ein Anschlag.
Später eine wiederholbare Vorrichtung.
Irgendwann ist ein Arbeitsschritt, der früher einen ganzen Tag improvisierte Aufspannung erforderte, in wenigen Minuten erledigt.
Von außen sieht man dann nur das fertige Werkzeug.
Der Weg dorthin verschwindet in Schubladen, Gewinderastern und unscheinbaren Stahlstücken.
Dabei ist genau dieser Weg der eigentliche Aufbau der Werkstatt.
Werkzeug baut Werkzeug.
Und irgendwann baut es Dinge, die am Anfang noch nicht möglich gewesen wären.
Schreibe einen Kommentar