HowTo: WinDIY – Montage der Hauptachse

Die Hauptachse ist die Achse, in welcher sich die Windturbine später drehen soll. Sie muss also das Gewicht der Flügel inklusive Nabe tragen und gleichzeitig auch noch die durch den Wind entstehenden Kräfte aufnehmen. Zu guter Letzt soll sie dabei leichtgängig drehen.

Eine kritische Aufgabe und meiner Meinung nach eine der wichtigsten Komponenten.

Ein paar zusätzliche Infos dazu habe ich auch hier aufgeschrieben: https://hackaday.io/project/172328/log/179713-why-i-think-a-new-main-shaft-mount-is-needed

Im folgenden Artikel findet Ihr die Anleitung um die Halterung der Hauptachse aufzubauen.


Sicherheitshinweise

Ich weiß die folgenden Hinweise sind immer irgendwie lästig und wirken unnötig. Aber leider haben schon viele Menschen die es "besser" wussten aus Leichtsinnigkeit Augen, Finger oder anderes verloren bzw. sich verletzt. Im Vergleich dazu ist ein Datenverlust fast nicht der Rede Wert, aber auch diese können echt ärgerlich sein. Deswegen nehmt Euch bitte fünf Minuten Zeit um die Sicherheitshinweise zu lesen. Denn auch das coolste Projekt ist keine Verletzung oder anderen Ärger wert.
https://www.nerdiy.de/sicherheitshinweise/


Voraussetzungen

Benötigtes Werkzeug:

Heißklebepistole
3D Drucker
Innensechskantschlüssel
Zange
Akkubohrer
3mm Bohrer
Pinzette

Benötigtes Material:

In der folgenden Liste findet Ihr alle Teile die Ihr zur Umsetzung dieses Artikels benötigt.

1xbasePlateMainShaft
1xmainShaftBearingMountBaseConnector
2xmainShaftBearingMountBearingClamp
1xmainShaftBearingMount
1xshaftCoupler
2xAluminiumprofil 14,5cm lang
2x6008ZZ Kugellager
12xM3x50 Senkkopfschrauben
8xM3x16 Senkkopfschrauben
6xM3x20 Senkkopfschrauben

Benötigte Teile sammeln

Bevor es mit dem Aufbau der Hauptachse losgehen kann, müsst Ihr natürlich zunächst alle benötigten Teile zusammen haben. Eine komplette Liste der benötigten Materialien und Werkzeuge findet Ihr weiter oben in der Material- und Werkzeugliste

Auf diesem Bild seht Ihr alle Bauteile die zum Aufbau der Hauptachse benötigt werden.

Die benötigten STL-Dateien zum Ausdrucken findet Ihr hier: https://github.com/Nerdiyde/WinDIY/tree/master/mainAxis

Ich habe die Teile mit den Folgenden Einstellungen gedruckt.

  • Perimeter: 5
  • Infill: 50%

Die Schrauben sollten am besten aus Edelstahl sein, damit sie durch Feuchtigkeit nicht rosten.


Kugellager in der Hauptachsen-Basis montieren

Die Basis der Hauptachse besteht aus einem Teil. Darin werden die zwei Kugellager eingelegt und verklemmt.

Für diesen Teil des Aufbaus der Hauptachse benötigt Ihr die Hauptachsen-Basis, zwei 6008ZZ Kugellager, vier M3x20 Schrauben und vier M3 Muttern.

Steckt nun das erste der beiden 6008ZZ Kugellager wie abgebildet in die Hauptachsen-Basis.

Achtet dabei darauf, dass das Kugellager bis zum Anschlag in der Halterung sitzt.

Das Kugellager sollte genau mittig in der Halterung sitzen.

Weitere Ansicht.

Setzt nun auch das zweite 6008ZZ Kugellager in die noch freie Halterung der Hauptachsen-Halterung.

Prüft nun nochmal, dass beide Kugellager bis zum Anschlag und mittig zentriert in der Hauptachsen-Halterung sitzen.

Weitere Ansicht.

Weitere Ansicht.

Um das Kugellager in der Hauptachsen-Halterung zu sichern solltet Ihr nun die erste Kugellagerklemme wie abgebildet in die Hauptachsen-Halterung einlegen und…

…mit einer der M3x20 Senkkopfschrauben sichern.

Um die Schraube sichern zu können solltet Ihr die Schraube mit einer M3 Mutter sichern.

Wiederholt das natürlich auch für die andere Seite der Kugellagerklemme.

Weitere Ansicht.

Weitere Ansicht.

Auf die gleiche Weise solltet Ihr nun auch das andere Kugellager mit der Kugellagerklemme in der Hauptachsen-Halterung sichern.


Hauptachsen-Basis mit dem Basis-Verbinder verbinden

Die Hauptachsen-Basis wird mithilfe des Basis-Verbinders mit der Basisplatte verbunden. Dazu wird nun zuerst die Hauptachsen-Basis mit dem Basis-Verbinder verbunden.

Hierzu benötigt Ihr die abgebildeten Teile.

  • Die vorbereitete Hauptachsen-Halterung
  • den 3D gedruckten Basis-Verbinder
  • zwei 14,5cm lange Stücke des 10x10mm Aluminiumprofils
  • sechs M3x50 Senkkopfschrauben
  • sechs M3x20 Senkkopfschrauben
  • zwölf M3 Muttern

Steckt nun das erste der beiden Aluminiumprofile wie abgebildet…

… bis zum Anschlag in die Hauptachsen-Halterung.

Nun bohrt Ihr mit einem 3mm Bohrer durch das – für die Schraube vorgesehene Loch – in das Aluminumprofil.

Wichtig: Achtet darauf, dass Ihr nur eine Außenseite des Aluminiumprofils durchbohrt. Mehr dazu im nächsten Bild.

Das gleiche wiederholt Ihr für das andere Schraubenloch.

Wenn Ihr das Aluminiumprofil nun noch einmal herauszieht sollte es in etwa so aussehen.

Wie hier zu sehen, sollte das Aluminiumprofil nur auf einer Seite durchbohrt sein.

Zum befestigen des Aluminiumprofils in der Hauptachsen-Halterung benötigt Ihr nun zwei M3x20 Senkkopfschrauben und zwei M3 Muttern.

Legt die erste der beiden M3 Muttern nun wie abgebildet in die Aussparung an der Innenseite der Führung für das Aluminumprofil.

Nahansicht der eingelegten M3 Mutter.

Schraubt nun wie abgebildet die M3x20 Senkkopfschraube in die Mutter.

Weitere Ansicht.

Wiederholt dies nun auch für die andere Schraubenposition.

Die beiden Schrauben sollten nun wie abgebildet in der Führung für das Aluminiumprofil hängen.

Nahansicht.

Zieht die Schraube nun inklusive Mutter zurück, sodass die Mutter komplett in der passenden Aussparung verschwindet. Nun könnt Ihr das Aluminiumprofil einschieben und sobald die Löcher im Aluminiumprofil Deckungsgleich mit den Schrauben sind, könnt Ihr die Schrauben in die Löcher des Aluminiumprofil einschrauben.

Schraubt die Schrauben nun weiter in das Aluminiumprofil ein, bis das Aluminiumprofil durch die Schrauben in der Halterung verklemmt ist.

Weitere Ansicht.

Wiederholt dies nun nochmal für das andere Aluminiumprofil

Beide Aluminiumprofile sollten nun fest…

… in der Hauptachsen-Halterung verklemmt sein.

Steckt die beiden Aluminiumprofil nun wie abgebildet in den 3D gedruckten Basis-Verbinder.

Weitere Ansicht.

Schiebt den Basis-Verbinder bis zum Anschlag an die Hauptachsen-Halterung.

Draufsicht.

Seitenansicht.

Bohrt nun wieder wie zuvor auch durch das Schraubenloch in das Aluminiumprofil.

Wichtig: Achtet darauf, dass Ihr nur eine Außenseite des Aluminiumprofils durchbohrt. Mehr dazu im nächsten Bild.

Wiederholt das gleiche natürlich auch für die andere Seite.

Setzt nun wieder auf beiden…

…Seiten jeweils eine M3x20 Senkkopfschraube ein und verschraubt sie jeweils mit einer M3 Mutter.

Ansicht des Basis-Verbinders inklusive eingesetzter Schrauben.

Zieht die Schraube nun wieder inklusive Mutter zurück, sodass die Mutter komplett in der passenden Aussparung verschwindet. Nun könnt Ihr den Basis-Verbinder wieder auf die beiden Aluminiumprofile der Hauptachsen-Halterung schieben.

Ansicht des aufgesetzten Basis-Verbinders und der Hauptachsen-Halterung.

Die Schrauben die Ihr gerade vorbereitet habt, werden in einem späteren Schritt festgezogen.

Zur zusätzlichen Befestigung benötigt Ihr nun sechs der M3x50 Senkkopfschrauben und sechs M3 Muttern.

Schiebt die erste der M3x50 Senkkopfschrauben durch den Basis-Verbinder in die Hauptachsen-Halterung.

In der Hauptachsen-Halterung solltet Ihr dazu eine M3 Mutter in die abgebildete Aussparung einstecken.

Diese sollte so darin sitzen, dass sie mit der zuvor eingesteckten M3x50 Senkkopfschraube verschraubt werden kann.

Wiederholt dies mit einer weiteren Schraube in dem direkt benachbartem Schraubenloch.

Sichert diese Schraube wieder mit einer M3 Mutter.

Beide Schrauben sollten nun mit jeweils einer M3 Mutter gesichert sein.

Wiederholt dies nun mit den beiden anderen Schrauben auf der anderen Seite der Hauptachsen-Halterung.

Weitere Ansicht.

Ansicht der beiden Senkkopfschrauben auf der linken Seite.

Ansicht der beiden Senkkopfschrauben auf der rechten Seite.

Die beiden restlichen M3x50 Senkkopfschrauben könnt Ihr nun nutzen um den Basis-Verbinder auf die gleiche Weise auf der Unterseite zu verbinden.

Schiebt die Schraube dazu wie abgebildet durch den Basis-Verbinder in die Hauptachsen-Halterung…

…und verschraubt diese wieder mit einer M3 Mutter die Ihr auf der Unterseite der Hauptachsen-Halterung…

…in die dafür vorgesehenen Montageplätze einlegt.

Dies sollte dann in etwa so aussehen.

Wiederholt das ganze nun natürlich auch für die gegenüberliegende Seite.

Nun könnt Ihr auch die zuvor vorbereiteten Schrauben einschrauben um die Aluminiumprofile im Basis-Verbinder zu verschrauben.


Hauptachshalterung mit der Basisplatte verbinden

Im nun folgenden Schritt geht es darum die vorbereitete Hauptachsen-Halterung (inkl. Basis-Verbinder) mit der Basisplatte zu verbinden.

Dazu benötigt Ihr:

  • natürlich die vorbereitete Hauptachsen-Halterung
  • die 3D gedruckte Basisplatte
  • vier M3x50 Senkkopfschrauben
  • vier M3x20 Senkkopfschrauben
  • acht M3 Muttern

Positioniert nun zunächst zwei M3 Muttern wie abgebildet in den Aussparungen in der Basisplatte.

Nahansicht der eingelegten M3 Muttern in der Basisplatte.

Positioniert die Hauptachsen-Halterung nun wie abgebildet vor dem Basis-Verbinder und steckt die…

…beiden Teile wie abgebildet zusammen.

Nun könnt Ihr den Basis-Verbinder mithilfe der ersten M3x20 Senkkopfschraube mit der Basisplatte verschrauben.

Steckt die M3x20 Schraube dazu durch das abgebildete Schraubenloch und …

… verschraubt es auf der Unterseite mit einer M3 Mutter.

Wiederholt dies nun mit den übrigen M3x20 Senkkopfschrauben.

Verschraubt auch diese mit M3 Muttern auf der Unterseite der Basisplatte.

Nun benötigt Ihr die restlichen M3x50 Senkkopfschrauben.

Steckt auch diese nun durch die – noch freien – Schraubenlöcher im Basis-Verbinder in die Basisplatte…

…und verschraubt sie abermals mit M3 Muttern auf der Unterseite der Basisplatte.


Verbindung mit dem Drehlager vorbereiten

Im letzten Schritt wird die Basisplatte für die spätere Verbindung mit dem Drehlager vorbereitet.

Dazu benötigt Ihr:

  • die vorbereitete Hauptachsen-Halterung inkl. aller angebauten Komponenten
  • vier M3x25 Senkkopfschrauben
  • fünf M3 Muttern
  • die 3D gedruckte Verbindungsplatte

Bereitet die Verbindungsplatte nun vor indem Ihr drei M3 Muttern – wie abgebildet – in die Basisplatte einlegt.

Nahansicht der eingelegten M3 Muttern in der Verbindungsplatte.

Nun wird es kurz etwas kompliziert. Die Verbindungsplatte muss nun so auf die Basisplatte gelegt werden, dass die zuvor eingelegten M3 Muttern zwischen Verbindungsplatte und Basisplatte eingeschlossen werden.

Diese werden später benötigt um die obere Halterung des Drehturms mit der Verbindungsplatte zu verbinden.

Dank der bisher herausguckenden M3x50 Schrauben von der Verbindung von Basis-Verbinder und Basisplatte ist die Verbindungsplatte nun schon direkt in der richtigen Position.

Die Verbindungsplatte sollte auf jeden Fall wie abgebildet auf der Basisplatte aufliegen.

Nun könnt Ihr die ersten beiden M3x25 Senkkopfschrauben durch die Verbindungsplatte mit den zuvor in der Basisplatte eingelegten M3 Muttern verschrauben.

Auf der gegenüberliegenden Seite wiederholt Ihr dies mit den anderen beiden M3x25 Senkkopfschrauben.

Dies sollte von unten gesehen so aussehen.

Die letzten beiden M3x25 Schrauben müssen dazu auf der Oberseite der Basisplatte wieder mit jeweils einer M3 Mutter verschraubt werden.

Das waren nun viele verschiedene M3 Schrauben und Muttern.

Wenn alles gut gegangen ist sollte Eure Hauptachsen-Halterung nun so aussehen.

Weitere Ansicht der zusammengebauten Hauptachsen-Halterung.

Weitere Ansicht der zusammengebauten Hauptachsen-Halterung.


Ich hoffe bei euch hat alles wie beschrieben funktioniert. Falls nicht oder ihr Fragen oder Anregungen habt lasst es mich in den Kommentaren bitte wissen. Ich trage dies dann ggf. in den Artikel nach.
Auch Ideen für neue Projekte sind immer gerne willkommen. 🙂

Fab

P.S. Viele dieser Projekte - besonders die Hardwareprojekte - kosten viel Zeit und Geld. Natürlich mache ich das weil ich Spaß daran habe, aber wenn Du es cool findest, dass ich die Infos dazu mit Euch teile, würde ich mich über eine kleine Spende an die Kaffeekasse freuen. 🙂

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