Spiralen

Skizze >Freih...> Spiralen

Mit dieser Funktion erzeugen Sie individuelle zylindrische oder kegelförmige Spiralen (Helix). Die Funktion ist nur für 3D-Skizzen verfügbar.

Nach dem Aufruf der Funktion wird das folgende Dialogfenster angezeigt:

 

Hinweis:

Die Erzeugung von spiralförmigen Kurven als Polygonzug oder Korbbogenzug kann durch nachträgliche Bearbeitung mit der Funktion Linie ersetzen erreicht werden.

 

Die Themen:

Die Grundparameter

Spiralenachse und Startpunkt

Nach dem Aufruf der Funktion ist das Feld Achse wählen aktiv. Bestimmen Sie nun die Mittelachse, um die sich die Spirale windet, wahlweise durch

Zusätzlich haben Sie die Möglichkeit, mit der rechten Maustaste ein Kontextmenü mit weiteren Optionen zur Bestimmung der Richtung zu aktivieren.

Ursprung

Der Anfangspunkt der Achse wird in den Ursprung des aktiven Koordinatensystems gelegt.

X-Achse

Als Spiralenachse wird die X-Achse des aktiven Koordinatensystems gewählt.

Y-Achse

Als Spiralenachse wird die Y-Achse des aktiven Koordinatensystems gewählt.

Z-Achse

Als Spiralenachse wird die Z-Achse des aktiven Koordinatensystems gewählt.

Eingabeschritt zurück

Springt - falls möglich - um einen Eingabeschritt zurück

Abbrechen

Beendet die Funktion ohne die Spirale zu erzeugen

Um die Achse zu ändern, klicken Sie auf das Symbol und wählen dann die neue Achse wie oben beschrieben. Haben Sie die Spiralenachse gewählt, dann wird im Dialogfenster der Text Spiralenachse angezeigt. In der Konstruktion werden sowohl die Achse als auch eine Vorschau der Spiralen auf Basis der aktuellen Parameter dynamisch visualisiert.

Nach der Bestimmung der Spiralenachse fordert HiCAD die Bestimmung des Startpunktes der Spiralen an. Ist ein Startpunkt bestimmt, dann wird auch dieser in der Konstruktion visualisiert und im Dialogfenster wird der Text Anfangspunkt der Spirale angezeigt. Korrigieren lässt sich der Startpunkt nach einem Klick auf das Symbol .

 

Durchmesser, Windungsrichtung und Anfangswinkel

Durchmesser

Der Durchmesser kann entweder manuell durch eine Werteingabe oder automatisch bestimmt werden. Bestimmt wird hier der Durchmesser eines Kreises, der seinen Mittelpunkt auf der Spiralenachse hat.

Bei der automatischen Bestimmung ist der Radius dieses Kreises der Abstand des Startpunktes von der Spiralenachse. Das Feld Durchmesser wird dann nicht ausgewertet.

Windungsrichtung

Spiralen können wahlweise links- oder rechtsgängig verlaufen. Dazu klicken das gewünschte Symbol an.

rechtsgängig (Default)

linksgängig

Anfangswinkel

Durch Angabe eines Anfangswinkels die Spirale zusätzlich um diesen Winkel gedreht werden.

 

(1) linksgängig, (2) linksgängig mit Anfangswinkel, (3) rechtsgängig - Der rote Punkt ist jeweils der Startpunkt.

 

Parameter für den Kurvenverlauf

Der Verlauf der Spiralen wird über drei Parameter bestimmt, von denen zwei beliebig vorgegeben werden können und der dritte Parameter dann aus diesen beiden automatisch bestimmt wird. Welche der drei Parameter automatisch berechnet werden soll, lässt sich durch einen Klick auf das Pfeilsymbol neben dem jeweiligen Parameter festlegen. Das Symbol bedeutet, der Parameter wird aus den anderen beiden Parametern automatisch ermittelt. In diesem Fall ist das entsprechende Eingabefeld gelb markiert und gesperrt.

Höhe

Gesamthöhe der Spirale

Anstelle eine Eingabe können Sie hier auch die Checkbox Achslänge aktivieren. In diesem Fall wird die Länge der Spiralenachse als Höhe verwendet. Das Eingabefeld Höhe ist dann gesperrt.

Wird bei der Bestimmung der Spiralachse eine ebene Zylinder-Mantelfläche oder eine Achse des Koordinatensystems gewählt, dann lässt sich keine sinnvolle Achslänge zuordnen. In diesen Fällen ist die Checkbox Achslänge daher ausgegraut.

Windungszahl/-winkel

Anzahl der Windungen oder Angabe des Windungswinkels. Die Umschaltung erfolgt durch einen Klick auf das Symbol  bzw. .

Ist das Symbol sichtbar, dann ist der Modus Windungszahl aktiv. Geben Sie dann die Anzahl der gewünschten Windungen an. Der Windungswinkel wird automatisch berechnet.

Ist das Symbol sichtbar, dann ist der Modus Windungswinkel aktiv. Geben Sie dann den gewünschten Windungswinkel an. Die Anzahl der Windungen wird automatisch berechnet.

Ganghöhe

Höhenunterschied, den eine Windung benötigt

 

Beispiel einer Spirale, (1) Höhe, (2) Ganghöhe, (3) Anzahl der Windungen

 

Beachten Sie:
Beim Umschalten des Berechnungsmodus (z. B. von Höhe automatisch auf Windungen automatisch) wird der neu einzugebende Wert (also z. B. Höhe) aus dem bislang dort berechneten Wert initialisiert, so dass sich der Kurvenverlauf nicht ändert. Wenn Sie allerdings mit Formeln für die Parameter arbeiten, sollten Sie zunächst den Modus wählen, da ein Hin- und Herschalten des Modus zum Verlust der zugrundeliegenden Formeln führen kann.

 

Erweiterte Einstellungen

Mit einem Klick auf das Symbol lassen sich die erweiterten Einstellungen aufklappen (Default: zugeklappt). Hier haben Sie die Möglichkeit, durch Aktivierung der Checkbox Erweiterte Einstellungen weitere Parameter festzulegen. Beispielsweise können Sie zwischen zylindrischer und kegelförmiger Spiralenform wählen und einen unterschiedlichen Verlauf der Spirale am Anfang und Ende festlegen.

Form

Hier können Sie zwischen

zylindrischer Form der Spirale mit konstantem Durchmesser (Default) und

kegelförmiger Spirale

wählen.

Wird die Kegelform gewählt, dann beschreibt der unter den Grundparametern zu findende Durchmesser nur noch den Anfangsdurchmesser der Spirale und der Enddurchmesser kann hier separat bestimmt werden..

Enden

Hier haben Sie die Möglichkeit, den Verlauf der Spirale am Anfang und Ende zu modifizieren - im Wesentlichen durch die Anpassung der Ganghöhe. Dabei kann der Verlauf am Anfang und Ende unterschiedlich gestaltet werden.

 

Beide gleich
Ist diese Checkbox aktiv, dann werden Anfang und Ende der Spirale identisch modifiziert über die nachfolgend aufgeführten Optionen. Ist die Checkbox inaktiv, dann stehen diese Optionen getrennt für den Anfang und das Ende der Spirale zur Verfügung.

Höhe / Windungen
Die Größe des zu modifizierenden Bereichs kann wahlweise über seine Höhe oder die Anzahl der betroffenen Windungen bestimmt werden. Der sich daraus jeweils ergebende Wert für den anderen Parameter wird zur Kontrolle mit angezeigt.

Modus
Folgende Modi stehen zur Verfügung:

  • Abflachendes Ende
    Die Ganghöhe wird im ausgewählten Bereich linear auf 0 reduziert.
  • Variable Ganghöhe
    Die Ganghöhe wird im ausgewählten Bereich linear auf einen vorzugebenden Wert angepasst.
  • Konstante Erweiterung
    Die Spirale wird um ein Segment mit konstanter Ganghöhe verlängert

Segment innerhalb der Grundspirale / Überstand (nur für die Modi Abflachend und Variabel)
Hier kann durch Anklicken des entsprechenden Symbols

Segment innerhalb der Grundspirale

Überstand

bestimmt werden, ob das modifizierte Endsegment zusätzlich als Überstand der über die Grundparameter beschriebenen Spirale erzeugt werden soll oder ob eben diese Spirale in ihrer Gesamtgröße bestehen bleiben und modifiziert werden soll. In letzterem Fall beschreibt die Ganghöhe (aus den Grundparametern) keine konstante Ganghöhe mehr sondern die durchschnittliche Ganghöhe über die Spirale.

Die folgende Abbildung zeigt eine kegelförmige Spirale mit unterschiedlichen Modifikationen am Anfang und Ende.

(1) ohne Einstellungen für Anfang /Ende, (2) Anfang: Modus variabel, innerhalb, Ende: Modus variabel, Überstand, (3) Anfang: Modus konstant, Ende: Modus abflachend, innerhalb, (4) Anfang + Ende gleich, Modus: konstant

 

Mit Übernehmen wird die Spirale - wie in der Vorschau dargestellt - erzeugt. Ist diese aufgrund der Eingaben nicht möglich, wird dies durch das Symbol am OK-Button angezeigt. Korrigieren Sie dann Ihre Eingaben.

Nach der Übernahme einer Spirale bleibt das Dialogfenster geöffnet, so dass Sie direkt weitere Spiralen erzeugen können. Diese werden der aktiven 3D-Skizze zugeordnet,

Mit OK wird die Spirale ebenfalls erzeugt, allerdings wird danach das Dialogfenster geschlossen. Mit Abbrechen wird die Funktion abgebrochen. Noch nicht übernommene Spiralen gehen dabei verloren.

 

Spirale als Leitlinie für den Kantenzugsweep

Spiralen lassen sich auch als Leitlinien für die Funktion Kantenzugsweep verwenden. Dies ist auch möglich, wenn weitere Skizzenelemente am Anfang oder Ende der Spiralen angefügt wurden. In diesem Fall müssen diese Elemente aber mit einer Gleichlagen-Bedingung mit dem Anfang/Ende der Spiralen verbunden sein!

 

Beispiel 1:

Die folgende Abbildung zeigt Spiralen, die in der Funktion Kantenzugsweep als Leitlinie für die Verlegung eines Kreisquerschnittes bzw. einer rechteckigen Skizze verwendet wurden.

 

Beispiel 2:

In diesem Beispiel ist eine Spirale um einen Zylinder "gewickelt" und dann als Leitlinie für die Verlegung eines Kreisquerschnittes verwendet worden. Anschließend ist der dabei entstehende Körper vom Zylinder subtrahiert worden.

 

Beispiel 3:

In diesem Beispiel sind an einer Spirale sowohl am Anfang als auch am Ende weitere Kanten angefügt worden. Der Anfangspunkt der Kanten liegt im Anfangs- bzw. Endpunkt der Spiralen. Hier wurde jeweils eine Gleichlagenbedingung zugeordnet. Anschließend ist an dieser "erweiterten Spirale" mit der Funktion Kantenzugsweep ein kreisförmiger Querschnitt verlegt worden.

 

Bearbeitung und Wiederverwendung von Spiralen

Spiralen werden bei der Erzeugung automatisch parametrisiert, d. h. es wird ein entsprechendes HCM-Modell erzeugt. Über dieses HCM-Modell lassen sich Spiralen nachträglich ändern. Wird die Spirale als 3D-Teil (KRA) gespeichert, dann wird auch das HCM-Modell mit gespeichert. Das heißt, einmal erzeugte Spiralen lassen sich in beliebigen Konstruktionen wiederverwenden und individuell anpassen.

Im ICN wird die 3D-Skizze durch das Symbol gekennzeichnet.

Das zugehörige HCM-Modell wird im Andockfenster HCM angezeigt.

 

Zu jeder Spirale gehören grundsätzlich folgende Einträge:

 

Bei Spiralen mit unterschiedlichem Verlauf am Anfang und/oder Ende enthält das HCM-Modell zusätzliche Einträge:

Wird ein HCM-Eintrag mit dem Cursor ausgewählt, dann wird das zugehörige Element in der Konstruktion farbig hervorgehoben (Sonderfarbe Markierung 1).

 

Ein Beispiel:

Für die abgebildete Spirale ist ein unterschiedlicher Verlauf am Anfang und Ende gewählt worden.

Betrachtet man das zugehörige HCM-Modell, dann besteht die Spirale quasi aus drei Segmenten, nämlich einem Anfangs-, Mittel- und Endsegment. Für jedes dieser Segmente existiert ein HCM-Eintrag Spirale:3D-Skizze.

Darüber hinaus existiert für die Anfangspunkte der Segmente, den Endpunkt des Endsegmentes sowie den Anfangs- und Endpunkt der Spiralenachse jeweils ein Eintrag Punkt:3D-Skizze. Für die Spiralenachse selbst steht der Eintrag Spiralenachse. Für die Spiralenachse Für das Anfangs- und Endsegment existiert jeweils ein HCM-Eintrag Punkt:3D-Skizze für das Ende des Anfangssegmentes und den Anfang des Endsegmentes.

Zugehöriges HCM-Modell (die Reihenfolge der Einträge kann variieren)

 

Um eine Spirale nachträglich zu ändern, verwenden Sie die Funktion Parameter ändern des HCM-Kontextmenüs. Um das Menü zu aktivieren, klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den Eintrag Spirale.

Nach dem Aufruf der Funktion Parameter ändern wird das Dialogfenster Spirale mit den Parametern der gewählten Spirale angezeigt. Ändern Sie die Daten und verlassen Sie das Fenster mit OK.

Alle Werteingabefelder des Dialogfensters Spirale können auch Variablen verarbeiten. Werden die den Variablen zugeordneten Werte mit

geändert, dann wird das HCM-Modell und damit die Spirale im Rahmen der HCM-Neuberechnung automatisch angepasst.

 

Hinweis:

Parametrisierte Spiralen lassen sich mit den HiCAD Bearbeitungsfunktionen nicht verändern. Wird dies versucht, dann erscheint folgende Meldung:

Beachten Sie aber, dass das HCM-Modell der Spirale nach der Umwandlung in eine Freiformlinie verloren geht!

Feature-Einstellung "Fremdbezüge in Bearbeitungen"

Auch für Spiralen wird die Feature-Einstellung Fremdbezüge in Bearbeitungen ausgewertet. Anhand dieser Einstellung wird das Verhalten bzgl. externer Bezüge konsequent ausgerichtet.

Ein Beispiel:

Die aktuelle Konstruktion enthält einen Quader. Nun wird eine Spirale erzeugt, für deren Achse eine Kante des Quaders oder zwei Quaderpunkte (z. B. Anfangs-, End- oder Mittelpunkte einer Quaderkante) gewählt werden. Auch als Startpunkt der Spirale wird ein Quaderpunkt verwendet. Das heißt, sowohl die Spiralenachse als auch der Startpunkt beziehen sich auf den Quader, haben also Fremdbezüge.

(1) und (2) Anfangs- und Endpunkt der Spiralenachse, (3) Startpunkt

 

Die Feature-Einstellung Fremdbezüge in Bearbeitungen für die Spirale bestimmt, wie sich die Spirale verhält, wenn die Spirale selbst oder der Quader verschoben wird.

Um diese Einstellung für die Spirale festzulegen, klicken Sie mit der rechten Maustaste in das (leere) Feature-Protokoll der Spiralen und wählen im Menü die Funktion Fremdbezüge in Bearbeitungen.... Anschließend wählen Sie die gewünschte Option. Die ISD-seitige Voreinstellung ist Nicht verwenden.

 

Wird die Option Verwenden gewählt und dann der Quader verschoben, dann werden sowohl beim Ändern der Spirale mit der Funktion Parameter ändern des HCM-Kontextmenüs als auch beim Aktualisieren des HCM-Modells mit der Funktion 3D-Standard > HCM > Tools die Bezüge zum Quader berücksichtigt.

Wird beispielsweise mit der Funktion Parameter ändern die Anzahl der Windungen geändert, dann liegt die Spiralenachse anschließend wieder auf der beim Erzeugen der Spirale gewählten Quaderkante und der Anfangspunkt im Mittelpunkt der Quaderkante.

 

Wird dagegen die Option Nicht verwenden gewählt, dann werden die Bezüge zum Quader beim Ändern/Aktualisieren der Spirale nicht berücksichtigt.

 

Ein anderes Beispiel wäre eine an einem Zylinder ausgerichtete Spirale mit dem Achsenanfang im Zentrum der Grundfläche, dem Endpunkt im Zentrum der Deckfläche und dem Startpunkt in einem Quadrantenpunkt der Grundfläche.

3D-Skizze (3D) • Skizzenfunktionen (3D)