Bashguard/Gehäuseschutz für Pinion in 3D Druck / Spritzguss

[Floh]

Seit ich mein Krowd Karl immer öfter auch im Groben benutze, mache ich mir ab und an Sorgen um den teuren Zahnriemen und die Riemenscheibe. Die Pinion C1.12 bietet ja zwei Anschraubpunkte für einen Bashguard, ich hätte aber am liebsten einen kompletten "Unterfahrschutz" für das ganze Getriebe.

Nun, schließlich hat man ja ein paar Möglichkeiten wenn man in einer Maschinenbau-Bude arbeitet, also habe ich das Getriebe mal in den 3D Scanner geworfen und mir anschließend in mühevoller CAD-Arbeit die unteren Oberflächen geklaut und aufgedickt.

Das sah dann im ersten Entwurf so aus:

Als stolzer Besitzer eines eigenen 3D-Druckers (verfrühtes Weihnachtsgeschenk) habe ich mir das Ganze dann mal ausgedruckt, um es an das Getriebe ranzuhalten.

Die gute Nachricht ist: Es passt ziemlich exakt. Die schlechte Nachricht ist: Wenn man in PLA druckt mit relativ wenig Infill, dann kann man das mit dem Einschnappen exakt einmal versuchen und das Teil bricht.

Meine Lernkurve beim 3D Drucken verläuft im Moment auch noch relativ steil, ich hätte für die Hinterschnitte einige Abstützungen einfügen müssen, dann hätte es weniger Probleme gegeben. Ich habe auch noch keine Ahnung, wie exakt die CAD-Kontur im Druck abgebildet wird, ob und wie stark das Material schrumpft etc.

Mit dem "Schnürchendrucker" wird sich letzten Endes kein Teil herstellen lassen, das den Offroad-Einsatz übersteht. Nächste Stufe wäre 3D Druck in SLS (selektives Laser-Sintern), da gibt es mittlerweile auch Glasfaser- gefülltes Material, welches ganz ordentliche Festigkeiten erreicht.
Eine richtig stabile Lösung der Kategorie "Panzer" wäre aber nur in Kunststoff-Spritzguss zu erreichen, mit einem ordentlichen PA6.6 GF35 oder GF50. Leider auch mit Werkzeugkosten im Bereich 12.000 Euro für ein einteiliges Versuchswerkzeug, dafür aber nur Stückkosten im niedrigen einstelligen Euro-Bereich.

 

[Birk]

Auch bei den "Schnürchendruckern" gibt es entsprechende Materialien. Selbst ABS hält schon ein paar Schläge aus und zerbröselt erst nach mehrmaligem hartem aufsetzen. Wenn man den entsprechenden Drucker hat und z.B. PEI (Ultem) verarbeiten kann, sieht die Sache auch gleich noch mal ganz anders aus. Ich teste gerade ein PA und ein PA CF, vor allem ersteres ist zwar etwas schwieriger zu drucken, sind aber beide ganz vielversprechend.
Im SLS gibt es zwar gefüllte Materialien, die müssen für die Anwendung aber nicht unbedingt besser geeignet sein. Das normale PA12 hält auch schon einiges aus.

Auf jeden Fall ein interessantes Projekt.

 

[Floh]

Schön dass Du dabei bist Birk! Du hast das Ganze ins Rollen gebracht.
Ich mache gerade meine ersten Gehversuche mit "homemade" 3D Druck, an ABS habe ich mich noch nicht rangetraut. PET ist auch schon ganz gut so von der Festigkeit her. Es wäre ja auch OK, wenn das ein "Opferteil" wäre. Man kann sich ja ein neues drucken, wenn es kaputt geht. Besser als eine neue Riemenscheibe und neuer Riemen.

 

[Justus1992]

Hallo zusammen,
ein solcher Schutz macht definitiv Sinn!
Das musste ich letztes Jahr im Sommer auf die harte Tour lernen. Habe mir bei einer ruppigen Abfahrt mit Schieferbeschuss das Getriebegehäuse zerstört. Ein scharfkantiger ca. 3kg schwerer Brocken hat die große Stirnfläche des Gehäuses getroffen => Riss => sofortiger Ölverlust.
Das ganze wurde von Pinion sehr schnell (<1 Woche) und sehr kulant geregelt.
Trotzdem habe ich im Anschluss einen Schlagschutz konstruiert und bei rapidobject 3D-Drucken lassen.
Die Kontur des Gehäuses habe ich dabei auch mit einem 3D-Scanner auf der Arbeit abgenommen.
Als Werkstoff habe ich PA12 in 4mm Dicke gewählt, als Druckverfahren SLS.

Der Schlagschutz wird in meiner Ausführung an den Gewinden für den Kettenspanner angeschraubt und stützt sich nur an den Stellen am Gehäuse ab wo die Kugellager dahinter sitzen (rote Markierungen im CAD-Screenshot). Überall sonst hat der Schlagschutz ca. 5mm Abstand vom Gehäuse. An den Stellen an denen er sich am Gehäuse abstützt habe ich noch einen Schaumstoff zwischen Gehäuse und Schlagschutz geklebt.

Der Gedanke dahinter ist, dass Kräfte durch einschlagende Steine etc. immer über die Lagerstellen am Gehäuse abgeleitet werden (und nie über die eher schwache große Stirnfläche), weil ich denke, dass das die stabilsten Bereiche sind. Außerdem soll der Schlagschutz durch elastische Verformung (dafür die 5mm Luft) und den Schaumstoff Energie aufnehmen und die Schläge so dämpfen.

Ich habe das Teil jetzt seit Juli im Einsatz und einige Treffer darauf mitbekommen (klonk!). Letzte Woche wurde der Schlagschutz dann zerstört. Wieder ein Treffer auf die Stirnfläche und der Schutz ist gerissen. Am Getriebe ist allerdings nicht einmal ein Kratzer entstanden! So weit so gut.

Die Version 2.0 werde ich vllt aus einem harten Gummi drucken lassen, da PA offensichtlich nicht die gewünschte Schlagzähigkeit hat. Kleinere Geometrieanpassungen wird es auch noch geben...

Vielleicht helfen euch meine Erfahrungen ja ein bisschen weiter

Grüße
Justus

 

[LaiNico]

Schöne Arbeit. Was ist das für ein Rahmen? Wenn ich richtig sehe umschließt er die Pinion nur "oben"?

 

[Justus1992]

Das ist auch ein Portus Rahmen. Ähnlich dem Krowd Karl, allerdings mit einpaar Änderungen an der Geo.

Die Pinionbrücke umschließt das Getriebe nur oben. Soweit ich weiß, ist das aber immer so...

 

[LaiNico]

[...]
Die Pinionbrücke umschließt das Getriebe nur oben. Soweit ich weiß, ist das aber immer so...

Ich kenne es auch nicht anders. Aber ich könnte auch eine andere Lösung nicht ausschließen ;-)

Wann geht Dein Prototyp in Serie?

 

[Justus1992]

Bis jetzt ist keine Serie geplant
Die Version 2.0 wird jetzt erstmal fertig gemacht und ausgiebig getestet.

 

[Floh]

Das ist auch ein Portus Rahmen. Ähnlich dem Krowd Karl, allerdings mit einpaar Änderungen an der Geo.

Die Pinionbrücke umschließt das Getriebe nur oben. Soweit ich weiß, ist das aber immer so...

Ich glaube auch, das geht nicht anders, weil die Getriebeflansche auf beiden Seiten größer sind als die Aufnahme (könnte man ja sonst nicht quer verschrauben), also geht es nur von unten rein, bzw. jedenfalls nicht von der Seite. Von oben macht ja auch keinen Sinn, weil dort Unterrohr und Sattelrohr angebunden sind.

 

[Floh]

Nach längerer Zeit mal wieder ein Update von mir. Ich habe eine relativ lange Lernphase mit 3D Druck hinter mir, bis ich verstanden hatte wie man das Ding richtig zum Laufen kriegt, sind schon ein paar Monate vergangen, und dann musste ich noch einen Schrank bauen für den Drucker - denn ABS druckt man richtig heiß, und damit die relativ schwache Heizung das alles gut temperiert halten kann, ist Isolation geboten. Bonuspunkte für ne schicke Beleuchtung usw.

Naja jedenfalls habe ich jetzt das erste Mal ein gutes Teil in ABS hinbekommen, das Zeug haftet halt schlecht auf dem Druckbett, möchte gerne schrumpfen und kann nicht, verzieht sich dann usw., ich erspare euch weitere Details.

Es fühlt sich recht stabil an (man könnte drauftreten), Passform konnte ich noch nicht testen, dafür muss ja wieder der Riemen runter, und ich nutze das Rad halt täglich. Wiegt ca. 80 Gramm.

Ich glaube, das Teil ist so schon stabil genug, außer die Schichten trennen sich voneinander, aber der Zusammenhalt ist schon recht ordentlich. Sollte das noch nicht genug sein, gibt es noch die Möglichkeit, es ohne Deckschicht zu drucken und mit Epoxidharz auszugießen. Das schau ich mir jetzt erstmal im Praxisversuch an.

 

[bad_fox]

Warum nicht einfach PETG nehmen?

 

[Floh]

ABS hat schon noch eine deutlich höhere Festigkeit und Schlagzähigkeit

 

[Floh]

Bis jetzt ist keine Serie geplant
Die Version 2.0 wird jetzt erstmal fertig gemacht und ausgiebig getestet.

Ich finde Dein Design ganz stimmig, aber wenn Du SLS machst hast Du halt leider auch nur "angeschmolzene Kugeln" die keine richtig gute Festigkeit erreichen. Das Material an sich schon, der Halt untereinander ist halt nicht so gut. Ich mache beruflich relativ viel mit SLS Teilen, geht halt schnell, aber an die Festigkeit eines gespritzten Kunststoffs kommt noch nichts ran.

Ich verspreche mir viel von den Lösungen, Metallpulver SLS zu drucken mit Kunststoff-Binder, und das Teil hinterher zu sintern. Das soll ja bald schon im Consumer-Bereich kommen. Dann kann mein Schnürchendrucker Metall drucken. Bin gespannt.

Ich habe das Pinion-Gehäuse auf Umwegen als STEP Datei bekommen, also ohne Innenleben natürlich, aber die "echte" Kontur würde mich schon interessieren. Könntest Du mir das Ergebnis Deines 3D Scans vielleicht zur Verfügung stellen? Am liebsten nicht als Punktewolke sondern als Volumenkörper?

 

[bad_fox]

ABS hat schon noch eine deutlich höhere Festigkeit und Schlagzähigkeit

Ich glaube, das Teil ist so schon stabil genug, außer die Schichten trennen sich voneinander

Und das ohne Belastung.
Ich habe schon ein Paar Rockringe aus PETG gedruckt, die sind stabiler als die aus ABS oder PLA.

 

[codit]

Bei Zerode gibt es seit 3 Monaten die Step-Datei für eine C-Line Unterfahrschutzplatte zum Download (kostenfrei):
zerodebikes.com/products-list/bash-plate

Produktion hat bei mir in PLA sehr gut funktioniert, das Teil passt perfekt. Habe es aber noch nicht verbaut.

 

[Justus1992]

Hallo zusammen, von mir gibts auch nochmal ein Update.
Die oben erwähnte Variante 2.0 ist mittlerweile seit nem guten halben Jahr im Einsatz und bewährt sich gut. Bisher keine Beschädigungen trotz höhrbarer Treffer.
Hergestellt ist das Teil aus ABS im FDM-Verfahren, weil ich durchs Studium derzeit Zugriff auf die entsprechenden Drucker habe. Wie gesagt bin ich mit der Stabilität bisher sehr zufrieden.
Die Änderungen im Design gegenüber Variante 1.0 betreffen Details.

• Der Schlagschutz ist jetzt hinten bis zur Getriebebrücke am Rahmen geschlossen, sodass sich viel weniger Dreck in der Wanne sammelt.
• es gibt eine Öffnung am tiefsten Punkt durch die eingedrungens Wasser wieder ablaufen kann.
• Der Bashguard für die Riemenscheibe/Kettenblatt fällt etwas größer aus und ist für ein 32er Kettenrad ausgelegt (habe zwischenzeitlich von Riemen auf Kette gewechselt)
• Der Schlagschutz stützt sich an den roten Flächen am Gehäuse ab. Die roten Flächen habe ich mit einem 1mm dicken Schaumstopp beklebt.
• ein paar optische Detailverbesserungen

Noch ein Nachtrag zum ersten Schlagschutz:
Der war nicht im SLS-Verfahren hergestellt, sondern im MJF. Das hatte ich falsch in Erinnerung. Bei MJF werden die Pulverpartikel mit einem Binder verklebt. Ob SLS evtl eine bessere Verbindung durch das Sintern erreicht und das Bauteil damit letztendlich stabiler wäre, kann ich aber nicht beurteilen.

 

[SenTok]

Ich finde Dein Design ganz stimmig, aber wenn Du SLS machst hast Du halt leider auch nur "angeschmolzene Kugeln" die keine richtig gute Festigkeit erreichen. Das Material an sich schon, der Halt untereinander ist halt nicht so gut. Ich mache beruflich relativ viel mit SLS Teilen, geht halt schnell, aber an die Festigkeit eines gespritzten Kunststoffs kommt noch nichts ran.

Ich verspreche mir viel von den Lösungen, Metallpulver SLS zu drucken mit Kunststoff-Binder, und das Teil hinterher zu sintern. Das soll ja bald schon im Consumer-Bereich kommen. Dann kann mein Schnürchendrucker Metall drucken. Bin gespannt.

Ich habe das Pinion-Gehäuse auf Umwegen als STEP Datei bekommen, also ohne Innenleben natürlich, aber die "echte" Kontur würde mich schon interessieren. Könntest Du mir das Ergebnis Deines 3D Scans vielleicht zur Verfügung stellen? Am liebsten nicht als Punktewolke sondern als Volumenkörper?

Hallo Floh, ich suche für meine Pinion Getriebe auch einen Schutz und habe keinen 3-D Drucker. Kannst du mir sagen wo ich solch einen Schutz bekomme? Gruss Seba

 

[Floh]

Hier ist das Modell auf printables.com
Man kann jedes Teil von Dienstleistern drucken lassen, all3dp.com bietet das zB auch an. Habe sogar mal darüber nachgedacht, mir ein Teil in Metall drucken zu lassen.