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Liebe Gemeinde,

ich habe folgendes Problem: Ich möchte ein Kardangelenk en Miniature fertigen (6mm Außendurchmesser), welches durch einen kleinen E-Motor angetrieben wird (max 0,2Nm; 8000rpm nach Getriebe) und im Betrieb einen Schiffspropeller antreibt.
Nun ist dieses für seine Abmessungen hochbelastet und ich habe bereits mit dem FEM-Tool von Inventor sowie mit CATIA nachgerechnet.

Das Ziel ist möglichst hohe Tragfähgikeit von den 6mm Rohteildurchmesser zu erhalten. Die Größte Haltbarkeit verspreche ich mir von maximal viel Fleisch.
Um das zu erreichen möchte ich zwei Kardan"gabeln" miteinander kämmen lassen und so nach Methode Werkzeug/Werkstück einen Differenzkörper erhalten.
Das diese Umsetzung so nicht funktioniert ist mir aber klar.

Ich bin auf der Suche nach einer Funktion womit ich eine Boolsche Subtraktion durchführen kann, aber bei einem rotierenden Teil.

Konnte ich mich verständlich ausdrücken?
Vielen Dank vorab.
Grüße
Markus

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Hallo Markus,

so richtig klar ist das nicht... Bei den angegebenen Werten solltest Du aber vielleicht mal über eine flexible Welle nachdenken...

Gruß Rolf

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Ich glaub ich seh 3D 
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Zitat:

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...Boolsche Subtraktion durchführen kann, aber bei einem rotierenden Teil.[/i]

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Wo ist das Problem? Rotation hat doch auch die drei blauen Icons.

Miniatur-Kardangelenke mit gabelförmigem Umgreifen einer genuteten Kugel gibt es schon lange, sowohl im KFZ- (Lenkung, Schaltung) als auch im Modellbaubereich (Schiffspropellerwelle, Gelenk aus Kunststoff). Das sollte wohl gehen - sofern Du einen Fertiger findest (oder selber einer bist), der diese Kugeln drehen kann.

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Roland  
www.Das-Entwicklungsbuero.de

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Kardan3.JPG

ich meine nicht den Button Subtraktion bei der Rotation. Das wäre zu einfach für meinen Fall (oder irre ich?).

Man stelle sich vor zwei Kardangabeln stehen 45° zueinander und die eine soll als Werkzeug mit der anderen Gabel als Werkstück kämmen und dabei subtrahieren.

Wer weiß Rat?
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genutete Kugel kann ich nicht fertigen, zu aufwändig.
sämtliche am Markt erhältliche Kardangelenke bauen wesentlich größer als 6mm Außendurchmesser (oder kennt jemand solche???).
Mein Gelenk kommt doppelt zu Einsatz und ermöglicht Achswinkel von insgesamt 90°; homokinetisch da zwei Kardanbaugruppen!

Flexwellen sind von der Umlenkverlusten m.E. nach ungünstig. Ich möchte es mit Kardan versuchen.

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Kardan3Baugruppe.JPG Kardan3Baugruppe2.JPG

hier sind Ansichten aus der Baugruppe.
Man kann hier gut erkennen, dass ich zu viel Material abgetragen habe, also während der Bewegung noch Luft zwischen den bewegten Teilen habe, welche ich wegbekommen möchte. Spiel ergibt sich durch Verschleiß noch automatisch nach dem Einlaufen im Betrieb...

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hat denn niemand eine Idee zu diesem Problem?

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Vorschlag:
in der Baugruppe die Geometrie des einen Gelenkes in das
andere Gelenk durch den Befehl "Verschieben" als Fläche
übertragen.
Dieses wiederholen, und zwar in mehreren Extrem-Stellungen.
Dann in der Bauteilumgebung durch den Befehl "Trennen" herausschneiden.
Danach das Geknapper durch eine angenäherte Hüllform heraustrennen.

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Erich

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Kardangabeln erstmal ziemlich dünn modellieren und mit Abgängigkeiten versehen, dann "Bauteil nach Abhängigkeiten bewegen" mit Kollisionserkennung und im Try-and-Error Verfahren die Gabeln so lange dicker machen bis es kollidiert.

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Grüße von Harry

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hmm das wären alles unelegante Möglichkeiten. Mit Kollisionsuntersuchung habe ich bereits bisher gearbeitet, aber es übersteigt meine Vorstellungskraft, wie sich die Gabeln nun exakt kämmend "zerspanen"... ich probiere noch umher, wenn ich eine Lösung gefunden habe poste ich sie.

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Zitat:

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Original erstellt von 123fly:
...meine Vorstellungskraft...

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Naja, die schwierigen Sachen muss man auch mit CAD noch fast alle selber machen    

Ist aber schon klar, das was Du da meinst, das könnte ich auch oft brauchen. Sozusagen die Raumspur einer Bewegung. Da ist die Technik der Midrange-CADs noch nicht. Ich bin ja schon froh, dass es inzwischen endlich in Inventor eine Ebenenspur gibt, aber auch die schafft es noch nicht, selbsttätig das jeweils schneidende Geometrieelement zu ermitteln.

Aber eigentlich brauchst Du das hier gar nicht. Du musst ja nur Platz machen und das willst Du ja mit normalem Werkzeug tun, also reicht eine normale Fläche, die an den engen Stellen weit genug weg ist. Du musst nur die engen Stellen wissen.

Ich würde mir dazu zunächst mal die räumliche Relativbewegung der beiden Teile darstellen, also so, dass das eine Ende stillsteht und das andere herumgeht (etwa so wie man eine Fahne schwenkt, ohne seine Hand dabei abzuschrauben     Das ist eine gute Übung für das Setzen von Abhängigkeiten     , auch wenn es nicht sofort gelingt, es Geht! Wenn das dann läuft, erkennst Du schon ganz gut, wo es klemmt, weil man es ohne die Drehung einfach besser ansehen kann.

Wenn Dir das noch nicht reicht, kannst Du diese kleine Baugruppe mehrfach in eine übergeordnete einsetzen und zwar fixiert auf 0,0,0 und (!) flexibel, dann kannst du da für jedes Exemplar einen anderen Phasenwinkel der Knickung einstellen (mit der Maus oder mit weiteren Abhängigkeiten)

Aber, aufgemerkt: Damit das flexibel auch etwas nützt, musst Du in der Unterbaugruppe die eine Abhängigkeit, die das "Wedeln" antreibt, unterdrücken.

Und wenn Du diese übergeordnete Baugruppe dann ableitest und dabei die richtigen Bauteile auf Subtraktion stellst, bekommst Du sogar Dein ausgenagtes Modell!

Aber ganz davon abgesehen, dass das Spaß macht, so was zu konstruieren, mit Inventor besonders, ich glaube, so was kann man kaufen. Wo hast Du denn schon überall gesucht?

Als sehr platzsparend, relativ leicht zu fertigen (und hinsichtlich der Durchdringungen auch weniger kompliziert         ) wäre ansonsten noch die Bauform zu nennen mit einem Kugelkopf mit Querstift, das Gegenstück dann eine Hülse mit Schlitz. Kennst Du die? Die habe ich, glaube ich, mal in den Antriebswellen von RC-Cars gesehen, und da waren die auch so klein wie Du forderst.

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Roland  
www.Das-Entwicklungsbuero.de

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Vielen lieben Dank Roland,

du hast glaube ich eine sehr brauchbare Idee. Ich mache mich jetzt nach der Arbeit daran (dieses Kardangelenk ist für mich privat) es mit der abgeleiteten Komponente und Subtraktion zu versuchen. Diese Funktion scheint mir mittlerweile sehr wichtig (siehe Luftvolumen in Baugruppe).

Ich kenne bisher das Angebot an Kardanwellen von
Norelem (IGUS)
Graupner Modellbau
Conrad Electronik
Reichelt Elektronik

Das Kardangelenk muß bei 45° Auslenkung mit 0,2Nm, 8000rpm belastbar sein und darf dabei höchstens 6mm Außendurchmesser haben, wegen dem Strömungswiderstand unter Wasser.

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Hallo liebe Gemeinde,

ich möchte doch noch mal den Thread hervorholen, da es mittlerweile ja bereits Inventor 2008 gibt.
Haben sich für das beschriebene Problem hieraus neue Möglichkeiten ergeben?
(Wir hinken etwas hinterher, sind aber beim 11 Pro.     )

Ich habe den Tip von dir Roland damals beherzigt, aber bin schließlich nur händisch zum Ziel gekommen. Nun wollte ich es probieren wie du beschrieben hattest:

 

Zitat:

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Wenn Dir das noch nicht reicht, kannst Du diese kleine Baugruppe mehrfach in eine übergeordnete einsetzen und zwar fixiert auf 0,0,0 und (!) flexibel, dann kannst du da für jedes Exemplar einen anderen Phasenwinkel der Knickung einstellen

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Wie kann ich das (oben beschriebene) machen? Bitte noch mal für Langsame zum Mitmeißeln..!     Die abgeleitete subtrahierte Komponente anschließend habe ich verstanden.

Edit: Mir kam noch ein Gedanke: Könnte man eine 3D-Skizze (quasi den schneidenden Körper) als schneidende Fläche für ein Sweeping im Raum nutzen?

Vielen Dank!
Markus

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Grüße Markus

[Diese Nachricht wurde von 123fly am 03. Okt. 2007 editiert.]

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Wellengelenk-Kollisionsbetrachtung-071003-0.JPG Wellengelenk-Kollisionsbetrachtung-IV11-071003-0.zip Wellengelenk-Kollisionsbetrachtung-IV11-071003-1.zip

Zitat:

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Original erstellt von 123fly:
...eine 3D-Skizze (quasi den schneidenden Körper) als schneidende Fläche für ein Sweeping im Raum nutzen?

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Nein, eine 3D-Skizze ist keine Fläche.

Sweepen (wenn es denn mit 3D-Skizzen ginge...) hilft auch nicht, wenn, wie es bei der gegebenen Problemstellung der Fall ist, immer andere Bereiche des Kollisionskörpers schneiden. Da hilft nur die Sache mit dem Ausnagen, nach der Du nun auch gefragt hast. Also beschreib ich das mal, hab grad Lust dazu:

Das Subtrahieren am Ende ist Dir klar, fange ich also mit dem Erzeugen der einzelnen Phasenlagen an. Da ist ein Stück Vorstellungsvermögen gefragt, wobei Inventor uns speziell dabei ja hilft:

Dreht man eine Welle mit Gelenk, gibt es ja da eine raumfeste Engstelle "unter dem Knick", dort klemmt es als erstes, und bestimmte Bereiche der Bauteile des Wellengelenke berühren sich als erste.

Das Problem dabei ist: Man kann das so schlecht sehen, auch im 3D-CAD, weil sich alles bewegt, und während die kritischen Bereiche die Engstelle passieren, entziehen sie sich gleichzeitig durch das Weiterdrehen unserem Blick.

Zur Abhilfe stellen wir uns nun vor, uns mit dem einen Bauteil des Wellengelenks mit herumzudrehen. Was man dann sähe, lässt sich auch in Wirklichkeit leicht vorführen, und zwar ist es so, als würde man das eine Ende einer Gelenkwelle in den Schraubstock einspannen und mit dem anderen Wellenende eine Taumelbewegung beschreiben, man malt sozusagen mit dem bewegten Teil der Gelenkwelle einen Trichter in den Raum. Das Problem wäre die Einhaltung des korrekten Knickwinkels für die Prüfung.

Etwas einfacher  ist das mit Iventor: Schraubstock=Fixieren, Knickwinkel=Abhängigkeit (Winkel der Achsen zueinander geht irgendwie nicht in 11, kann man dann nicht mehr mit der Maus bewegen, Abstand von Achse zu Mittelpunkt auch nicht, aber Abstand Kreismittelpunkt von Ebene geht). So kann man das schon mal mit der Maus oder durch Animation einer Drehabhängigkeit bewegen, und da sich infolge der Fixierung nun nicht mehr alles immer wegdreht, können wir uns die kritische Stelle des fixierten Bauteils schön in die pefekte Lage drehen, und das bewegte Bauteil dreht sich auch nicht, sondern taumelt nur immer herum. Das ist exakt die Bewegung der Gelenkwelle im Betrieb bezogen auf das eine Bauteil.

Ich habe das mit einer entsprechend gekennzeichneten Abhängigkeit gemacht, die sich um knapp 90° vor und zurück bewegt, mehr benötigt man hier nicht, schon 45° (wenn es die richtigen 45° sind!) wäre genug, aber mit 90! versteht man es besser. Leider springt die Abhängigkeit immer noch um, trotz "gerichtet" aber das ist für diese Demonstration jetzt egal.

So, und nun kommt die Sache mit dem Meißeln  :

---> Dafür muss die besagte Abhängigkeit wieder ausgeschaltet werden!

- Mache eine Baugruppe mit dem Wellengelenk darin, wobei das eine Bauteil fixiert ist und das andere die beschriebene Taumelbewegung ausführen kann, und zwar frei beweglich mit der Maus
- Füge diese Baugruppe mehrmals in eine Oberbaugruppe ein
- Fixiere jedes Exemplar auf 0,0,0 außer dem ersten, das ist schon (KWiKInsertNFix kann das sofort )
- Schalte jedes Exemplar flexibel, außer dem ersten
- Drehe nun die einzelnen Exemplare in verschiedene Stellungen und lege sie dort fest, z.B. mit Abhängigkeiten zu einer rotatorischen Anordnung (Ebenen anordnen taugt hier nix wegen mehrdeutig, Arbeitspunkt geht auch irgendwie nicht in 11, warum auch immer; ich hab das hier mal mit einer Hilfskugel gemacht.)
- Ableitung davon mit
  a) EINEM fixierten Gabelteil additv
  b) ALLEN Gabelteilen in den verschiedenen Taumelstellungen subtraktiv
  c) allem andern neutral

Mit dem Anordnungswinkel und dem Ausgangswinkel, der in der Baugruppe "Wellengelenk" mit der Maus eingestellt wird, kann man sich den interessierenden Bereich für die Kollision herauspicken.

Das ergibt dann einen angenagten Körper, an dem man schön sehen kann, wo und wieviel noch korrigiert werden muss, bis die Kollision weg ist. (Die Kollision wiederholt sich alle 90°, das habe ich am Ende mit Trennen und Spiegeln nachvollzogen, um es realistisch rundum angenagt zu haben. -0.zip und -0.jpg zeigen das Ergebnis der ersten Betrachtung. Hört man es nicht schon im Geiste rattern, wenn man das ansieht?  ) Das plötzliche Ende der Beschädigung innen ist übrigens kein Fehler sondern ganz logisch.

Weiter würde man nun iterativ vorgehen: Nach dem Betrachten des angenagten Körpers macht man an dem eigentlichen Gabelteil (das ist ein anderes ipt!) z.B. eine Fase außen an dem Lagerauge und innen am Ringflansch und probiert dann nochmal, indem man einfach nur die benötigten Baugruppen und die Ableitung nacheinander aktualisiert, und dann schaut, ob noch Kollision da ist. Da beide Gabelteile identisch sind, nagt der Körper sozusagen an sich selber, daher muss nur die Hälfte des abgenagten Volumens korrigiert werden!

-1.zip ist mit Fase.
Man erkennt, dass die Fase fast reicht. Eine wertgleiche Rundung könnte schon die Kollision ganz beseitigen. Wirtschaftlicher bezüglich der Fertigung wäre allerdings eine Veränderung der Kontur in Skizze 2.

Man darf dabei natürlich nicht den zusätzlich benötigten Spielraum für die allfälligen Toleranzen vergessen, denn theoretische Kollisionsfreiheit ist noch lange keine praktische. Außerdem sind Fälle vorstellbar, wo ein geringerer Knickwinkel doch wieder zur Kollison führt. Ein bisschen Herumspielen und Probieren und Nachdenken ist also immer gut, und die Methode des scharfen Hinsehens bleibt stets angeraten, aber mit Inventor gibts eben auch schön was zu sehen!

Viel Spaß damit!

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Roland  
www.Das-Entwicklungsbuero.de

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Ich bin sprachlos! *...*
Besten Dank für deine große Mühe ausführliche Beschreibung.

Ich habe folgendes bisher nicht entdeckt:

Zitat:

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Fixiere jedes Exemplar auf 0,0,0 außer dem ersten, das ist schon (KWiKInsertNFix kann das sofort )

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Das flexibel-schalten habe ich in deiner Baugruppe nun erkannt. Das Symbol dazu habe ich bisher noch nie gesehen.
Was ist KWiKInserNFix? Und wo kann ich die Position 0,0,0 eingeben, (entschuldige hab wohl grad nen Klemmer.. )?
Großartig, ich muß mir die Baugruppen erstmal in Ruhe anschauen!
Danke nochmal Roland.

Viele Grüße aus Werder
Markus

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Grüße Markus

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Hallo Herr DOCtor,

besonders wertvoll ist für mich die Erkenntniss, daß das Schwenken von Fahnen eine gut Übung für das Setzten von Abhängikeiten ist

Zitat:

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Original erstellt von Doc Snyder:
   (etwa so wie man eine Fahne schwenkt, ohne seine Hand dabei abzuschrauben      Das ist eine gute Übung für das Setzen von Abhängigkeiten     

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Und im Übrigen ist auch mal klar gesagt, was das Konstruieren mit 3D-Cad von einem abverlangt:
... Hand dabei abzuschrauben,
... uns mit dem einen Bauteil des Wellengelenks mit herumzudrehen.

Aber im Ernst, super Beitrag!!

Gruß
Thomas
(dem schon ganz schwindelig ist.)

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Zitat:

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Original erstellt von 123fly:

.....wo kann ich die Position 0,0,0 eingeben.......

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In der IAM Datei:

---> Rechtsmausklick auf eine Komponente
---> Eigenschaften im Kontextmenü wählen
---> im Register "Exemplar" links unten die Werte X,Y,Z Versatz auf Null setzen

nachfolgend die Komponente mit Rechtsmausklick "fixieren"

Zitat:

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Original erstellt von 123fly:

.....Was ist KWiKInserNFix?.......

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KWiKInserNFix Ist ein superpraktisches Hilfsmittel zum automatisierten Einfügen, am Nullpunkt ausrichten und Fixieren von Komponenten in Baugruppen

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Gruss Andreas

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Zitat:

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Original erstellt von Andreas Gawin:
...  nachfolgend die Komponente mit Rechtsmausklick "fixieren" ...

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Oder auch das gleich unter "Eigenschaften/Exemplar" anhaken. Das schützt davor, doch noch die Komponnten versehentlich vorher mit der Maus zu verschieben.

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Michael Puschner
Autodesk Inventor Certified Expert
Scholle und Partner GmbH

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wasausgefressen.jpg

Es ist gelungen. Ich hab was ausgefressen!
Dabei wurde ein Vollrohr ausgefressen, noch kein Kardan- daher dermaßen große Nagespuren . Erinnert an einen Bohrkopf.

Allerdings genügt es nicht ganz nur 1/4 des Kardangelenkes bei der Subtraktion zu betrachten- es muß genau 1/2 (also 180°) sein, da die "kämmende Gabel" beim eintauchen "von links" kommt und beim "ausfahren" nach rechts "abdreht".
Durch die Bewegungsanimation von Roland ja gut nachzuvollziehen...

Tathergang: Ich habe die Möglichkeit mit den Kugeln als Arbeitspunkte auf einer runden Anordnung in der auszunagenden Baugruppe für gut befunden und auch genutzt. Auf diese Kugeln dann jeweils die Achse der Gabel zeigen lassen. Daher werden weder Arbeitsachsen noch Ebenen oder Punkte nötig, sondern die gesamte Geometrie ist durch die runde Kugelanordnung steuerbar.

Besten Dank nochmal an euch alle und insbesondere Roland!
BTW: Üs kann man pro Thread irgendwie nur einmal vergeben, oder warum kann ich keine Üs mehr vergeben?

PS: ich bin gespannt, mit welcher Inventorversion Raumkurven dazukommen oder 3D Flächen für Raumsweepings bzw. dergleichen...

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Grüße Markus

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Moin!

Schön zu sehen, dass es sich gelohnt hat... So eine Rückmeldung zählt mehr als Unities!

Ansonsten noch: Bitte Vorsicht bei der Abhängigkeit mit den Kugeln, Punkt-Achse ist zweideutig.

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Roland  
www.Das-Entwicklungsbuero.de

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