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Liebherr 921B - 3D Gedruckt

Hallo Alexander,

super Idee mit der Drehvorrichtung. Mit dem Lackieren ergeht es mir ähnlich wie dir. Das mache ich auch nur sehr ungerne. Ich habe Modelle die Jahrelang auf die Lackierung warten mussten.

Viele Grüße,

Matthias
 
Kurzer Zwischenbericht. Zweite Drehvorrichtung zum Lackieren der Teile. Ich hatte erst eine Version gebaut, die mit dem kleinen Motor (von Pollin) direkt angetrieben wurde. Ich hätte es leicht probieren können, um festzustellen, dass das zu schnell ist. Ich habe es dann mit einem 1:5 Getriebe versehen. Das läuft gut.

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Gerade drucke ich die ersten Reifen. Mal sehen, wie das mit dem neuen PRUSA MK4 geht. Ich muss insgesamt 8 Reifen drucken. Bilder folgen.

Viele Grüße Alexander
 
Nachdem ich mich nun doch entschieden habe, die Mobilversion des Baggers zu bauen, sind die Reifen / Räder als nächstes dran. Für mich, der sich mit Baumaschinen nicht auskennt, hat es einige Zeit gekostet, bis ich überhaupt gescheite Maße gefunden habe. Mein Gescha 1:50 Modell hat Reifen, die umgerechnet 85mm Durchmesser haben müssten. Das passte mit den Skizzen überhaupt nicht zusammen: viel zu groß. Glücklicherweise habe ich eine alte Betriebsanweisung bei ebay erstanden.

Neben einigen Grundmaßen habe ich immerhin die Maße der Reifen gefunden: 9.00 - 20 / 12PR. Alternativ: 10.00 - 20 und 11.00 - 20 bei meiner 8-fach Bereifung. Ich habe auch gefunden, dass breitere Reifen (11.00 - 20) wohl einen größeren Durchmesser haben. Das mag aber von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich sein. Ich habe nur Stichproben prüfen können.

Ich habe mich für die 9.00 - 20 entschieden. Außendurchmesser ist 1012mm im Original, was ich an einer Quelle gefunden habe. Ich habe mich für 73mm entschieden. Je geringer der Durchmesser, desto besser wird die geringe Kraft der Antriebsmotore genutzt. Apropos Antriebsmotor. So schön, wie beim Fuchs bekomme ich das nicht hin. Im Original ist wohl ein sehr platzsparender Hydraulikmotor verbaut (habe leider keine wirklich aussagekräftigen Angaben zum Original). Meine Idee: ich versuche einen Pollin Getriebemotor unterzubringen und mindestens jedes Hinterrad direkt antreiben. Also zwei Motore in der Hinterachse. Aber das wird sich erst später zeigen, wenn ich mit der Konstruktion so weit bin. N20 Würde mir Sicherheit passen, aber der wird dann doch zu schwach sein. Mal sehen, ob es gelingt, die Vorderachse ebenfalls anzutreiben (auch je zwei Motore). Vermutlich nicht, da der Wendekreis darunter leiden würde.

Ich habe im Internet Bilder der Achsen des 921 als Ersatzteile gefunden. Das ist sehr hilfreich. Im Gegensatz zum Fuchs 301, bei dem es wesentlich mehr detailliertes Bildmaterial gibt, weil es ein sehr ikonischer Bagger ist, der mehrfach restauriert wurden, gibt es zum Liebherr 921 nur sehr wenige, sehr schlechte Bilder.

Ich werde nachher ein Bild des ersten Reifens einstellen. Im Wesentlichen habe ich den Fuchs Reifen skaliert. In Anbetracht der verschiedenen Stollenprofile, die es gibt, kann keiner kommen und sagen, dass der Reifen so nicht ausgesehen hat. Eigentlich hätte ich schon zwei Reifen haben müssen, aber mein zweiter Druck mit dem neuen Drucker (PRUSA MK4) und neuem TPU (82A) ist schiefgegangen. Das TPU wurde nicht weiter transportiert. Ich war wohl etwas sehr optimistisch mit der Geschwindigkeit (2 Reifen in 4:30h, also 2:15h pro Reifen war schon sehr ambitioniert. Habe nun eine deutlich geringere Geschwindigkeit gewählt und ein Reifen druckt nun ca. 3h. Also die nächsten Tage werden vier rechte und vier Linke Reifen gedruckt. Wie bei den Fuchs Reifen liegt die Innenseite der Zwillingsreifen flach auf dem Druckbett auf und ist nicht "ballig". Das sieht man aber nur, wenn man seeeehr genau hinschaut.
 
Immer wieder schön die Fortschritte zu sehen.

TPU braucht eine geringere Druckgeschwindigkeit.
 
Hallo Alexander!
Ich bin mir sicher, daß Dein Liebherr genauso schön wird wie 301er!
Die Idee für die Drehvorrichtung zum lackieren finde ich auch super!
Weißt du vielleicht wieviel Drehmoment der Motor hat?
 
Die Reifen sind nun alle gedruckt. Die Fäden, die man hier sieht sind nur auf zwei Reifen vorhanden, weil ich die gemeinsam auf der Druckplatte gedruckte hatte.
Die restlichen 6 Reifen habe ich je einzeln gedruckt. Da gab es keine Fäden. Mit der langsamen Geschwindigkeit gab es keinerlei Probleme mit dem Druck.
Felgen sind ebenfalls fertig.

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Dann habe ich überlegt, wie ich den Oberwagen drehe. Im Original ist ein relativ kleiner, kraftvoller Hydraulik Motor verbaut.
So ein kleiner E-Motor (N20) wird es nicht schaffen, den Oberwagen zu drehen. Das hat die Erfahrung mit dem Bucyrus gezeigt.

Also habe ich überlegt, einen Zahnriemen zu verwenden. Da ich Lust am Experimentieren habe, habe ich mal einen Zahnriemen und eine Riemenscheibe gedruckt.
Der Zahnriemen ist aus dem selben 86A TPU gedruckt. Was soll ich sagen? in einem ersten Versuch, funktioniert es besser als erwartet.

Sobald ich mit der Konstruktion weiter bin, werde ich das vertiefen und einen starken Motor hinten verbauen und einen Riemenantrieb testen.

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Viele Grüße
Alexander
 
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habe ich mal einen Zahnriemen und eine Riemenscheibe gedruckt.
Hallo Alexander,
...ich bin beeindruckt, was alles mit 3-D-Druck zu machen ist...:ok!
Kannst Du mir mal 20m Drahtseil 12-adrig mit Durchmesser 2mm drucken? Wenn das geht, verkaufe ich meine Drehmaschine, Fräsmaschine,Bohrmaschine usw.,
lerne das Konstruieren mit Cad und kaufe mir einen Drucker...
 
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Kannst Du mir mal 20m Drahtseil 12-adrig mit Durchmesser 2mm drucken? Wenn das geht, verkaufe ich meine Drehmaschine, Fräsmaschine,Bohrmaschine usw.,
lerne das Konstruieren mit Cad und kaufe mir einen Drucker...
🤣🤣🤣
 
Ich habe vermutlich eine wesentliche Hürde genommen: den Drehantrieb. Die Idee mit dem Zahnriemen war technisch interessant, hätte aber viele Nachteile gehabt. Unter anderem die fehlende Erfahrung. Ein grundlegendes Problem ist, dass ich vom Original Bagger von oben praktisch kein Bild gefunden habe, das den Drehantrieb zeigt. Ich habe ein paar Zeichnungen aus der Betriebsanleitung und der Ersatzteilliste, aber die geben nicht viel her. Nach einigem hin und her bin ich zu der Überzeugung gelangt, dass der Drehantrieb im Original durchaus nach oben herausragt. Ich hatte noch einen ZHAOWEI Motor mit Planetengetriebe (16mm Durchmesser) liegen, der 33 U/min macht. Damit und dem 1:4,1 Zahnkranz Getriebe dauert eine 360° Drehung ca. 8s. Von Videos habe ich ca. 10s gemessen. Leider gibt es diesen Motor nicht mehr. Nur noch die 10 und 15 U/Min Variante.

Basis ist ein 6811 2RS Kugellager (55x72x9 mm). Hier ein Bild:

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Anhand der vorliegenden Zeichnungen und des Gescha Modells konnte der Abstand zum Chassis und der Durchmesser der Dreh-Einheit gut ermittelt werden. Im Modell ist der Durchmesser etwas größer.

Screenshot 2024-02-28 111630.png

Auf den folgenden Bildern kann man die Einzelteile ganz gut erkennen.

Screenshot 2024-02-28 111742.png


Screenshot 2024-02-28 111858.png

Kritisch war, dass man das ganze auch zusammenbauen muss.
  • Zuerst wird das Lager auf Das Teil mit dem Innenzahnkranz gesteckt.
  • Dann wird von unten die Halterung für den Oberwagen über das Lager geschoben.
  • Diese Kombination wird dann mit drei M3 Schrauben (etwas überdimensioniert) mit dem Chassis verschraubt.
  • Danach kann die Einheit mit 5xM3 von oben mit der Plattform des Oberwagens verschraubt werden.
  • Dazu wird noch ein einfacher, 2mm dicker Ring auf das Lager gelegt.
Screenshot 2024-02-28 112211.png

Der Drehmotor samt Halter wird mit 2 M3 Schrauben mit der Plattform verschraubt. In die Plattform kommen ausnahmsweise M3 Inserts damit man das Gewinde mehrfach verwenden kann. Ich schraube oft direkt in das PLA, wenn die Verbindung sehr selten gelöst wird.

Insgesamt wird das ganze sehr wartungsfreundlich. Die Kabine wird als gesondertes Teil gebaut und von unten mit der Plattform verschraubt. Ich mache mir auch keine Sorgen wegen der zum Drehen erforderlichen Kraft. Beim Bucyrus habe ich die Original Drehmechanik mit den Walzen verwendet, die sehr viel Reibung verursacht. Hier ist die Reibung minimal und es wird praktisch kein Spiel geben. In der Konstruktion der Bagger liegen halt mindestens 40 Jahre dazwischen.

Damit bin ich einen deutlichen Schritt weiter gekommen. Bevor ich große Teile drucke will ich erst alles konstruiert haben, um nicht zu viel Ausschuss zu produzieren.

Viele Grüße
Alexander
 
Ich konnte nicht widerstehen! Im Keller lag noch eine Rolle super hässliches komisch-blaues Filament, das ich vor Jahren gekauft habe. Es druckt auch nicht besonderes toll. Aber für Prototypen reicht es allemal.

Also habe ich mal den Drehantrieb gebaut, um a) die Toleranzen zu prüfen (lassen sich die Teile gut zusammenbauen? Zu wenig / zu viel Spiel?) und b) natürlich die Funktion zu prüfen.

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Unten ist nur ein kleiner Teil des Chassis zu sehen und oben der vordere Teil des Oberwagens.

Nachdem es sich problemlos gedreht hat (nur 5V an der Stelle, später 6V), habe ich etwas auf ballastiert: 4,1kg in Stahl-Scheiben.

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Was soll ich sagen? Ich bin begeistert. Alles passt. Kein Spiel! Und der kleine China-Motor dreht den Oberwagen mit über 4kg völlig ohne Probleme und butterweich. Zum Vergleich: der Ausleger ohne Schaufel wiegt ca. 600g.

Das Kugellager musste etwas entfettet werden, damit es etwas leichter läuft. Also: Deckscheiben ab und mit einer Küchenrolle überflüssiges Fett abgewischt. Mit ein wenig Geduld ging es dann viel leichter. Ich habe keine Entfetter verwendet. Nur abgewischt.

Erfolg auf der ganzen Linie!
 
Leider war sehr viel los. Ich durfte mal wieder auf Dienstreise nach New York, was ziemlich anstrengend war: Sonntag 3:30h aufstehen, Ankunft im Hotel 16h (lokale Zeit), 17h erste Besprechung. Dienstag 19h, nach 1,5 Tagen Konferenz, Abflug nach München, Mittwoch 7h in MUC angekommen in die Firma und gearbeitet: Donnerstag: Präsentation vor Kunden. 18h Rückflug geplant, aber eine Stunde Verspätung. Freitag: PLATT!

Aber ich hatte immer wieder eine Stunde Zeit, um etwas am Antrieb zu arbeiten. Leider gibt es sehr wenig Material zum Original und zum Unterwagen gibt es schon gar nichts. Ich wünschte, ich wüsste, wo so ein 921er in der Nähe von Braunschweig steht, um ihn zu fotografieren.

Also muss ich einigermaßen improvisieren. Das Antriebskonzept des Fuchs 301 funktioniert hier nicht, das wegen des innenliegenden Zahnrads zum Drehen des Oberwagens einfach nicht genug Platz ist. Also habe ich anhand von kruden Skizzen und sehr schlechten Bildern aus dem Internet improvisiert. Mir kam die Idee, den gleichen Motor, der die Drehung macht auch für den Antrieb zu verwenden. Bei 6V und 33 U/min müsste eine Vorbildgetreue Geschwindigkeit von 6,4km/h möglich sein. Das ist praktisch der Geländegang. Der Antrieb dafür stark genug sein.

Hier ein paar Bilder von der Konstruktion:

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Screenshot 2024-03-24 185858.png

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Der Motor wird liegend verbaut und ein 1:1 Stirnradgetriebe ausgerüstet. Die Zahnränder aus PLA werden die wenigen Fahrten locker aushalten. Den Kardan habe ich schon Testhalber gedruckt und er funktioniert, wie schon beim F301. Überall, wo die Madenschrauben des Kardan oder der Zahnräder mit der Welle in Berührung kommen, wird die jeweilige Welle abgeflacht, so dass keine großen Kräfte für den Formschluss erforderlich sind.

Als nächstes folgen die Achsen, die ich weitgehend improvisieren muss. Das liegt mir nicht besonders. Aber so ist es nun einmal.

Viele Grüße
Alexander
 
Ich bin am Wochenende deutlich weiter gekommen und habe Abends immer noch mal ein paar Minuten Zeit gefunden, die Teile zu vervollständigen.

Die Hinterachse ist (fast) fertig und ich habe schon einen Prototypen gedruckt, um zu sehen, ob alles klappt.

Zunächst die Konstruktion, die ich nur anhand einiger Bilder und der Hauptmaße gemacht habe:

Screenshot 2024-04-03 191201.png

Screenshot 2024-04-03 191217.png

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Im wesentlichen ist es ein 1:1 Kegelrad Getriebe mit 15Z bei einem Modul von 0,8. Ich habe mal einen Prototypen mit dem billigsten PLA gedruckt. Nur die Zahnräder sind mit hochwertigem PLA mit meinem PRUSA MINI+ und einer 0,25mm Düse gedruckt.

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Obwohl ich schon vom FUCHS 301 wusste, dass das funktionieren wird, ist es immer wieder schön zu sehen, wenn so ein 3D gedrucktes Getriebe super schön läuft. Ich lasse die Modelle selten fahren, daher spielt Verschleiß keine Rolle. Wenn die Zahnräder verschlissen sind, werden sie einfach getauscht. Das ist alles sehr servicefreundlich.

Viele Grüße
Alexander
 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo Alexander,
cooles Projekt.
Ich habe mal eine Frage zum Druck von den Achsen. Musst du die Bohrungen für die Kugellager an der Abtriebsachse nachbohren oder passt das schon so wenn es aus dem Drucker kommt?
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Bin gespannt wie's weiter geht.

Gruß André
 
Hallo André,

vielen Dank!

Ich habe mal eine Frage zum Druck von den Achsen. Musst du die Bohrungen für die Kugellager an der Abtriebsachse nachbohren oder passt das schon so wenn es aus dem Drucker kommt?
Ich habe die Bohrungen für die Lager tatsächlich genau 7mm konstruiert und es ist eine "sanfte" Presspassung. Kein Nachbohren erforderlich; die Lager lassen sich mit überschaubarem Druck einpressen und halten perfekt.

Leider wird es noch dauern. Vermutlich das ganze Jahr, bis ich das erste mal damit baggern kann. Daher freue ich mich immer an den kleinen Fortschritten.

VG Alexander
 
Danke für die schnelle Rückmeldung! Genau das war mein Anliegen. In der Regel muss man ja die Bohrungen etwas größer konstruieren, dass alles passt. Aber wie du schreibst, geht es auch mit etwas "Nachdruck" :)
 
André, das hängt auch von der Ausrichtung auf dem Druckbett, dem verwendeten Filament und dem verwendeten Drucker ab. In diesem Fall sind die Löcher ohne Stützen vertikal gedruckt. Sie sind eh etwas "eirig". Wenn ich unsicher bin konstruiere ich ein kleines Muster, drucke es aus und sehe dann. In machen Fällen ist in der Tat ein wenig Übermaß vorzusehen.

Bei den Zahnrädern sind die Bohrungen 3mm konstruiert (für die 3mm Welle) fallen aber liegend gedruckt ca. 2,9mm aus. Die müssen nachgebohrt werden. Das ist aber gut so, da sie dann 100% spielfrei auf den Welle sitzen. Ich arbeite da also mit einer Mischung.
 
Mit welchem Programm zeichnest du?
 
Autodesk Fusion 360 Personal Edition (Frei)
 
Ich habe gestern Abend noch ein wenig an der Radaufnahme gearbeitet. Auch die habe ich nach Bildern gestaltet.
Hier habe ich eine der wenigen aussagekräftigen Bilder gefunden:

Die Achse musste noch etwas verbreitert werden, aber jetzt passt alles. Anbei ein paar Bilder.

Screenshot 2024-04-05 131645.png

Screenshot 2024-04-05 131716.png

Die Radaufnahme besteht aus drei Teilen: Die Kappe mit dem HL Logo im Kreis drucke ich mit dem PRUSA MINI mit der 0,25mm Düse.
Screenshot 2024-04-05 131905.png


Screenshot 2024-04-05 132015.png

Hier ein Muster der Radaufnahme mit montierten Felgen und Reifen:

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Sieht ganz gut aus.

Viele Grüße
Alexander
 

Anhänge

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Ich habe die Hinterachse nun komplett fertiggestellt. Hier ein paar Bilder:

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Alles lackiert. Ich muss gestehen, dass ich mir mit dem Finish nicht die größte Mühe gegeben habe, da außer den Rädern außen fast nichts sichtbar sein wird. Die Achse wird von der hydraulischen Abstütz-Vorrichtung komplett verdeckt.

Ich habe einen sehr kruden Testlauf mit dem dafür vorgesehenen Motor gemacht. Meine Erwartungen an die (niedrige) Geschwindigkeit wurden voll erfüllt. Ich gehe davon aus, dass es ein guter Kompromiss aus Kraft und Geschwindigkeit sein wird. Einen größeren Motor hätte ich nicht unterbringen können. Das Getriebe läuft einfach super. Bin sehr zufrieden. Es wird übrigens nur die Hinterachse angetrieben.

Grüße Alexander
 
Zuletzt bearbeitet:
Heute Abend habe ich ein wenig an der Abstützung konstruiert. Sie ist noch nicht fertig, aber die grundlegende Logik funktioniert.
Ich habe wunderbare kräftige aber kleine Servos mit Metallgetriebe gefunden. Sie werden üblicherweise in Tragflächen von Flugzeugen für die Querruder eingesetzt.

Bilder sagen mehr als 1000 Worte. In Fusion 360 kann man solche einfachen Kinematik Modelle schön ausprobieren.

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Es fehlen noch etliche Elemente, wie die Kabelkanäle für die Servos, die zweit Platte und ich muss überlegen, wie ich das am Ende drucke und zusammenbaue. Aber das ist Fleißarbeit. Das wichtigste ist erledigt.

Grüße Alexander
 
Hallo Alexander

Ich glaube nicht das die Servos das mitmachen, die Winkel sind ja exterm.
Alternativ würde ich mir eher eine Spindel mit einem N20 Motor bauen. Diese Bauform würde wohl von der Länge her reinpassen
Ne Spindel hat auch den Vorteil das die selbsthemmend ist, der Servo wird immer arbeiten müssen, das braucht viel Strom und der Servo macht das auch nicht ewig mit.
 
Ich glaube nicht das die Servos das mitmachen, die Winkel sind ja exterm.
Zwei Gedanken dazu:

1. Es ist ein 3D gedrucktes relativ leichtes Modell. Nicht vergleichbar mit den schweren Brummern, die man sonst hier so sieht. Es reicht, wenn die Stützen ohne Kraft den Boden berühren. Im Liebherr Handbuch steht, dass die Räder bei Abstützung den Boden berühren müssen.

2. Ich werde mal einen Prototypen bauen. Bei Flugzeug Fahrwerken habe ich mit ähnliche extremen Winkeln gearbeitet. Wenn die Stütze den Boden berührt ist das Winkel Verhältnis so, dass die geringste Kraft erforderlich ist.

Falls es nicht funktioniert, kann ich immer noch N20 mit Spindel einbauen.

VG Alexander
 

Servonaut
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