Halterung mit 2 verstellbaren Axen (CAD Design)

[Josef (Gast)]

Ich bin von Arduino und Pi Projekten über die Jahre immer mehr in 
Richtung CAD gegangen. Mein neustes Werk ist ein sehr leichter und 
stabiler Ständer, der in zwei Achsen verstellbar ist. Man kann ihn zur 
exakten Positionierung von Sensoren oder anderen Bauteilen benutzen.

Ich hab auch eine ausführliche Beschreibung des Projekts auf NERD CORNER 
hochgeladen: https://nerd-corner.com/2-adjustable-axis-cad-design/


Motivation:
Diesen Ständer habe ich ursprünglich zum Halten einer optischen 
Mausplatine für die Wegmessung eines Rades entworfen. Im Laufe der Zeit 
stellte sich heraus, dass dieser Ständer viel mehr kann als ursprünglich 
gedacht. Oft bestehen diese Ständer aus Metall und Kunststoff und sind 
z.B. bei Hallsensoren durch das magnetische Metall störend bei der 
Auslesung der Daten. Außerdem sind viele Ständer zu groß oder zu schwer 
haben keine Löcher zum anschrauben und so weiter.


Wie ich ihn konstruiert habe:
Bei der Konstruktion des Ständers habe ich mich für eine sogenannte 
Schwalbenschwanzführung entschieden. Diese Schwalbenschwanzführung ist 
eine klassische Führungsvariante im Maschinenbau und wird heute noch 
sehr oft verwendet. Die Vorteile liegen auf der Hand, bei den beiden 
Schrägen wird eine parallele Führung erzwungen und eine Verdrehung des 
Schlittens verhindert. Bei runden Führungen brauchen sie immer zwei 
Stück um diesen Effekt zu erhalten. Die Schrägen bringen auch präzise 
Positionierung, wenn sie die Klemmschraube auf der anderen Seite 
anbringen und so den Schlitten zu den Schrägen ziehen. In diesem Fall 
sind zwei Schwalbenschwanzführungen vorhanden in der Z-Achse und 
Y-Achse. Die Verfahr Wege in der Y-Achse betragen 23mm und in der 
Z-Achse 75mm., für die meisten Positionierungen ausreichend. Die 
dezentrale Platzierung der Führungssäule auf der Bodenplatte bringt mehr 
Auskragung in der Y-Achse und erleichtert das Anschrauben der 
Bodenplatte. An der Montageplatte sind zwei Langlöcher damit auch 
angebrachte Sensoren in der X-Achse leicht korrigiert werden können. Die 
Langlöcher waren wirklich bei der Positionierung der optischen 
Mausplatine hilfreich.

Die halbrunden Rippen auf dem Schlitten dienen zur Verstärkung der doch 
dünnen Wandstärke an dem Schwalbenschwanzführungsdurchbruch. Diese 
Rippenkonstruktion ist sehr stabil und widerstandsfähig gegen Druck in 
vertikaler Richtung. Zwei unterschiedliche Arretier Systeme kommen zum 
Einsatz am Schlitten in der Z-Achse bohren sich leicht zwei M4 Schrauben 
in das Material des Ständers. Dies bedeutet aber auch, dass man nur eine 
begrenzte Anzahl von Klemmungen ausüben kann da ja eine Deformation des 
Materials stattfindet. Bei der zweiten Arretierung kommt es zur keine 
Materialabtragung dafür wird das Material gestreckt oder gestaucht. 
Welche Art auf Dauer besser ist zeigt ich in der Zukunft. Bei dem 
Gewinde am Schlitten für die Z-Achse wird das Gewinde mit einem 
Gewindeschneider M4 geschnitten. Bei der Klemmung an der Y-Achse benutze 
ich für das Gewinde Einpressmuttern. Wenn man nicht hundertmal am Tag 
die Klemmungen öffnet und schließt, hält es sicher viele Jahre. Zahlt 
sich halt immer aus was Ordentliches zu Konstruieren.