Software: CAD - Tutorial - Kinematik - Kurvenscheibe
Eine Kurvenscheibe wird normaler Weise aus einer Kombination von Kreisbögen und Splines entwickelt. Gerade Linien sind im Sinne des Bewegungsablaufes meist ungünstig. Man bildet die gewünschte Linearbewegung s(t) in der Form r(φ) in Polar-Koordinaten ab. Als Mittelpunkt des Polar-Koordinatensystem bietet sich der Mittelpunkt des Bauteil-Koordinatensystems an.
Im Autodesk Inventor wird in der Baugruppen-Umgebung ein Kurvenscheiben-Komponenten-Generator bereitgestellt (MFL > Konstruktion > Berechnung > Kurvenscheibe), den wir jedoch im Folgenden nicht nutzen:
Das Anliegen dieser Übung ist nicht das Entwickeln von Kurvengetrieben anhand vorgegebener Bewegungsabläufe. Es soll jedoch die Nutzung von Splines innerhalb von Skizzen demonstriert werden. Auch bei solchen Freiform-Skizzen sollte man konsequent die übliche Entwurfsstrategie einhalten:
- Elemente des Bauteil-Koordinatensystems:
- Mittelpunkt und mindestens eine Achse als "Verdrehsicherung" bzw. Symmetrieachse in die Skizze projizieren.
- Die Y-Achse soll hier die Symmetrieachse darstellen.
- Mittelpunkt und mindestens eine Achse als "Verdrehsicherung" bzw. Symmetrieachse in die Skizze projizieren.
- Äußere Grob-Form der Kurvenscheibe skizzieren:
- Wenn Kreisbögen vorhanden sind, so diese zuerst um den Drehpunkt zeichnen. Man sollte darauf achten, dass beim Zeichnen nicht unerwünschte Abhängigkeiten erzeugt werden!
- Splines als Verbindung zwischen den Kreisbögen. Im Beispiel genügt ein Zwischenpunkt für jeden der beiden Splines.
- Form über Abhängigkeiten stabilisieren:
- Vollständig ohne Verwendung von Bemaßung.
- Definition von Symmetrie-Abhängigkeiten (Hilfslinien zwischen Drehpunkt und Endpunkten der Bögen).
- Die Splines sollen tangential an die Kreisbögen anschließen (ohne Knick!).
- Form präzisieren und Größe festlegen:
- Festlegung der Winkel zwischen markanten Punkten der Kurve über Hilfs-Linien zum Mittelpunkt des Koordinatensystems.
- Festlegen der zugehörigen Radien durch die Länge der Hilfs-Linien. Die Symmetrie der Kurve beschreibt man zuvor durch die Abhängigkeiten "Symmetrisch" und "Gleich" zwischen den strahlenförmigen Hilfslinien (zu den Spline-Zwischenpunkten). Die Lage der Zwischenpunkte steuert den Verlauf der Splines. Im Beispiel ergibt sich deren Radius=55 mm aus dem Mittelwert der Kreisbögenradien:
- Die Dicke der Kurvenscheibe soll 10 mm betragen.
- Als Lager dient eine Bohrung von Ø11 mm im Drehpunkt der Kurvenscheibe.
