2.4 Simulation of the Joy gear in CAD
13.01.2013
Nach der grundsätzlichen Bestätigung der Joj-Umseuerungsgeometrie im Programm von Dockstader habe ich deren Details in das Grundgerüst des 3D CAD übertragen. Durch Definition aller Geometriebeziehungen kann die Maschine auch im CAD originalgetreu bewegt werden. Dies ist eine große Hilfe bei der Kollisionsüberprüfung aller bewegten Teile. Je weiter man das Modell verfeinert, in dem man es um Lager, Stehbolzen und Muttern erweitert, um so genauer ist diese Überprüfung möglich. Wichtig ist es dabei, alle im Betrieb möglichen Umsteuerpositionen durch zu spielen.
Für das unten ablaufende animierte Gif wurden 20 verschiedene Kurbelwellenpositionen "Fotografiert" und zusammengesetzt. Die Maschine ist hier aus Platzgründen wieder liegend dargestellt. Der Zylinder (links) steht sonst über der Kurbelwelle (rechts). Die Animation zeigt einen Schnitt durch den Hochdruckzylinder, das Pleuel und den Hochdruckrundschieber (rot). Das zentrale graue Teil ist die gemeinsame Kreuzkopfführung für den Antriebsstrang (unten) und den Umsteuerstrang (oben). Alle nicht direkt für das Funktionsverständnis nötigen Einzelteile habe ich hier ausgeblendet
Legt man auf wichtige Geometrieelemente der Konstruktion Überwachungspunkte, wird deren Position über der Zeit mitgeschrieben. So eine Auswertung ist hier abgebildet. Die X-Achse bildet die Zeit ab, die Y-Achse den Weg in mm. Punkte auf unbeweglichen Elementen ergeben einen waagerechten Strich. Das habe ich dazu genutzt, die vier Kanten des oberen und unteren Dampfkanals vom Schieber in den Zylinder zu markieren
Vier weitere Überwachungspunkte setzte ich auf die äußeren Kanten der Schieberlappen. Diese schwingen mehr oder weniger sinusförmig auf und ab. Dabei öffnen sie den Weg zu den Dampfkanäle mal nach außen (Dampf Einlass) oder nach innen (Auslass/Auspuff). Da die CAD Animation für beliebige Geometrien nutzbar ist, muss die Beschriftung sowie Angaben zur Bedeutung aller Elemente manuell eingetragen werden.