Ratgeber PlanfräsenSimulator

Warum hat meine Platte nach dem Planfräsen Rillen?

Die Platte ist plan gefräst, und trotzdem siehst du im Streiflicht jede einzelne Bahn. Im Simulator unten stellst du die typischen Fehler selbst ein, leuchtest mit der Taschenlampe flach über die Platte und siehst sofort, wie groß die Stufen werden.

Kurz gesagt

  • Rillen und Stufen haben fast immer eine von vier Ursachen: Die Oberfräse steht quer zur Bahn schief, sie steht längs zur Bahn schief, die Führung hat Spiel oder die Brücke hängt durch.
  • Schon 0,1° Schräglage quer zur Bahn, also 0,17 mm auf 100 mm, macht mit einem 35-mm-Planfräser und 20 % Überlappung Stufen von 0,049 mm. Das ist so dick wie ein dünnes Haar.
  • Steht die Fräse längs zur Bahn schief, wird jede Bahn leicht hohl. Bei gleichem Winkel und 20 % Überlappung ist dieser Grat nur rund ein Viertel so hoch wie die Stufe.
  • Spiel macht unregelmäßige Stufen. Eine durchhängende Brücke macht einen Bogen: Die Platte wird in der Mitte dünner.
  • Steht die Fräse quer zur Bahn auf 0,035 mm auf 100 mm genau, bleibt die Stufe mit 35-mm-Planfräser und 20 % Überlappung unter 0,01 mm.

Rillen-Simulator

Fehler einstellen, Licht drehen
Schnitt quer zu den Bahnen
–größte Stufe zwischen zwei Bahnen–

Oben siehst du die Platte von oben, die Bahnen laufen von oben nach unten. Zieh mit dem Finger über die Platte, dann wandert die Lampe mit. Darunter der Schnitt quer zu den Bahnen, stark überhöht. „Lupe“ zeigt die Stelle mit der größten Stufe.

Gesamtabweichung über die Breite–
Bahnen–
Versatz je Bahn–

Zum Vergleich

kaum spürbar
unter 0,01 mm
spürbar mit dem Fingernagel
0,01 bis 0,05 mm
sichtbar
ab 0,05 mm
Fräser und Platte
Fehlerquellen
Das sind – mm auf 100 mm. Die Fräse kippt in Richtung des Versatzes.
Das sind – mm auf 100 mm. Die Fräse kippt nach vorn oder hinten.
Jede Bahn liegt zufällig etwas höher oder tiefer.
Neue Zufallsfolge für das Spiel
Die Brücke spannt über die Breite und hängt in der Mitte durch. Wie viel das bei Alu und Stahl ist, steht im Beitrag Biegesteifigkeit.
Taschenlampe
Je flacher das Licht, desto deutlicher zeigen sich Stufen. Leuchtet die Lampe längs zu den Bahnen, siehst du fast nichts.
Was jede Fehlerquelle allein ausmacht, mit deinem Fräser und deiner Platte
Fehlerquelle alleinStufe (mm)Formel (mm)Gesamt (mm)

Die Fehler addieren sich nicht einfach. Der Simulator tastet für jede Bahn den Rand des geneigten Schneidenkreises ab und nimmt an jeder Stelle den tiefsten Schnitt aller Bahnen. Eine spätere Bahn nimmt nur weg, sie trägt nichts auf. Den Bogen der durchhängenden Brücke rechnet der Simulator vereinfacht als Parabel. Die Grenzen der Ampel sind Annahmen für rohes Holz.

Woher Rillen und Stufen kommen

Ein Planfräser schneidet mit seiner flachen Stirnseite. Die Schneiden beschreiben eine Kreisfläche mit dem Durchmesser D. Jede Bahn hinterlässt einen Streifen, der so breit ist wie der Fräser. Die nächste Bahn setzt um den Versatz s daneben an, also s = D × (1 − Überlappung). Bei 35 mm und 20 % Überlappung sind das 28 mm.

Steht alles perfekt, liegen alle Streifen in einer Ebene. Jeder Fehler zeigt sich an den Übergängen zwischen den Bahnen. Am Muster erkennst du, welcher es ist.

Muster: Sägezahn

Fräse quer zur Bahn schief

Kippt die Fräse in Richtung des Versatzes, schneidet jede Bahn eine schräge Fläche. Die nächste Bahn liegt an derselben Stelle tiefer und nimmt den hohen Rand der vorigen weg. Von jeder Bahn bleibt ein schräger Streifen mit der Breite s stehen. An seinem Ende sitzt eine Stufe von s × tan α. Alle Stufen sind gleich groß und zeigen in dieselbe Richtung.

Muster: Mulden mit Grat

Fräse längs zur Bahn schief

Kippt die Fräse nach vorn oder hinten, schneidet der Kreis an der Vorder- oder Hinterkante am tiefsten. In der Bahnmitte reicht dieser Rand am weitesten nach unten, zu den Seiten hin immer weniger. Jede Bahn wird leicht hohl, und zwischen zwei Bahnen bleibt ein Grat stehen.

Muster: unregelmäßige Stufen

Spiel in der Führung

Hat der Schlitten Spiel, liegt jede Bahn ein bisschen höher oder tiefer, je nachdem, wie du gerade drückst und wohin die Schnittkraft zieht. Die Stufen sind unterschiedlich groß und wechseln die Richtung. Liegt das Spiel bei ± 0,05 mm, können zwei Nachbarbahnen bis zu 0,1 mm auseinander liegen.

Muster: Bogen über die Breite

Brücke hängt durch

Biegt sich die Brücke unter Fräse und Schlitten, sinkt die Fräse zur Mitte hin tiefer. Die Platte wird in der Mitte dünner. Egal ob du die Fräse auf der Brücke verschiebst oder die Brücke über die Platte: Wo die Brücke am meisten durchhängt, wird die Platte am dünnsten.

Im Simulator laufen die Bahnen längs über die Platte, die Brücke spannt über die Breite. Bei der Durchbiegung kippt die Fräse mit der Brücke mit, so wie ein Schlitten auf einer gebogenen Schiene. Dann bleibt vor allem der Bogen und kaum eine Stufe. Nimm den Haken bei „Fräse kippt mit der Brücke mit“ weg, dann liegt jede Bahn eben, nur unterschiedlich tief, und an den Bahngrenzen entstehen Stufen. Fährt die Fräse dagegen auf der Brücke quer über die Platte, hängt jede Bahn in der Mitte gleich tief durch. Auch dann entsteht der Bogen, aber keine Stufe.

Welcher Fehler ist das?

Vier Platten im Streiflicht, gezeichnet vom selben Simulator. Tipp auf die Ursache, die du vermutest.

Bild 1 von 4

0 richtig

So misst und richtest du die Oberfräse aus

Die Fräse muss in zwei Richtungen stimmen: quer zur Bahn, also in Richtung des Versatzes, und längs zur Bahn. Quer ist wichtiger, weil daraus die Stufen werden. Den Fehler gibst du am besten in Millimetern auf 100 mm an. 0,1° sind 0,17 mm auf 100 mm.

Methode 1: Umschlagmessung mit Stab und Messuhr

  1. Netzstecker ziehen. Du drehst die Spannzange gleich von Hand.
  2. Stab einspannen. Spann einen Rundstab ein, an dessen Ende ein Arm im rechten Winkel absteht. Ein Stück Silberstahl mit einem geschraubten Querarm geht genauso wie ein Z-förmig gebogener, kräftiger Draht. Der waagrechte Abstand von der Mitte der Spannzange bis zur Spitze heißt r, zum Beispiel 100 mm.
  3. Festen Messpunkt setzen. Stell eine Messuhr auf einem schweren Stativ oder einen festen Klotz auf die Platte, sodass die Spitze des Arms ihn von oben berührt.
  4. Erste Messung. Dreh die Spitze quer zur Bahn auf eine Seite und lies die Messuhr ab, oder miss den Spalt zum Klotz mit der Fühlerlehre.
  5. Umschlagen. Dreh die Spitze um 180° auf die andere Seite und verschieb die Fräse in Richtung des Versatzes um 2 × r, bis die Spitze wieder über demselben Messpunkt steht. Lies erneut ab.
  6. Umrechnen. Unterschied der beiden Werte × 100 ÷ (2 × r) ergibt mm auf 100 mm. Bei 0,2 mm Unterschied und r = 100 mm sind das 0,1 mm auf 100 mm.
  7. Dasselbe längs zur Bahn. Spitze nach vorn, messen, um 180° nach hinten drehen, die Fräse entlang der Bahn um 2 × r weiterschieben, messen.

Der Trick dabei: Weil die Spitze beide Male denselben Punkt berührt, spielt es keine Rolle, ob die Unterlage eben ist. Du misst nur, wie schief die Fräse zu ihrem eigenen Fahrweg steht.

Methode 2: Probefräsung

Fräs zwei Bahnen nebeneinander in ein Reststück und miss die Stufe mit einer Messuhr. Daraus rechnest du zurück: mm auf 100 mm = Stufe × 100 ÷ Versatz. Bei 0,05 mm Stufe und 28 mm Versatz sind das 0,18 mm auf 100 mm. Welche Bahn höher liegt, zeigt dir die Richtung.

Unterlegen

Korrigiert wird mit dünnem Material unter der Fräsenaufnahme. Die nötige Dicke ist der Fehler in mm auf 100 mm × Schraubenabstand ÷ 100. Bei 0,18 mm auf 100 mm und 120 mm zwischen den Schrauben sind das rund 0,2 mm an einer Seite. Gut geeignet ist Passband aus Stahl oder Messing in 0,05 oder 0,1 mm. Papier drückt sich mit der Zeit zusammen. Welche Seite du unterlegen musst, hängt davon ab, wie deine Fräse montiert ist. Miss nach dem Unterlegen noch einmal nach.

[Jonas: Wie richtet man die Oberfräse am Fräsus Maximus aus? Hier kurz ergänzen.]

Zieh vor jedem Messen und Unterlegen den Netzstecker. Ein Stab oder Arm in der Spannzange darf nie mit laufendem Motor drin bleiben.

Warum Steifigkeit und spielfreie Führung zählen

Eine schiefe Fräse kannst du ausrichten. Durchbiegung und Spiel stecken dagegen in der Vorrichtung selbst.

Durchbiegung wächst mit der dritten Potenz der Spannweite. Für einen Träger auf zwei Auflagern mit einer Last in der Mitte gilt:

Durchbiegung f=F × L348 × E × I
F
Last in der Mitte in N, etwa Fräse, Schlitten und Schnittkraft
L
Spannweite zwischen den Auflagern in mm
E
Elastizitätsmodul des Werkstoffs in N/mm²
I
Flächenträgheitsmoment des Profils in mm4

Doppelt so breit heißt bei gleicher Last achtmal so viel Durchbiegung. Stahl hat mit rund 210 000 N/mm² etwa den dreifachen Elastizitätsmodul von Aluminium mit rund 70 000 N/mm². Bei gleichem Profil und gleicher Last biegt sich Stahl also nur ein Drittel so weit durch. Unter dem Eigengewicht gleicht sich das fast aus, weil Stahl auch rund dreimal so schwer ist. Die Rechnung für echte Profile findest du in Biegesteifigkeit von Planfräsvorrichtungen und Aluminium oder Stahl bei Planfräsvorrichtungen?

Spiel ist tückischer. Die Durchbiegung macht einen gleichmäßigen Bogen, den man kaum sieht. Spiel macht Stufen, und zwar jedes Mal andere. Die Schnittkraft drückt den Schlitten mal an die eine, mal an die andere Seite seiner Führung, je nach Holz, Zustellung und Fräsrichtung. Im Simulator siehst du, dass schon ± 0,05 mm Spiel mehr Stufe macht als ein halber Millimeter Durchbiegung. Wie du mit der Fräsrichtung umgehst, steht in Planfräsvorrichtung richtig bedienen.

Rillen wegbekommen

  1. Erst die Ursache beheben. Sonst sind die Stufen beim nächsten Durchgang genauso wieder da.
  2. Letzte Bahn mit wenig Zustellung. Eine flache letzte Bahn hilft gegen alles, was aus der Schnittkraft kommt: Durchbiegung unter Last, Spiel, das die Kraft aufdrückt, Ausrisse. Gegen eine schief stehende Fräse hilft sie nicht. Die Stufe s × tan α bleibt bei jeder Zustellung gleich groß.
  3. Schleifen mit hartem Teller. Ein harter Schleifteller nimmt die Grate weg, ein weicher folgt ihnen. Für Stufen bis etwa 0,05 mm reicht der Start mit Körnung 120, für größere mit Körnung 80. Danach in Stufen feiner bis zur Endkörnung, ohne eine Körnung zu überspringen.
  4. Neu fräsen statt schleifen. Bei Stufen über 0,1 mm ist eine neue Bahn schneller: Fräse ausrichten, flach zustellen und die ganze Fläche noch einmal fräsen. Wie viel du dafür abnehmen musst, rechnest du im Abtrag-Rechner aus.

Beim Schleifen entsteht feiner Staub. Holzstaub ist gesundheitsschädlich, Staub von Hartholz wie Eiche und Buche gilt als krebserzeugend. Saug direkt am Schleifer ab, nimm dafür einen Sauger mindestens der Staubklasse M und trag Atemschutz. Der Wirbelwerk hat dafür einen eigenen Schleifmodus für feinen Schleifstaub.

Die Formeln zum Nachrechnen

Für einzelne Fehler reichen zwei Formeln. R ist der Radius des Planfräsers, also D ÷ 2.

Versatz s=D × 1 − Überlappung
Stufe quer≈s × tan α
Grat längs≈sin β × R − R2 − s22
mm auf 100 mm=100 × tan α
D
Durchmesser des Planfräsers
R
Radius des Planfräsers
s
Versatz von Bahn zu Bahn
α
Neigung quer zur Bahn
β
Neigung längs zur Bahn

Durchgerechnet mit einem 35-mm-Planfräser, 20 % Überlappung und je 0,1° Neigung:

Versatz s28 mm
0,1° entspricht0,17 mm/100 mm
Stufe quer0,049 mm
Grat längs0,012 mm
Stufe quer=28 mm × tan 0,1°
=28 mm × 0,001745
=0,049 mm
Grat längs=sin 0,1° × 17,5 − 17,52 − 142 mm
=0,001745 × 17,5 − 10,5 mm
=0,012 mm

Eingesetzt: R = 17,5 mm, s ÷ 2 = 14 mm. Bei so kleinen Winkeln sind tan und sin praktisch gleich, beide 0,001745.

Treten beide Neigungen zusammen auf, darfst du die Werte nicht addieren. Der Simulator zeigt für 0,1° quer und 0,1° längs 0,037 mm statt 0,061 mm, weil der tiefste Punkt des Schneidenkreises dann an einer anderen Stelle liegt. Stell es oben selbst ein.

Spielfrei geführt, steif gebaut

Eine schiefe Oberfräse richtest du mit ein paar Lagen Passband aus. Gegen Spiel und Durchbiegung hilft nur eine steife, spielfreie Vorrichtung. Der Fräsus Maximus hat einen Rahmen aus massiven Stahlprofilen, bis zu 700 % steifer als 40 × 40-mm-Aluprofile, und spielfreie Kugel- und Rollenführungen. Ein Gelenk hält die Oberfräse ruhig, auch beim Gleichlauffräsen. Für Platten bis ca. 300 × 150 cm, entwickelt und gefertigt in Taufkirchen an der Pram.

Fräsus Maximus ansehen

Häufige Fragen

Wie bekomme ich Rillen nach dem Planfräsen weg?

Zuerst die Ursache beheben, meist eine schief stehende Oberfräse. Kleine Stufen bis etwa 0,05 mm schleifst du mit hartem Schleifteller ab Körnung 120 weg. Bei größeren Stufen ist eine neue, flache Bahn über die ganze Fläche schneller.

Wie richte ich die Oberfräse zum Planfräsen aus?

Mit einer Umschlagmessung: Stab mit Querarm in die Spannzange, Spitze auf einen festen Messpunkt, ablesen, um 180° drehen, Fräse um den doppelten Armabstand verschieben, wieder ablesen. Der Unterschied zeigt die Schräglage. Quer zur Bahn sind 0,035 mm auf 100 mm oder besser ein gutes Ziel.

Warum ist meine Platte in der Mitte tiefer?

Meist hängt die Brücke oder die Schiene durch, auf der die Fräse fährt. In der Mitte der Spannweite ist die Durchbiegung am größten, dort fräst die Fräse tiefer. Prüf auch, ob die beiden Längsschienen gerade und parallel liegen.

Hilft eine größere Überlappung gegen Rillen?

Ein bisschen. Mit 40 statt 20 % Überlappung sinkt die Stufe quer im Beispiel von 0,049 auf 0,037 mm, der Grat längs halbiert sich. Dafür brauchst du rund ein Drittel mehr Bahnen. Gegen Spiel und Durchbiegung hilft Überlappung gar nicht. Ausrichten bringt mehr.

Welcher Fräser hinterlässt die glatteste Oberfläche?

Bei gleicher Schräglage macht ein kleinerer Planfräser kleinere Stufen, weil der Versatz kleiner ist. Mit 50 statt 35 mm wird die Stufe um gut 40 % größer. Ein großer Fräser braucht also eine genauer ausgerichtete Fräse. Dazu kommen scharfe Schneiden und ein gleichmäßiger Vorschub. Für den Fräsus Maximus empfehle ich den Tornado-Planfräser von Fraiser mit 35 mm.

Wie genau muss die Oberfräse ausgerichtet sein?

Mit 35-mm-Planfräser und 20 % Überlappung bleibt die Stufe unter 0,01 mm, wenn die Fräse quer zur Bahn auf 0,035 mm auf 100 mm genau steht. Mit größerem Fräser oder weniger Überlappung muss es genauer sein. Im Simulator probierst du deine Werte aus.

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