DEMONSTRATOR

Zur Visu­al­isierung von Traction‑X wurde in ein­er Bach­e­lo­rar­beit ein Demon­stra­tor entwickelt. 

Dieser wurde mith­il­fe addi­tiv­er Fer­ti­gung gefer­tigt. Um die Visulisierung noch real­is­tis­ch­er wirken zu lassen, wurde der Demon­stra­tor mith­il­fe eines DC- und eines Step­per-Motors angetrieben.

Viele ken­nen die Aus­sage: Man kann alles druck­en! The­o­retisch ist das richtig, aber nicht prak­tisch und auch nicht sin­nvoll. Auch ist es wichtig, die vie­len ver­schiede­nen Ver­fahren zu kombinieren. 

Als Bauteile wur­den Stan­dard Alu-Pro­file für den Rah­men und Kun­st­stoffteile aus drei Druck­ver­fahren gewählt.

Neben dem FLM (Fused Lay­er Mod­el­ling) Ver­fahren kamen auch die Ver­fahren SLS (Selec­tive Laser Sin­ter­ing) und LS (Laser Sin­ter­ing) zum Gebrauch. Auch bei den Werk­stof­fen ist es wichtig zu schauen, welch­es Mate­r­i­al am sin­nvoll­sten ist. Bauteile mit ein­er ein­fachen For­mge­bung und gerin­gen Ansprüchen an Fes­tigkeit und Genauigkeit wur­den mit dem FLM Ver­fahren aus PETG  (Poly­eth­yl­ene Tereph­tha­lat Glykol) Fil­a­ment gedruckt. Dies sind die schwarzen Bauteile am Demonstrator.

Die Fel­gen­teile wur­den mit­tels Lasersin­tern aus PA 12 (Polyamid 12) hergestellt, anschließend wur­den diese in Sil­ber lackiert. 

Das Gleit­lager, das Hohlrad und das Motor­ritzel wur­den eben­falls im Lasersin­ter-Ver­fahren hergestellt. Da eine hohe Ver­schleißfes­tigkeit und ein gutes Gleitver­hal­ten benötigt wer­den, kam hier das Mate­r­i­al Iglidur I3 der Fir­ma Igus zum Einsatz.

Die Antrieb­swelle ist das tra­gende Teil des Demon­stra­tors. Sie verbindet das Rad mit dem Rah­men. Um eine Beschädi­gung durch uner­wartete Belas­tun­gen durch z.B. den Trans­port oder unsachgemäße Berührun­gen des Demon­stra­tors zu ver­mei­den, wurde dies aus AlSi10Mg gefertigt.

Mit einem Rasp­ber­ry Pi wer­den die bei­den Motoren anges­teuert. Der DC-Motor treibt über zwei Getriebestufen die Außen­felge, also den Reifen, an. Das beson­dere hier­bei ist, dass die Getriebestufe, die sich in der Felge befind­et, eine Dop­pelschrägverzah­nung besitzt.

Warum diese Wahl? Eine Schrägverzah­nung hat gegenüber ein­er Grad­verzah­nung ein ruhigeres Laufver­hal­ten und eine gerin­gere Geräuschen­twick­lung, es entste­hen aber Axi­alkräfte. Deswe­gen muss entwed­er ein Schräg- bzw. Axi­alkugel­lager ver­baut wer­den, um den Axi­alkräften ent­ge­gen zu wirken oder alter­na­tiv kann eine Dop­pelschrägverzah­nung zum Ein­satz kom­men, bei der keine Axi­alkräfte entstehen.

Um eine Ein- und Aus­federung zu simulieren, wurde ein Step­per-Motor ver­wen­det. Die Dämpfer­e­in­heit beste­ht aus zwei Ein­heit­en. Die obere Dämpfer­e­in­heit beste­ht aus ober­er Dämpfer­an­bindung, dem Step­per-Motor und der Trapezspin­del. Die untere Dämpfer­e­in­heit beste­ht aus Unter­er Dämpfer­an­bindung und der Trapezmutter.

Durch die Trapezspin­del und die Trapez­mut­ter wird die Rota­tions­be­we­gung des Step­per-Motors in eine Axi­al­be­we­gung umgewandelt.