Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Zahlreiche Fragen (Toleranzen, CAD, Schrittmotor, Wellen, Zahnriemen etc.)


von Xaver W. (hakkun)


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Hallo zusammen,

wie im Anhang zu sehen ist, würde ich gerne so eine Mechanik designen. 
Der Schrittmotor treibt eine untere Welle an, die hinten in einem 
Kugelflanschlager 
(http://www.maedler.de/product/1643/1629/2184/kugel-flanschlager-ssbpfl-stahlblech-edelstahl) 
gelagert ist. Die Welle soll 12mm Durchmesser haben. Die Riemenscheiben 
unten werden über Passfedern (b=4, l=4) angetrieben. In vertikaler 
Richtung (y-Achse) werden dann über Riemen und die beiden Scheiben für 
die Umlenkung oben eine Linearachse bewegt.

Nun meine Fragen:

1. Wie koppel ich die Welle (12mm) an die Motorwelle (8mm). Ich hab mir 
gedacht die Welle aufbohren, drüberstecken und dann mit einer 
Madenschraube fixieren. Oder sollte ich mit Kupplungen oder einen 
zusätzlichen Riemen arbeiten?

2. Das System soll in einem CAD-System detailliert werden, und auch 
technische Zeichnungen der Teile dazu ausgeleitet werden.

Das Kugelflanschlager wird mit einer Bohrung von 12mm angegeben. Welchen 
Durchmesser soll ich nun im CAD der Welle geben? Soll diese auch 12mm 
sein oder 11.9? Welche Toleranzen soll ich in der technischen Zeichnung 
angeben. Ich hätte da an H7 gedacht. Aber nach wie vor ist unklar ob ich 
auch 12mm angeben kann.

3. Auch weis ich nicht wie ich die Passfedernut designen soll. Bei den 
genormnten Passfedern wird angegeben: breite b h9 = 4mm, höhe h h11 = 
4mm.
Was bedeutet das für meine Nut auf der Welle? Wie tief soll ich die Nut 
setzen?

4. Die beiden oberen Riemenscheiben werden an einem Blechteil mit einem 
Bolzen fixiert. Die Riemenscheiben laufen auf einem Kugellager. Für den 
Bolzen würde ich 10mm Durchmesser nehmen. Wieder die ähnliche Frage wie 
2: Wenn das Kugellager einen Innendurchmesser von 10mm hat, darf ich den 
Bolzen dann auch 10mm machen oder muss ich 9.9 o.ä. wählen? Oder reicht 
die Angabe H7 in der Technischen Zeichnung aus?

5. Über dieses Blechteil soll der Riemen auch gespannt werden. Ich hätte 
da Langlöcher gesetzt über die das Blechteil verschoeben werden kann und 
mit Muttern dieses fixiert. Hat jemand dazu eine Idee wie ich den Bolzen 
dazu ausarbeiten kann auf dem die Umlenkscheibe läuft?


Ich weiß, das sind teilweise die totalen Anfängerfragen. Bin auch 
Anfänger auf diesem Gebiet. Ich hoffe trotzdem dass ihr mir helfen könnt 
und einige Tipps dazu findet.

Vielen Dank!

von Georg (Gast)


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Christian W. schrieb:
> 2: Wenn das Kugellager einen Innendurchmesser von 10mm hat, darf ich den
> Bolzen dann auch 10mm machen oder muss ich 9.9 o.ä. wählen? Oder reicht
> die Angabe H7 in der Technischen Zeichnung aus?

Schau dir mal als erstes an:

http://www.uni-kassel.de/fb15/imk/lshs/lehre/mekt1/kipphebel/bema%DFung/pasarten.htm

Passungen sind immer Paare, die des Kugellagers steht aber fest (Norm 
oder Datenblatt), dazu musst du die der Welle "passend" wählen. 
Spielfrei wäre eine Presspassung, aber da kriegst du die Welle nicht 
ohne weiteres rein und nie wieder raus. Besser wäre ein möglichst 
geringes Spiel und ev. ein Mittel wie Loctite Schraubensicherung, damit 
die Welle nicht im Kugellager rutscht.

9.9 anzugeben ist nominell schon sehr viel Spiel und ausserdem bleibt da 
noch die Frage, welche Toleranz - 9.9 +- 0,2 mm wäre erkennbar sinnlos.

Georg

von maschbauer (Gast)


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Alle grossen Lagerhersteller geben Dir da Konstruktionsempfehlungen 
(INA, SKF). Da musst Du auf deren Seite mal stöbern. Normalerweise macht 
man eine Presspassung. Aber auch anderes ist möglich. Ich habe auch 
schon unendlich viel Pfusch gesehen ( z.B. angeschweisste Lager) die 
ewig gehalten haben.
Auch die tiefe der Passfedernut müsste im Tabellenbuch zu finden sein... 
aber heute ist Sonntag ;)

von Faltenbalg (Gast)


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Der Aufbau wird deinen Motor innerhalb von kürzester Zeit zerstören.
Die Kupplung zwischen Welle und Motor kann nie 100%ig fluchten. Deshalb 
muss hier eine bewegliche Kupplung hin. (Faltenbalgkupplung).
Das heißt aber auch, dass dort zusätzlich ein Festlager an deine Welle 
muss.

von Faltenbalg (Gast)


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Georg schrieb:
> Christian W. schrieb:
> Passungen sind immer Paare, die des Kugellagers steht aber fest (Norm
> oder Datenblatt), dazu musst du die der Welle "passend" wählen.
> Spielfrei wäre eine Presspassung, aber da kriegst du die Welle nicht
> ohne weiteres rein und nie wieder raus.

Das ist so pauschal gesagt falsch.
Natürlich bekommt man Passungen mit Übermaß (= "Presspassung") in der 
Regel auch wieder demontiert. Zumindest solche, die kalt montiert 
werden.

> Besser wäre ein möglichst
> geringes Spiel und ev. ein Mittel wie Loctite Schraubensicherung, damit
> die Welle nicht im Kugellager rutscht.

Loctite verwendet man nur, wenn man versehentlich eine Passung mit Spiel 
anfertigt ;)

von maschbauer (Gast)


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Eine Klauenkupplung tut es auch. Aber ein Festlager brauchst du 
trotzdem.

von Georg (Gast)


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Faltenbalg schrieb:
> Natürlich bekommt man Passungen mit Übermaß (= "Presspassung") in der
> Regel auch wieder demontiert.

Aber nicht ohne Spezialwerkzeug, das ein Bastler nicht hat.

Wir reden hier über ein Bastelprojekt und nicht über eine industrielle 
Fertigung, der TO kann bestimmt nicht zur Werkzeugausgabe gehen und sich 
mal schnell das Passende ausleihen wie in einer Fabrikhalle der 
Autoindustrie. Und selbst wenn müsste man ihm zeigen wie's geht, sonst 
würde er ja nicht so fragen.

Georg

von Faltenbalg (Gast)


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Georg schrieb:
> Aber nicht ohne Spezialwerkzeug, das ein Bastler nicht hat.

Und wie demontiert der Bastler eine mit Loctite geklebte Passung?

Es ist doch völliger Unsinn eine Spielpassung zu fertigen und diese dann 
einzukleben.

von Georg (Gast)


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Faltenbalg schrieb:
> Und wie demontiert der Bastler eine mit Loctite geklebte Passung?

Anscheinend sind dir solche Produkte völlig unbekannt. Es gibt welche 
für lösbare und für nicht lösbare Verbindungen (aber dann kann man 
gleich einen normalen Kleber nehmen).

Georg

von Faltenbalg (Gast)


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Georg schrieb:
> Anscheinend sind dir solche Produkte völlig unbekannt.

Nein dir.

Denn wie soll es einfacher sein, eine mit Loctite (egal welche Stärke) 
montierte Welle zu demontieren, als eine mit Übermaßpassung?

von Georg (Gast)


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Faltenbalg schrieb:
> Denn wie soll es einfacher sein, eine mit Loctite (egal welche Stärke)
> montierte Welle zu demontieren

Warum glaubst du denn, dass man eine damit gesicherte Schraube wieder 
rausdrehen kann? Reine Magie? Klar, was man nicht versteht, muss einem 
ja wie Zauberei vorkommen.

Georg

von Xaver W. (hakkun)


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Ok danke schon einmal für die Antworten.


Ich hab bei SKF nachgeschaut:

Gehäuse (bei Punktlast am Außenring): H7.
Welle (bei Umfangslast am Innenenring): j6 oder k6

Das versteh ich, aber ich weis trotzdem immer noch nicht welches Nennmaß 
ich der Welle geben soll. bei 12mm Innendurchmesser des Kugellagers 
z.b.:

11.95 mm oder kann ich 12mm nehmen und dann in der Zeichnung 12 H7 
angeben?

von Faltenbalg (Gast)


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[ ] Du kennst den Unterschied zwischen einer Schraube und einer Passung.
[ ] Du verstehst, dass ich fragte, wie eine Klebung LEICHTER lösbar sein 
soll als eine Übermaßpassung.

von Faltenbalg (Gast)


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Christian W. schrieb:
> weis trotzdem immer noch nicht welches Nennmaß

Du hast es doch selbst geschrieben:

> bei 12mm Innendurchmesser des Kugellagers
> Welle (bei Umfangslast am Innenenring): j6 oder k6

Also 12.

von Klaus W. (mfgkw)


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Christian W. schrieb:
> Ich hab bei SKF nachgeschaut:
>
> Gehäuse (bei Punktlast am Außenring): H7.
> Welle (bei Umfangslast am Innenenring): j6 oder k6
>
> Das versteh ich, aber ich weis trotzdem immer noch nicht welches Nennmaß
> ich der Welle geben soll. bei 12mm Innendurchmesser des Kugellagers
> z.b.:
>
> 11.95 mm oder kann ich 12mm nehmen und dann in der Zeichnung 12 H7
> angeben?

du solltest, wenn du etwas konstruierst, wenigstens die elementaren 
Grundlagen mal anlesen.

Eine Angabe wie k6 für die Welle sagt alles...

In Kurzform:

- Toleranzen werden mit einem Paar aus einem Buchstaben und einer Zahl 
angegeben, so wie dein H7.

- Eine solche Toleranzangabe alleine macht keinen Sinn, sondern gehört 
immer zu einem Nennmaß (12mm H7).

- Dabei ist ein kleiner Buchstabe immer für ein Außenmaß, ein kleiner 
Buchstabe für ein Innenmaß. Der Buchstabe steht weiterhin für die Lage 
(wie liegt der Toleranzbereich in Bezug zum Nennmaß?), die Zahl steht 
dann für die Größe.

Wenn du also von einer Welle redest (Außenmaß), macht dein mehrfach 
zitiertes H7 keinen Sinn - es ist für ein Innenmaß, also das Loch.

Jetzt braucht man nur noch eine passende Tabelle (bestimmt bei Wikipedia 
irgendwo), die aufschlüsselt, was Kleinst- und Größtmaß bei 12mm k6 
heißen.

: Bearbeitet durch User
von Klaus W. (mfgkw)


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von Xaver W. (hakkun)


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> Eine Angabe wie k6 für die Welle sagt alles...


Das k6 für Welle ist aus einem SKF Katalog unter dem Punkt Toleranzen zu 
finden... Hab ich da nur rauskopiert.
Mit deiner Erklärung komm ich besser dahinter. Vielen Dank!

von maschbauer (Gast)


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http://ww3.cad.de/foren/ubb/uploads/falco91/nut.png

Hier siehst du, wie man eine Passfedernut bemaßt.

> - Dabei ist ein kleiner Buchstabe immer für ein Außenmaß, ein kleiner
> Buchstabe für ein Innenmaß.
Suche den Fehler! ;-)


Das Zauberwort bei Wikipedia heisst übrigens:  Passung!

Was ich aber gar nicht verstehe: Du hast eine Nabe (“bolzen“) auf dem 
die Riemenscheiben mit einem Kugellager laufen. Was bringt das?!? Dann 
treiben die ja nichts an!

von Klaus W. (mfgkw)


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maschbauer schrieb:
>> - Dabei ist ein kleiner Buchstabe immer für ein Außenmaß, ein kleiner
>> Buchstabe für ein Innenmaß.
> Suche den Fehler! ;-)

War natürlich nur um zu sehen, ob jemand noch aufpasst!
Aber danke für die Lösung :-)

von MaWin (Gast)


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Georg schrieb:
> Spielfrei wäre eine Presspassung, aber da kriegst du die Welle nicht
> ohne weiteres rein und nie wieder raus. Besser wäre ein möglichst
> geringes Spiel und ev. ein Mittel wie Loctite Schraubensicherung, damit
> die Welle nicht im Kugellager rutscht.

Das ist völliger Schwachsinn eines Ahnunhslosen, Wellen befestigt man 
nicht mit Loctite.

Xaver W. schrieb:
> Gehäuse (bei Punktlast am Außenring): H7. Welle (bei Umfangslast am
> Innenenring): j6 oder k6
>
> Das versteh ich, aber ich weis trotzdem immer noch nicht welches Nennmaß
> ich der Welle geben soll.

12.

Die eine Toleranz geht nach innen, die andere nach aussen. Und ein 
warmes Kugellager bekommt man immer über eine kalte Welle und es hält 
dann sogar.

von Amateur (Gast)


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Folgendes fällt mir, bei Deinem Problem, auf die Schnelle ein:
1. Nicht jeder Motor ist für die seitliche Last ausgelegt.
   Anders ausgedrückt: Du kannst nicht einfach zur Seite ziehen.
2. Bei einem Übergang (null Toleranz) von 8 auf 12 mm bleiben Dir
   gerade noch 2 mm Material für Weis-der-Kuckuck.
3. Bist Du in der Lage, das Ganze mit geringen Toleranzen zu
   fertigen, so sollten Achsfluch und Lageraufnahme keine Probleme
   bereiten. Ein Kugellager kann man, in einem sauberen Sackloch
   problemlos mit einer seitlichen Schraube fixieren. Hast Du das unter
   2. angesprochene Problem gelöst, so sollten zwei fluchtende Achsen
   auch ohne Ausgleich zu verbinden sein.

von Walter Tarpan (Gast)


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Amateur schrieb:
> Ein Kugellager kann man, in einem sauberen Sackloch
>    problemlos mit einer seitlichen Schraube fixieren.

Nein!

von Flucht (Gast)


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Amateur schrieb:
> so sollten zwei fluchtende Achsen
>    auch ohne Ausgleich zu verbinden sein.

Nicht dauerhaft. Es gibt keine "fluchtende Achsen". Das "arbeitet" 
immer.

von A. B. (sfalbuer)


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1)Trenne den Motor mechanisch von der Achse! Klauenkupplung oder 
Zahniemen. Meist ist eine Riemenverbindung einfach zu konstruieren weil 
der Motor an das gleiche Teil geschraubt werden kann in dem das Lager 
der Achse sich befindet.

2) Eigentlich ist das mit der Passung keine Hexerei. Kaufe dir bei ebay 
eine Präzisionsstahlwelle und stelle fest dass sie sich wunderbar in 
dein Lager einführen lässt. Lasse die Riemenscheiben aufbohren und gehe 
mit einer H6 Reibahle dadurch. Dann kannst du die Riemenscheibe entweder 
Kleben mit Loctite Buchsen- und Lagerkleber ODER du nimmst zwei um 120° 
versetzte M4 Gewindebohrungen im Bund deiner Riemenscheiben. Hat dein 
Motor wirklich genug Drehmoment dass eine Passfederverbindung nötig ist?

Bist du Student? Erkundige dich mal nach den Werkstätten der einzelnen 
Institute.. die machen meiner Erfahrung nach solche Dinge entweder gegen 
Auftragssschein (-> Professor vollquatschen und Auftragsschein dort 
organisieren) oder wenn es Kleinigkeiten sind auch einfach so.

Ich habe schon seit einiger Zeit abstand davon genommen mir teure 
Infrastruktur in die Bude zu stellen. Das kostet bloß Platz und Geld.
Es gibt genug Infrastruktur die man extern nutzen kann (z.b FabLabs, 
Hackerspaces, Universitätswerkstätten etc)

Achja! Wegen dem CAD System... Autodesk Inventor ist ideal für sowas und 
für Studenten GRATIS!


Gruss

A.B

: Bearbeitet durch User
von hanswurscht (Gast)


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A. B. schrieb:
> Achja! Wegen dem CAD System... Autodesk Inventor ist ideal für sowas und
> für Studenten GRATIS!
Autodesk Inventor - Ich brech gleich ab. Der Ursprungsposter weiss ja 
nicht mal was eine Passung ist. LOL

Für so ein Trivialkram reicht auch Bleistift und Butterbrotpapier.

von A. B. (sfalbuer)


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Kein Problem, als ich damit angefangen haben wusste ich das auch nicht!
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