Da wir alle Bauteile des Exzenters beisammenhaben, können wir diesen ebenso gut zusammenbauen. Auf diese Art erhalten wir einen ersten Eindruck der Definition und Verwaltung von Baugruppen.

Sie wissen, wir haben die ganze Zeit über Bauteile für den elektrischen Hefter erstellt. Sie wissen auch, dass es Baugruppendokumente gibt. Doch aus verschiedenen Gründen wäre es ungünstig, sämtliche Bauteile des Hefters in einer einzigen Baugruppe unterzubringen: Erstens würde die Performance stark darunter leiden, zweitens hätten Sie erheblich mehr Arbeit wegen der Unzahl von Beziehungen, die mit der Zahl der Bauteile exponentiell ansteigt. Und drittens wäre die Verwaltung eines derartigen Monsters auch selbst ein Monster.

Aus diesen Gründen – und natürlich auch aus Tradition – teilt man Baugruppen in Unterbaugruppen auf. Das sind Organisationseinheiten, die ihrerseits untergeordnet sind, wie hier der Exzenter, der Teil des Getriebes ist, welches wiederum Teil des ganzen Hefters ist. Exzenter und Getriebe sind demnach Unterbaugruppen.

Zunächst brauchen Sie eine Baugruppen-Datei. Sie haben sicherlich schon die drei Dokumenttypen Teil, Baugruppe und Zeichnung gesehen, die beim Erstellen eines Dokuments angeboten werden.

Klicken Sie auf Neu und wählen Sie im Einsteiger-Modus Baugruppe. Brechen Sie die automatisch gestartete Funktion Baugruppe beginnen ab – Sie können sie später wieder aufrufen.

Speichern Sie die Datei unter Exzenter. Die Erweiterung SldaSM wird, wie immer, automatisch hinzugefügt.

… und sie bedeutet SolidWorks Assembly

Unspektakulär wird das Baugruppendokument geöffnet und auch SolidWorks sieht beinahe aus wie immer – wenn da nicht eine Reihe neuer und fremdartiger Symbolleisten zu sehen wäre. Die wichtigste davon heißt Baugruppe und sie erscheint zur Linken, anstelle von Features (Abb. 4.1).

Abb. 4.1: Der Editor im Baugruppenmodus – hier bereits mit der angepassten Baugruppenleiste

Natürlich enthält auch sie Flyouts, und wenn Sie wollen, können Sie sie durch einfache Schaltflächen ersetzen (Abb. 4.2).

Abb. 4.2: Serviervorschlag für die Symbolleiste Baugruppe

Sie heißen von links nach rechts bzw. oben nach unten, per Gruppe,

• Komponenten einfügen, Verknüpfung, Flexibel oder starr, Komponente bearbeiten, Verknüpfungselemente ersetzen, Komponenten ersetzen,

• Komponente drehen, Komponente verschieben,

• Intelligente Verbindungselemente, Riemen/Kette,

• Verknüpfungssteuerung, Neue Bewegungsstudie, Interferenzprüfung, Bohrungsausrichtung, Abstandsprüfung,

• Stückliste,

• Baugruppenvisualisierung, Explosionsansicht, Explosionslinienskizze sowie

• Leistungsbewertung.

Wenn Sie für heute fertig sind und SolidWorks geschlossen haben, können Sie diese Einstellungen wieder mit dem Assistenten zum Kopieren von Einstellungen 2016 sichern.

• Und nun, wie versprochen, der Einfügemodus zum Aufrufen:

Rufen Sie Komponente einfügen (s. Bild) auf. Der gleichnamige PropertyManager wird eingeblendet (Abb. 4.3).

Abb. 4.3: Einfügen des Basisteils

Das Listenfeld Geöffnete Dokumente enthält wahrscheinlich noch nicht ex räder. Klicken Sie auf Durchsuchen und finden Sie diese Datei.

Falls doch, klicken Sie es dort an und bestätigen Sie

Da ex räder eine konfigurierte Datei ist, können Sie auch die einzufügende Konfiguration wählen. Per Default wird immer die oberste Konfiguration im ConfigurationManager des betreffenden Bauteils geladen.

Sehen Sie dazu auch Abschnitt 1.3.1 „Extrusion mit seitlicher Begrenzung“ auf S. 18.

• Wählen Sie im Listenfeld Konfigurationen Ex Z4. Klicken Sie dann auf Öffnen.

Hierauf sehen Sie möglicherweise nichts, es sei denn, Sie bewegen den Cursor ins Editorfenster – die Komponente klebt bereits am Cursor. Statt jedoch das Bauteil irgendwohin zu klicken, bestätigen Sie einfach den ConfigurationManager. Somit wird es mit dem Bauteil- in der Nähe des Baugruppen-Ursprungs platziert, wobei zugleich sein Bauteil-Koordinatensystem mit demjenigen der Baugruppe abgeglichen wird (Abb. 4.4).

Abb. 4.4: Das Basisteil wird im Ursprung platziert

Das Basisteil ist immer das zuerst eingefügte Bauteil. Es ist per Default fixiert, was bedeutet: Sobald es bestätigt ist, können Sie es nicht drehen oder verschieben, wie es sonst in einer Baugruppe möglich ist.

Wenn Sie im FeatureManager die Komponente Ex Räder aufklappen, so erkennen Sie das Bauteil ex räder wieder – komplett mit Ordnern, Material, allen Ebenen und dem Ursprung (Abb. 4.5).

Abb. 4.5: Die Baugruppe ist die übergeordnete Instanz der Teile

Auch die Konfiguration können Sie von hier aus umstellen – beispielsweise über die Kontext-Symbolleiste und deren Listenfeld. Oder über das Kontextmenü und Komponenteneigenschaften (Abb. 4.6).

• Fügen Sie ex räder nun noch einmal ein, diesmal aber in der Konfiguration Ex Konter.

Abb. 4.6: Die Konfiguration der Komponente kann innerhalb der Baugruppe umgestellt werden

Mit Komponente drehen rotieren – anklicken und ziehen – Sie sie etwa 180° um ihre Hochachse, sodass die beiden Hohlräume einander zugewandt sind (Abb. 4.7). Es muss nicht genau sein.

Abb. 4.7: Ungefähr ist gut genug: Positionieren und Drehen der Komponenten

Fügen Sie dann noch zweimal ex achse ein. Platzieren Sie die Achsen jeweils in der Nähe eines Rads (Abb. 4.8).

Abb. 4.8: Einfügen der Hauptachsen

Dies sind noch nicht alle Teile, die wir brauchen. Doch um kein Chaos aufkommen zu lassen, ist es besser, diese Komponenten erst einmal zu verknüpfen.

Die folgende Prozedur ist es, die der Baugruppe erst ihren Sinn verleiht: Wir setzen die Komponenten in Beziehung zueinander, indem wir sie verknüpfen. Wenn Ihnen das von der Skizzentechnik her bekannt vorkommt – umso besser: Die Ähnlichkeiten sind nicht zu leugnen, obwohl die Baugruppen-Verknüpfungen im Raum und die Skizzenbeziehungen in der Ebene gebildet werden. Doch keine Sorge: Das Verfahren ist dadurch nicht etwa um eine Dimension komplizierter, sondern tatsächlich einfacher!

Doch auch hier sind Vorüberlegungen nötig, genau wie bei den Skizzenbeziehungen. Es gilt folgender Grundsatz:

Kartesisch: Ein Punkt wird durch drei Teilkoordinaten X, Y, Z ausgedrückt

Ein Freiheitsgrad ist die Möglichkeit der Bewegung in oder der Drehung um eine der Hauptachsen des kartesischen Koordinatensystems, die mit X, Y und Z benannt sind. Eigentlich dasselbe wie bei Skizzenbeziehungen, nicht? Doch während wir in der Skizzierebene nur die drei Freiheitsgrade Drehung um Z und Verschiebung in X und Y zu bewältigen haben, müssen wir im Raum drei translatorische und drei rotatorische Freiheitsgrade bewältigen, nämlich

• Drehen um die Achsen X, Y und Z und

• Verschieben in Richtung X, Y und Z,

summa summarum sechs Freiheitsgrade.

Es ist uns aber auch nicht gedient, wenn wir einfach alles fixieren und festpappen – ähnliches Fehldenken hatten wir schon bei den Skizzenbeziehungen zu überwinden. Alle Mechanismen haben kontrollierte Freiheitsgrade. Stellen Sie sich vor, Sie haben eine Getriebewelle: Wie verknüpfen Sie die, sodass sie ihren Zweck erfüllt? Die Welle soll sich idealerweise nur um eine Achse drehen, andernfalls sind die Lager kaputt. Sie soll in keiner Richtung verschiebbar sein, außer um die Zugabe für die Wärmedehnung, andernfalls ist wohl das Gehäuse geborsten. Für diese Welle müssen Sie also sämtliche Freiheitsgrade beseitigen bis auf einen rotatorischen.

• Solche Planung verlangt auch der Exzenter. Die Überlegung muss hier – wie immer – lauten: Wie funktioniert das?

Der Exzenter ist im Prinzip eine Kurbelwelle: Das Drehmoment fließt in diesem Fall von der Antriebsseite Ex Z4 – dem angesetzten Zahnrad – nach Ex Rolle Achse, die im selben Bauteil steckt. Ex Konter dagegen nimmt keinerlei Drehmoment auf, nur Biegemoment. Er ist ein Gegenhalter, der die mechanisch ungünstige Krag-Lagerung von Ex Z4 in eine beidseitige Lagerung umwandelt. Auch über die beiden Ex Achsen fließt vergleichsweise keine Kraft, außer zur Überwindung der Reibungskräfte. Sie sind also tatsächlich Achsen, keine Wellen.

• Wir müssen die Verknüpfungen dementsprechend gestalten, um eine aussagefähige Simulation zu ermöglichen. Und um eine solche handelt es sich hier.

Rufen Sie Verknüpfung auf, die Büroklammer in der Symbolleiste Baugruppe.

Arretieren Sie die Funktion mit der Stecknadel, sodass Sie mehrere Verknüpfungen nacheinander definieren können. Zwei Verknüpfungen pro Teil sind ohnehin die Regel.

Die Verknüpfungsfunktion erwartet Ecken, Kanten, Flächen und Skizzenelemente von Ihnen, hauptsächlich jedoch Flächen. An diese Flächen kommen Sie oftmals nicht in der gleichen Ansicht heran, Sie müssen sie also drehen:

Rufen Sie die Verknüpfung auf und klicken Sie auf eine der Prismenflächen von Ex Achse (Abb. 4.9 links, Pfeil). Idealerweise sind die zu verknüpfenden Flächen einander zugewandt, andernfalls müssen Sie sie zunächst grob aufeinander ausrichten.

• Drehen Sie die Ansicht so, dass Sie die gegenüberliegende Fläche in der prismatischen Bohrung von Z4 anklicken können, und tun Sie dann genau dieses (Abb. 4.9 rechts, Pfeil).

Abb. 4.9: Die erste Verknüpfung

Welche zwei Flächen Sie hier anklicken, ist gleichgültig, denn die Komponenten sind radialsymmetrisch.

Genauer: zweifach radialsymmetrisch mit jeweils sechsstrahliger Symmetrie

Wenn Sie die Vorschau anzeigen – eine Option, die Sie im PropertyManager unter den Optionen finden –, dann schwebt die Achse jetzt in Richtung der Bohrung. Allerdings fehlen noch einige Verknüpfungen, bis genügend ihrer Freiheitsgrade beseitigt sind. Und das sind im Falle von Ex Achse alle sechs: Sie soll später mittels einer Klemmpassung fest in Ex Z4 stecken. Und diese Konstruktionsabsicht bringen wir mittels Verknüpfungen zum Ausdruck.

Das Pop-up-Dialogfeld ist übrigens das kleine Fenster im Editor, das einer Symbolleiste ähnelt. Hiermit stellen Sie unter den möglichen Optionen die gewünschte Verknüpfung ein, wobei SolidWorks die wahrscheinlichste als gegeben annimmt

Abb. 4.10: Etwas überwältigend präsentiert sich die Verknüpfungsdefinition

Neben den wechselnden Verknüpfungsschaltflächen zur Linken finden Sie rechts in dieser Leiste immer Verknüpfung umkehren, wodurch der auszurichtende Körper gedreht wird, Rückgängig, womit die Komponenten wieder die ursprüngliche Position und Ausrichtung annehmen, und schließlich Verknüpfung hinzufügen, das grüne Häkchen.

• Wenn Ihre Achse ähnlich positioniert ist wie in der vorigen Abbildung, klicken Sie auf dieses Häkchen oder dasjenige im PropertyManager.

Die Bedienelemente dort sind völlig identisch zu denjenigen des Pop-up-Fensters (Kästen), bis auf Ausrichtung umkehren (Pfeile). Diese funktionieren trotzdem identisch.

Führen Sie dann die gleiche Verknüpfung noch für ein anderes Flächenpaar durch. Dieses sollte jedoch nicht parallel zum ersten liegen, sonst bleiben drei Freiheitsgrade der Achse unbeseitigt. Wählen Sie ein Flächenpaar, das an das erste angrenzt – somit bleibt nur einer übrig (Abb. 4.11).

Abb. 4.11: Eine Verdrehsicherung für die Achse

Und richtig: Wenn Sie jetzt probehalber die Achse bewegen, bemerken Sie, dass sie nur noch in Längsrichtung verschiebbar ist (Abb. 4.12).

Abb. 4.12: Alle Freiheitsgrade sind beseitigt – bis auf einen!

Aber auch das vereiteln wir noch, und zwar mit einer letzten Verknüpfung:

• Drehen Sie die Anordnung so, dass Sie auf die Hohlseite von Ex Z4 blicken. Fügen Sie dann eine deckungsgleiche Verknüpfung für deren Planseite und die Stirnfläche der Achse hinzu (Abb. 4.13).

Abb. 4.13: Festlegen der Achse durch Tiefen-Arretierung