2.2 Der rechte Lagerbock

Die rechte Hälfte des Chassis ist wesentlich einfacher als die linke: Hier fügen wir, abgesehen von den Gegenlagern der Abstandhalter und der Verdrehsicherung des Motors, lediglich Montagemöglichkeiten für die elektronische Schaltung, die Kabel und den Endschalter ein. Nicht dass wir nun auch noch diese Bauteile modellieren müssten. Ich meine, die legen wir getrost in die fähigen Hände der Elektro-Abteilung.

2.2.1 Kabelhalter/Schaltbrett

Zunächst erweitern wir die Front um eine Montagezunge für den Endschalter mit eingebautem Kabelhalter. Der Schalter wird vom seitlichen Ausleger des Schlittens betätigt, sobald dieser den oberen Totpunkt erreicht.

• Öffnen Sie G LAGERBOCK RECHTS und blenden Sie zunächst die vier Ebenen aus.

• Fügen Sie auf der glatten Innenseite eine Skizze ein und zeichnen Sie die Kontur nach Abb. 2.44.

• Achten Sie auf den Versatz zum Ursprung. Die Überlappung ist nötig, um trotz des seitlichen Versatzes einen minimalen Materialquerschnitt zu erzeugen.

• Der rechte, untere Punkt ist deckungsgleich mit der Schrägen verbunden.

Abb. 2.44: Die Skizze des Schaltbretts

• Der kleinere „Haken“ des Kabelhalters entsteht durch Anwendung von Offset Elemente auf den größeren, anschließend erhält er noch zwei Radien, um die Einführung der Kabel zu erleichtern.

• Tragen Sie die Skizze 2 mm nach der Innenseite aus (Abb. 2.45). Nennen Sie das Feature A SB, die Skizze Sk SB.

SB steht für Schaltbrett

Abb. 2.45: Das Schaltbrett ragt in den Innenraum des Chassis hinein

Erstellen Sie dann den einfachen Dom A SB Bo nach Abb. 2.46. Die Bemaßungen gehen immer vom Ursprung aus.

• Bohren Sie diesen Aufsatz dann von dieser Seite aus nach DIN, Bohrergröße 1.5 mm, Endbedingung Durch alles und mit einer Default-Formsenkung unten – die Schraube wird von der Gegenseite angesetzt. Nennen Sie das Feature Bo Ø 1.5 SB.

• Erstellen Sie dann das noch simplere Feature A SB Position, den Arretierstift für den Schalter (Abb. 2.47).

Abb. 2.46: Der Aufsatz für die Schraube des Schalters

Abb. 2.47: Der Arretierstift für den Schalter

• Auch die Skizze des Kabelhalters – an der rechten oberen Ecke von der Innenseite aus gesehen (vgl. Abb. 2.49) – sollte kein Problem mehr darstellen. Arbeiten Sie auch hier mit Offset Elemente. Tragen Sie Sk M Kabel dann 1.5 mm in Default-Richtung aus.

Abb. 2.48: Die Halteschlaufe für die Kabel des Motors

Bringen wir nun die Abstandhalter vom linken Lagerbock in Position. Hierzu dienen die Ringe, deren Zentrum noch gebohrt werden muss:

• Erzeugen Sie auf der Innenseite eine Skizze. Ziehen Sie um die beiden oberen Komplementär-Punkte je zwei konzentrische Kreise auf und bemaßen Sie nach Abb. 2.49. Erheben Sie Sk Abstandhalter um 1.5 mm zu A Abstandhalter.

Abb. 2.49: Die Aufnahmen für die Abstandhalter des linken Lagerbocks

• Bohren Sie dann die gleichen beiden Punkte mit DIN, 3 mm und Durch alles. Nennen Sie das Feature Bo Ø 3.0 Abstandhalter.

• Fügen Sie das Teil M MOTOR ein, wählen Sie die Optionen Volumenkörper, absorbierte Skizzen und Verschieben/Kopieren.

• Positionieren Sie es mit der Rückseite und konzentrisch um die Achsbohrung um den dritten, noch verbliebenen Punkt der Skizze. Verknüpfen Sie die große, flache Rückseite des Motors dann deckungsgleich mit der Innenseite des Laberbocks (Abb. 2.50).

Abb. 2.50: Einfügen des Motors

• Fügen Sie auf der Außenseite eine Skizze ein, übernehmen Sie die Form der Arretierung und speichern Sie sie als Sk Motor Arretierung. Schneiden Sie sie dann durch alles mit dem Lagerbock als Feature-Bereich. Nennen Sie das Feature S Motor Arretierung.

• Blenden Sie jetzt den Motor und die Skizze Sk Verbindung des eingefügten Teils G Lagerbock_Gespiegelt aus.

• Fügen Sie auf der Außenseite eine Skizze ein, die zwei gleiche Kreise zu 5 mm Durchmesser enthält. Bemaßen Sie nach Abb. 2.51 vom Ursprung bzw. von Kreis zu Kreis.

• Erheben Sie Sk PCB Befestigung dann um 3 mm zu A PCB Befestigung.

PCB = Printed Circuit Board (eng.): Leiterplatte, gedruckte Schaltung

• Erzeugen Sie dann auf gleiche Art A PCB Abstand, das sind die Stützdome für die Leiterplatte (Abb. 2.52).

Abb. 2.51: Die Skizze für die Lagerung der Platine

Abb. 2.52: Die Skizze für die Lagerung der Platine

• Bohren Sie dann die beiden Aufsätze A PCB Befestigung mit der Endbedingung Durch alles und mit einem DIN-Bohrer von 2 mm Durchmesser. Der Name des Features laute Bo Ø 2.0 PCB.

Um die Kabelstifte rechts platzieren zu können, brauchen wir ein Fundament. Zu diesem Zweck erweitern wir den vorhandenen Rand:

• Fügen Sie auf der Außenseite eine Skizze ein. Übernehmen Sie die beiden unteren und die beiden linken Kanten des Randes (Abb. 2.53, Kreise).

Abb. 2.53: Schließen der
Randverstärkung

• Verbinden Sie die Kanten entsprechend und kürzen Sie jeweils bis zum Beginn der Lücke (rechts). Schließen Sie die Kontur, indem Sie wiederum die Kanten übernehmen. Verrunden Sie beide Kanten mit 1 mm.

• Tragen Sie die Kontur mit der Endbedingung Bis Oberfläche aus und klicken Sie dazu auf den bestehenden Rand (Abb.2.54, Pink). Lassen Sie das Ergebnis verschmelzen.

Abb. 2.54: Austragen der Kontur

Der Rand wird perfekt aufgefüllt – gerade so, als habe er immer so ausgesehen! Und durch die Skizziermethode Elemente übernehmen wird diese Lücke jeder Änderung des Randes in G LAGERBOCK folgen.

• Nennen Sie Skizze und Feature Sk PCB Kabel und A PCB Kabel.

2.2.2 Skizzengesteuerte Muster

Um die vielen kleinen Stifte zu modellieren, machen wir es uns einfach: Wir skizzieren nur einen der Querschnitte und multiplizieren ihn dann mit Hilfe von Punkten über das Modell. Die Rede ist von einem Skizzenmuster:

• Legen Sie auf dem Verstärkungsrand – also „über“ der Außenseite – eine Skizze an. Zeichnen Sie zwei Mittellinien, die Sie mit Hilfe der Symmetrie zu den Außenkanten oder einer Mittelpunkt-Beziehung über Querkanten mittig ausrichten (Abb. 2.55).

Abb. 2.55: Die Skizze mit Kontur und Punkten

• Zeichnen Sie links oben einen Kreis deckungsgleich auf die Mittellinie und bemaßen Sie ihn mit 2 mm.

• Fügen Sie dann drei Punkte unterhalb davon ein, die ebenfalls deckungsgleich auf der Mittellinie liegen und einen Abstand von 3 mm voneinander und vom Kreiszentrum besitzen.

• Zeichnen Sie zwei weitere Punkte auf die rechte Mittellinie, die horizontal mit dem Kreis und dem nächsten Punkt verknüpft sind.

• Schließen Sie die Skizze Sk PCB Kabel und erheben Sie sie um 4 mm zu A PCB Kabel.

Natürlich wurde bis jetzt nur der Kreis ausgetragen, da er die einzige Kontur darstellt.

• Rufen Sie Einfügen, Muster/Spiegeln, Skizzengesteuertes Muster auf (Abb.2.56).

Abb. 2.56: Einfügen von Skizze und Feature ins skizzengesteuerte Muster. Hier sind bereits beide Features gewählt

• In die Liste unter Auswahl wählen Sie nun die Skizze Sk PCB Kabel. Dies erledigen Sie am Besten über den Aufschwingenden FeatureManager (langer Pfeil).

• Aktivieren Sie Schwerpunkt, diese Angabe bezieht sich auf den Ursprungspunkt des Quell-Features. Beim Kreis ist dies das Zentrum.

SolidWorks erkennt, dass diese Skizze Punkte enthält und nutzt diese nun als „Aufhänger“ für die Instanzen des/der gewählten Features:

• Klicken Sie in die Auswahlliste Features und Flächen und wählen Sie alle zu multiplizierenden Features. Hier also A PCB Kabel (kurzer Pfeil).

• Bestätigen Sie und nennen Sie das Feature MS PCB Kabel.

Nun steht abschließend noch eine Verrundung der Stifte an. Doch anstatt wie bisher alle Stifte ins Verrundungs-Feature zu wählen, erledigen wir dies über das Skizzenmuster, sodass auch die Radien zur – unvergessbaren! – Mustereigenschaft werden:

• Verrunden Sie den Stift A PCB Kabel – den „Quell-Stift“ des Musters – mit 0.5 mm, ebenso die Stifte von A SB Position und A PCB Abstand. Nennen Sie das Feature V Stifte.

V Stifte liegt im FeatureManager allerdings unterhalb des Skizzenmusters, also ist es für dieses „unsichtbar“. Das ist schnell behoben:

MS steht für Muster, Skizze

• Ziehen Sie V Stifte auf A PCB Kabel, sodass der Einfügepfeil erscheint. Lassen Sie los, so wird das Feature dorthin verschoben.

Jetzt können Sie diese Verrundung ins Skizzenmuster wählen:

• Öffnen Sie MS PCB Kabel zur Bearbeitung. Klicken Sie in die Auswahlliste Features und Flächen und wählen Sie aus dem Aufschwingenden FeatureManager das Feature V Stifte.

Die Stifte werden ausnahmslos verrundet (Abb. 2.57).

Abb. 2.57: Barock: Der fertige Lagerbock rechts

2.2.3 Dynamische Referenzen

Wenn Ihnen die grünen Pfeile des FeatureManagers ins Auge stechen, bitteschön:

• Aktivieren Sie über das Kontextmenü des obersten Eintrags im FeatureManager – hier also G Lagerbock rechts – die Dynamischen Referenzen. Sie sind getrennt für über– und untergeordnete Objekte verfügbar.
  

Wenn Sie ab jetzt auf einen Eintrag im FeatureManager auch nur zeigen, so werden die Pfeile dessen Abhängigkeiten offenbaren, ebenso aber auch diejenigen Objekte, die von ihm abhängen.

2.3 Die Baugruppe Getriebe

Es kommt, wie es seit Langem kommen sollte: Wir fügen das Getriebe zusammen.

• Erstellen Sie eine neue Baugruppe namens Getriebe.

• Fügen Sie G LAGERBOCK LINKS ein.

Dadurch wird dieser zur fixierten Basis-Komponente. Die folgenden Bauteile sind nicht komplex, aber zahlreich, und sie ähneln einander sehr. Also gehen wir ganz systematisch vor – immer nur eine Achse und ein Zahnrad:

• Fügen Sie G Z1 ACHSE – oder auch ACHSEN, Konfiguration G Z1 – und das Zahnrad G Z1 ein. Letzteres drehen Sie beim Einfügen 180° um X, so dass die kleine Stufe ins Innere des Lagerbocks zeigt.

Die folgenden Schritte kennen Sie zur Genüge:

• Verknüpfen Sie die Achse konzentrisch mit gesperrter Rotation mit der Bohrung Z1, dann deckungsgleich mit deren Grund.

• Verknüpfen Sie das Zahnrad konzentrisch mit der Achse.

Um dessen Tiefenposition bestimmen zu können, müssen wir erst das Gegenlager einbauen:

• Fügen Sie G Z1 GEGENLAGER ein und drehen Sie dieses 180° um die x–Achse, sodass der Bund zum Lagerbock weist (vgl. Abb. 2.58).

• Verknüpfen Sie die beiden seitlichen Bohrungen jeweils konzentrisch mit dem Radius der Dome von A Passung. Verknüpfen Sie die innen liegende Fläche des Gegenhalters deckungsgleich mit einer der Stirnflächen von A Gegenlager.

• Verknüpfen Sie nun die äußere Stirnfläche der großen Stufe von Z1 mit der Stirnfläche des Bundes (Abb. 2.58). Das Rad sollte sich nur noch drehen lassen. Überprüfen Sie das Ganze mit einer Schnittansicht (Abb. 2.58).
  

Abb. 2.58: Die komplexe Anordnung von Z1

2.3.1 Kontextbearbeitung in der Baugruppe

Hierbei fällt auf, dass die Bohrung des Gegenlagers zu klein ist. Derartige Retuschen führen wir direkt im Baugruppenkontext aus:

• Klappen Sie im FeatureManager das Gegenlager auf und öffnen Sie dessen Feature Bo Ø 2.5.
  

SolidWorks wechselt automatisch in den Komponentenmodus, der die Bearbeitung im Kontext erlaubt. Die zugehörige Schaltfläche Komponente bearbeiten in der Symbolleiste Baugruppe bleibt gedrückt – eine Toggle-Funktion also! Das Bauteil wird indessen blau eingefärbt, ebenso wie all seine Einträge im FeatureManager. Das Schöne an diesem etwas verwirrenden Modus ist jedoch: Sie können auf Sicht arbeiten!

• Ändern Sie die Größe auf 3.0 und korrigieren Sie die Senkungen, wenn nötig, auf 3.250 mm (Abb. 2.59).
  

Abb. 2.59: Die Bohrung wird im Baugruppenkontext angepasst

• Schließen Sie das Feature und korrigieren Sie dessen Namen auf Bo Ø 3.0.
  

• Beenden Sie den Komponentenmodus, indem Sie auf die Schaltfläche Komponente bearbeiten klicken. Bejahen Sie eventuelle Abfragen nach Aktualisierung – schließlich wollen wir die Änderung in der Baugruppe haben.
  

Diese Änderung wirkt sich tatsächlich auf das Bauteil selbst aus:

• Das beweisen Sie schnell, indem Sie in der Kontext-Symbolleiste des Bauteils auf Teil öffnen klicken, wodurch dieses nicht im Kontextmodus, sondern als reguläres Bauteil geöffnet wird.
  

• Inspizieren Sie dessen Bohrungs-Feature: Name und Größe sind der Änderung gefolgt. Schließen Sie das Bauteil dann wieder.
  

Das Zahnrad verfügt allerdings über eine Menge Längsspiel – das könnte die Überdeckung mit den anderen Zahnrädern beeinträchtigen. Versuchen Sie diesmal eine einfachere Methode der Korrektur:

• Klicken Sie auf die Stirnfläche, die in Abb. 2.60 mit einem Pfeil markiert ist, und wählen Sie aus deren Kontext-Symbolleiste Feature bearbeiten. Hierdurch wird A Z1 Öse geöffnet, und zwar wiederum im Komponentenmodus.
  

• Ändern Sie in Richtung 2 die Bezugsfläche, indem Sie auf die Stirnfläche der kleinen Zahnradstufe klicken. Deaktivieren Sie Offset umkehren und ändern Sie den Abstand auf 1 mm (Abb. 2.60).
  

• Bestätigen Sie auch hier das Feature und beenden Sie den Komponentenmodus.
  

Natürlich wird Z1 wegen der Deckungsgleichheit mit dem Gegenhalter in Achsrichtung unbeweglich bleiben. Dies ist ja auch eher eine Art konstruktiver Skizzenbeziehung, die nur einen der möglichen Zustände zeigt. Wir nutzen sie hier zur Top-Down-Anpassung des Lagerbocks.

Abb. 2.60: Das Achsenspiel von Z1 wird ein wenig eingeschränkt

2.3.2 Die Breiten-Verknüpfung

Wenn Sie jedoch ein korrektes Längsspiel von Z1 auf der Achse mit Verknüpfungen simulieren wollen – bitte, auch das ist möglich:

• Richten Sie eine Schnittansicht etwa nach Abb. 2.61 ein.
  

• Löschen Sie die Beziehung Deckungsgleich des Zahnrades mit dem Gegenlager (vgl. Abb. 2.60). Hierzu können Sie aus der Kontext-Symbolleiste des Zahnrades Verknüpfungen anzeigen wählen.
  

• Ein Dialogfeld mit Auswahlliste erscheint. Wählen Sie den Eintrag Deckungsgleich und löschen Sie ihn. Schließen Sie das Auswahlfenster, um die Transparenz zu beenden.
  

• Fügen Sie nun eine Verknüpfung ein. Wechseln Sie zu den Erweiterten Verknüpfungen und klicken Sie auf Breite (Abb. 2.61, Kasten).
  

Abb. 2.61: Das Achsenspiel von Z1 wird ein wenig eingeschränkt

Die Hilfe schweigt sich zum Thema „Breitenbeziehung“ übrigens beharrlich aus. Gemeint sind hier Fälle genau wie der vorliegende, wo eine Komponente freies Spiel zwischen zwei Grenzflächen erhalten soll. Denken Sie z.B. an eine Gangschaltung, wo die Räder auf der Welle verschoben werden. Hierzu benennen Sie zwei Paare von Flächen, nämlich die Beschränkungsflächen in der Auswahlliste Breitenauswahl und ihre jeweiligen Kontrahenten des beweglichen Bauteils.

• Wählen Sie in Breitenauswahl den Bund des Gegenlagers und den hervortretenden Bund von Z2 des Lagerbocks. Im Bildsind die Breitenflächen orange gefärbt.
  

Hier können nur Flächen gewählt werden!

• Wählen Sie als Tabulatorauswahl die vordere und die hintere Stirnfläche der großen Stufe von Z1. Diese Anschlagflächen sind violett hervorgehoben.
  

• Wählen Sie im Listenfeld Zwangsbedingung unter der Schaltfläche Breite die Bedingung Frei, so können Sie das Zahnrad innerhalb dieses Intervalls frei verschieben. Bestätigen Sie die Verknüpfung.
  

Probieren Sie nun die Beweglichkeit von Z1 aus. Das Rad sollte sich nirgends mit anderen Komponenten überschneiden.

2.3.3 Die beiden Zwischenstufen

• Fügen Sie nun G Z2 ACHSE und das Zahnrad G Z2 ein. Drehen Sie beide Komponenten um die X-Achse, wenn nötig.
  

• Richten Sie die Achse konzentrisch mit gesperrter Rotation zur Bohrung Z2 des Lagerbocks aus. Tun Sie dann noch einmal das Gleiche für Z2 und die Achse, aber natürlich ohne Sperrung.
  

• Verknüpfen Sie die Stirnfläche der kleinen Stufe deckungsgleich mit dem Kopf der Achse und die große deckungsgleich mit dem Lagerbock (Abb. 2.62).
  

Abb. 2.62: Einbau von Z2

Auch hier passen die Teile nicht zusammen. Zunächst einmal ist die Achse zu lang. Sie wurde von der Achsenseite her konstruiert, dem müssen wir Rechnung tragen:

• Korrigieren Sie das Feature A Achse von G Z2 Achse, indem Sie als Startbedingung Oberfläche die Stirnfläche des Bundes Z2 am Lagerbock wählen (Abb.2.63, hellblau, linker Pfeil). Als Endbedingung wählen Sie die Stirnfläche des Stufenrades (rechter Pfeil). Das Bildenthält zwei Ansichten.
  

Abb. 2.63: Die Achse wird beidseitig eingekürzt. Achtung: Diese Ansicht ist vertikal geteilt!

Auch die Bohrung des Zahnrades ist zu groß. Das erledigen Sie auf einfachste Art und Weise:

• Führen Sie einen Doppelklick auf die Lochleibung des Zahnrades aus. Deren Durchmesser wird eingeblendet. Ändern Sie den Maßwert von 3 auf 2.5 mm (Abb.2.64).
  

Nota bene: Schnittkanten können Sie nicht wählen.

Abb. 2.64: Anpassen der Bohrung von Z2

Die Fase am Ende der Achse überschneidet das Zahnrad. Hier müssen wir also ein Feature hinzufügen, und das geht am Besten im Bauteilmodus:

• Öffnen Sie das Zahnrad über dessen Kontext-Symbolleiste.
  

• Fügen Sie die Fase F Achse mit den Maßen 0.2 x 45° auf der Innenkante der Stirnfläche der kleinen Stufe ein. Speichern und schließen Sie das Bauteil und bejahen Sie die Frage nach Aktualisierung.
  

Damit ist auch Z2 fertig.

• Fügen Sie G Z3 Achse und G Z3 ein und verknüpfen Sie sie mit der Bohrung Z3 des Lagerbocks. Führen Sie dann exakt die gleichen Korrekturen durch wie bei Z2.
  

2.3.4 Der Exzenter

Bauen wir nun den Exzenter ein, der auch seinerseits eine Baugruppe ist. Als untergeordnete Baugruppe wird es auch im SolidWorks-Jargon als Unterbaugruppe bezeichnet.

• Fügen Sie die Baugruppe EXZENTER ein. Richten Sie sie mit der Verzahnungsseite auf den Lagerbock aus.
  

• Verknüpfen Sie sie konzentrisch mit der Bohrung Z4 des Lagerbocks.
  

• Verknüpfen Sie die Stirnfläche des Zahnrads deckungsgleich mit dem Bund.

Nun stellen Sie fest, dass das Ende der Lagerbuchse eingesunken erscheint. Dabei besitzt ihr Absatz die gleiche Höhe wie der Bund am Lagerbock. Es kann nur eine Erklärung geben: Die Buchse ist insgesamt kürzer als der Bund!

• Eine Schnittansicht beweist: Die Buchse sitzt zu tief und überschneidet sich mit dem Absatz im Lagerbock.

Nun könnten wir die Buchse verlängern, aber eigentlich ist der Längenspielausgleich zwischen Lagerböcken und Exzenter doch genau ihre Funktion, nicht? Außerdem wird sich jede Längenänderung gleich doppelt auswirken, denn wir haben ja zwei dieser Buchsen verbaut! Wir machen sie also beweglich und ziehen sie einfach ein Stück heraus, so wie wir es auch bei der Montage des realen Bauteils tun würden:

• Klicken Sie auf die Lagerbuchse und wählen Sie aus der Kontext-Symbolleiste Verknüpfungen anzeigen (Abb. 2.65).

Abb. 2.65: Der Wust an Verknüpfungen lässt sich leicht bewältigen, wenn man nur unter denjenigen einer Komponente zu wählen hat

• Klicken Sie die einzelnen Verknüpfungen durch, bis Sie die Deckungsgleichheit zwischen Buchse und Zahnrad gefunden haben. Klicken Sie auf diesen Eintrag und wählen Sie Feature bearbeiten aus dessen Kontext-Symbolleiste.

• Wählen Sie wiederum die Erweiterten Verknüpfungen, dort Abstand (Abb. 2.66, Kasten).

Diese Verknüpfung und die nächste, Winkel, teilen sich die beiden Editierfelder darunter:

• Stellen Sie als Minimalen Wert 0 mm und als Maximalen Wert 4 mm ein. Belassen Sie den Default im obersten Editierfeld auf 0 mm.

• Bestätigen Sie die Verknüpfungen und schließen Sie das Wahlfeld, um die Transparenz zu beenden.

Jetzt können Sie die Buchse stufenlos zwischen 0 und 4 Millimeter vom Zahnrad wegziehen. Die sonstigen Verknüpfungen bleiben natürlich bestehen.

Abb. 2.66: Ändern einer Verknüpfung. Abstand und Winkel nutzen die gleichen beiden Editierfelder als Intervalle: Maximaler und Minimaler Wert

2.3.5 Unterbaugruppen beweglich schalten

Jetzt können wir die Montage komplettieren:

• Ziehen Sie noch einmal an der Lagerbuchse.

Nichts geschieht.

Dies ist ein häufiges Problem beim Umgang mit Unterbaugruppen: Ihre Beweglichkeit bleibt nur für die oberste Hierarchieebene erhalten. Obwohl also beweglich, werden sie starr, sobald sie irgendwo eingefügt werden. Doch SolidWorks hat hierfür eine Kur:

• Wählen Sie aus der Kontext-Symbolleiste des Exzenters den letzten Punkt, Ausgewählte Baugruppe flexibel machen.

Das Icon der Baugruppe wandelt sich zu der Sonderform für flexible Unterbaugruppen. Sie können die Lagerbuchse nun auch im Getriebe bewegen.

• Verknüpfen Sie den Absatz der Buchse deckungsgleich mit seinem Gegenstück im Lagerbock.

Die Buchse schließt bündig mit dem Lagerbock ab, wobei eine kleine Lücke zum Zahnrad entsteht.

• Beenden Sie die Schnittansicht und speichern Sie die Baugruppe.

2.3.6 Der Motor

Die Motor-Einheit komplettiert die Getriebeseite:

• Fügen Sie die Baugruppe MOTOR ein. Verknüpfen Sie den Bund konzentrisch mit der Bohrung Z0, dann die Front des Motors deckungsgleich mit der Innenseite des linken Lagerbocks.

Es fällt auf, dass das Ritzel des Motors ins Gegenlager eintaucht. Sie erinnern sich aber, dass wir die Welle mit einer Abstandsbeziehung positioniert haben (Abschnitt 1.3, Die Baugruppe Motor, auf S.11)? Diesen Abstand brauchen wir nur zu verringern:

• Schalten Sie den Motor flexibel. Klicken Sie auf die Motorwelle und wählen Sie Verknüpfungen anzeigen. Öffnen Sie die Abstandsbeziehung zur Bearbeitung.

• Verringern Sie den Abstand auf 5 mm, so liegt das Ritzel gerade bündig mit Z1 in der äußeren Position.

Egal also, in welche Position Z1 auch fährt, es ist immer vollständige Überdeckung der Zahnräder gewährleistet. Zudem ist eine möglichst kurze Biegestrecke bei Wellen ohnehin immer vorzuziehen.

• Bestätigen und beenden Sie die Funktion und speichern Sie die Baugruppe.
  

2.3.7 Das Getriebe konfigurieren: Mechanische Verknüpfungen

Damit sind alle notwendigen Bauteile vorhanden, um ein kinematisch korrektes Getriebe zu simulieren:

• Zoomen Sie von der Außenseite an das Motorritzel heran, sodass Sie nur die Kontaktstelle zwischen Z0 und Z1 im Bildhaben. Wechseln Sie in die Normalansicht und machen Sie das Gegenlager transparent oder unsichtbar.
  

Zunächst richten wir die Zahnräder so aus, dass sie einander nicht überschneiden. Hierbei haben Sie zwei Möglichkeiten. Nummer eins:

• Zoomen Sie sehr nahe heran und ziehen Sie das Ritzel, bis überall gleichmäßig „Luft“ zwischen Z0 und Z1 ist.
  

Und die zweite Möglichkeit:

• Schalten Sie in der Symbolleiste Baugruppe Komponente drehen ein oder wählen Sie Extras, Komponente, Drehen.
  

• Wählen Sie im PropertyManager die Optionen Kollisionsprüfung, Allen Komponenten und Nur gezogenes Teil.
  

Ziehen Sie das Ritzel, so wird es recht grobe Sprünge machen, sodass Sie es nicht feinfühlig justieren können. Hierzu gibt es eine einfache Abhilfe:

• Aktivieren Sie das Ritzel und ziehen Sie es in großer radialer Entfernung von seiner Achse, so wird die Bewegung weicher verlaufen. Ein Hinweiston signalisiert jeweils die Berührung zweier Flächen. Wenn Sie genau „dazwischen“ sind, beenden Sie die Funktion.
  

Nun wird es Zeit für die Getriebedefinition:

• Wechseln Sie in eine räumliche Ansicht und schalten Sie die Verknüpfungen ein. In der Rubrik Mechanische Verknüpfungen klicken Sie auf Zahnrad.
  

• Wählen Sie in die Auswahlliste Verknüpfungsauswahl je eine Umfangsfläche von Z0 und Z1. Das sind sozusagen die Gipfel der Zähne (Abb. 2.67).
  

Abb. 2.67: Die Definition des Übersetzungs- verhältnisses funktioniert am Besten über die Kopfkreise

SolidWorks wird nun zwei Zahlen in die Editierfelder unter Verhältnis eintragen, die den Durchmessern dieser Umfangs-Zylinder entsprechen. Geben Sie bei Zahnrädern jedoch immer die Zähnezahlen ein, denn nur die sind ganzzahlig korrekt.

• Das Ritzel Z0 besitzt 12 Zähne, Z1 dagegen 50. Ersetzen Sie mit diesen Zahlen die Einträge in den Editierfeldern – oder auch in den Fähnchen, die Sie durch Doppelklick aktivieren. Achten Sie auf das korrekte Verhältnis.
  

Wenn Sie jetzt bestätigen, sollten sich beide Räder gegensinnig bewegen, sobald Sie an einem davon ziehen. Die Zähne sollen schön aneinander abrollen, statt sich gegenseitig zu durchdringen. In diesem Fall hätten Sie das Verhältnis wahrscheinlich falsch – oder falsch herum – eingetragen.

Verfahren Sie so auch mit den restlichen drei Paarungen:

• Drehen Sie den Lagerbock herum und legen Sie eine Schnittansicht so, dass Sie Z1 und Z2 hindernisfrei sehen können. Richten Sie die Zahnräder wieder aufeinander aus. Definieren Sie dann ein Verhältnis von Z1:Z2 = 13:26 (Abb. 2.68).
  

• Verfahren Sie dann ebenso bei der Paarung Z2:Z3 (Kästen). Auch hier lautet das Verhältnis 13:26.
  

• Schließlich stellen Sie zwischen Z3 und Z4 – der Verzahnungsseite des Exzenters –, ein Verhältnis von 15:61 her. Achten Sie auch hier auf die Ausrichtung.
  

Damit erhalten Sie das fertige, vierstufige Getriebe. Bei Bewegen eines der Räder oder der Motorwelle sollten sich alle mitdrehen, ohne Überschneidungen, paarweise gegensinnig und jeweils im richtigen Verhältnis. Ex Konter wird natürlich ganz eigene Wege gehen, aber das kriegen wir spätestens mit dem rechten Lagerbock in den Griff.

• Speichern Sie die Baugruppe.
  

Abb. 2.68: Justieren der Paarung Z1:Z2. Im Hintergrund die Linien und Punkte der Skizze Sk Getriebe Achsabstände, die die Geometrie des Getriebes steuert

2.3.8 Einpassen des rechten Lagerbocks

Fügen wir nun das letzte Puzzleteil des Getriebes ein: den rechten Lagerbock.

• Fügen Sie G LAGERBOCK RECHTS ein. Verknüpfen Sie ihn jeweils konzentrisch über die Abstandhalter-Paare der beiden Lagerböcke (Abb. 2.69).
  

• Verknüpfen Sie ihn dann deckungsgleich über seine Innenfläche mit der Stirnfläche eines der AF Abstandhalter des linken Lagerbocks oder einfach mit der Auflagefläche des Motors.
  

• Drehen Sie den Motor, wenn nötig, und verknüpfen Sie die beiden Planflächen der Verdrehsicherung deckungsgleich (Abb. 2.70). Somit ist auch er nun arretiert.
  

Abb. 2.69: Einfügen und Verknüpfen des rechten Lagerbocks

• Verknüpfen Sie die Lagerbuchse rechts konzentrisch mit der entsprechenden Bohrung im Lagerbock rechts. Damit werden die Räder des Exzenters automatisch gefluchtet.
  

• Legen Sie eine Schnittansicht von oben durch die Achsen des Exzenters.
  

Abb. 2.70: Festlegen des Motors

Hierdurch erleben Sie gleich zwei Überraschungen: Auch die rechte Lagerbuchse steckt wegen der Deckungsgleichheit mit dem Konter-Rad zu tief im Material und überschneidet sich mit dem Lagerbock. Wir wissen, wie dies zu reparieren ist. Doch auch der Lagerbock steckt halbwegs im Konter-Rad.

2.3.9 Die Funktion Messen

Um diese kleinere Überschneidung zu bestimmen, gibt es ein Hilfswerkzeug namens Messen.

• Rufen Sie Extras, Evaluieren, Messen auf.
  

Die Abb. 2.71 zeigt eine extreme Vergrößerung des Bereiches, der unten rechts – im „Lageplan“ – mit einem Kreis markiert wurde.

Abb. 2.71: Messen der Überschneidung zwischen Konter-Rad (links, hellblau) und Lagerbock rechts (flieder)

Das Messgerät wenden Sie an, indem Sie mit der Spitze des Lineal-Cursors zwei Flächen, Kanten, Punkte oder ähnliches wählen. Im Fenster erscheinen dann die Abstände, aufgeschlüsselt in X, Y und Z sowie als Abstand. Zum Abwählen klicken Sie auf eine leere Stelle.

• Wählen Sie die Schnittkante des Konter-Rades (hellblau) und die Kante der Stirnfläche von Lagerbock rechts (flieder).
  

Uns interessiert nur der Tiefenabstand, der hier in Blau dargestellt ist, der Farbe der Z-Achse (Pfeile). Die Überschneidung beträgt nur einen Zehntelmillimeter. Den holen wir leicht aus der Rolle heraus, die die beiden Exzenter-Räder auf Abstand hält – dazu brauchen wir sie nicht einmal zu öffnen:

• Mit einem Doppelklick auf Ex Rolle bringen Sie deren Extrusionshöhe zum Vorschein. Ändern Sie diese von 2.7 auf 2.5 mm, so bleibt insgesamt noch ein Zehntel Luft für den Exzenter (Abb. 2.72).
  

Abb. 2.72: Reduzieren von Ex Rolle um 0.2 mm behebt das Problem

Das Problem mit der Lagerbuchse hingegen lösen wir noch rustikaler als vorhin:

• Klicken Sie auf die Lagerbuchse rechts und rufen Sie aus deren Kontext-Symbolleiste Verknüpfungen anzeigen auf. Klicken Sie die drei Deckungsgleich-Verknüpfungen durch, bis Sie diejenige zwischen Buchse und Konter-Rad gefunden haben. Löschen Sie sie und schließen Sie das Listenfenster.
  

• Ziehen Sie die Buchse axial aus der Konstruktion heraus und verknüpfen Sie ihren Bund deckungsgleich mit der entsprechenden Stirnfläche der Bohrung im Lagerbock (Abb. 2.73, Pfeil).
  

Abb. 2.73: Ersetzen einer Verknüpfung mit dem Konter-Rad durch eine mit dem Lagerbock

2.3.10 Befestigungsmaterial

Nun fehlen bloß noch vier Verschraubungen, und die Getriebeeinheit ist – endlich! – fertig.

• Blenden Sie alle Bauteile bis auf die Lagerböcke und das Gegenlager aus, um die Performance zu verbessern.
  

• Blenden Sie Ansicht, Symbolleisten, Task-Fensterbereich ein. Dort wählen Sie aus der Rubrik Konstruktionsbibliothek den Unterpunkt Toolbox, DIN.
  

• Wechseln Sie zu Scheiben, Flache Scheiben und ziehen Sie eine Scheibe DIN 125 A auf eine der Bohrungen des Gegenlagers in Abb. 2.74 (Kästen). Stellen Sie ihre Größe im PropertyManager auf 2.7 mm ein.
  

• Bestätigen Sie und fügen Sie auf der anderen Bohrung eine zweite, identische Scheibe ein. Hier brauchen Sie nichts einzustellen. Beenden Sie dann die Funktion.
  

Abb. 2.74: Ersetzen einer Verknüpfung mit dem Konter-Rad durch eine mit dem Lagerbock

Wegen des Platzmangels benötigen wir beim Lagerbock rechts kleinere Scheiben:

• Fügen Sie auf der Bohrung eines Abstandhalters (Pfeile) eine Scheibe DIN 433-1 ein. Wählen Sie ebenfalls die Größe 2.7. Bestätigen Sie und fügen Sie dann eine zweite Scheibe auf der anderen Bohrung ein. Beenden Sie die Funktion.
  

Nun folgen die Schrauben. Diese vier Teile sind immerhin identisch:

• Fügen Sie aus Bolzen und Schrauben, Kreuzschlitz-Senkschrauben eine Flachkopfschraube mit Kreuzschlitz – DIN EN ISO 7045 ein. Stellen Sie M2.5 und eine Länge von 6 mm ein. Platzieren Sie je eine Schraube auf jeder der vier Scheiben.
  

• Blenden Sie alle Komponenten wieder ein und speichern Sie die Baugruppe.