3-Eckverbindung mit Schrauben

Manohara

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Würden zur Kugel in #44 Bild 1 nicht im Holz rechtwinklig gebohrte Löcher passen?
das finde ich auch und so war mein erster Versuch, der ganz oben zu sehen ist und nicht geklappt hat.

Momentan bin ich enttäuscht und verbittert und mache etwas Pause.
 

brubu

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das finde ich auch und so war mein erster Versuch, der ganz oben zu sehen ist und nicht geklappt hat.

Momentan bin ich enttäuscht und verbittert und mache etwas Pause.
Ich habe den Überblick verloren. Aus meiner Sicht stehen die Löcher in der Kugel nicht rechtwinklig zueinander weil die Ebenen der Schrauben schräg zueinander stehen. Im Holz müssten die Löcher aber rechtwinklig zu den Aussenkanten sein. Also in der Kugel entsprechend schräg, die 35,xx bzw. 54,xx°, im Holz rechtwinklig.
 

SteffenH

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Da der Winkel von 35,3° jetzt in den Hölzern ist, müssen die Bohrungen in der Kugel waagerecht in einer Ebene sein. Also zum Beispiel in einer 120° Teilung rund um den Äquator, wobei sie sich dann in der Kugelmitte treffen würden. Oder auch auf einem anderen Breitengrad der Kugel, aber immer in einem rechten Winkel zur senkrechten Kugelachse, also auf das ganze Gebilde bezogen in einer waagerechten Ebene. So verlaufen die 35,3° Bohrungen nämlich auch, waagerecht bzw. parallel zur Fläche auf der das Ding steht.
Die Kugel in Bild #8: die dritte Bohrung hätte nicht im rechten Winkel zu den anderen, sondern auf derselben Ebene sein müssen, und umlaufend in Drittel- bzw. 120° Abständen.
 
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brubu

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Schräg im Holz oder in der Kugel aber nicht beides. Einfach darstellen lässt sich das räumlich mit 3 Stiften, einen diagonal auf den Tisch legen, die anderen im Grundriss rechtwinklig zueinander und 45° schräg nach oben. Alle Spitz auf Spitz. Dann die Spitzen zueinander betrachten.

Wenn die Schräge im Holz ist versuchen die Stifte entsprechend schräg zu halten, auch den der vorher auf dem Tisch lag schräg von unten, damit liegen die Stifte in einer schrägen Ebene, so wie es SteffenH beschreibt.
 

wirdelprumpft

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ich habs immer noch nicht ganz aber die Ki scheint nicht weit weg zu sein - CAD-Modell konnte die KI nicht erstellen hats aber beschrieben sofern das Richtig ist ist es evtl. hilfreich

3D-Modellbeschreibung – Kugel mit 3 Bohrungen


Technische Daten:


  • Kugeldurchmesser: 35 mm
  • Bohrungsdurchmesser: 6 mm
  • Bohrungsrichtung: Von innen (Zentrum der Kugel) nach außen
  • Anzahl Bohrungen: 3
  • Ausrichtung der Bohrungen: Jeweils im 120°-Winkel um die Kugel verteilt, so dass sie zu den Schenkeln eines orthogonalen Holzrahmens zeigen

Bohrungswinkel berechnen (vom Kugelmittelpunkt aus):​


Die Bohrachsen stehen jeweils entlang der Raumdiagonalen eines gedachten Würfels – daraus ergibt sich:


  • Winkel zur Horizontalen: ca. 35,26° (arccos(1/√3))
  • Polarwinkelverteilung: 0°, 120°, 240° (in der XY-Ebene gedreht)

Konstruktionsschritte in CAD (z. B. Fusion 360):


  1. Erzeuge eine Kugel mit Durchmesser 35 mm.
  2. Erzeuge eine Bohrung (Zylinder) mit Durchmesser 6 mm und Länge >35 mm.
  3. Positioniere den Bohrzylinder so, dass er vom Kugelmittelpunkt nach außen zeigt.
    • Erste Bohrung: Rotation um X-Achse: 35,26°
    • Zweite Bohrung: wie oben, zusätzlich 120° um Z-Achse drehen
    • Dritte Bohrung: wie oben, zusätzlich 240° um Z-Achse drehen
  4. Subtrahiere die Bohrzylinder von der Kugel.
  5. Exportiere das Modell als STL oder STEP.



 

Nesta

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Die KI kann dir vermutlich eine Openscad Datei erzeugen. Die Schritte müsste sie eigentlich in die entsprechenden Befehle übersetzen können
 

SteffenH

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Ich hab's mal vereinfacht, eigentlich wird es dadurch ziemlich klar. Dreiseitige Pyramide, die die Ecke eines Würfels darstellt, der Steigungswinkel der Grate ist dann 54,7° (bei einer anderen Steigung ist wieder alles anders, zum Beispiel müssten die Hölzer abgegratet werden, wie der Zimmermann sagt, wenn man ebene Flächen haben möchte). Also haben Bohrungen in 35,3° zum Grat automatisch 0° zur Grundfläche, bzw. sind parallel zur Grundfläche.
Andersrum ergeben 90° Bohrungen zum Grat dann 35,3° Löcher in der Kugel.
(Die Beschriftung in Bild 1 ist falsch, an der Stelle sind es 54,7°)
 

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brubu

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  1. Positioniere den Bohrzylinder so, dass er vom Kugelmittelpunkt nach außen zeigt.
    • Erste Bohrung: Rotation um X-Achse: 35,26°
    • Zweite Bohrung: wie oben, zusätzlich 120° um Z-Achse drehen
    • Dritte Bohrung: wie oben, zusätzlich 240° um Z-Achse drehen
Übersetzt wie ich geschrieben habe, den Teilapparat um 35,26° neigen, bzw. auf eine geneigte Fläche spannen. Dann bohren, von Loch zu Loch jeweils 1/3 drehen (120°).
 

wirdelprumpft

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Die KI kann dir vermutlich eine Openscad Datei erzeugen. Die Schritte müsste sie eigentlich in die entsprechenden Befehle übersetzen können
Hier die Begründung der KI warum es nicht geht .

Beim Erzeugen des 3D-Modells ist ein Fehler aufgetreten, weil in dieser Umgebung keine passende CAD-Engine (wie OpenSCAD oder Blender) für die boolesche Operation (Subtraktion der Bohrungen aus der Kugel) verfügbar ist.
 

Gnampf

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Interessantes Thema! Ich gebe meinen Lösungsversuch auch noch dazu:
Schablone herstellen - Kugel halb in der Schablone versenken (Kugelförmige Löcher kannst du ja bohren). Vorher Zentrum und die 70,5° auf der Schablone markieren (in meiner Darstellung die roten Linien). Schablone auf Bohrständer fixieren. Erstes Loch bohren. Dann Kugel 60° vertikal nach rechts neigen und zweites Loch bohren. Jetzt zurück zur Ausgangsposition und die Kugel horizontal um 70,5(29)° im Uhrzeigersinn verdrehen. Anschließend erneut vertikal um 60° nach rechts neigen und das dritte Loch bohren. So hast du nur zwei Ebenen in die du verstellen musst. Sollte passen. Die Löcher in den Tischbeinen werden 90° zur Diagonalen des Querschnittes gebohrt.
 

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SteffenH

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Noch eine Zeichnung, um sich die Verhältnisse vorstellen zu können. Die Kugel kann man sich als Teilmenge des Mittelstabes vorstellen, die Löcher im Holz sind schräg gebohrt, laufen also rechtwinklig in den Rundstab.
Wenn man jetzt ein Sackloch für den Rundstab in die noch nicht auf Gehrung gesägten Hölzer bohrt, und das unten rausschauende Ende des Stabes rund abfräst, dann kann man sich die unangenehme Bohrerei in einer Kugel sparen. Allerdings ist das, was dann rausschaut nicht wirklich ein Stück einer Kugel, eher ein Tropfen.
 

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m4rku5

ww-kastanie
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Momentan bin ich enttäuscht und verbittert und mache etwas Pause.
Ja, manchmal hat man einen Knoten im Kopf, kann ich mitfühlen. :emoji_thinking:

Gehen wir von Beinen/Zargen mit gleichem quadratischen Querschnitt aus und betrachten nur den Würfel in dem sie zusammenlaufen.
Nehmen wir weiterhin an, dass E die äußere Ecke ist, C der Mittelpunkt der Kugel und die drei Schrauben entland A-C, F-C und H-C verlaufen.

A-C-F-A bildet ein gleichseitiges Dreieck, jeder Winkel hat 60°.
=> Die Schrauben sind jeweils um 60° zueinander versetzt.

Mit dem Dreieck E-C-A-E kommt man auf asin(1/sqrt(3)) = ~35,26° für den Winkel zwischen der Diagonalen (E-C) und den Schrauben.
=> Wenn man die Drehachse der Kugel um ~35,26° gegenüber der Bohrachse neigt, kann man die drei Bohrungen durch Rotation der Kugel um 120° anfertigen. (Das was brubu auch schon schrieb.)
 

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Manohara

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Schön, dass so viele so konzentriert hier mitmachen. Danke dafür!

Momentan fühle ich mich an einem Punkt, wo mir niemand von Außen helfen kann.


Und zwar, weil ich annehme, dass die Theorie stimmt (die 35,26°), aber meine Umsetzung nicht klappt.
Es gibt einige Stolperstellen, bei denen manches - im wahrsten Sinne des Wortes - schief gehen kann.

Die Idee an sich scheint mir gut. Wenn ein Bein (so nenne ich mal alle drei) mit einer Kugel verschraubt ist, sitzt die 1. Sahne. Das zweite Bein sitzt leider schon deutlich schlechter und das Dritte will garnicht mehr wirklich dahin, wo es hin soll.
Wenn alle Flächen plan aufeiander lägen, wäre das sicher stabil.
Was fehlt, sind die richtigen Spann-Möglichkeiten. Daran muss ich noch feilen und ich bin mir nicht klar, wie ich da vorgehe, aber das kommt.
Die kugelige Vertiefung an den 45°-Flächen auf die exakte Tiefe zu bringen zum Beispiel ist kniffelig, weil die Tiefenskala an der ansonsten guten Fräs-Maschine zeimlich ungenau ist und wenn die Kugel auf einer Seite tiefer sitzt als auf der anderen ist schon die Kacke am dampfen.

Eine Schwierigkeit ist, dass ich nicht genau überblicke, welcher Fehler welche Folgen hat.

Ich überlege schon, den Arbeitsschritt, die Kugel zu bohren, an einen Metaller mit besseren Möglichkeiten abzugeben, aber da nagt der Stolz an mir, weil ich ja eigenlich supergut ausgestattet bin. Das MUSS doch gehen. :emoji_persevere:

Wieder bin ich an dem Punkt, wo ich keine Lust mehr habe, den ganzen Zirkus NOCH mal zu machen.
Ich brauche ein Bisschen Schnaufpause und werde mir die gönnen.

Grüße in die Runde
IMG_9737.JPG
IMG_9738.JPG IMG_9739.JPG MitKugel.jpg IMG_9741.JPG
 
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brubu

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Ich kann mir diese Verbindung nur vorstellen wenn die Hölzer einen ganze Quader oder Würfel bilden. Die Kugel sitzt in der inneren Ecke und nur da gibt es durch die Schrauben Zug. Aussen zieht es die Gehrungen dadurch eher auf als zusammen. Um die ganzen Gehrungen zusammen zu ziehen müsste die Kugel im Holz liegen. Dann wäre sie nicht mehr sichtbar und der spezielle Effekt vorbei.
 
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Manohara

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wenn die Hölzer einen ganze Quader oder Würfel bilden

fast so ist es ja gedacht: Eine Zarge ringsum und 4 Beine nach unten.
Möglicheweise kommen noch 45° Verstrebungen zwischen Beine und Zarge. Das sehe ich, falls es je soweit kommt.

(ein Detail ist mir noch klar geworden:
Die Löcher durch die Beine sollten jedenfalls im rechten Winkel verlaufen, dann sieht der Schraubenkopf, der für ein Holzmöbel ja erstmal irgenwdie artfremd ist - für meinen Geschmack - stimmiger aus, als wenn er schräg zur Oberfläche sitzt)
 

SteffenH

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Hier noch meine Idee mit ohne kugelförmige Ausnehmung im Holz, Löcher laufen im Holz rechtwinklig, nur ein Loch in der Kugel angedeutet.
 

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Manohara

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die Iddee ist interessant (war ich noch nicht drauf gekommen).
Mein Plan ist allerdings, dass die Holzkanten, wo die Kugel auftrifft, nicht gerade, sondern geschwungen sind. Auch die Kugel einzuspannen, um diese Ecken auszufräsen, könnte eine Herausforderung werden :emoji_wink:
 

brubu

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Hier noch meine Idee mit ohne kugelförmige Ausnehmung im Holz, Löcher laufen im Holz rechtwinklig, nur ein Loch in der Kugel angedeutet.
So würden die Beine richtig in die Kugel gezogen, die Position wäre vorgegeben, es könnte sich nichts verdrehen.
Das finde ich sehr gut.
Zuerst eine Kerbe fräsen, dann ein rechtwinkliges Passtück einlegen um die Kugel neu auszurichten. So ist es oft bei solchen Teilen.
 

Manohara

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die Position wäre vorgegeben, es könnte sich nichts verdrehen.
So wie ich das einschätze, kann sich auch bei der Version bei der die Kugel rund bleibt, nichts verdrehen, weil die 45°-Flächen ja eine eindeutige Winkel-Position vorgeben.
UND: die Hölzer werden - nicht nur durch die Schrauben, sondern durch die Kugelform - in eine bestimmte Position gezogen.

... aber ich will kein weiteres Experiment bremsen. Ich staune und freue mich, wie viele Ideen sich hier finden :emoji_astonished:
 
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Seanathair

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Noch eine Möglichkeit, die Bohrungen passend zu den Kanthölzern anzuordnen. Da sie jeweils im Winkel von 60° zueinander stehen, ist deren Abstand am Austrittspunkt gleich dem Kugelradius.
  • Körner und Zirkel
  • 3 Körnerpunkte entsprechend anordnen
  • vom Körnerpunkt senkrecht zur Mitte bohren
 

Manohara

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Ich kann mir diese Verbindung nur vorstellen wenn die Hölzer einen ganze Quader oder Würfel bilden.
Stimmt.
Bisher war ich der Meinung, dass die Verbindung auch mit nur einer Ecke ziemlich stabil wird.
Gerstern war ich überrascht, dass es trotz weiter gesteigerter Präzision noch so "beweglich" geblieben ist.
Bei dieser Konstruktion muss jedes Detail genau sitzen. Zum Beispiel die Bohrungen für die Kugeln exakt zu setzen, ist mit meinen Möglichkeiten schwieriger als erwartet. An der Phinole habe ich keinen Tiefen-Anschlag und muss mit einer Skala arbeiten, die eine "heftige" Paralaxe hat. Und wenn die Kugel nicht dicht in ihrer Mulde liegt, bleibt eine gewisse Beweglichkeit.
Bei einem "Bein" klappt das noch prima und fühlt sich gut an, aber schon beim Zweiten merkt man 10tel Millimeter Ungenauigkeit deutlich. Die dritte Schraube lässt sich nur einsetzen, wenn die anderen zwei präzise an ihrem Platz sind.

Fotos habe ich noch nicht, weil:
Momentan habe ich nicht die passenden Schrauben. (die ich habe sind zu kurz und mit einem extrem dicken Krezschlitz) Im Baumarkt gibt's die nicht und bisher habe ich mich nicht auf die "richtige Sorte" festgelegt.
Letztendlich sollen die aus Edelstahl sein und einen Rundkopf mit Torx haben. Da kann man 'ne Weile suchen (und jedes Mal die Porto-Kosten zahlen).
Ich konnte die Konstruktion deshalb bisher nicht vollständig zusammensetzen und richtig fest ziehen.
Der Versuch dauert länger als erwartet, bleibt aber interessant und ist nicht am Ende: "Gefällt mir gut" oder "hat keinen Zweck" ist für mich noch nicht entschieden.
(parallel zu dieser Arbeit ist mein Kompressor kaputt gegangen. Ich kann den Fehler nicht finden und das Sauber-Pusten zwischendurch wäre schon praktisch)
 
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brubu

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Gut Ding will Weile haben.....................lass dir Zeit, Hauptsache du bleibst dran.
 

Manohara

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genug der Weile :emoji_sunglasses:

Soweit ist es erstmal gekommen, dass man sehen kann, dass es im Prinzip geht, hält, gut aussieht (finde ich jedenfalls) und sich eine weitere Entwicklung lohnt.
Vermutlich werde ich eine Firma gründen und reich werden :emoji_fearful:.

Wie oben zu sehen, ist die Herstellung kniffeliger als ich angenommen hatte, aber im Prinzip - wenn man passende Werkzeuge hat - "kein Problem".

IMG_9758.JPG IMG_9759.JPG IMG_9760.JPG

... und es "fehlt" natürlich noch eine ansehnliche Lösung für die Schraubenköpfe.
Das wird sicher auch nicht einfach für mich, aber zumindest rechne ich (auch diesmal :emoji_joy:) nicht mit technisch und theoretisch komplizierten Problemen.

Weil hier ja ein paar verschiedene Vorschläge gemacht wurden:
Der Winkel, in dem die Löcher in der Kugel sitzen ist - von der Senkrechten aus gesehen: 35,26°

Die Messingkugel hat auf der Seite einen Abdruck bekommen, weil ich sie mit einer Schraube in einer Bohrung in einem Aluminium-Loch befestigt habe. Das ohne Macke hin zu bekommen wird auch gehen .... man muss es halt machen ... :emoji_neutral_face:
 
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teluke

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Herzlichen Glückwunsch zu Deiner Ausdauer.

Die Kugel sieht ja richtig gut aus, aber die Schrauben :emoji_nerd:
 
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