Elektromotor Stator-Lamelle mit FreeCAD Part Design entwerfen

In dieser Anleitung entwerfen wir in FreeCAD eine Lamelle aus Elektroblech, welche in einem Elektromotor zum Einsatz kommt. Ein Elektroblech oder Elektroband ist eine Eisen-Silizium-Legierung und der Stahlwerkstoff der Wahl zur Herstellung von Magnetkernen als Rotoren oder Statoren in elektrischen Maschinen. Nachfolgend ein Beispiel-Abbildung (Abbildung 1). Wir verwenden in dieser Anleitung FreeCAD 0.20 mit den Arbeitsbereichen Part Design und Skizzierer. Die Anleitung kann auch in älteren und neueren FreeCAD Versionen nachverfolgt werden.

Abbildung 1: Lamelle eines Stators aus Elektroblech für einen Elektromotor.
Abbildung 1: Lamelle eines Stators aus Elektroblech für einen Elektromotor.

In dieser Anleitung werden wir folgende Themen behandeln:

  • Den Grundkörper der Stator-Lamelle erstellen
  • Die Außen und Innenaustanzungen erstellen

    Den Grundkörper der Stator-Lamelle erstellen

  1. Starte FreeCAD (Abbildung 2).
    Abbildung 2: FreeCAD starten.
    Abbildung 2: FreeCAD starten.
  2. Erstelle ein neues Dokument mit Neu (Abbildung 3).
    Abbildung 3: Neues Dokument erstellen.
    Abbildung 3: Neues Dokument erstellen.
  3. Speichere das Dokument unter Speichern als elektroblech.FCStd (Abbildung 4).
    Abbildung 4: Datei speichern.
    Abbildung 4: Datei speichern.
  4. Wechsle in den Part Design Arbeitsbereich (Abbildung 5).
    Abbildung 5: In den Part Design Arbeitsbereich wechseln.
    Abbildung 5: In den Part Design Arbeitsbereich wechseln.
  5. Erstelle einen neuen Körper mit dem Befehl Körper erstellen (Abbildung 6).
    Abbildung 6: Körper erstellen.
    Abbildung 6: Körper erstellen.
  6. Erstelle eine neue Skizze mit dem Befehl Skizze erstellen (Abbildung 7).
    Abbildung 7: Skizze erstellen.
    Abbildung 7: Skizze erstellen.
  7. Wähle die XZ_Plane als Bezugsebene aus (Abbildung 8).
    Abbildung 8: Bezugsebene XZ_Plane auswählen.
    Abbildung 8: Bezugsebene XZ_Plane auswählen.
  8. Erstelle eine Skizze mit zwei Kreisen im Nullpunkt (Abbildung 9).
    Abbildung 9: Skizze Grundkörper.
    Abbildung 9: Skizze Grundkörper.
  9. Schließe jetzt die vollständig bemaßte Skizze. Der Löser zeigt, ob die Skizze vollständig bestimmt ist und leuchtet grün (Vollständig bestimmt). Schließe jetzt den Sketcher jetzt mit dem Befehl Schließen (Abbildung 10).
    Abbildung 10: Skizze vollständig bemaßt, der Löser meldet in grün Vollständig bestimmt.
    Abbildung 10: Skizze vollständig bemaßt, der Löser meldet in grün Vollständig bestimmt.
  10. Erstelle jetzt den Grundkörper als Volumenmodell, hierzu benutzt du den Befehl Aufpolstern (Abbildung 11). So erhalten wir aus der 2D-Skizze ein 3D-Modell.
    Abbildung 11: Befehl Auspolsterung.
    Abbildung 11: Befehl Auspolsterung.
  11. Betrachten wir den fertigen Grundkörper der Lamelle in der 3D-Ansicht (Abbildung 12).
    Abbildung 12: Fertiger Grundkörper als Volumenkörper.
    Abbildung 12: Fertiger Grundkörper als Volumenkörper.
  12. Die Außen und Innenaustanzungen erstellen

  13. Erstelle jetzt die äußeren Ausstanzungen. Hierzu öffnest du eine neue Skizze wie unter Abbildung 6 und 7 auf der XZ-Plane und einen Kreis auf dem Außenradius des Grundkörpers. Maße sind der Abbildung zu entnehmen (Abbildung 13).
    Abbildung 13: Neue Skizze mit Kreis auf dem Außenradius des Grundkörpers.
    Abbildung 13: Neue Skizze mit Kreis auf dem Außenradius des Grundkörpers.
  14. Erstelle jetzt mit dem Befehl Tasche die erste äußere Ausstanzung (Abbildung 14).
    Abbildung 14: Tasche erstellen.
    Abbildung 14: Tasche erstellen.
  15. Nachdem du den Befehl Tasche aufgerufen hast, setze Typ auf Durch alles und setze unter Umgekehrt ein Häkchen. Als Ergebnis erhalten wir die erste Ausstanzung auf dem Außendurchmesser (blauer Pfeil in Abbildung 15).
    Abbildung 15: Einstellungen im Befehl Tasche.
    Abbildung 15: Einstellungen im Befehl Tasche.
  16. Wähle die zuletzt erstellte Tasche im Dokumentenbaum aus.
  17. Erstelle ein Polares Muster mit dem Befehl Polares Muster (Abbildung 16).
    Abbildung 16: Befehl Polares Muster.
    Abbildung 16: Befehl Polares Muster.
  18. Setze im Befehl Polares Muster unter dem Menü-Punkt PolarMuster-Parameter die Vorkommen auf 8 ein, und unter Achse stellen wir Senkrecht zur Skizze ein. (Abbildung 16 roter Pfeil). Bestätige jetzt den Befehl mit OK. Jetzt haben wir acht Ausstanzungen rund um den Grundkörper verteilt (Abbildung 17).
    Abbildung 17: Unter Achse Senkrecht zur Skizze einstellen und unter Vorkommen stellen wir 8 ein für acht Ausstanzungen.
    Abbildung 17: Unter Achse Senkrecht zur Skizze einstellen und unter Vorkommen stellen wir 8 ein für acht Ausstanzungen.
  19. Erstelle jetzt die innere Ausstanzung, die Abmaße kannst du der Skizze entnehmen (Abbildung 18 und Abbildung 19). Die Skizze wird mit Hilfe einer Hilfslinie erstellt (hellblau), die um 3,75° von der Mittellinie erstellt wird.
    Abbildung 18: Lage und Bemaßung der Skizze zum Mittelpunkt des Grundkörpers.
    Abbildung 18: Lage und Bemaßung der Skizze zum Mittelpunkt des Grundkörpers.
    Abbildung 19: Detailansicht.
    Abbildung 19: Detailansicht.
  20. Erstelle eine Tasche, wie du es schon in Abbildung 13 und 14 gemacht hast (Abbildung 20).
    Abbildung 20: Fertige innere Ausstanzung des Elektroblechs.
    Abbildung 20: Fertige innere Ausstanzung des Elektroblechs.
  21. Erstelle ein polares Muster, wie schon unter Abbildung 15 und Abbildung 16, jetzt aber mit 48 Vorkommen (Abbildung 21).
    Abbildung 21: Polares Muster erstellen.
    Abbildung 21: Polares Muster erstellen.

Jetzt hast du es geschafft! Hiermit ist die Stator-Lamelle für einen Elektromotor fertig. An diesem kleinen Beispiel kann man sehr schön sehen, dass mit wenig Aufwand ein komplexes Bauteil in kurzer Zeit entstehen kann (Abbildung 22).

Abbildung 22: Fertige Stator-Lamelle für einen Elektromotor. (Rotiere das 3D Model aus dieser Anleitung in FCViewer)

Aleksander Sadowski

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