Erste Überlegungen zur Konstruktion

1694 Tage zuvor

Die Konstruktion erfolgt in Autodesk Inventor. Aus Platzgründen kann ich das Getriebe nicht so konstruieren, wie es im Maschinenbau üblich ist.
Die meisten Zahnräder werden Stirnräder sein. Somit treten keine axialen Kräfte auf.
An diesen Stellen werde ich auf entsprechende
Lager verzichten und Kunstoffscheiben einsetzen.
Es werden also nur Radiallager eingesetzt. Das Modul der Zahnräder wähle ich so groß es mir möglich ist.
Hierbei muss beachtet werden, dass ich keine CNC-Fräsmaschine besitze. Daher müssen die Lagersitze gebohrt, oder, wenn möglich, gerieben werden.
Zu den Motoren kann ich bereits sagen, dass es Outrunner werden. Sie entwickeln bei gleicher Baugröße wie ein Inrunner, ein größeres Drehmoment.
Außerdem werde ich Motoren der Firma Robbe einsetzen, da ich diese bereits erfolgreich an anderen Stellen verwende.
Das Gehäuse wird aus 8mm S235 gefertigt. Hierbei habe ich die Möglichkeit, die Platten mit einer Laserschneidanlage zu fertigen.
Als nächstes werde ich über die Berechnung der Zahnräder schreiben.

Andreas Wagner

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Konstruktion und Fertigung eines Überlagerungsgetriebes

1697 Tage zuvor

Die Welt ist im Wandel und meine Ansprüche tun es Ihr gleich. Einige Dinge stören mich an dem Modell und ich kann eine gewisse Unzufriedenheit nicht länger unterdrücken.
Die maximal erreichbare Geschwindigkeit ist mir zu gering und auch die Antriebsritzel sind nicht da wo sie sein sollten. Eine Position weiter hinten im Heck hätte durchaus gewisse Vorteile.
Schnell ist klar, dass sich meine Wünsche nicht auf die bisherige Art lösen lassen. Dafür gibt es mehrere Gründe.
Ein Motor in Verbindung mit Getriebe ist schnell und schwach bis hin zu langsam und stark. Ganz wie die Energie gewandelt wird. Will man das besser ausnutzen, ohne den Motor zu verändern, so kommt man um ein Schaltgetriebe nicht herum. Jedoch würde es sich als äußerst problematisch erweisen, die beiden Motoren synchron zu schalten.
Bedingt durch die Baugröße der momentanen Motoren, kann ich auch die Ritzel nicht weiter nach hinten versetzen.
Nun könnte man folgende Überlegung anstellen. Man zerteile die Bewegung des Panzers in zwei Bereiche. Geradeausfahrt und Kurvenfahrt.
Letzteres benötigt wesentlich mehr Kraft und somit auch einen stärkeren Motor oder eine andere Übersetzung im Getriebe.
Nur wie lässt sich das mechanisch umsetzen? Wie mischt man zwei unabhängige Drehbewegungen?
Die Lösung ist ein Überlagerungsgetriebe.
Vom Prinzip her ist es ein Planetengetriebe mit zwei Eingängen und einem Ausgang.
In meinem Fall werden das Sonnenrad und das Hohlrad die Eingänge sein und erzeugen über den Korpus mit den Planetenrädern den Abtrieb.
Die Hohlräder benötigen ein zueinander invertiertes Drehmoment. Daher wird vor den Hohlrädern ein Kegelradgetriebe zum teilen und invertieren des Drehmomentes gesetzt. Der Abtrieb an den Planetenrädern könnte über ein Stirnradgetriebe möglichst weit nach hinten ins Heck gesetzt werden. Möglich wären hier auch Kegelräder, aber die Lagerstellen für Stirnräder sind hier fertigungsfreundlicher.
Soviel zu den ersten Überlegungen. Nun muss das Ganze ausgearbeitet werden.

Andreas Wagner

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Fertigstellung der Wanne und Komponenten

2523 Tage zuvor

Nachdem die noch fehlenden Teile gefertigt wurden, steht nun die Fertigstellung und Inbetriebnahme an. Seit dem letzten Artikel fehlen nun nur noch der Kettenschutz und die Steuerung. Die Verkabelung ist kaum der Rede wert, da sie lediglich das anschließen der beiden Motoren und Akkus umfasst.
Der Kettenschutz wurde wie auch der Rest der Wanne aus Edelstahl gefertigt. Die Montagepunkte sind die bereits bestehenden Löcher für die Kettenstützrollen in der Seitenwand.

Probleme gab es jedoch mit dem Kettenspanner. Da die Rollen zueinander versetzt sind musste ich die Welle, die zum Spannen der Kette verwendet wird, trennen und axial versetzen.
Die für mich einfachste Möglichkeit sind zwei versetzt zueinander verschweißte Muttern. Die Wellenenden bekamen ein M10 Außengewinde, welches etwa so lang wie die Mutter ist. Nun werden die Wellen einfach in die Mutter geschraubt und mit Schraubensicherungskleber fixiert. Nun kann ich die Rollen mit dem bereits aus dem „alten“ Panzer stammenden Kettenspanner spannen.
Die Akkus liegen auf einer PS-Platte und sind mit Schrauben gegen verschieben gesichert. Zur Befestigung des Gehäuses sind zwei Schrauben im vorderen Bereich und zwei Winkel, welche am Heck befestigt sind, vorgesehen.
Dadurch wird das Gehäuse vorne geschraubt und hinten liegt es auf den Winkeln.
Nun noch einige Bilder:

Andreas Wagner

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Montage der Rollen und Ketten

2532 Tage zuvor

Montage der Rollen und Kette

Lange musste ich warten und als sich die Gelegenheit ergab zögerte ich nicht lange.
Die langersehnten Laufrollen sind fertig. Zunächst wollte ich diese konventionell fertigen, dies wäre jedoch viel zu aufwendig. Daher habe ich mich für die Fertigung an einer CNC-Maschine entschieden. Das Ergebnis kann sich sehen lassen.

Die Montage erwies sich als unproblematisch. Die Achsbolzen wurden mit Senkschrauben an den Schwingen befestigt. Die Laufrollen sind Kugelgelagert und werden einfach auf die Achsbolzen geschoben. Zur Sicherung gegen axiales Verschieben habe ich Schrauben mit Halbrundkopf verwendet. Alle Schrauben wurden mit Schraubensicherungsklebstoff gegen losdrehen gesichert.

Ich habe den Kettenspanner des Vorgängermodells verwendet, dieser passt direkt in das neue Modell.

Die Motoren sind ebenfalls mit Halbrundkopfschrauben befestigt um möglichst mit der Außenwand abzuschließen. Insgesamt ist der Panzer breiter geworden aber die Ketten sind etwas näher an der Wanne positioniert. Dies gewährt eine bessere Passgenauigkeit des Deckels und ein möglichst großes Volumen im Panzerinneren.

Die Ritzel sind auf dem Foto nur auf die Motorwelle gesteckt, zurzeit noch ohne Scheibenfeder, in der Endmontage wird stirnseitig auf das Ritzel ein Endstück montiert.

Andreas Wagner

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Ansteuern von Servos

2549 Tage zuvor

Servos aus dem Modellbau werden mit einem modulierten Signal angesteuert. Um einen Motor ganz simpel ansteuern zu können, genügt es ihn mit Strom zu versorgen, die Spannung bestimmt dabei wie schnell er sich drehen soll.
Nun kann man sich vorstellen dass es hinsichtlich der Laufzeit nicht besonders förderlich ist, wenn der Motor z.B. bei 50% Auslastung laufen soll, die anderen 50% des Stroms in einem Widerstand zu verheizen.

Also gibt es seit längerer Zeit ein Verfahren in dem an den Motor immer 100% der Spannung übertragen werden, jedoch nur für kurze Zeit und das dann in kurzen Intervallen hintereinander.
Durch die Trägheit der Mechanik kann man sich das wie folgt vorstellen:

Langsame Anlaufphase eines Motors

Das modulierte Signal kennt nur zwei Zustände. Strom oder keinen Strom. 1 oder 0.
Die blauen Linien stellen das modulierte Signal da, es erzeugt einen langsamen Anlauf
eines Motors (schwarze Linie). Zu Beginn ist die Pulsdauer nur sehr kurz, es reicht um den Motor quasi anzustupsen, später im Verlauf wird der Impuls dann länger, der Motor hat Zeit eine höhere Drehzahl aufzubauen ehe das Signal wieder abfällt.
Ein solches Signal kann man mit einem Timer erzeugen. Das ist vergleichbar mit einer Aktion, welche ständig in einem bestimmten Abstand wiederholt wird.
Aber wie funktioniert das nun genau?
Servos können ja eine bestimmte Position anfahren und diese Positionsinfo muss ja schließlich auch übermittelt werden. Dies wird über die Länge des Pulses realisiert. Der Ablauf ist wie folgt:
Ein Puls wird gesendet. Dieser ist zwischen 1 und 2ms lang. 1 bedeutet linke Endlage, 2 rechte Endlage. Dieses Signal wird bei analogen Servos alle 20ms wiederholt.
Das war es auch schon. Im nächsten Artikel schreibe ich dann über das auswerten eines Signals welches vom Empfänger einer Fernbedienung kommt.

Andreas Wagner

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