Schwungrad

Bei der Abholung des Motors fiel sofort auf, dass eines der beiden Schwungräder fehlte.
Dieses wurde nun nachgefertigt:

• Ursprünglich wurde das originale Laufrad gegossen. Da in der Schule jedoch nur Alu - Guss möglich ist, mussten wir den Nachbau mittels Zerspanungstechnik anfertigen. Nach längerer Überlegung kamen wir zu dem Konzept, das Werkstück in mehrere Komponenten aufzuteilen und anschließend zu verschweißen: Außenring, Speichen und Nabe.

Schwungrad Inventorzeichnung

• Das erste Problem wurde schnell klar: Der Außendurchmesser des Schwungrades, bzw. des Außenrings, überstieg den Bearbeitungsbereich unserer Maschinen in der Schule. Wir kontaktierten die Firma Maschinenbau Pototschnig, um ein solches Drehteil zu bekommen. Großzügigerweise stellte uns Herr Pototschnig einen auf unsere benötigten Maße gedrehten Außenring zur Verfügung.

Außenring für Schwungrad

• Als nächstes mussten die Speichen angefertigt werden. Die Form wurde im AutoCAD Inventor etwas abgeändert, um eine leichtere Bearbeitung zu ermöglichen. Weiters wurde die Wandstärke vergrößert, da beim nachfolgenden Plasmaschneiden die Abweichtoleranz sehr groß ist (vor allem bei dicken Blechen).
  Als Material verwendeten wir beim ersten Versuch ein 30mm dickes Stahlblech und schnitten die Kontur der Speichen mit dem Plasmaschneider. Schnell wure klar, dass die Wandstärke zu groß für die Maschine ist und eine Alternativlösung benötigt wird.

Programm für Plasmaschneider

Schneidversuch mit 30mm Blech

kaputte Düse wegen Überbeanspruchung

• Nach dem gescheiterten Versuch mit dem 30mm dicken Blech, probierten wir es erneut mit drei 12mm Blechen. Der Unterschied in der Wandstärke ermöglichte das Plasmaschneiden. Die fertig geschnittenen Teile  wurden dann mit dem Winkelschleifer von dem beim Schneiden entstandenen Zunder befreit.

Schneidversuch mit 12mm Blech

Entgraten mit Winkelschleifer

• Die Außenflächen der 3 Räder waren sehr ungenau, da der Lichtbogen seitlich wegzieht beim schneiden. Deshalb wurden die Teile auf der Drehmaschine mit einem Dreibackenfutter aufgespannt und auf den gewünschten Durchmesser abgedreht.
  Um den großen Durchmesser drehen zu können, wurde ein spezieller Verlängerungs-Aufsatz für den Meißel verwendet. Danach wurde der Innendurchmesser für die Nabe gedreht.

Aufspannen

Längsdrehen

• Für die Nabe wurde eine Welle auf das gewünschte Maß gedreht und gebohrt. Die Bohrung wurde anschließend noch mit dem Innendrehmeißel aufgedreht, damit sie genau auf die Kurbelwelle passt.

  

  Nabe innendrehen

Außenring, Speichen und Nabe

• Nun mussten die 3 fertiggedrehten Speichen miteinander verschraubt werden, damit sie später zusammen gefräst werden konnten. Dazu wurden in die beiden oberen Speichen durchgebohrt und in die unterste Speiche ein M8 Gewinde geschnitten. Die obersten Bohrungen wurden für die Senkkopfschrauben zusätzlich noch gesenkt.

einspannen und bohren

M8 Gewinde schneiden

• Die verschraubten Speichen konnten nun gefräst werden. So wie für das Plasmaschneiden, wurde auch für das Fräsen ein Programm geschrieben.
  
  Da der größtmögliche Bearbeitungsbereich bei der CNC-Fräsmaschine für die Speichen zu klein ist, musste zuerst die erste und dann die zweite Hälfte des Werkstücks gefräst werden. Wichtig dabei ist, dass die Speichen parallel zur Bearbeitungsfläche ausgerichtet sind, um die beiden Hälften so symmetrisch wie nur möglich fräsen zu können. Dazu wurde ein 3D-Taster verwendet und anschließen mit Spanneisen niedergespannt.

3D-Taster

• Beim ersten Versuch die Speichen zu fräsen, wurde mit einem Schaftfräser mit HM-Wendeschneidplatten von der Schule gearbeitet. Da jedoch die geschnitten Flächen des Werkstückes beim Plasmaschneiden unerwünscht gehärtet wurden, bemerkten wir schnell, dass ein speziell für gehärtete Werkstoffe geeigneter Fräser benötigt wird.

erster Fräsversuch mit Schaftfräser

• Uns wurde von der Firma Elmont ein HPC Schrupp-Schaftfräser mit Durchmesser 20 mm zur Verfügung gestellt, mit dem die Bearbeitung der Speichen möglich war.

Fräsbearbeitung

HPC Schrupp-Schaftfräser

• Nachdem die Fräsarbeiten beendet und alle Kanten entgratet waren, konnte das Schwungrad verschweißt werden. Dazu wurde die Mitte mit dem Höhenreißer ausgemessen und mehrmals geheftet. Danach wurden alle Komponenten miteinander voll verschweißt.