Hackbrett eBuild

[Dude]

Hey,

 

ich bin seit ein paar Wochen am Entwurf meines neuen eLongboards. Die Sache zieht sich allerdings schon eine ganze Zeit. Um mich selbst ein wenig zu pushen, hab ich mich entschieden, den Projektfortschritt in diesem Thread zu dokumentieren - wird trotzdem noch lange genug dauern

 

Auf die wesentlichen Bauteile hab ich mich bereits festgelegt: Hackbrett Himmelreich (Flex 1) / Paris Trucks (195mm) / Blanc Longboard Wheels (90mm) / 2 x VESC 4.7 / 2 x APS6374 130KV.

 

 

Motorhalterung und Zahnriemen fehlen nicht, es gibt nämlich keine ... richtig: wird ein Twin-Hubmotor :thumbsup:

 

Zur Steuerung werde ich einen meiner Nunchuks verwenden. Die Ansteuerung der VESCs geschieht im ersten Anlauf über meinen BamBam-Controller am PPM-Signaleingang, alternativ auch direkt mit meinem Nunchuk Kama. Final möchte ich aber auch einen Funkabriss zuverlässig erkennen. Dafür gibt es imho aktuell 3 Möglichkeiten: Nunchuk+Wixels+BamBam+VESC / Nunchuk+Wixels+VESC / Nunchuk+Nunchuk PCB+nRF24L01+VESC. Mal sehn, was es wird.

 

Kriterien für die Motorwahl waren einfach: möglichst kleine KV-Werte damit der VESC nicht zu einer Heizplatte wird und ich nicht mit Lichtgeschwindigkeit über den Asphalt fege (Spannung hoch, Strom runter). Daher fiel die Wahl auf einen APS6374 mit 130KV. Konstruktiv und aus ästhetischen Gründen hätte mir ein 50mm BLDC besser gefallen, die haben bei vernünftigen Leistungen aber zu hohe KV. Wenn ich mit einer Y-Verschaltung der Wicklungen die 130KV des APS6374 um das 1,7-fache reduziere, hab ich bei 8s immer noch eine Maximalgeschwindigkeit (verlustlos, rein kinematisch gerechnet) von 39 km/h bei 90er Wheels.

 

Akku hab ich mich noch nicht entschieden, kommt noch. Würde gerne mal probieren diese selbst zu schweißen - allein weil mir die DIY Lösungen in den Foren zum Bau eines Punktschweißgerätes total gut gefallen Ach ja, Gehäuse, mal sehn (Flexthematik und schön soll's auch aussehen).

 

Ach ja, bevor ich's vergesse: ein riesiges Dankeschön an all die Aktiven im Elektro-Skateboard- und Endless-sphere-Forum. Mein Hackbrett eBuild baut bewusst oder unbewusst auf den zahlreichen Beiträgen, Ideen und Anregungen auf. Ich hoffe, es findet sich auch die ein oder andere hilfreiche Anregung in diesem Thread

 

Sneak preview: Hubmotor Konstruktionsbeschreibung (coming soon)

 

...

[Schneewittchen]

Hackbrett....gute Wahl, fahre unmotorisiert (meist mit 4-Bein Dog-Power) ein Wasser...feine Brettchen

[barney]

Die Ansteuerung der VESCs geschieht im ersten Anlauf über meinen BamBam-Controller am PPM-Signaleingang, alternativ auch direkt mit meinem Nunchuk Kama. Final möchte ich aber auch einen Funkabriss zuverlässig erkennen.

 

Da fällt mir ein:

Ich muss für den Wixel noch eine Leiterplatte als Gehäuse entwerfen. Die Leiterplatte soll Pistolenform bekommen.

 

Hast du die Wixel-Software schon getestet?

 

VG

 

Barney

[Dude]

Da fällt mir ein:

Ich muss für den Wixel noch eine Leiterplatte als Gehäuse entwerfen. Die Leiterplatte soll Pistolenform bekommen.

 

Hast du die Wixel-Software schon getestet?

 

VG

 

Barney

Nee, hab ich leider noch nicht Ich bin momentan etwas tiefer in die Hubmotor-Konstruktion eingetaucht. Ist schon blöd aber irgendwie bekomm ich das nicht gleichzeitig gebacken, obwohl ich jede Menge cooles Elektronik-Spielzeug hier rumliegen habe. Oder wie Nina Hagen sagen würde "Ich kann mich gar nicht entscheiden, ist alles so schön bunt hier" (na, wer kennt's von Euch Berlinern) ?

[Dude]

So sieht der zerlegte Motor aus:

 

 

Ein wichtiges Detail für die spätere Konstruktion ist, dass die Achse bei den Paris Trucks durchgängig ist. Ich hatte die Befürchtung, dass es sich um 2 eingepresste Achsstummel handelt. Daher hab ich einen der Trucks in einen Röntgenapparat zur "zerstörungsfreien Werkstoffprüfung" gestellt und siehe da: durchgängig. Dadurch hat man die Möglichkeit den Stator des Motors, der verdrehsicher auf die Achse montiert werden muss, von außen mit der zentralen Mutter kraftschlüssig an der Stirnseite des Alu-Gußmantels gegen verdrehen zu sichern - ohne dabei die Achse wie mit einem Abzieher aus dem Guß zu ziehen (muss natürlich von beiden Seiten gleichzeitig geschehen). Um das Abdrehen des Achsgusses kommt man allerdings nicht drum herum. Die drei Lager sind zu schwach und kommen raus, ebenso benötigt man die Motorwelle nicht mehr.

 

Erst einmal der Stator:

 

 

Ich hab die Anschlusslitzen zunächst aus der Durchführung im Deckel gezogen, da dieser für die weitere Konstruktion abgedreht werden muss. Er stellt dann nur noch den inneren Anschlag für das neue, große Innenlager dar. Die inneren 4 Gewindebohrungen werde ich lassen, hier wird ein Drehteil angeschraubt (sog. Stator-Insert). Er nimmt das große Kugellager auf und muss auch die Durchführung der Anschlussdrähte für die Statorspulen ermöglichen. Die Bohrung im Stator/Anker ist groß genug für die Achse und eine Hülse, die besagten Kraftschluss gegen ein Verdrehen des Stators sicherstellen soll.

 

In der Zeichnung kann man erkennen, was nach dem Abdrehen noch von der Stator-Endplatte übrig ist (türkis). Den Anker habe ich natürlich ausgeblendet, sonst sieht man nicht viel.

 

[barney]

Oder wie Nina Hagen sagen würde "Ich kann mich gar nicht entscheiden, ist alles so schön bunt hier" (na, wer kennt's von Euch Berlinern) ?

 

Über Selbstverständlichkeiten müssen wir nicht reden Wo ist nur mein Farbfilm?

[Dude]

Über Selbstverständlichkeiten müssen wir nicht reden Wo ist nur mein Farbfilm?

Hallo Michael, die richtige Lösung lautet "TV GLOTZER" :thumbsup:

[Dude]

Der Rotor:

Der Rotor muss zum einen die Kraftübertragung zum Rad herstellen und zum anderen die Kräfte und Momente von der Fahrbahn über die Lager auf der Welle abstützen. Hier sieht man wie der Rotor und das verwendete Rad aussieht.

Der rot eloxierte Motordeckel wird hierzu ausgedreht, damit er ein normales Skateboard Kugellager aufnehmen kann. Die Bohrung ist durchgängig und damit wird die Außenseite das Loslager. Das Rad muss natürlich so ausgedreht werden, dass es den Rotor aufnehmen kann. Die fertige Konstruktion ist in den nächsten 3-D Bildern (FreeCAD) zu sehen. In der gezeigten Version muss der Rotor noch in das Rad geklebt werden, da keine formschlüssige Verbindung hergestellt wird.

Damit die Kräfte auf den Innenseite abgestützt werden hab ich einen "Topf" konstruiert (gelb/bronze), der mit einer leichten Pressung auf dem Rotor sitzt. Wegen dem Loslager an der Außenseite darf sich der Topf natürlich nicht vom Rotor abziehen lassen. Ich werde ihn daher entweder mit Loctite oder radial angeordneten Magenschrauben sichern - mal sehn.

Auf der Innenseite nimmt der Topf das große Lager auf, das selbst wiederum sich auf dem Stator-Insert abstützt. Das große innere Lager ist als Festlager ausgeführt. Gesichert wird das große Lager über einen Sicherungsring. Das wärs!

Die 2D-Konstruktionszeichnungen mit den ganzen Passmaßen hab ich inzwischen auch fertiggestellt - was mir noch nicht gefällt, ist, dass der Rotor wie bereits gesagt noch in das Rad geklebt werden muss.

bearbeitet 5. Dezember 2015 von Dude

[Dude]

Inzwischen hab ich auch eine Lösung gefunden, die es mir ohne Änderung der vorgestellten Konstruktion erlaubt, einen Formschluß zwischen Rotor und Rad herzustellen (zumindest in der Theorie). Hierzu habe ich zwei Freiformteile (grün) entworfen, die sich mit einem 3D Drucker gut herstellen lassen.

 

Das eine Teil wird von innen formschlüssig in den Motordeckel gesteckt und das andere von außen auf das Rad. Verbunden werden die beiden mit 4 Schrauben, wobei im inneren Teil 4 Muttern formschlüssig eingelassen sind. Das innere Teil (in der Abbildung links) besitzt zudem 4 fast zylindrische Pfeiler, die aus dem Motordeckel herausragen und mit dem Rad eine formschlüssige Verbindung eingehen können. Dazu muss man natürlich die entsprechenden Nuten mit einem Fräser in das Rad einbringen.

 

Zum Verspannen dient das äußere Formteil, welches die Köpfe der 4 Zylinderschrauben aufnimmt. Das Formteil habe ich als Lüfter ausgeführt, der die Luft vom Inneren der Motors nach außen befördern soll. Ins Innere des Motors kommt konstruktiv bedingt, zwischenzeitlich nur wenig frische Luft und ich hoffe damit ein wenig für Kühlung zu sorgen. Außerdem ist es besser wenn staubige Luft am äußeren des Rades ein wenig weggeblasen wird, statt eingesaugt. Die Stellung der Lüfterschaufeln ist bei den beiden Rädern natürlich gegenläufig, sonst klappt nicht.

 

Ich hab die Kunststoff Formteile testweise mal gedruckt und bis jetzt sieht das ganz prima aus. Die Durchströmung werde ich, wenn sich das Rad mal dreht, versuchen mit Rauch zu visualisieren.

 

So, das war's mit der Konstruktionsbeschreibung, jetzt muss ich nur noch die Zeit finden die Drehteile anzufertigen. Ich hab darin keine Übung, ein Freund hat mir jedoch versprochen zu helfen. Danach geht's an den Zusammenbau und erste Tests - es bleibt also spannend. Stay tuned!

bearbeitet 5. Dezember 2015 von Dude

[barney]

Wie hast du es geschafft mit FreeCAD solch eine Zeichnung hinzugekommen? Ich bin mit dem Programm oft verzweifelt.

[Dude]

Die 3D-Zeichnung habe ich mit FreeCAD gemacht, musst mich allerdings in die Logik schon ein wenig reindenken. Ich denke es war von Vorteil, dass ich mich bislang mit keinem 3D-CAD Programm auskenne, da muss man schon nicht umdenken. Wo ich immer noch Probleme habe ist, wenn ich irgendwelche Transformationen machen muss, da ich nie weiß, was denn gerade der Ursprung ist und ob ich relativ oder absolut verschiebe etc. Oft zwischenspeichern und andere Wege probieren hilft.

Aber ich gebe Dir recht, ist schon ein wenig umständlich. Mittlerweile überlege ich, ob ich nicht DesignSpark Mechanical verwende. Die Studenten meiner Mitarbeiter verwenden das und die machen recht cooles Zeug damit. In der Freeware Version kann man halt nichts in andere Formate exportieren, aber ein Import von Normteilen über iges oder step sollte gehen. Zudem müsste ich die Software auf meinem Mac in einer VM laufen lassen.

Die 2D-Konstruktionszeichnungen sind mit FreeCAD eine Katastrophe bzw. gehen irgendwie nicht. Die hat mir dann ein Freund mit einem professionellen Programm aus meinen exportierten step oder iges files erstellt. Wenn er mir nicht geholfen hätte, hätte ich es wohl einmal mit DraftSight probiert. Er hat sich dann auch die Mühe gemacht, die fertigen Teile wie oben zu sehen zu rendern.

[barney]

DesignSpark habe ich mir genau aus diesem Grund auf die Festplatte geladen.

Ich dachte schon du hättest FreeCAD überreden können, einen geschlossenen Work Flow hinzulegen. Das Programm habe ich vor drei Wochen gelöscht. Wenn nur alle Programme wie KiCAD wären.....

[barney]

Schade daß Sonni vor zwei Jahren nicht seinen Motor öffentlich gemacht hat. War eine überzeugende Konstruktion. Die will ich nach einer Wicklungsreparatur endlich mal anbauen.

[Dude]

DesignSpark habe ich mir genau aus diesem Grund auf die Festplatte geladen.

Ich dachte schon du hättest FreeCAD überreden können, einen geschlossenen Work Flow hinzulegen. Das Programm habe ich vor drei Wochen gelöscht. Wenn nur alle Programme wie KiCAD wären.....

Kann man mit DesignSpark aus den 3D Modellen auch die 2D Zeichnungen mit Bemaßung erstellen?

[nicolas]

Wo sind denn die Zeichnungen, interessierte mich auch total? bin ich blind? :skep:

[evilboarder]

Wo sind denn die Zeichnungen, interessierte mich auch total? bin ich blind? :skep:

 

ich sehe auch im ganzen thread keine bilder. dachte schon es liegt an mir.

[barney]

ich sehe auch im ganzen thread keine bilder. dachte schon es liegt an mir.

Dann habe ich Visionen...

[Dude]

Ich an Eurer Stelle hätte gesagt der Typ (also ich) spinnt

Ich seh alles ... hab die Bilder aus meinem Album, das ich hier angelegt habe verwendet. Ich schau mal, vllt. muss ich noch irgendwelche Rechte setzen.

[Dude]

Und nu? :skep:

[evilboarder]

Und nu? :skep:

 

funzt. woran lags? :confused5:

[Dude]

Album war privat, hab die Checkbox nicht beachtet.

[DevilSTC]

Schöner Ansatz für ein Hub nur etwas breit vom Aufbau weiter so! Ich hoffe meine Motoren kommen bald dann mach ich mich auch an das Thema ran!

 

Lg Stefan

[Dude]

Spurbreite ist gleich wie ohne Motor - wenn mal will kann man daher auch nur mit einem Motor fahren.

Der Motor steht in der Tat etwas weit aus dem Rad nach innen aus - stört mich aus ästhetischen Gesichtspunkten auch. Leider haben die kürzeren 50'er Motoren gleich sehr hohe KV Werte und ich könnte nur mit geringen Maximalspannungen/hohen Strömen und damit auch hohen Verlusten fahren. Dann wird mir der VESC möglicherweise zu schnell warm. Daher bin ich in der Auslegung primär auf niedrige KV Motoren gegangen, die holen Ihre Leistung aus dem Moment und nicht (nur) der hohen Drehzahl - sind aber eben länger.

[DevilSTC]

Bei wie viel kV bist du denn wenn man fragen darf? Ach so ich hatte nicht gelesen das du die Achse abdrehst deswegen bin ich davon ausgegangen das du breiter wirst! Aber so bist natürlich flexibel!

 

Gruß Stefan

[Dude]

Bei wie viel kV bist du denn wenn man fragen darf? Ach so ich hatte nicht gelesen das du die Achse abdrehst deswegen bin ich davon ausgegangen das du breiter wirst! Aber so bist natürlich flexibel!

 

Zitat aus meinem Eröffnungspost:

Kriterien für die Motorwahl waren einfach: möglichst kleine KV-Werte damit der VESC nicht zu einer Heizplatte wird und ich nicht mit Lichtgeschwindigkeit über den Asphalt fege (Spannung hoch, Strom runter). Daher fiel die Wahl auf einen APS6374 mit 130KV. Konstruktiv und aus ästhetischen Gründen hätte mir ein 50mm BLDC besser gefallen, die haben bei vernünftigen Leistungen aber zu hohe KV. Wenn ich mit einer Y-Verschaltung der Wicklungen die 130KV des APS6374 um das 1,7-fache reduziere, hab ich bei 8s immer noch eine Maximalgeschwindigkeit (verlustlos, rein kinematisch gerechnet) von 39 km/h bei 90er Wheels.